專利名稱：竹纖維混凝土及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種建筑工程技術領域的材料及其制備方法，具體地，涉及一種竹纖維混凝土及其制備方法。
背景技術：
混凝土的優點是抗壓強度高、取材容易、易成型、價格低廉、可與鋼材結合制成各種承重構件。但是混凝土致命弱點為抗拉強度低、脆性大、易開裂、韌性差，從而降低混凝土結構的承載能力，縮短使用壽命，成為各種災難事故的隱患。特別是混凝土的抗沖擊性能差，在沖擊荷載作用下易于脆性斷裂和脫落。對于沖擊荷載較大的橋梁、道路、堤壩等結構，需要使用抗沖擊性能好的纖維增強混凝土。纖維增強混凝土是以混凝土為基體，纖維為增強材料所制成的水泥基復合材料的總稱。由于纖維可以很好地抑制裂縫的開展，纖維增強混凝土是改善混凝土受力性能的有效方法。長期以來，人們較多 地關注鋼纖維對混凝土的增強效果，鋼纖維混凝土也得到廣泛工程應用。但是鋼纖維價格高、導熱快、非綠色建材，制成的鋼纖維混凝土易于產生電磁干擾、導熱過快，在一些特定場合不適用。采用竹材做成的竹纖維可以得到與鋼纖維混凝土近似的纖維混凝土力學性能，特別在提升混凝土的抗拉強度與抗沖擊性能方面與鋼纖維混凝土的力學性能相似，而竹纖維是綠色建材，生長迅速，制成的竹纖維混凝土還有不產生電磁干擾、導熱性低的優點，更適合一些工業地坪使用或保溫墻板使用，具有較好的社會經濟效益。經對現有的技術文獻檢索發現，已發表的研究論文和專利多采用短和細的竹纖維增加水泥砂漿或混凝土的韌性，不是本專利所采用的竹纖維幾何形狀和添加量。還有大量的鋼纖維混凝土的專利和文章，比如中國專利文獻號CN1472157A記載了一種“高韌性混雜纖維混凝土及其制備方法”，通過在普通混凝土中混雜微細碳纖維、鋼纖維和分散劑，使混凝土改善為高韌性的混凝土。但是鋼纖維價格高、導熱快、非綠色建材，制成的鋼纖維混凝土易于產生電磁干擾、導熱過快，在某些特定場合不適用。
發明內容
針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種竹纖維混凝土及其制備方法。本發明是通過以下技術方案實現的，第一方面，本發明涉及一種竹纖維混凝土，所述竹纖維混凝土包括如下體積百分比含量的各組分:混凝土98% 99.5%,竹纖維0.5 2.0%。優選的，所述混凝土為C20 C40等級的普通混凝土。優選的，每立方米混凝土包括如下質量的各組分:
水泥300 500Kg
砂500 800Kg
碎石700 1200Kg
水170 210Kg
減水劑 0.5 2Kg。優選的，所述水泥為編號是32.5或42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。優選的，所述砂采用細度模數為2.3 3，平均粒徑為0.35 0.5mm的中等河砂。優選的，所述碎石為最大直徑為20_的級配碎石。優選的，所述減水劑為有效成分為木鈣的普通減水劑。優選的，所述竹纖維的長度為43 47mm，橫截面近似圓形，等效直徑1.0 1.5mm,抗拉強度大于120MPa。
第二方面，本發明還涉及一種前述竹纖維混凝土的制備方法，所述方法包括如下步驟:將水泥，砂，碎石倒入攪拌機中，攪拌，加入竹纖維，干拌均勻，再加入水和減水劑，攪拌，即得最終竹纖維混凝土。與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果:本發明利用竹纖維增強混凝土，提高混凝土的抗劈拉強度、抗沖擊強度；同時，本發明制得竹纖維增強混凝土具有節能環保、造價低、導熱性低、無電磁干擾等特點；本發明材料利于大批量快速施工，可廣泛應用于土木工程領域的混凝土次結構構件。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。