[发明专利]一种复合纤维改性混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及混凝土技术领域，且公开了一种复合纤维改性混凝土及其制备方法。所述复合纤维改性混凝土的制备方法，包括以下步骤：将竹纤维置于氢氧化钠水溶液中，微波处理得到预处理的竹纤维；将预处理的羊毛纤维浸入羊毛整理液中，加热，得到表面改性羊毛纤维；将预处理的竹纤维、表面改性羊毛纤维混合得到的复合纤维浸入硅烷偶联剂水解液中，超声处理，得到偶联剂‑复合纤维；将偶联剂‑复合纤维摊开至纱布上，将二氧化硅纳米粒子分散液喷涂在纱布上得到改性复合纤维；将普通硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、砂、碎石、水、聚羧酸减水剂、改性复合纤维混合，得到复合纤维改性混凝土。本发明的混凝土具有优异的机械强度、阻燃性和隔音性。

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，具体为一种复合纤维改性混凝土及其制备方法。

背景技术

随着现代土木工程技术的快速发展，混凝土作为至今为止建筑物中用量最大、应用最广泛的建筑材料，对其应用性能的要求越来越高。为满足建筑物大跨度、重载和节约空间以及提高耐久性的要求，对混凝土强度的需求不断提高，促使高强混凝土在工程中被广泛应用。

然而随着混凝土强度的提高，水胶比的降低，其收缩开裂及脆性大等弱点愈发凸显。针对以上弱点，可对其进行纤维改性，但是在纤维改性过程中，往往存在纤维与混凝土基体分散不均的问题。同时，在对混凝土进行纤维改性的同时，提升混凝土的阻燃、隔音性能也有非常重要的意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种复合纤维改性混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)将竹纤维置于氢氧化钠水溶液中，微波处理，清洗，干燥，得到预处理的竹纤维；

步骤(2)将废羊毛纤维浸入用氯化钠水溶液中，得到预处理的羊毛纤维；向植酸水溶液中加入氨水调节pH，再加入双氰胺，得到羊毛整理液；将预处理的羊毛纤维浸入羊毛整理液中，加热，然后将羊毛纤维经挤压后，干燥，得到表面改性羊毛纤维；

以上过程中，通过使用氨水中和植酸溶液得到植酸铵，在双氰胺的催化作用下，植酸胺中的磷酸铵基团与羊毛纤维中的羟基结合，将植酸胺接枝在羊毛纤维上。

步骤(3)将无水乙醇和去离子水混合，加入硅烷偶联剂KH-602，搅拌至均匀，再加入冰醋酸水溶液调节pH，搅拌，得到硅烷偶联剂水解液；将二氧化硅纳米粒子超声分散于去离子水中，得到二氧化硅纳米粒子分散液；

步骤(4)将预处理的竹纤维、表面改性羊毛纤维混合得到的复合纤维浸入硅烷偶联剂水解液中，超声处理，自然晾干，得到偶联剂-复合纤维；将偶联剂-复合纤维摊开至纱布上，将二氧化硅纳米粒子分散液喷涂在纱布的正面和背面，重复喷涂，干燥，得到改性复合纤维；

以上过程中，偶联剂中的氨基与羊毛纤维中的羧基通过静电作用结合，偶联剂水解后形成的羟基与预处理的竹纤维、表面改性羊毛纤维、二氧化硅纳米粒子中的羟基结合，形成稳定的共价键。

步骤(5)将普通硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、砂、碎石、水、聚羧酸减水剂、改性复合纤维混合，搅拌至均匀，得到复合纤维改性混凝土。

优选地，所述步骤(1)中，氢氧化钠水溶液采用10wt％氢氧化钠水溶液；微波处理条件：在200-400W的功率下微波处理1-1.5h，在处理的过程中每隔10min停止微波，搅拌10-20s再继续微波；清洗条件：水中清洗20-40min；干燥条件：在30-40℃的烘箱中干燥至恒重。

优选地，所述步骤(2)中，氯化钠水溶液的质量分数：30-35wt％；植酸水溶液的质量分数：70wt％；双氰胺的用量为植酸重量的15-20％；用氨水调节pH为7。

优选地，所述步骤(2)中，预处理的羊毛纤维与羊毛整理液的浴比为1:20-25；加热条件：加热至80-90，℃在振荡条件下保持30-50min；干燥条件：在70-80℃下烘干3-8min，再在150-160℃下砂烘3-8min。