一种复合结构的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合结构的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土及其制备方法，属于土木工程材料领域

【技术实现步骤摘要】
一种复合结构的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术属于土木工程材料
，具体涉及一种复合结构的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土及其制备方法
。

技术介绍

[0002]在推进现代化的历程中，需要加速岛礁工程建设和设施部署，在不破坏当地生态环境的前提下，基于珊瑚碎屑
、
珊瑚砂代替普通混凝土中的粗
、
细骨料，海水代替淡水配制而成的珊瑚混凝土在岛礁基础设施建设和军事防护领域具有重大的现实意义
。
珊瑚混凝土属于轻骨料混凝土，其脆性较大，破坏特征表现为构件或结构的突然失效，延性较差，抵抗冲击荷载能力较弱，限制了其应用
。
[0003]因此，随着岛礁及其附属海洋工程结构建设的迫切需要，针对远海土工材料运输不便，珊瑚混凝土强度较低，脆性较大，抗冲击能力不足等问题，本专利技术研究一种新型的珊瑚混凝土复合结构体系具有重要意义
。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种复合结构的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土及其制备方法
。
本专利技术通过掺入玉米秸秆纤维来提高珊瑚混凝土相关力学性能
。
此外，本专利技术还在掺入玉米秸秆纤维的基础上提供
3D
打印多孔结构，通过将混凝土砌块浇筑在此结构中，形成珊瑚混凝土与韧性结构骨架一体化的复合结构体系，进一步提升了珊瑚混凝土的抗压
、
抗弯的力学性能和变形延性
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种复合结构的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土，所述复合结构的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土由玉米秸秆纤维珊瑚混凝土灌入多孔结构的基材中制备得到；
[0007]所述玉米秸秆纤维珊瑚混凝土为在珊瑚混凝土的原料中掺杂玉米秸秆纤维制备而成
。
[0008]有益效果：本专利技术中将玉米秸秆纤维作为天然增强材料与珊瑚混凝土进行混合拌制，玉米秸秆纤维可以在混凝土被破坏时起到拉结的作用，抑制混凝土裂纹的开展
、
提高混凝土的延性，从而增强混凝土的抗拉
、
抗压以及抗冲击的力学性能
。
而且，玉米秸秆内部存在蜂窝状的孔洞，且秸秆中的木质素
、
纤维素等物质均为热的不良导体，因此采用玉米秸秆纤维制作成的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土不仅具有劈裂抗拉强度高
、
延性好的性能，还具有良好保温隔热性能
。
此外，与无机纤维材料如碳纤维
、
玻璃纤维
、
玄武岩纤维等相比，玉米秸秆纤维的自重轻
、
节能环保
、
造价低
、
经济性显著
。
[0009]进一步地，所述基材的孔结构为蜂窝型
、
内凹蜂窝型
、
砖型或管状型中的一种，优选为内凹蜂窝型
、
砖型或管状型
。
[0010]所述基材为金属或塑料，当为金属时，优选为铝合金或不锈钢；当为塑料时优选为丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯塑料
(ABS)
或聚乳酸塑料
(PLA)。
[0011]进一步地，所述多孔结构的基材为通过
3D
打印
、
焊接
、
粘合剂粘接
、
切割加工的方式制备得到
。
[0012]本专利技术还提供了一种复合结构的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0013]将珊瑚礁浸泡于海水中，然后将浸泡后的珊瑚礁和珊瑚砂放入搅拌机中进行干拌，同时均匀的撒入经过预处理的玉米秸秆纤维，混合均匀，得到干拌料，接着从浸泡过珊瑚礁的海水中取出一部分加入所述干拌料中，搅拌
1min
后，加入水泥和剩余的海水，继续搅拌
2min
，得到玉米秸秆纤维珊瑚混凝土；
[0014]将所述玉米秸秆纤维珊瑚混凝土灌入多孔结构的基材中，养护后，即得到所述复合结构的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土
。
[0015]有益效果：本专利技术中以海水为拌合用水，节省淡水资源，更加环保