實施例1本實施例涉及一種竹纖維混凝土，所述竹纖維混凝土包括如下體積百分比含量的各組分:混凝土 99.5%，竹纖維0.5%。該竹纖維混凝土的水灰比(每立方混凝土中的水重量與水泥重量之比值)為0.50，砂石比(每立方混凝土中的中砂重量與碎石重量之比值)為0.77。每立方米所述混凝土包括如下質量的各組分:普通娃酸鹽水泥，標號為42.5,360kg ；中砂，750kg ;中砂為細度模數為2.3、平均粒徑為0.35mm的中等河砂；碎石,最大粒徑16mm, 980kg ;水，180kg;普通木鈣減水劑，Ikg ；所述竹纖維，長度為43mm，橫截面近似圓形，等效直徑1.0mm，抗拉強度大于120MPa。
本實施例還涉及前述竹纖維混凝土的制備方法，包括如下步驟:步驟一，確定混凝土配合比和竹纖維摻入體積比:根據所需配備的混凝土標號，采用試配法確定混凝土的材料配合比；同時確定摻入的竹纖維的體積比，按照混凝土與竹纖維的體積比為99.5:0.5的比例加入竹纖維；步驟二，按照比例取各組分，具體為:普通硅酸鹽水泥，360kg ；中砂，750kg;碎石，980kg;
水，180kg;普通木鈣減水劑，Ikg ；所述竹纖維與混凝土的體積比為99.5:0.5 ；步驟三，將水泥，砂，碎石倒入攪拌機中，攪拌60秒，加入竹纖維，干拌30秒使其混合均勻，再加入水和減水劑，攪拌，即得最終竹纖維混凝土。實施效果:本實施例制備的竹纖維混凝土的容重為2230kg/m3 ；28天后，本實施例的竹纖維混凝土與相同配合比的素混凝土的抗壓強度基本相同；與相同配合比的素混凝土較抗劈拉強度提升約20% ;與相同配合比的素混凝土較抗沖擊強度提升50%。實施例2本實施例涉及一種竹纖維混凝土，所述竹纖維混凝土包括如下體積百分比含量的各組分:混凝土 99.0%，竹纖維1.0%。該竹纖維混凝土的水灰比(每立方混凝土中的水重量與水泥重量之比值)為0.55，砂石比(每立方混凝土中的中砂重量與碎石重量之比值)為
0.77。每立方米所述混凝土包括如下質量的各組分:普通娃酸鹽水泥，標號為42.5,320kg ；中砂，750kg ;中砂為細度模數為2.5、平均粒徑為0.4mm的中等河砂。碎石,最大粒徑20mm, 980kg ；水，175kg;普通木鈣減水劑，1.0kg;所述竹纖維，長度為45mm，橫截面近似圓形，等效直徑1.2mm，抗拉強度大于120MPa。本實施例還涉及前述竹纖維混凝土的制備方法，包括如下步驟:步驟一，確定混凝土配合比和竹纖維摻入體積比:根據所需配備的混凝土標號，采用試配法確定混凝土的材料配合比；同時確定摻入的竹纖維的體積比，按照混凝土與竹纖維的體積比為99.0:1.0的比例加入竹纖維；步驟二，按照比例取各組分，具體為:普通娃酸鹽水泥，標號為42.5,320kg ；中砂，750kg;碎石,最大粒徑20mm, 980kg ；水，175kg;普通木I丐減水劑，1.0kg ;
所述竹纖維與混凝土的體積比為99.0:1.0 ;步驟三，將水泥，砂，碎石倒入攪拌機中，攪拌60秒，加入竹纖維，干拌30秒使其混合均勻，再加入水和減水劑，攪拌，即得最終竹纖維混凝土。實施效果:本實施例制備的竹纖維混凝土的容重為2200kg/m3 ；28天后，本實施例的維混凝土與相同配合比的素混凝土較抗壓強度降低約5% ;與相同配合比的素混凝土較抗劈拉強度提升約40% ;與相同配合比的素混凝土較抗沖擊強度提升250%。實施例3本實施例涉及一種竹纖維混凝土，所述竹纖維混凝土包括如下體積百分比含量的各組分:混凝土 98.0%，竹纖維2.0%。該竹纖維混凝土的水灰比(每立方混凝土中的水重量與水泥重量之比值)為0.59，砂石比(每立方混凝土中的中砂重量與碎石重量之比值)為
0.72。每立方米所述混凝土包括如下質量的各組分:普通娃酸鹽水泥，標號為32.5,350kg ；中砂，800kg ;中砂為細度模數為3、平均粒徑為0.5mm的中等河砂。碎石,最大粒徑20mm, IlOOkg ；水，205kg;
