一种环保型改性秸秆纤维再生细骨料水泥基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种环保型改性秸秆纤维再生细骨料水泥基复合材料及其制备方法，所述的复合材料组成包括水、水泥、改性秸秆纤维和细骨料，所述的水、水泥、细骨料的质量比为1:1:5，所述的改性秸秆纤维以水泥的用量为参考来计算，改性秸秆纤维为水泥质量的0.2％～1％；所述的细骨料由再生细骨料和河沙组成，再生细骨料占细骨料重量的25％～75％，其余为河沙。具有抗压强度、抗冻性能、抗弯强度和抗裂性能更好的优势，使其应用范围很大程度上增加；其制备方法简单，节省生产成本，保证了产品的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型改性秸秆纤维再生细骨料水泥基复合材料及其制备方法
本专利技术属于建筑材料
，具体是涉及一种环保型改性秸秆纤维再生细骨料水泥基复合材料及其制备方法。
技术介绍
秸秆与建筑废弃物是我国主要的废弃物资源，其中的绝大多数都没有被合理的再生资源化利用。将植物秸秆与建筑废弃物制备成再生细骨料掺入水泥基复合材料中，不仅能够有效利用废弃物资源、保护环境，还能改善复合材料的工作性能与力学性能。但由于秸秆和建筑废弃物吸水性较大、强度较低，从而降低了复合材料的力学性能和耐久性，这些缺陷限制了两者在建筑材料中的应用。水泥基复合材料的特点为抗压强度高但抗弯强度低，而使用纤维改性水泥基复合材料能够显著改善其抗弯强度低的特点。大量研究表明，使用植物纤维增强水泥基复合材料，不仅能够提高其抗弯强度，而且能够抑制微裂缝的出现，改善水泥基复合材料的抗冲击性能。将稻草秸秆制成秸秆纤维并掺入再生细骨料水泥基复合材料后会导致材料力学性能和耐久性下降，具体原因在于：秸秆纤维所含的糖类物质水泥有缓凝或阻凝作用；秸秆纤维光滑的表面使得纤维与水泥基体之间的界面粘结变差；秸秆纤维的吸水性过大。所以需要对天然秸秆纤维进行改性处理并加入一些辅助材料改善水泥基的工作性能。例如《一种高聚物改性植物纤维水泥基复合材料的制备方法》(2007101443488)、《一种秸秆纤维素纤维/水泥基复合材料及其制备方法》(2015100753053)和《一种耐酸碱型植物纤维水泥复合条板及其制作方法》(2015104487707)。上述技术方案中通过化学、物理、生物手段对秸秆纤维或其它植物纤维进行改性，使得秸秆纤维增强水泥基复合材料具有抗弯强度、抗裂性能、耐酸碱性能优异的特点。但是上述复合材料没有体现出抗压强度和抗冻性能的提升，并且对秸秆纤维的改性以及复合材料的制备过程较为复杂。因此，如何让秸秆纤维在再生细骨料水泥基复合材料中发挥出最大的优势是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种高抗压抗冻性能秸秆纤维增强再生细骨料水泥基复合材料，具有抗压强度、抗冻性能、抗弯强度和抗裂性能更好的优势，使其应用范围很大程度上增加；其制备方法简单，节省生产成本，保证了产品的稳定性。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一种环保型改性秸秆纤维再生细骨料水泥基复合材料，其组成包括水、水泥、改性秸秆纤维和细骨料，所述的水、水泥、细骨料的质量比为1:1:5，所述的改性秸秆纤维以水泥的用量为参考来计算，改性秸秆纤维为水泥质量的0.2％～1％；所述的细骨料由再生细骨料和河沙组成，再生细骨料占细骨料重量的25％～75％，其余为河沙。优选的，所述的再生细骨料占细骨料的25％。优选的，所述的改性秸秆纤维为水泥质量的0.6％。优选的，所述的水泥为P.O32.5普通硅酸盐水泥，强度等级为32.5。优选的，所述的河沙粒径在0.16～4.75mm范围内。优选的，所述的再生细骨料粒径控制在1.18～4.75mm范围内，其颗粒级配为：1.18～2.36mm占37.5％，2.36～4.75mm占62.5％。优选的，所述的建筑垃圾再生细骨料为再生砖细骨料、再生混凝土细骨料或再生砖与再生混凝土混合细骨料。所述的建筑垃圾再生细骨料是将建筑废材进行多次破碎、去除杂物制得，筛除粒径在1.18mm以下吸水率大的细骨料，留用级配在1.18～4.75mm的细骨料。优选的，所述的改性秸秆纤维由天然稻草秸秆制成秸秆纤维后，再对其进行改性处理得到，步骤如下：S1、将天然稻草秸秆破碎后，再去除稻叶，同时筛分出长度在10～20cm之间的秸秆纤维；S2、将秸秆纤维投入NaOH溶液中，NaOH溶液中水与NaOH的质量比为100:4，加热至90℃并搅拌60min，清洗至中性后烘干备用；S3、将烘干后的秸秆纤维二级破碎，筛分出长度在10～20mm之间的改性秸秆纤维。本专利技术提供的高抗压抗冻性能秸秆纤维增强再生细骨料水泥基复合材料的其制备方法，包括以下步骤：S1、投料和拌制：将水泥和50％的水加入搅拌机，搅拌至均匀，再将河沙、建筑垃圾再生细骨料、改性秸秆纤维添入搅拌机中，搅拌60s，再将剩余50％的水加入搅拌机，搅拌180s；S2、试件制作：先将拌合料浇筑满模具容量的1/3，进行振捣，然后再浇筑1/3模具容量的拌合料，进行振捣，最后倒1/3模具容量的拌合料，振捣成型后，得到带模试件；S3、24小时后将试件拆模，随后在标准养护条件下，即温度20±2℃，相对湿度95％以上，将试件养护28天。有益效果如下：本专利技术提供的复合材料具有抗压强度、抗冻性能、抗弯强度和抗裂性能更好的优势，在提高上述性能的前提下，建筑垃圾再生骨料和稻草秸秆等废弃物添加量大，可就地取材且处理费用低，解决了燃烧废弃秸秆产生大量污染物的问题，同时又充分利用建筑废弃物，满足对建筑资源可再生的需求，有利于环保型水泥基复合材料的推广及应用。本专利技术提供的复合材料制备方法简单，生产成本低，其中添加了改性秸秆纤维，使用化学方法进行预处理除去天然秸秆纤维表面的蜡质层、木质素和半纤维素，使其形成一个表面粗糙的形貌并降低了纤维的吸水率。附图说明图1是本专利技术的环保型改性秸秆纤维再生细骨料水泥基复合材料及其制备方法流程图；图2是改性秸秆纤维的制备方法流程图。具体实施方式下面结合具体事例对本专利技术做进一步描述。如图1所示，本专利技术提供一种环保型改性秸秆纤维再生细骨料水泥基复合材料，其组成包括水、水泥、改性秸秆纤维和细骨料，水、水泥、细骨料的质量比为1:1:5，改性秸秆纤维以水泥的用量为参考来计算，改性秸秆纤维为水泥质量的0.2％～1％；细骨料由再生细骨料和河沙组成，再生细骨料占细骨料重量的25％～75％，其余为河沙。实施例1-11所述的环保型改性秸秆纤维再生细骨料水泥基复合材料各组分配合比如下：水泥为P.O32.5普通硅酸盐水泥，强度等级为32.5。水。河沙为产自吉林市松花江的优质河沙，含水率为2％，吸水率为10.8％，自然状态下堆积密度为1350kg/m3，粒径为在0.16～4.75mm范围内，颗粒级配为：2.36～4.75mm占9.53％，1.25～2.36mm占7.58％，0.63～1.25mm占15.49％,0.315～0.63mm占53.08％，0.16～0.315mm占13.65％，0.16mm以下占0.68％，细度模数为2.44。再生细骨料粒径控制在1.18～4.75mm范围内，其颗粒级配为：1.18～2.36mm占37.5％，2.36～4.75mm占62.5％。建筑垃圾再生细骨料为再生砖细骨料、再生混凝土细骨料或再生砖与再生混凝土混合细骨料，对建筑废材进行多次破碎、去除杂物(包括金属、塑料、沥青、木头、等不属于混凝土的物质)，筛除粒径在1.18mm以下吸水率大的细骨料，筛分出级配在1.18～4.75mm的建筑垃圾再生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型改性秸秆纤维再生细骨料水泥基复合材料，其特征在于：所述的复合材料组成包括水、水泥、改性秸秆纤维和细骨料，所述的水、水泥、细骨料的质量比为1:1:5，所述的改性秸秆纤维以水泥的用量为参考来计算，改性秸秆纤维为水泥质量的0.2％～1％；所述的细骨料由再生细骨料和河沙组成，再生细骨料占细骨料重量的25％～75％，其余为河沙。/n

