[發明專利]一種植物原料分拆改性的微納米材料及無機纖維增強混凝土強度韌性的方法

在審

• 申請號: 202210424302.6
• 申請日: 2022-04-21
• 公開（公告）號: CN114589787A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 尹應武;楊晗;趙升云;王玉林;陳學云
• 申請（專利權）人: 廈門大學;武夷學院;北京紫光英力化工技術有限公司
• 主分類號: B28B1/52
• 分類號: B28B1/52;B27L11/08
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1.一種通過磺化植物纖維束提高混凝土強度和韌性，提高分散性的方法，其特征在于磺化植物纖維束是經過酸性亞硫酸氫鈣水溶液蒸煮植物材料后過濾、烘干、粉碎得到，然后將磺化植物纖維束混合入混凝土中，所述磺化植物纖維束在混凝土中的質量含量為0.3-3.0wt％。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述磺化植物纖維束在混凝土中的質量含量為0.5-1.5％，尤其優選的，磺化植物纖維束在混凝土中的質量含量為0.5-1.0％，酸性亞硫酸氫鈣水溶液中亞硫酸氫鈣的質量濃度為0.5-4.0％，植物材料和酸性亞硫酸氫鈣水溶液的質量比為1∶4-10，即蒸煮的原料中固液比為1∶4-10，優選的，固液比為1∶5-8，所述蒸煮的溫度為110-140℃，優選的，溫度為115-125℃；蒸煮時間為2-6小時，優選的蒸煮時間為3-5小時，所述植物材料為毛竹、綠竹、麻類植物原料和木材中的一種或多種，優選地，植物材料為綠竹的竹片、毛竹的竹片中的一種或兩種。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述磺化植物纖維束是經過蒸煮、過濾、烘干、粉碎得到的干品再經過水溶性高分子物質的水溶液浸泡處理得到的再改性的磺化植物纖維束的干品或濕品，所述的水溶性高分子物質的水溶液為木質素鉀水溶液、木質素磺酸鈣水溶液、木質素鈉水溶液、聚乙烯醇水溶液、硫酸鋁水溶液，優選地，水溶性高分子物質的水溶液為木質素鉀水溶液，所述水溶性高分子物質的水溶液中高分子物質的質量濃度為3-8％，與磺化植物纖維束一起混合入混凝土的還有無機微納米纖維，所述無機微納米纖維是以水泥為原料生產的一維微納米晶須材料，所述無機微納米纖維占混凝士質量的百分比為0.5-3.0％，優選的，所述無機微納米纖維為文石型碳酸鈣晶須或甘氨酸改性硅酸鈣纖維。

4.一種包含磺化植物纖維束的組合物用于提高混凝土性能的用途，其中所述混凝土性能為混凝土的強度和韌性，或者所述混凝土性能為混凝土的強度、韌性和和易性，所述強度指抗折強度或抗壓強度，所述韌性指抗折強度和劈裂抗拉強度，所述磺化植物纖維束是經過酸性亞硫酸氫鈣水溶液蒸煮植物材料后過濾、烘干、粉碎得到，磺化植物纖維束用于混凝土中的質量含量為0.3-3.0wt％，優選的，所述磺化植物纖維束用于混凝土中的質量含量為0.5-1.5％。

5.根據權利要求4所述的用途，其特征在于酸性亞硫酸氫鈣水溶液中亞硫酸氫鈣的質量濃度為0.5-4.0％，植物材料和酸性亞硫酸氫鈣的質量比為1∶4-10，即蒸煮的原料中固液比為1∶4-10，優選的，固液比為1∶5-8，所述蒸煮的溫度為110-140℃，優選的溫度為115-125℃；蒸煮時間為2-6小時，優選的，蒸煮時間為3-5小時，植物材料為毛竹、綠竹、麻類植物原料和木材中的一種或多種，優選地，植物材料為綠竹的竹片、毛竹的竹片中的一種或兩種。

6.根據權利要求4所述的用途，其特征在于述磺化植物纖維束經過蒸煮、過濾、烘干、粉碎得到的干品再經過水溶性高分子物質的水溶液浸泡處理得到的再改性磺化植物纖維束的干品或濕品，所述的水溶性高分子物質的水溶液為木質素鉀水溶液、木質素磺酸鈣水溶液、木質素鈉水溶液、聚乙烯醇水溶液、硫酸鋁水溶液，優選地，水溶性高分子物質的水溶液為木質素鉀水溶液，水溶性高分子物質的水溶液中高分子物質的質量濃度為3-8％。

7.根據權利要求4所述的用途，其特征在于包含磺化植物纖維束的組合物中還包含無機微納米纖維，所述無機微納米纖維是以水泥為原料生產的一維微納米晶須材料，所述無機微納米纖維占混凝士質量的百分比為0.5-3.0％，優選的，無機微納米纖維為文石型碳酸鈣晶須或甘氨酸改性硅酸鈣纖維。