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1、(10)申请公布号 CN 103073244 A (43)申请公布日 2013.05.01 CN 103073244 A *CN103073244A* (21)申请号 201310021747.0 (22)申请日 2013.01.21 C04B 28/04(2006.01) C04B 16/02(2006.01) (71)申请人 上海交通大学 地址 200240 上海市闵行区东川路 800 号 (72)发明人 黄真 王璞 张昌 陈国维 (74)专利代理机构 上海汉声知识产权代理有限 公司 31236 代理人 郭国中 (54) 发明名称 竹纤维混凝土及其制备方法 (57) 摘要 本发明提供了一种。
2、竹纤维混凝土及其制备方 法 ； 所述竹纤维混凝土包括如下体积百分比含量 的各组分 ： 混凝土 98.0% 99.5%， 竹纤维 0.5 2.0% ； 本发明还涉及前述竹纤维混凝土的制备方 法， 其方法包括如下步骤 ： 将水泥， 砂， 碎石倒入 搅拌机中， 搅拌， 加入竹纤维， 干拌均匀， 再加入水 和减水剂， 搅拌， 即得最终竹纤维混凝土。本发明 制得的竹纤维混凝土具有较好的抗劈拉强度、 抗 冲击性能， 并且节能环保、 造价低、 导热性低、 无电 磁干扰等优点， 可广泛应用于土木工程领域的混 凝土次结构构件。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国。
3、家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 (10)申请公布号 CN 103073244 A CN 103073244 A *CN103073244A* 1/1 页 2 1. 一种竹纤维混凝土， 其特征在于， 所述竹纤维混凝土包括如下体积百分比含量的各 组分 ： 混凝土 98% 99.5%， 竹纤维 0.5 2.0%。 2.根据权利要求1所述的竹纤维混凝土， 其特征在于， 所述混凝土为C20C40等级的 普通混凝土。 3. 根据权利要求 2 所述的竹纤维混凝土， 其特征在于， 每立方米混凝土包括如下质量 的各组分 ： 4. 根据权利要求 3 所述的竹纤维混凝土， 其特征在于。
4、， 所述水泥为编号是 32.5 或 42.5 的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。 5. 根据权利要求 3 所述的竹纤维混凝土， 其特征在于， 所述砂采用细度模数为 2.3 3， 平均粒径为 0.35 0.5mm 的中等河砂。 6. 根据权利要求 3 所述的竹纤维混凝土， 其特征在于， 所述碎石为最大直径为 20mm 的 级配碎石。 7. 根据权利要求 3 所述的竹纤维混凝土， 其特征在于， 所述减水剂为有效成分为木钙 的普通减水剂。 8. 根据权利要求 1 所述的竹纤维混凝土， 其特征在于， 所述竹纤维的长度为 43 47mm， 横截面近似圆形， 等效直径 1.0 1.5mm， 抗拉强度大于 12。
5、0MPa。 9. 一种如权利要求 1 所述的竹纤维混凝土的制备方法， 其特征在于， 所述方法包括如 下步骤 ： 将水泥， 砂， 碎石倒入搅拌机中， 搅拌， 加入竹纤维， 干拌均匀， 再加入水和减水剂， 搅拌， 即得最终竹纤维混凝土。 权 利 要 求 书 CN 103073244 A 2 1/4 页 3 竹纤维混凝土及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种建筑工程技术领域的材料及其制备方法， 具体地， 涉及一种竹纤 维混凝土及其制备方法。 背景技术 0002 混凝土的优点是抗压强度高、 取材容易、 易成型、 价格低廉、 可与钢材结合制成各 种承重构件。 但是混凝土致命弱点为抗拉强度低、 。
