專利名稱:一種水葫蘆纖維輕質混凝土的制作方法
技術領域:
本發(fā)明屬土木工程材料技術領域,具體涉及一種新型水葫蘆纖維輕質混凝土材料。
背景技術:
水葫蘆原產(chǎn)于南美,1901年作為花卉引入中國,30年代作為畜禽飼料引入中國內(nèi)地各省。但是由于其繁殖迅速,在華北、華東、華中、華南和西南等地迅速蔓延,成為我國淡水水體中主要的外來入侵物種之一。大面積的水葫蘆會阻礙航道,影響航運和排泄,限制水體流動,破壞河流生態(tài)環(huán)境,從而帶來嚴重的生態(tài)、經(jīng)濟和社會危害。目前,我國每年因水葫蘆造成的經(jīng)濟損失接近500億元,全球則高達數(shù)千億美元。輕質混凝土具有良好的保溫、隔熱、輕質和抗沖擊性能,可用于許多建筑結構方面,如建筑保溫、路面回填、海洋漂浮結構等領域。但是輕質混凝土有兩大弱點,其一,輕骨料表觀密度小,在混凝土攪拌過程中易產(chǎn)生離析,其二,輕質混凝土抗拉強度較低,容易引起裂縫破壞。這兩大弱點嚴重制約了輕質混凝土技術的應用和推廣。在混凝土材料中引入纖維制成纖維混凝土材料是改善混凝土拌合物和易性,抑制混凝土裂縫,提高混凝土抗拉強度等性能的有效措施之一。目前工程上常用的纖維為聚丙烯纖維,但是聚丙烯纖維具有憎水性,與混凝土基體粘結較弱,容易結團,分散不均勻,且價格較貴,大大增加了工程成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于,提供一種兼有輕質混凝土和纖維混凝土優(yōu)點的水葫蘆短纖維輕質混凝土材料,其成本低廉,可變廢為寶,保護了生態(tài)環(huán)境。本發(fā)明采用的技術方案如下
一種水葫蘆纖維輕質混凝土材料,包括輕質混凝土和水葫蘆纖維,其特征在于,其中水葫蘆纖維為1. 0 9. Okg/m3。所述的輕質混凝土的配方為水泥350 500kg/m3,砂150 800kg/m3,石50 900kg/m3,發(fā)泡聚苯乙烯顆粒6_20kg/m3或者為陶粒400-800 kg/m3。所述的發(fā)泡聚苯乙烯顆粒的最大粒徑為6mm ;陶粒的最大粒徑為10mm。所述的水葫蘆纖維是指由水葫蘆植物加工而成的水葫蘆短纖維,長度為3_20mm, 長徑比為10 200。所述的輕質混凝土的水灰比為0. 45 0. 70。所述的水泥是指強度等級為42. 5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。所述的砂是指細度模數(shù)為2. 3 3. 0的河砂。所述的石是指最大粒徑為IOmm的碎石。本發(fā)明涉及的水葫蘆纖維輕質混凝土的制備方法,按以下步驟進行步驟一,將打撈出的水葫蘆晾干,脫水,使其處于干燥狀態(tài)。步驟二,將水葫蘆破碎成短纖維,所述的水葫蘆纖維是指由水葫蘆植物加工而成的水葫蘆短纖維,長度為3-20mm,長徑比為10 200。步驟三,按上述比例稱取水泥、砂、石、發(fā)泡聚苯乙烯顆粒或陶粒、水葫蘆纖維、水, 攪拌均勻;攪拌過程可分三個階段進行,第一階段取水泥、砂、石和水進行攪拌,得到普通混凝土 ;第二階段加入發(fā)泡聚苯乙烯顆?;蛘咛樟:?,再攪拌均勻,得到輕質混凝土 ;第三階段加入水葫蘆纖維后再攪拌均勻,得到水葫蘆纖維輕質混凝土。本發(fā)明制備的水葫蘆纖維輕質混凝土,與普通輕質混凝土相比具有以下優(yōu)良性能混凝土拌合物和易性改善,劈裂抗拉強度及早期抗壓強度提高,導熱系數(shù)降低,保溫性能提高。所用水葫蘆纖維由水葫蘆制備而成,將水葫蘆當作一種資源而非威脅,變廢為寶, 節(jié)約了成本,提高了經(jīng)濟效益和社會效益。
具體實施例方式實施例1
