槟榔壳纤维增强水泥砂浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种槟榔壳纤维增强水泥砂浆及其制备方法。先将水泥、砂、水以1：2：0.35的质量比进行均匀搅拌形成水泥砂浆，之后将处理好的槟榔壳纤维以砂浆体积的0.25％

【技术实现步骤摘要】
槟榔壳纤维增强水泥砂浆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纤维增强水泥基复合材料
，具体涉及一种槟榔壳纤维增强水泥砂浆及其制备方法。

技术介绍

[0002]与钢和铝等其他建筑材料相比，水泥基材料易碎(抗拉强度和延展性较低)，由于其自身凝结硬化的特点，水泥基体内部有着大量尺寸不同的原生微裂缝、缺陷和空隙存在。当基体所受外力超过自身的极限荷载时内部微裂缝开始产生并渐渐发展、扩张为宏观裂缝，最终导致整体发生破坏。因此，可以将纤维添加到水泥材料中，以改善其延展性。然而，这些纤维的一个主要问题是它们相对昂贵，并产生副产物。在这方面，天然纤维如椰壳、黄麻和槟榔壳可用于水泥材料。虽然天然纤维复合材料的强度不如钢和其他合成纤维，但成本明显更低，而且这些材料通过降低农业废弃物处理水平对环境的影响很小。
[0003]在水泥基体中加入纤维可提高其抗拉性能。一旦水泥基体出现裂缝，连接裂缝两端的纤维将承担拉应力，从而起到抑制裂缝开裂的作用。纤维增强水泥基结构可在较强的荷载压力、大变形条件下保证其工作性能正常。只有当基体与纤维之间的粘结力遭到破坏或是纤维到达抗拉强度的极限荷载值，整体结构才会发生破坏。因此，纤维增强水泥基材料的抗拉工作性能较好，尤其是韧性有较大的改善。
[0004]槟榔果壳纤维是一种农业废弃物，它环保、重量轻、可再生，提供更高的防腐保护，是一种可持续的建筑材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种槟榔壳纤维水泥砂浆制备方法，利用槟榔壳纤维增强水泥砂浆力学强度、收缩率和孔隙率，以解决水泥砂浆易开裂、干缩、耐久性差等问题；制得的槟榔壳纤维水泥砂浆价格较低、环境友好，且具有很好的抗折性能、抗拉性能及耐久性能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种槟榔壳纤维增强水泥砂浆的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
[0008]S1)将水泥、砂、水以1：2：0.35的质量比进行均匀搅拌形成水泥砂浆。
[0009]S2)将处理后的槟榔壳纤维缓慢且均匀地以砂浆体积的0.25％
‑
1％掺入砂浆并进行机器搅拌至均匀分布到S1步骤制得的砂浆混合物中。槟榔壳纤维具有很多槽和凹槽，还具有优异的表面粗糙度，可使其通过填充效应，使纤维和砂浆之间的粘结增强，纤维的这种坚固粗糙的表面纹理会增强水泥砂浆的流动度、强度、耐久性和收缩量；槟榔壳纤维能弥补砂浆抗拉强度和韧性差的缺点。
[0010]S3)将S2步骤所得水泥砂浆注入模具固化成型，将所有砂浆样本彻底包裹在湿布和聚乙烯中，在相对湿度90
±
5％，温度20
±
3℃室内条件下养护24小时后脱模。
[0011]S4)将试样在池塘水养护条件(20
±
3℃)下固化7、14和28天，得到增强水泥砂浆。
[0012]所述槟榔壳纤维是从成熟的槟榔果实中手动提取的，留下坚硬的部分，然后，在室温(约20
±
3℃)中浸泡三天用于去除污染物，清除灰尘颗粒，丢弃不需要的残留物，杀死所有生活在槟榔壳中的昆虫，并使槟榔壳纤维散开，从而使纤维易于提取。提取后，用水重新洗涤纤维，并在室温(约20
±
3℃)浸泡十天。
[0013]所述的水泥为水泥公司生产的P.042.5普通硅盐水泥。
[0014]所用的砂子为淮南淮河河砂，烘干后筛分细度模数为2.36。
[0015]第二方面，本专利技术提供一种槟榔壳纤维增强水泥砂浆，上述槟榔壳纤维增强水泥砂浆由如下组成：水泥(P.042.5普通硅酸盐水泥)，砂子(河砂，细度模数为2.36)，槟榔壳纤维(长度22
‑
35mm，直径150
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300μm、纵横比(长度/直径)117