【技术特征摘要】
1.一种环保型改性秸秆纤维再生细骨料水泥基复合材料，其特征在于：所述的复合材料组成包括水、水泥、改性秸秆纤维和细骨料，所述的水、水泥、细骨料的质量比为1:1:5，所述的改性秸秆纤维以水泥的用量为参考来计算，改性秸秆纤维为水泥质量的0.2％～1％；所述的细骨料由再生细骨料和河沙组成，再生细骨料占细骨料重量的25％～75％，其余为河沙。


2.一种环保型改性秸秆纤维再生细骨料水泥基复合材料，其特征在于：所述的再生细骨料占细骨料的25％。


3.一种环保型改性秸秆纤维再生细骨料水泥基复合材料，其特征在于：所述的改性秸秆纤维为水泥质量的0.6％。


4.一种环保型改性秸秆纤维再生细骨料水泥基复合材料，其特征在于：所述的水泥为P.O32.5普通硅酸盐水泥，强度等级为32.5。


5.一种环保型改性秸秆纤维再生细骨料水泥基复合材料，其特征在于：所述的河沙粒径在0.16～4.75mm范围内。


6.一种环保型改性秸秆纤维再生细骨料水泥基复合材料，其特征在于：所述的再生细骨料粒径控制在1.18～4.75mm范围内，其颗粒级配为：1.18～2.36mm占37.5％，2.36～4.75mm占62.5％。


7.一种环保型改性秸秆纤维再生细骨料水泥基复合材料，其特征在于：所述的建筑垃圾再生细骨料为再生砖细骨料、再生混凝土细骨料或再生砖与再...

【专利技术属性】
技术研发人员：商效瑀，宋群，杨经纬，王磊，王思邈，宋思琦，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22