。
[0016]进一步地，所述水泥为普通硅酸盐水泥；
[0017]所述珊瑚砂为经过人工破碎处理后的粒径为
0.15
‑
4.75mm
的连续级配的珊瑚砂，属于中砂，在混凝土中作为细骨料；
[0018]所述珊瑚礁的粒径为5‑
20mm
，在混凝土中作为粗骨料
。
[0019]进一步地，所述玉米秸秆纤维珊瑚混凝土中所述玉米秸秆纤维的体积掺量为
0.1
‑
0.4
％
。
[0020]进一步地，所述胶凝材料
、
海水
、
珊瑚砂和珊瑚礁的质量比为
1∶(0.28
‑
0.6)∶(1.05
‑
1.75)∶(0.45
‑
1.22)
；
[0021]其中所述胶凝材料由质量比为
1∶(3.68
‑
11.54)∶(2.01
‑
2.27)
的粉煤灰
、
水泥和矿渣组成
。
[0022]进一步地，所述干拌料中最初加入的海水的体积为浸泡过珊瑚礁的海水总体积的二分之一
。
[0023]进一步地，所述将珊瑚礁浸泡于海水中的浸泡时间为
1h。
[0024]进一步地，所述预处理为将玉米秸秆纤维粉碎至长度为
20
‑
30mm
后，浸泡于氢氧化钠溶液中
24h
；
[0025]其中，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为2％
。
[0026]有益效果：将玉米秸秆纤维用低浓度的氢氧化钠溶液浸泡，可以去除植物纤维中的果胶，而留下单纤维间界面，可增加植物纤维与混凝土中其他原料的界面物理结合强度，提高混凝土的拉伸强度
。
同时经过氢氧化钠处理之后的玉米秸秆纤维发生溶胀及中间孔腔增大，有利于吸收能量，提高混凝土的冲击强度
。
[0027]珍珠层
(
软体动物外壳的内衬
)
依赖于复杂的微观结构，以获得比其基本成分更好的整体力学性能
。
因此，本专利技术受珍珠层复杂的多层次结构的启发，研究了一种新型多孔结构骨架
‑
珊瑚混凝土复合结构体系，本专利技术通过以海水作为拌和用水，珊瑚砂和珊瑚礁分别作为天然细骨料和天然粗骨料制备成珊瑚混凝土，并将玉米秸秆纤维作为天然增强材料与珊瑚混凝土进行混合拌制，将得到的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土浇筑在多孔结构的基材中形成复合结构体系，提高多孔结构骨架对珊瑚混凝土的围压约束的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种复合结构的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土，其特征在于，所述复合结构的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土由玉米秸秆纤维珊瑚混凝土灌入多孔结构的基材中制备得到；所述玉米秸秆纤维珊瑚混凝土为在珊瑚混凝土的原料中掺杂玉米秸秆纤维制备而成
。2.
根据权利要求1所述的一种复合结构的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土，其特征在于，所述基材的孔结构为蜂窝型
、
内凹蜂窝型
、
砖型或管状型中的一种；所述基材为金属或塑料
。3.
一种如权利要求1或2所述的复合结构的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将珊瑚礁浸泡于海水中，然后将浸泡后的珊瑚礁和珊瑚砂放入搅拌机中进行干拌，同时均匀的撒入经过预处理的玉米秸秆纤维，混合均匀，得到干拌料，接着从浸泡过珊瑚礁的海水中取出一部分加入所述干拌料中，搅拌后，加入水泥和剩余海水，继续搅拌，得到玉米秸秆纤维珊瑚混凝土；将所述玉米秸秆纤维珊瑚混凝土灌入多孔结构的基材中，即得到所述复合结构的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土
。4.
根据权利要求3所述的复合结构的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土的制备方法，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥；所述珊瑚砂的粒径为
0.15
‑
4.75mm
；所述珊瑚礁的粒径为5‑
20mm。5.
根据权利要求3所述的复合结构的玉米秸秆纤维珊瑚混凝土的制备方法，其特征在于，所述玉米秸秆纤维珊瑚混凝土中所述玉米秸秆纤维的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郜殿伟，魏智森，张建华，张春巍，宁宝宽，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：