6、脆性大、 易开裂、 韧性差， 从而降低混凝土 结构的承载能力， 缩短使用寿命， 成为各种灾难事故的隐患。特别是混凝土的抗冲击性能 差， 在冲击荷载作用下易于脆性断裂和脱落。 对于冲击荷载较大的桥梁、 道路、 堤坝等结构， 需要使用抗冲击性能好的纤维增强混凝土。 0003 纤维增强混凝土是以混凝土为基体， 纤维为增强材料所制成的水泥基复合材料的 总称。由于纤维可以很好地抑制裂缝的开展， 纤维增强混凝土是改善混凝土受力性能的有 效方法。 0004 长期以来， 人们较多地关注钢纤维对混凝土的增强效果， 钢纤维混凝土也得到广 泛工程应用。但是钢纤维价格高、 导热快、 非绿色建材， 制成的钢纤维混凝土易。
7、于产生电磁 干扰、 导热过快， 在一些特定场合不适用。 采用竹材做成的竹纤维可以得到与钢纤维混凝土 近似的纤维混凝土力学性能， 特别在提升混凝土的抗拉强度与抗冲击性能方面与钢纤维混 凝土的力学性能相似， 而竹纤维是绿色建材， 生长迅速， 制成的竹纤维混凝土还有不产生电 磁干扰、 导热性低的优点， 更适合一些工业地坪使用或保温墙板使用， 具有较好的社会经济 效益。 0005 经对现有的技术文献检索发现， 已发表的研究论文和专利多采用短和细的竹纤维 增加水泥砂浆或混凝土的韧性， 不是本专利所采用的竹纤维几何形状和添加量。还有大量 的钢纤维混凝土的专利和文章， 比如中国专利文献号 CN1472157。
8、A 记载了一种 “高韧性混杂 纤维混凝土及其制备方法” ， 通过在普通混凝土中混杂微细碳纤维、 钢纤维和分散剂， 使混 凝土改善为高韧性的混凝土。但是钢纤维价格高、 导热快、 非绿色建材， 制成的钢纤维混凝 土易于产生电磁干扰、 导热过快， 在某些特定场合不适用。 发明内容 0006 针对现有技术中的缺陷， 本发明的目的是提供一种竹纤维混凝土及其制备方法。 0007 本发明是通过以下技术方案实现的， 0008 第一方面， 本发明涉及一种竹纤维混凝土， 所述竹纤维混凝土包括如下体积百分 比含量的各组分 ： 0009 混凝土 98% 99.5%， 0010 竹纤维 0.5 2.0%。 0011 优。
9、选的， 所述混凝土为 C20 C40 等级的普通混凝土。 0012 优选的， 每立方米混凝土包括如下质量的各组分 ： 说 明 书 CN 103073244 A 3 2/4 页 4 0013 0014 优选的， 所述水泥为编号是 32.5 或 42.5 的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。 0015 优选的， 所述砂采用细度模数为 2.3 3， 平均粒径为 0.35 0.5mm 的中等河砂。 0016 优选的， 所述碎石为最大直径为 20mm 的级配碎石。 0017 优选的， 所述减水剂为有效成分为木钙的普通减水剂。 0018 优选的， 所述竹纤维的长度为 43 47mm， 横截面近似圆形， 等效直径。
10、 1.0 1.5mm， 抗拉强度大于 120MPa。 0019 第二方面， 本发明还涉及一种前述竹纤维混凝土的制备方法， 所述方法包括如下 步骤 ： 将水泥， 砂， 碎石倒入搅拌机中， 搅拌， 加入竹纤维， 干拌均匀， 再加入水和减水剂， 搅 拌， 即得最终竹纤维混凝土。 0020 与现有技术相比， 本发明具有如下的有益效果 ： 本发明利用竹纤维增强混凝土， 提 高混凝土的抗劈拉强度、 抗冲击强度 ； 同时， 本发明制得竹纤维增强混凝土具有节能环保、 造价低、 导热性低、 无电磁干扰等特点 ； 本发明材料利于大批量快速施工， 可广泛应用于土 木工程领域的混凝土次结构构件。 具体实施方式 002。
