纤维珠链增强水泥混凝土及其制备方法与流程

本发明涉及建筑材料制备领域，具体涉及一种纤维珠链增强水泥混凝土及其制备方法。

背景技术：

众所周知，纤维材料具有超强的力学性能，玻璃纤维具有优异的力学性能，其抗拉强度达到1000MPa以上，且物美价廉，是一种很好的复合材料增强体，采用玻璃纤维作为增强材料来增强的水泥混凝土，应具有超强的物理力学性能。但目前研究结果和工程实践证明，玻璃纤维对水泥混凝土的增强效果并不如意。就现在的查新结果显示，目前玻璃纤维增强水泥混凝土，都是采用短切纤维预拌混凝土浇铸成形，纤维掺量小的时候，增强效果不明显，而当纤维掺量增大时，混凝土的工作性明显下降，而且混凝土性能不增反降，造成纤维混凝土强度下降，易开裂，这与复合原理以及增强机理相悖,具体的，普遍存在以下问题：

1、力学性能提高有限，采用玻璃纤维增强其他基体，如环氧树脂，其力学性能有明显提高，拉伸强度从7MPa增加至100MPa以上。而玻璃纤维增强混凝土，其力学性能增强不明显；

2、纤维掺量有限，采用玻璃纤维增强其他基体，如环氧树脂，纤维含量可高达60％，而目前公认的玻璃纤维以及其他纤维在混凝土中的添加上限为5％，如果盲目地增加纤维掺量，会导致混凝土工艺性下降，难以浇铸甚至不能浇铸，而浇铸出的混凝土性能也会随着纤维掺量增加而下降；

3、纤维与混凝土界面粘接性能差，导致纤维与混凝土在高掺量、大荷载作用下，难以协调工作，随着掺量增加，界面缺陷愈发明显，造成整体力学性能降低。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种纤维珠链增强水泥混凝土及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

纤维珠链增强水泥混凝土，包括混凝土本体，所述混凝土本体内填充有纤维珠链，所述纤维珠链由连续纤维及胶珠构成，所述胶珠植入所述连续纤维中。

优选地，所述连续纤维为玻璃纤维。

上述纤维珠链增强水泥混凝土的制备方法，包括如下步骤：

S1、将连续纤维按照设计距离植入胶珠，得纤维珠链；

S2、采用混凝土、纤维珠链交替添加的方式进行浇铸，使得纤维珠链在混凝土中保持固定的取向、含量以及分布。

其中，纤维珠链不与混凝土预混、搅拌。

其中，所述步骤S1具体包括如下步骤：

将一定量液态胶体滴在或挤压在连续纤维的规定位置，并使其与纤维充分浸润，形成内部与纤维充分浸润、混合，外部完全包裹纤维的球体，液态胶体固化后，既得纤维珠链。

本发明具有以下有益效果：

1)采用纤维珠链增强方式，用结构约束取代了以往的界面约束，从根本上解决了纤维与混凝土之间界面性能差的问题，大大提高了混凝土力学性能；

2)采用长纤维增强方式，充分发挥纤维的力学特性，并且根据构件的几何形态、使用特性等要素，来控制纤维排布方向和数量，实现性能的可设计性，提高混凝土的力学性能；

3)采用浇铸时添加增强体的浇铸方式，避免了预拌时纤维混凝土工艺性差的问题，解决了高增强体材料含量的问题。

附图说明

图1为本发明实施例中纤维珠链的结构示意图。

图2为本发明实施例纤维珠链增强水泥混凝土的一个具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图2所示，本发明实施例提供了一种纤维珠链增强水泥混凝土，包括混凝土本体1，所述混凝土本体1内填充有纤维珠链2，所述纤维珠链2由连续纤维3及胶珠4构成，所述胶珠4植入所述连续纤维3中。

所述连续纤维为玻璃纤维。

上述纤维珠链增强水泥混凝土的制备方法，包括如下步骤：

S1、将连续纤维按照设计距离植入胶珠，得纤维珠链；具体包括如下步骤：

将一定量液态胶体滴在或挤压在连续纤维的规定位置，并使其与纤维充分浸润，形成内部与纤维充分浸润、混合，外部完全包裹纤维的球体，液态胶体固化后，既得纤维珠链

S2、采用混凝土、纤维珠链交替添加的方式进行浇铸，使得纤维珠链在混凝土中保持固定的取向、含量以及分布。

纤维珠链不与混凝土预混、搅拌。

本具体实施采用纤维珠链增强水泥混凝土。基于复合原理，采用新型的纤维混凝土增强方式，从玻璃纤维的掺加方式、纤维形态等方面入手，将长纤维与胶珠制成纤维珠链如图1所示，胶珠大小以及胶珠间距视使用要求而定。浇筑混凝土时，将该珠链放入，胶珠与混凝土形成嵌固，避免了纤维与混凝土之间由于其间粘接性差而导致的滑移，当混凝土受力时，由于该胶珠的嵌固作用，使得纤维与混凝土协同受力，大大提高了纤维的增强效果，进而提高了混凝土性能。同时，也解决了纤维混凝土的工作性差以及抗裂性能不明显的问题。

经检测，采用本发明浇铸的混凝土试件，抗折强度从10MPa增加到25MPa，混凝土力学性能显著提高，试件中纤维含量已经达到15％，远远超过了以往的纤维掺量上限，并且具有很大的开发潜力和上升空间，纤维含量进一步提高，预计抗折强度可以超过40MPa。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。