一種水葫蘆纖維輕質混凝土的各組分配比為水泥450 kg/m3,水灰比0.45,砂690 kg/ m3,石490 kg/m3,發(fā)泡聚苯乙烯10 kg/m3,水葫蘆纖維1. 0 kg/m3。發(fā)泡聚苯乙烯的最大粒徑為6mm的發(fā)泡聚苯乙烯。步驟一,將打撈出的水葫蘆晾干,脫水,使其處于干燥狀態(tài)。步驟二,將水葫蘆破碎成短纖維,所述的水葫蘆纖維是指由水葫蘆植物加工而成的水葫蘆短纖維,長度為3-20mm,長徑比為10 200。步驟三,按上述比例稱取水泥、砂、石、發(fā)泡聚苯乙烯、水葫蘆纖維、水,攪拌均勻; 攪拌過程可分三個階段進行,第一階段取水泥、砂、石和水進行攪拌,得到普通混凝土 ;第二階段加入發(fā)泡聚苯乙烯顆粒后,再攪拌均勻,得到輕質混凝土;第三階段加入水葫蘆纖維后再攪拌均勻,得到水葫蘆纖維輕質混凝土。根據(jù)《輕骨料混凝土技術規(guī)程》JGJ51-2002、《普通混凝土力學性能試驗方法》 GB50081-2002、《絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關特性的測定防護熱板法》GBl(^94-88,本實施例制備的水葫蘆纖維輕質混凝土 3天抗壓強度與未摻纖維的輕質混凝土強度相比提高了 34% ;水葫蘆纖維輕質混凝土 7天劈裂抗拉強度與未摻纖維的輕質混凝土強度相比提高了 8% ;水葫蘆纖維輕質混凝土觀天劈裂抗拉強度與未摻纖維的輕質混凝土強度相比提高了 5% ;水葫蘆纖維輕質混凝土觀天拉壓比與未摻纖維的輕質混凝土強度相比提高了 4% ;水葫蘆纖維輕質混凝土導熱系數(shù),與未摻纖維的輕質混凝土導熱系數(shù)相比提高了 4%。實施例2
一種水葫蘆纖維輕質混凝土的各組分配比為水泥350 kg/m3,水灰比0. 70,砂150 kg/ m3,石50 kg/m3,陶粒670 kg/m3,水葫蘆纖維1. 0 kg/m3。陶粒的最大粒徑為10mm。步驟一,將打撈出的水葫蘆晾干,脫水,使其處于干燥狀態(tài)。步驟二,將水葫蘆破碎成短纖維,所述的水葫蘆纖維是指由水葫蘆植物加工而成的水葫蘆短纖維,長度為3-20mm,長徑比為10 200。步驟三,按上述比例稱取水泥、砂、石、陶粒、水葫蘆纖維、水,攪拌均勻;攪拌過程可分三個階段進行,第一階段取水泥、砂和水進行攪拌,得到普通混凝土 ;第二階段加入陶粒后,再攪拌均勻,得到輕質混凝土 ;第三階段加入水葫蘆纖維后再攪拌均勻,得到水葫蘆纖維輕質混凝土。根據(jù)《輕骨料混凝土技術規(guī)程》JGJ51-2002、《普通混凝土力學性能試驗方法》 GB50081-2002、《絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關特性的測定防護熱板法》GB10294-88,本實施例制備的水葫蘆纖維輕質混凝土 7天抗壓強度與未摻纖維的輕質混凝土強度相比提高了 3% ; 水葫蘆纖維輕質混凝土 7天劈裂抗拉強度與未摻纖維的輕質混凝土強度相比提高了 3% ;水葫蘆纖維輕質混凝土觀天劈裂抗拉強度與未摻纖維的輕質混凝土強度相比提高了 7% ;水葫蘆纖維輕質混凝土觀天拉壓比與未摻纖維的輕質混凝土強度相比提高了 10% ;水葫蘆纖維輕質混凝土導熱系數(shù),與未摻纖維的輕質混凝土導熱系數(shù)相比提高了 5%。實施例3
一種水葫蘆纖維輕質混凝土的各組分配比為水泥400 kg/m3,水灰比0.45,砂620 kg/ m3,石800 kg/m3,發(fā)泡聚苯乙烯顆粒7 kg/m3,水葫蘆纖維4. 0 kg/m3。發(fā)泡聚苯乙烯的最大粒徑為6mm。步驟一,將打撈出的水葫蘆晾干,脫水,使其處于干燥狀態(tài)。步驟二,將水葫蘆破碎成短纖維,所述的水葫蘆纖維是指由水葫蘆植物加工而成的水葫蘆短纖維,長度為3-20mm,長徑比為10 200。步驟三,按上述比例稱取水泥、砂、石、發(fā)泡聚苯乙烯顆粒、水葫蘆纖維、水,攪拌均勻;攪拌過程可分三個階段進行,第一階段取水泥、砂、石和水進行攪拌,得到普通混凝土 ; 第二階段加入發(fā)泡聚苯乙烯顆粒后,再攪拌均勻,得到輕質混凝土;第三階段加入水葫蘆纖維后再攪拌均勻,得到水葫蘆纖維輕質混凝土。根據(jù)《輕骨料混凝土技術規(guī)程》JGJ51-2002、《普通混凝土力學性能試驗方法》 GB50081-2002、《絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關特性的測定防護熱板法》GB10294-88,本實施例制備的水葫蘆纖維輕質混凝土觀天抗壓強度與未摻纖維的輕質混凝土強度相比未有所降低,水葫蘆纖維輕質混凝土觀天劈裂抗拉強度與未摻纖維的輕質混凝土強度相比未有所降低;水葫蘆纖維輕質混凝土導熱系數(shù),與未摻纖維的輕質混凝土導熱系數(shù)相比提高了 13%。實施例4