11、1 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。 以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明， 但不以任何形式限制本发明。 应当指出的是， 对本领域的普通技术 人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进。 这些都属于本发明 的保护范围。 0022 实施例 1 0023 本实施例涉及一种竹纤维混凝土， 所述竹纤维混凝土包括如下体积百分比含量的 各组分 ： 混凝土 99.5%， 竹纤维 0.5%。该竹纤维混凝土的水灰比 （每立方混凝土中的水重 量与水泥重量之比值） 为 0.50， 砂石比 （每立方混凝土中的中砂重量与碎石重量之比值） 为 0.77。 0024 每立方米。
12、所述混凝土包括如下质量的各组分 ： 0025 普通硅酸盐水泥， 标号为 42.5， 360kg ； 0026 中砂， 750kg ； 中砂为细度模数为 2.3、 平均粒径为 0.35mm 的中等河砂 ； 0027 碎石， 最大粒径 16mm， 980kg ； 0028 水， 180kg ； 0029 普通木钙减水剂， 1kg ； 0030 所述竹纤维， 长度为 43mm， 横截面近似圆形， 等效直径 1.0mm， 抗拉强度大于 120MPa。 说 明 书 CN 103073244 A 4 3/4 页 5 0031 本实施例还涉及前述竹纤维混凝土的制备方法， 包括如下步骤 ： 0032 步骤一，。
13、 确定混凝土配合比和竹纤维掺入体积比 ： 根据所需配备的混凝土标号， 采 用试配法确定混凝土的材料配合比 ； 同时确定掺入的竹纤维的体积比， 按照混凝土与竹纤 维的体积比为 99.5 ： 0.5 的比例加入竹纤维 ； 0033 步骤二， 按照比例取各组分， 具体为 ： 0034 普通硅酸盐水泥， 360kg ； 0035 中砂， 750kg ； 0036 碎石， 980kg ； 0037 水， 180kg ； 0038 普通木钙减水剂， 1kg ； 0039 所述竹纤维与混凝土的体积比为 99.5 ： 0.5 ； 0040 步骤三， 将水泥， 砂， 碎石倒入搅拌机中， 搅拌60秒， 加入竹纤维。
14、， 干拌30秒使其混 合均匀， 再加入水和减水剂， 搅拌， 即得最终竹纤维混凝土。 0041 实施效果 ： 本实施例制备的竹纤维混凝土的容重为 2230kg/m3； 28 天后， 本实施例 的竹纤维混凝土与相同配合比的素混凝土的抗压强度基本相同 ； 与相同配合比的素混凝土 较抗劈拉强度提升约 20% ； 与相同配合比的素混凝土较抗冲击强度提升 50%。 0042 实施例 2 0043 本实施例涉及一种竹纤维混凝土， 所述竹纤维混凝土包括如下体积百分比含量的 各组分 ： 混凝土 99.0%， 竹纤维 1.0%。该竹纤维混凝土的水灰比 （每立方混凝土中的水重 量与水泥重量之比值） 为 0.55， 。
15、砂石比 （每立方混凝土中的中砂重量与碎石重量之比值） 为 0.77。 0044 每立方米所述混凝土包括如下质量的各组分 ： 0045 普通硅酸盐水泥， 标号为 42.5， 320kg ； 0046 中砂， 750kg ； 中砂为细度模数为 2.5、 平均粒径为 0.4mm 的中等河砂。 0047 碎石， 最大粒径 20mm， 980kg ； 0048 水， 175kg ； 0049 普通木钙减水剂， 1.0kg ； 0050 所述竹纤维， 长度为 45mm， 横截面近似圆形， 等效直径 1.2mm， 抗拉强度大于 120MPa。 0051 本实施例还涉及前述竹纤维混凝土的制备方法， 包括如下步。