普通木鈣減水劑，1.5kg ；所述竹纖維，長度為47mm，橫截面近似圓形，等效直徑1.5mm，抗拉強度大于120MPa。本實施例還涉及前述竹纖維混凝土的制備方法，包括如下步驟:步驟一，確定混凝土配合比和竹纖維摻入體積比:根據所需配備的混凝土標號，采用試配法確定混凝土的材料配合比；同時確定摻入的竹纖維的體積比，按照混凝土與竹纖維的體積比為98.0:2.0的比例加入竹纖維；步驟二，按照比例取各組分，具體為:每立方米所述混凝土包括如下質量的各組分:普通娃酸鹽水泥，標號為32.5,350kg ；中砂，800kg;碎石,最大粒徑20mm, IlOOkg ；水，205kg;普通木鈣減水劑，1.5kg ；所述竹纖維與混凝土的體積比為98.0:2.0 ； 步驟三，將水泥，砂，碎石倒入攪拌機中，攪拌60秒，加入竹纖維，干拌30秒使其混合均勻，再加入水和減水劑，攪拌，即得最終竹纖維混凝土。實施效果:本實施例制備的竹纖維混凝土的容重為2300kg/m3 ；28天后，本實施例的竹纖維混凝土與相同配合比的素混凝土較抗壓強度降低約7% ;與相同配合比的素混凝土較抗劈拉強度提升約30% ;與相同配合比的素混凝土較抗沖擊強度提升250%。以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。
權利要求
1.一種竹纖維混凝土，其特征在于，所述竹纖維混凝土包括如下體積百分比含量的各組分:混凝土 98% 99.5%,竹纖維 0.5 2.0%。
2.根據權利要求1所述的竹纖維混凝土，其特征在于，所述混凝土為C20 C40等級的普通混凝土。
3.根據權利要求2所述的竹纖維混凝土，其特征在于，每立方米混凝土包括如下質量的各組分:水泥300 SOOKg砂500~800Kg碎石700 1200Kg水170 210Kg減水劑 0.5 2Kg。
4.根據權利要求3所述的竹纖維混凝土，其特征在于，所述水泥為編號是32.5或42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。
5.根據權利要求3所述的竹纖維混凝土，其特征在于，所述砂采用細度模數為2.3 `3,平均粒徑為0.35 0.5mm的中等河砂。
6.根據權利要求3所述的竹纖維混凝土，其特征在于，所述碎石為最大直徑為20mm的級配碎石。
7.根據權利要求3所述的竹纖維混凝土，其特征在于，所述減水劑為有效成分為木鈣的普通減水劑。
8.根據權利要求1所述的竹纖維混凝土，其特征在于，所述竹纖維的長度為43 47mm,橫截面近似圓形,等效直徑1.0 1.5mm,抗拉強度大于120MPa。
9.一種如權利要求1所述的竹纖維混凝土的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟:將水泥，砂，碎石倒入攪拌機中，攪拌，加入竹纖維，干拌均勻，再加入水和減水劑，攪拌，即得最終竹纖維混凝土。
全文摘要
本發明提供了一種竹纖維混凝土及其制備方法；所述竹纖維混凝土包括如下體積百分比含量的各組分混凝土98.0%～99.5%，竹纖維0.5～2.0%；本發明還涉及前述竹纖維混凝土的制備方法，其方法包括如下步驟將水泥，砂，碎石倒入攪拌機中，攪拌，加入竹纖維，干拌均勻，再加入水和減水劑，攪拌，即得最終竹纖維混凝土。本發明制得的竹纖維混凝土具有較好的抗劈拉強度、抗沖擊性能，并且節能環保、造價低、導熱性低、無電磁干擾等優點，可廣泛應用于土木工程領域的混凝土次結構構件。
文檔編號C04B28/04GK103073244SQ20131002174
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月21日 優先權日2013年1月21日
發明者黃真, 王璞, 張昌, 陳國維 申請人:上海交通大學