[發明專利]用于混凝土的秸稈及聚合物復合纖維增強材料、其制備方法

有效

• 申請號: 202110288754.1
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113087434B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 程志翔;尼泊爾·博馬
• 申請（專利權）人: 西交利物浦大學
• 主分類號: C04B24/26
• 分類號: C04B24/26
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

1.一種用于混凝土的秸稈及聚合物復合纖維增強材料，其特征在于，包括體積分數為0.5％-99.5％的秸稈和體積分數為0.5％-99.5％的聚合物，秸稈和聚合物的體積分數合計100％；

所述聚合物包括A型聚合物、B型聚合物和C型聚合物中至少一種；

A型聚合物選自聚丙烯、聚乙烯、膨脹聚苯乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、熱塑性聚氨酯中至少一種；

B型聚合物選自聚乙烯醇、聚氯乙烯、尼龍、聚對苯撐苯并雙惡唑、對位芳綸、間位芳香族聚酰胺、聚酰亞胺、聚芳酯中至少一種；

C型聚合物選自聚氨酯、環氧樹脂、超支化聚合物、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚氯丁二烯中至少一種；

所述復合纖維增強材料切成長度45-50mm、寬度1mm、厚度0.5mm的扁平纖維段；

所述復合纖維增強材料的殘余撓曲抗拉強度：

f_R，1＝[0.1f_cu+84000v_f+S_r+950]×10^-3；

f_R，2＝[0.1f_cu+100000v_f+S_r+230]×10^-3；

f_R，3＝[0.1f_cu+107000v_f+S_r+215]×10^-3；

f_R，4＝[0.1f_cu+100000v_f+S_r+210]×10^-3；

S_r＝[3.3v_s+1.2v_p+0.2E_p+0.1E_s]，表示纖維比系數；

f_cu為混凝土28天抗壓強度，單位為MPa；

v_f為混凝土中復合纖維增強材料的體積分數，以百分比表示；

v_p為復合纖維增強材料中聚合物化合物的體積分數，以百分比表示；

v_s為復合纖維增強材料中秸稈的體積分數，以百分比表示；

E_p為聚合物的彈性模量，單位為MPa；

E_s為秸稈的彈性模量，單位為MPa。

2.根據權利要求1所述用于混凝土的秸稈及聚合物復合纖維增強材料，其特征是，所述復合纖維增強材料具有齒形外輪廓和/或凹凸不平的表面。

3.根據權利要求1所述用于混凝土的秸稈及聚合物復合纖維增強材料，其特征是，所述秸稈來自稻子、小麥、玉米、大麥、小米中至少一種。

4.根據權利要求1所述用于混凝土的秸稈及聚合物復合纖維增強材料，其特征是，所述復合纖維增強材料的抗拉強度σ_f＝0.33(σ_pV_p+σ_sV_s)，其中，

σ_p為聚合物的抗拉強度，單位為MPa；

σ_s為秸稈的抗拉強度，單位為MPa。

5.根據權利要求1所述用于混凝土的秸稈及聚合物復合纖維增強材料，其特征是，所述復合纖維增強材料的楊氏模量E_f＝0.33(E_pV_p+E_sV_s)，其中，

E_p為聚合物的楊氏模量，單位為Mpa；

E_s為秸稈的楊氏模量，單位為Mpa。

6.一種如權利要求1所述的用于混凝土的秸稈及聚合物復合纖維增強材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將秸稈切割粉碎成秸稈粉末，干燥后與部分聚合物粉體一起加入干混設備中干混處理；

2)收集干混處理得到的干混顆粒料，將干混顆粒料通過成對設置的滾筒加壓喂入板材加工設備中，將剩余聚合物粉體通過漏斗加入板材加工設備中，制成板材；加熱板材，通過牽引機構將加熱的板材拉出板材加工設備，拉出過程中加熱的板材經成對設置的滾筒軋制成薄片材；

3)將薄片材切成長度45-50mm、寬度1mm、厚度0.5mm的纖維段。