一種水葫蘆纖維輕質混凝土的各組分配比為水泥500 kg/m3,水灰比0. 50,砂620 kg/m3,石520 kg/m3,發(fā)泡聚苯乙烯顆粒7 kg/m3,水葫蘆纖維9. 0 kg/m3。發(fā)泡聚苯乙烯發(fā)泡聚苯乙烯顆粒的最大粒徑為6mm的發(fā)泡聚苯乙烯。步驟一,將打撈出的水葫蘆晾干,脫水,使其處于干燥狀態(tài)。步驟二,將水葫蘆破碎成短纖維,所述的水葫蘆纖維是指由水葫蘆植物加工而成的水葫蘆短纖維,長度為3-20mm,長徑比為10 200。步驟三,按上述比例稱取水泥、砂、石、發(fā)泡聚苯乙烯顆粒、水葫蘆纖維、水,攪拌均勻;攪拌過程可分三個階段進行,第一階段取水泥、砂、石和水進行攪拌,得到普通混凝土 ; 第二階段加入發(fā)泡聚苯乙烯顆粒后,再攪拌均勻,得到輕質混凝土;第三階段加入水葫蘆纖維后再攪拌均勻,得到水葫蘆纖維輕質混凝土。根據(jù)《輕骨料混凝土技術規(guī)程》JGJ51-2002、《普通混凝土力學性能試驗方法》 GB50081-2002、《絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關特性的測定防護熱板法》GB10294-88,本實施例制備的水葫蘆纖維輕質混凝土勸天抗壓強度與未摻纖維的輕質混凝土強度相比未有明顯降低,水葫蘆纖維輕質混凝土觀天劈裂抗拉強度與未摻纖維的輕質混凝土強度相比未有明顯降低;水葫蘆纖維輕質混凝土導熱系數(shù),與未摻纖維的輕質混凝土導熱系數(shù)相比提高了 16%。
權利要求
1.一種水葫蘆纖維輕質混凝土材料,包括輕質混凝土、水葫蘆纖維和水,其特征在于, 其中水葫蘆纖維為1. 0 9. Okg/ m3。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種水葫蘆纖維輕質混凝土材料,其特征在于,所述水葫蘆纖維由水葫蘆晾干破碎而成,長度為3-20mm,長徑比為10 200。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種水葫蘆纖維輕質混凝土材料,其特征在于,所述的輕質混凝土的配方為水泥350 500kg/m3,砂150 800kg/m3,石50 900kg/m3,發(fā)泡聚苯乙烯顆粒6-20kg/m3或者為陶粒400-800 kg/m3。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種水葫蘆纖維輕質混凝土材料,其特征在于,水灰比為 0. 45 0. 70。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種水葫蘆纖維輕質混凝土材料,其特征在于,發(fā)泡聚苯乙烯顆粒的最大粒徑為6mm。
6.根據(jù)權利要求3所述的一種水葫蘆纖維輕質混凝土材料,其特征在于,陶粒的最大粒徑為10mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型的纖維輕質混凝土材料,即在輕質混凝土基體中摻入水葫蘆纖維,所述的水葫蘆纖維由水葫蘆植物加工而成,在每立方米混凝土中的含量為1.0~9.0公斤。由此形成的水葫蘆纖維輕質混凝土比普通輕質混凝土的劈裂抗拉強度、早期抗壓強度及保溫性能有所提高,與其它纖維混凝土相比成本大為降低,符合國家節(jié)能環(huán)保利廢的要求,具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益。本發(fā)明的纖維輕質混凝土材料可普遍應用于建筑結構、水泥制品中。
文檔編號C04B28/04GK102531486SQ201010586219
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權日2010年12月14日
發(fā)明者徐怡, 徐金霞, 楊虎, 濮琦, 蔣林華 申請人:河海大學