[發明專利]一種填充式植物纖維、制備方法以及高強可塑吸波混凝土

在審

• 申請號: 202010430556.X
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111606616A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 左洲明;袁善文;楊世忠;向敏;李鋒剛;白小可;高金華;吳華;劉志韜;李忠;孫濤
• 申請（專利權）人: 中鐵二局第二工程有限公司
• 主分類號: C04B28/02
• 分類號: C04B28/02;C04B20/02;C04B20/10;C04B18/26;C04B18/24;C04B18/14;C04B14/36;C04B14/30;C04B111/20
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 蔣麗

本發明公開了一種填充式植物纖維，是以中空管狀植物纖維為管材、以耐堿性填料為芯材；其制備方法為，將植物纖維放入耐堿性填料分散液中浸泡處理后，取出冷卻、烘干、切制，得到填充式植物纖維。一種高強可塑吸波混凝土，各組分按重量比計，包括：20份～50份填充式植物纖維、200份～300份水泥、100份～150份粉煤灰、20份～50份膨脹劑、700份～800份砂、950份～1100份碎石、5.8份～6.8份減水劑、0.35份～0.70份引氣劑和120份～180份水。本發明填充式植物纖維耐堿性好、抗壓性佳、斷裂強度高，能夠提升填充式植物纖維與水泥基膠凝材料的粘接力，進而提高混凝土的密實度、穩定性和耐久性。

技術領域

本發明屬于復合材料技術領域，具體地說，涉及一種填充式植物纖維、制備方法以及高強可塑吸波混凝土。

背景技術

在一些隧道的修建過程中發現了石鹽巖地層，該石巖鹽地層中氯鹽含量高，且隧道內滲流水氯離子濃度較高。石鹽巖屬易溶的化學沉積巖，具有溶蝕性及化學侵蝕性特征，遇水具有強烈的喀斯特巖溶特征，同時鹽巖地區的地下水溶液一般對隧道工程的鋼筋混凝土結構具有程度不同的化學侵蝕性。

襯砌開裂隧道工程位于石鹽、石膏、硬石膏夾層的砂泥巖地層時，工程修建后，地下水將引起易溶的化學沉積層溶蝕，降低隧道基底、圍巖的受力條件。二次襯砌背后圍巖中的石鹽、石膏、硬石膏溶于地下水排走后易形成空洞、裂隙，導致圍巖巖體進一步破碎、崩解甚至失穩，強度及自穩性降低，作用于二次襯砌的洞周壓力增大，二次襯砌長時間抵抗圍巖壓力會產生變形、破壞。因此，不論是石巖鹽地層還是砂泥巖地層，修建于此的混凝土都提出了高密實、高強度的需求，用以應對強度低、穩定性差的巖鹽層，以及避免氯鹽的滲入。

當前常采用纖維用以增強混凝土的密實度、強度和吸波性能，通過纖維填充于水泥的空隙處，形成密實的混凝土，避免氯鹽的滲入，從而提高混凝土的抗氯性和強度。人工纖維(如碳纖維、鋼纖維、玻璃纖維等)具備比強度高、比體小的特性，廣泛添加于混凝土中形成纖維基混凝土。但人工纖維存在成本高、工藝復雜、不可降解性等缺點，目前常采用植物纖維全代替或者部分代替人工纖維的方式加入水泥基膠凝材料中，形成綠色纖維基混凝土。

公開號CN201911194965.8的專利，公開了一種抗裂水泥混合料，包括水泥46～78份、砂20～32份、油頁巖灰渣18～26份、礦粉5～8份、硬石膏3～7份、纖維0.6～3.2份和外加劑0.5～1.2份。上述專利中的外加劑包括消泡劑、穩定劑、分散劑和緩釋劑，通過外加劑、水泥、纖維、填料等組分的相互作用，用以提高纖維在水泥基混凝土中的分散性與連接牢固性，從而增強混凝土的密實性和強度。

但是，水泥基混凝土是一種呈強堿性的材料，水泥在水化過程中生成 Ca(OH)₂，使得混凝土中含有大量的氫氧根離子，其pH值可達12～14，而植物纖維在強堿環境下，纖維的斷裂強度下降、柔軟度增加，進而纖維與水泥基混凝土的粘接力低，影響混凝土耐久性，致使混凝土的緊實度下降，抗氯性、抗裂性和承重性差。

發明內容

經過大量的研究，我們發現，填充式植物纖維具備耐堿性好、抗壓性佳、斷裂強度高的優良特性，采用填充式植物纖維代替傳統的植物纖維，能夠提升填充式植物纖維與水泥基膠凝材料的粘接力，進而提高混凝土的密實度、穩定性和耐久性。

因此，本發明的第一個目的是提供一種填充式植物纖維，以中空管狀植物纖維為管材、以耐堿性填料為芯材。

本發明的第二個目的是提供一種填充式植物纖維的制備方法，包括如下步驟，將植物纖維放入耐堿性填料分散液中浸泡處理后，取出冷卻、烘干、切制，得到填充式植物纖維。

本發明的第三個目的是提供一種高強可塑吸波混凝土，各組分按重量比計，包括：20份～50份填充式植物纖維、200份～300份水泥、100份～150 份粉煤灰、20份～50份膨脹劑、700份～800份砂、950份～1100份碎石、5.8 份～6.8份減水劑、0.35份～0.70份引氣劑和120份～180份水。