[发明专利]一种废旧人造草丝纤维增韧增强水泥基材料及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及水泥技术领域，具体地说，是一种废旧人造草丝纤维增韧增强水泥基材料及其制备方法。

【背景技术】

人造草坪因其优良的耐候性、平整性以及较低的管理成本等显著特点，其应用量不断增大，而大量的废弃人造草坪所造成的环境问题也凸显出来。据资料报道，我国人造草坪的应用面积每年已经超过1500万m²，而其中1m²的人造草坪中，人造草丝就有1.6～1.8kg，那么1500万m²的人造草坪将产生2000多吨的废旧草丝。因此，回收利用废旧人造草丝对于延缓不可再生资源的枯竭、保护环境、经济的可持续发展具有重要的社会和经济意义。目前，废旧人造草丝的回收利用方法主要包括，回收作燃料和原料回收制备性能较低的产品。显然，作为燃料后释放出来的废气会污染环境，而原料回收制备性能较低的产品往往不经济。本发明则将废旧人造草丝以纤维的形式直接应用于水泥基材料，研究了掺量、长度、截面及表面改性对纤维增韧增强水泥基复合材料性能的影响。

US20100151158介绍了一种回收人造草坪的方法，将草坪碎片收集然后挤出制成新的草坪填充材料。与本发明的差异在于其回收范围不同，回收的用途不同。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种废旧人造草丝纤维增韧增强水泥基材料及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种废旧人造草丝纤维的改性方法，其具体步骤为，

方案一：

将废旧人造草丝纤维切成20mm～60mm的短纤维，用丙酮在60～80℃条件下回流洗涤6～8h，将废旧人造草丝纤维在60℃的烘箱里烘干，投入到丙烯酸和二甲苯的混合溶液中，加入去离子水，溶胀时间1～3h，温度为50～90℃，通氮气保护；其中丙烯酸与二甲苯的体积比为1∶1～1∶2，丙烯酸与去离子水的体积比为1∶1～1∶10，废旧人造草丝纤维与丙烯酸的质量比为1∶15～1∶3；废旧人造草丝纤维经溶胀后加入引发剂，反应1～3h，温度为50～90℃；反应产物用丙酮在60～80℃的条件下回流洗涤12h；烘干，即得改性废旧人造草丝纤维。

所述的引发剂为过氧化异辛酸叔丁酯(TBPO)，其用量为混合溶液的1～20％；

所述废旧人造草丝纤维为聚乙烯，线性低密度聚乙烯，聚丙烯中的一种。

方案二

将废旧人造草丝纤维切成20mm～60mm的短纤维，用丙酮在60～80℃条件下回流洗涤6～8h，将废旧人造草丝纤维在60℃的烘箱里烘干，投入到硅烷偶联剂与二甲苯的混合溶液中，溶胀1～3h，温度为50～90℃；其中硅烷偶联剂与二甲苯的体积比为2∶1～1∶1，废旧人造草丝纤维与硅烷偶联剂的比例为1∶15～1∶3；废旧人造草丝纤维经溶胀后加入引发剂，反应1～3h，温度为50～90℃；反应产物用丙酮在60～80℃的条件下回流洗涤12h；烘干，然后将废旧人造草丝纤维水煮30min～1h，晾干后，即得到改性废旧人造草丝纤维，然后将其直接应用到水泥砂浆中。

方案三

将废旧人造草丝纤维切成20mm～60mm的短纤维，用丙酮在60～80℃条件下回流洗涤6～8h，将废旧人造草丝纤维在60℃的烘箱里烘干，投入到含去离子水和重铬酸钾的浓硫酸溶液中，其中去离子水与浓硫酸的比例为1∶15～1∶10，重铬酸钾与浓硫酸的比例为1∶30～1∶15，温度控制在30～60℃，处理12～24h；氧化处理后产物用丙酮在60～80℃的条件下回流洗涤12h；烘干，即得改性废旧人造草丝纤维。

一种改性废旧人造草丝纤维增韧增强水泥基材料，其原料组份为，

所述的水泥基材料为水泥砂浆或混凝土。

所述的水泥为海豹水泥P.O42.5。

所述的减水剂为聚羧酸类减水剂。

一种改性废旧人造草丝纤维增韧增强水泥基材料的制备方法，其具体步骤为：

先将砂、水泥、改性废旧人造草丝纤维在砂浆搅拌机中干混20s～1min、加入水和减水剂的混合溶液低速混合1min～2min，然后再高速混合1min～2min。

所述的砂浆搅拌机为行星式砂浆搅拌机。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明通过对废旧人造草丝纤维进行表面处理，然后用其对水泥基材料增韧增强改性，工艺简单，便于操作，既能达到增韧增强的目的，还能够充分利用废旧人造草丝，保护坏境，实现可持续发展。