16、骤 ： 0052 步骤一， 确定混凝土配合比和竹纤维掺入体积比 ： 根据所需配备的混凝土标号， 采 用试配法确定混凝土的材料配合比 ； 同时确定掺入的竹纤维的体积比， 按照混凝土与竹纤 维的体积比为 99.0 ： 1.0 的比例加入竹纤维 ； 0053 步骤二， 按照比例取各组分， 具体为 ： 0054 普通硅酸盐水泥， 标号为 42.5， 320kg ； 0055 中砂， 750kg ； 0056 碎石， 最大粒径 20mm， 980kg ； 0057 水， 175kg ； 0058 普通木钙减水剂， 1.0kg ； 说 明 书 CN 103073244 A 5 4/4 页 6 0059 所。
17、述竹纤维与混凝土的体积比为 99.0 ： 1.0 ； 0060 步骤三， 将水泥， 砂， 碎石倒入搅拌机中， 搅拌60秒， 加入竹纤维， 干拌30秒使其混 合均匀， 再加入水和减水剂， 搅拌， 即得最终竹纤维混凝土。 0061 实施效果 ： 本实施例制备的竹纤维混凝土的容重为 2200kg/m3； 28 天后， 本实施例 的维混凝土与相同配合比的素混凝土较抗压强度降低约 5% ； 与相同配合比的素混凝土较 抗劈拉强度提升约 40% ； 与相同配合比的素混凝土较抗冲击强度提升 250%。 0062 实施例 3 0063 本实施例涉及一种竹纤维混凝土， 所述竹纤维混凝土包括如下体积百分比含量的 各。
18、组分 ： 混凝土 98.0%， 竹纤维 2.0%。该竹纤维混凝土的水灰比 （每立方混凝土中的水重 量与水泥重量之比值） 为 0.59， 砂石比 （每立方混凝土中的中砂重量与碎石重量之比值） 为 0.72。 0064 每立方米所述混凝土包括如下质量的各组分 ： 0065 普通硅酸盐水泥， 标号为 32.5， 350kg ； 0066 中砂， 800kg ； 中砂为细度模数为 3、 平均粒径为 0.5mm 的中等河砂。 0067 碎石， 最大粒径 20mm， 1100kg ； 0068 水， 205kg ； 0069 普通木钙减水剂， 1.5kg ； 0070 所述竹纤维， 长度为 47mm， 横。
19、截面近似圆形， 等效直径 1.5mm， 抗拉强度大于 120MPa。 0071 本实施例还涉及前述竹纤维混凝土的制备方法， 包括如下步骤 ： 0072 步骤一， 确定混凝土配合比和竹纤维掺入体积比 ： 根据所需配备的混凝土标号， 采 用试配法确定混凝土的材料配合比 ； 同时确定掺入的竹纤维的体积比， 按照混凝土与竹纤 维的体积比为 98.0 ： 2.0 的比例加入竹纤维 ； 0073 步骤二， 按照比例取各组分， 具体为 ： 0074 每立方米所述混凝土包括如下质量的各组分 ： 0075 普通硅酸盐水泥， 标号为 32.5， 350kg ； 0076 中砂， 800kg ； 0077 碎石， 。
20、最大粒径 20mm， 1100kg ； 0078 水， 205kg ； 0079 普通木钙减水剂， 1.5kg ； 0080 所述竹纤维与混凝土的体积比为 98.0 ： 2.0 ； 0081 步骤三， 将水泥， 砂， 碎石倒入搅拌机中， 搅拌60秒， 加入竹纤维， 干拌30秒使其混 合均匀， 再加入水和减水剂， 搅拌， 即得最终竹纤维混凝土。 0082 实施效果 ： 本实施例制备的竹纤维混凝土的容重为 2300kg/m3； 28 天后， 本实施例 的竹纤维混凝土与相同配合比的素混凝土较抗压强度降低约 7% ； 与相同配合比的素混凝 土较抗劈拉强度提升约 30% ； 与相同配合比的素混凝土较抗冲击强度提升 250%。 0083 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是， 本发明并不局限于上述 特定实施方式， 本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改， 这并不影 响本发明的实质内容。 说 明 书 CN 103073244 A 6 。