[发明专利]一种增强水泥基混凝土三维网栅结构及其制备方法

说明书

本发明涉及交通建筑技术领域，尤其涉及一种增强水泥基混凝土三维网栅结构及其制备方法，包括X系统、Y系统和Z系统,X系统、Y系统和Z系统分别对应空间坐标x、y、z三个方向，X系统、Y系统和Z系统将空间包络出若干个空间小格室，若干个空间小格室分别在x、y、z三个方向上阵列设置，若干个空间小格室彼此连接构成三维多层多列网栅结构；本发明采用X系统、Y系统和Z系统编织制得的三维网栅结构，整体结构稳定性好，可设计性强，可用于增强水泥基混凝土的整体结构稳定性，提高其抗拉强度、抗弯性能，避免整体突发性脆性崩裂，有助于提高相关工程的安全系数；可用于避免水泥基混凝土的突发性崩裂式破坏，也可用于制备水泥基混凝土模板。

技术领域

本发明涉及交通建筑技术领域，尤其涉及一种增强水泥基混凝土三维网栅结构及其制备方法。

背景技术

水泥基混凝土是重要的交通、建筑材料，在基础建设中属于必不可少的材料，被广泛用于各种民生工程和安防工程。但需要注意到是，水泥基混凝土虽然具有较好的抗压性能，但其抗弯和抗拉性能较弱，且脆性较大，容易开裂，从某种程度上限制了其力学性能和使用寿命，因此需要通过一些特殊手段来增强水泥基混凝土的力学性能。

在公开的中国专利文献中可见诸关于增强水泥基混凝土的信息，如专利号为CN109293314A的专利中，提供了一种三向交织结构玄武岩纤维混凝土及其制备方法，通过三向交织结构织物来增强混凝土，起到了一定的增强效果。这种三向交织结构依旧属于平面结构，用于层间增强的效果有限。如专利号为CN108314364A的专利中，提供了一种聚丙烯纤维织物混凝土及其制备方法，采用废弃聚丙烯纤维织物的碎片，改善混凝土韧性，但同样属于二维平面结构，对混凝土的层间增强有限。如专利号为CN109339342A的专利中，提供了一种空间网格体增强混凝土及其制备工艺，具有局部空间网格结构，提高了混凝土中纤维含量，但是各空间网格体之间缺少必要的直接的相互约束，导致整体结构的稳定性有限。

因此，现有的专利中，缺少将三维多层多列格栅结构、结构稳定性强且可设计性强等特点集于一起的产品，以更有效地增强水泥基混凝土，作为本领域技术人员，亟待开发此类用于增强水泥基混凝土的三维网栅结构材料。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种增强水泥基混凝土三维网栅结构及其制备方法，用以增强水泥基混凝土的整体结构稳定性，提高其抗拉强度和抗弯性能。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种增强水泥基混凝土三维网栅结构，包括X系统、Y系统和Z系统,所述X系统、Y系统和Z系统分别对应空间坐标x、y、z三个方向，所述X系统、Y系统和Z系统将空间包络出若干个空间小格室，若干个所述空间小格室分别在x、y、z三个方向上阵列设置，若干个所述空间小格室彼此连接构成三维多层多列网栅结构。

优选地，所述X系统、Y系统和Z系统的纤维原料为高模PVA、POM、PP长丝中的一种或几种。

本发明还提供了一种增强水泥基混凝土三维网栅结构的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，X系统：包括若干组长丝，每组长丝包括两根高模长丝，采用螺旋绞织的方式将两根高模长丝绞织成一根长丝编链，用于固定Y系统和Z系统；

步骤二，Y系统：包括若干组高模伸直状长丝，每组高模伸直状长丝，从X系统的两根高模长丝之间穿过，形成交织，构成若干层二维平面格栅；Y系统高模长丝与X系统高模长丝的交叠处形成一锚点，用于固定Z系统高模长丝；

步骤三，Z系统：采用高模长丝，在相邻两层二维平面格栅间交替穿过锚点，按照锯齿形的路径方式，将相邻两层二维平面格栅连接在一起，从而构成三维多层多列网栅结构。

优选地，所述步骤一中，X系统的若干根长丝编链呈等间隔或不等间隔排列设置。