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147，吸水率(浸泡挤压法)为112％)。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的优点及有益效果如下：
[0017]本专利技术采用槟榔壳纤维增强水泥砂浆，槟榔壳纤维与水泥基体间形成良好的界面结合。同时，本专利技术所制备的槟榔壳原纤维水泥砂浆生产过程环保节能，符合绿色建材的要求。
[0018]1、本专利技术的槟榔壳纤维增强水泥基材料具有良好的综合性能，能克服了传统水泥基材料抗拉强度低、收缩变形大、干缩开裂明显、严重的干缩与脆性问题。
[0019]2、本专利技术使用的槟榔果壳纤维是一种农业废弃物，它环保、重量轻、可再生，提供更高的防腐保护，是一种可持续的建筑材料。
[0020]3、本专利技术中槟榔壳纤维具有优异的表面粗糙度，可以增加纤维与混合物中水泥砂浆颗粒之间的摩擦，产生导致更好的颗粒互锁，并使其通过填充效应，使纤维和砂浆之间的粘结增强。纤维的这种坚固粗糙的表面纹理会产生足够的摩擦力，增强水泥砂浆的流动度、强度、耐久性和收缩量；槟榔壳纤维能弥补砂浆抗拉强度和韧性差的缺点，从而提高新拌混凝土混合物的抗剪强度和力学强度。
[0021]4、本专利技术能够更加科学的将槟榔壳纤维加以利用，操作简单，节约环保。本专利技术配方合理，制备方法简单，成品具有较好力学强度、收缩率和孔隙率，适用于纤维增强水泥基复合材料领域。
具体实施方式
[0022]下面结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步地详细阐述。
[0023]表一为水泥的物理性质
[0024][0025]表二为所用水泥和河砂的化学组成
[0026]样品CaOSiO2Al2O3Fe2O3SO3MgOK2OMnOP2O5水泥54.4324.907.513.954.762.521.100.061.9河砂0.8584.564.554.14
‑
0.374.180.042.61
[0027]本专利技术槟榔壳纤维增强水泥砂浆由如下组成：
[0028]水泥(P.042.5普通硅酸盐水泥)，砂子(河砂，细度模数为2.36)，槟榔壳纤维(长度22
‑
35mm，直径150
‑
300um、纵横比(长度/直径)117
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147，吸水率(浸泡挤压法)为112％。
[0029]本专利技术槟榔壳纤维增强水泥砂浆的制备方法，槟榔壳纤维是从成熟的槟榔果实中手动提取的，留下坚硬的部分，然后，在室温(约20
±
3℃)中浸泡三天用于去除污染物，清除灰尘颗粒，丢弃不需要的残留物，杀死所有生活在槟榔壳中的昆虫，并使槟榔壳纤维散开，从而使纤维易于提取。提取后，用水重新洗涤纤维，并在室温(约20
±
3℃)浸泡十天。
[0030]所用的水泥为水泥公司生产的P.042.5普通硅盐水泥。
[0031]所用的砂子为淮南淮河河砂，烘干后筛分细度模数为2.36。
[0032]实施例1
[0033]一种槟榔壳纤维增强水泥砂浆的制备方法，具体步骤如下：
[0034]S1)将水泥、砂、水以1：2：0.35的质量比进行均匀搅拌形成水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种槟榔壳纤维增强水泥砂浆的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1)将水泥、砂子、水以1：2：0.35的质量比进行均匀搅拌形成水泥砂浆；S2)将处理后的槟榔壳纤维缓慢且均匀地以砂浆体积的0.25％
‑
1％掺入砂浆并进行机器搅拌至均匀分布到步骤S1制得的砂浆混合物中；S3)将步骤S2所得水泥砂浆注入模具固化成型，将所有砂浆样本彻底包裹在湿布和聚乙烯中，在相对湿度90
±
5％，温度20
±
3℃室内条件下养护24小时后脱模；S4)将试样在池塘水养护条件20
±
3℃下固化7、14和28天，得到增强水泥砂浆。2.根据权利要求1所述的槟榔壳纤维增强水泥砂浆制备方法，其特征在于：所述步骤S2中槟榔壳纤维是从成熟的槟榔果实中提取的，留下坚硬的部分，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽华，贾志勇，肖衡林，马强，刘一鸣，黄少平，梅利芳，白玉霞，陈娜，叶治，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：