[发明专利]一种黄蒿纤维增强混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种黄蒿纤维增强混凝土及其制备方法。本发明的黄蒿纤维增强混凝土，它由黄蒿纤维加入到混凝土中混合制成，其中，黄蒿纤维加入到混凝土中的掺入率为0.8‑3.2kg/m³；所述黄蒿纤维外形为长度20mm～30mm的长圆筒形，经过化学方法处理而成。本发明利用价格低、来源广、环境友好，以及在建筑节能方面有优势、应用前景较为可观的黄蒿纤维，其抗拉性能好，便于对混凝土进行补强。相对于现有技术，不仅高效低价地提升了混凝土的抗拉能力，即受拉区黄蒿纤维增强混凝土可以承担部分拉力，而且抑制了因混凝土收缩应力、温度应力和徐变等因素产生的裂缝发展，使得混凝土的抗裂性有所提高；而且在一定程度上可减少配筋量，节省工程成本。

技术领域

本发明属于混凝土复合材料技术领域，具体涉及一种黄蒿纤维增强混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土抗压强度高，而抗拉能力与抗裂能力较弱，性质较脆，利用抗拉性能好的纤维材料对其进行抗拉补强是一种顺理成章的构想，钢筋混凝土、钢纤维混凝土、碳纤维混凝土、合成纤维混凝土都是在这一种思想下的创造，但钢、碳等材料均为不可再生资源，其掺入混凝土中不但提高了材料成本，而且相对而言不够环保；近期植物纤维混凝土材料发展得如火如荼，然而现阶段相关的试验研究较少，尤其黄蒿纤维增强混凝土是一个全新的概念。

纤维混凝土相关理论的建立源于1963年美国Romualdi J P等首次提出了“纤维的阻裂机理”；之后Swamy R N等又发表“复合材料机理”解释了纤维增强混凝土的原理并推定相应材料的抗拉等强度；Liao K等则研究了单向连续纤维增强脆性基质复合材料，同时建立了拉伸断裂强度模型；Nataraja M C等提出纤维增强参数的概念，并通过试验建立了钢纤维混凝土弹塑性本构；祝明桥等探索了超短异性钢纤维混凝土的掺入对混凝土的抗压、抗剪和劈拉强度的提高。Sumathi A等研究了高强度钢纤维增强混凝土的延展性，能量吸收能力和刚度退化等性能。佟钰等利用试验得出短切碳纤维的加入可使混凝土的抗折强度和劈拉强度增长明显，抗压强度增幅较小。Ayesha S的研究则证实了玻璃纤维复合材料的加入可在一定程度上恢复受损和腐蚀后的混凝土梁的强度，并使加固后的构件表现出良好的耐久性和绝缘性能。包建强等进行了聚丙烯纤维增强混凝土的力学性能的研究，得出混凝土中掺入一定量聚丙烯纤维可以显著提高其抗拉强度。美国与加拿大在工程中广泛应用低掺率的合成纤维混凝土，一般在混凝土总量中合成纤维占7％左右，钢纤维占3％左右。

发明内容

本发明的第一个目的在于针对现有纤维混凝土中，钢、碳等材料均为不可再生资源，其掺入混凝土中不但提高了材料成本，而且相对不够环保的问题，而提供一种原材料来源广泛、价格低、环境友好的黄蒿纤维增强混凝土。

本发明的黄蒿纤维增强混凝土，它由黄蒿纤维加入到混凝土中混合制成，其中，黄蒿纤维加入到混凝土中的掺入率为0.8-3.2kg/m³；所述黄蒿纤维外形为长度20mm～30mm的长圆筒形，经过化学方法处理而成。

具体的，所述混凝土等级为C20，混凝土基体材料包括P.S 32.5的矿渣硅酸盐水泥、粒径级配为5～20mm的碎石、细度模数为2.7的中砂、水；混凝土中基体材料配比为：矿渣硅酸盐水泥:中砂:碎石:水为1:0.922:2.765:0.508。

本发明黄蒿纤维增强混凝土利用价格低、来源广、环境友好，以及在建筑节能方面有优势、应用前景较为可观的黄蒿纤维，其抗拉性能好，便于对混凝土进行补强。相对于现有技术，不仅高效低价地提升了混凝土的抗拉能力，即受拉区黄蒿纤维增强混凝土可以承担部分拉力，而且抑制了因混凝土收缩应力、温度应力和徐变等因素产生的裂缝发展，使得混凝土的抗裂性有所提高；而且在一定程度上可减少配筋量，节省工程成本。

本发明的第二个目的在于提供上述黄蒿纤维增强混凝土的制备方法，它包括如下顺序的步骤：