一种复合酶处理竹纤维再生强化混凝土及其制备方法

    专利2024-11-20  3


    本发明涉及再生混凝土,特别涉及一种复合酶处理竹纤维再生强化混凝土及其制备方法。


    背景技术:

    1、再生混凝土虽具有显著的环境和经济效益及良好的发展前景,但再生骨料的基本性能与天然砂石相比存在较大差异,如表观密度低,吸水率大,压碎指标大和表面存在微裂纹等,显著降低了再生混凝土的机械性能。因此,使用合理的技术手段改善再生混凝土的力学性能具有重要意义。

    2、由于纤维的抗拉强度高、延伸率大,将纤维加入混凝土中可以有效增强混凝土结构的韧性且不会损害混凝土的耐久性。纤维混凝土是由普通混凝土改良后形成的复合材料混凝土,与普通混凝土相比较,其抗拉、抗弯强度及延伸率和韧性均可得到很大程度的提高。根据复合材料中纤维材质的不同,一般可分为:钢纤维、玄武岩纤维和玻璃纤维等外加纤维的方式提升再生混凝土的力学性能。但这些纤维成本高,因此本专利竹纤维来改善再生混凝土的抗压强度与抗折强度。竹纤维来源广泛,价格低廉,有天然材料制成,复合建筑的节能性和可持续性要求,有助于环境保护和可持续发展。

    3、竹纤维再生混凝土的工作原理是通过抑制裂纹扩展、增加抗拉强度和提高断裂韧性来改善混凝土的性能。竹纤维和基体之间的粘性可以防止裂缝的扩大与形成,同时处理后的纤维不规则分布可以抑制基体收缩,有效加强混凝土,减少基体初凝阶段的收缩裂缝和断裂。在竹纤维再生混凝土受力过程中,在应力集中的地方非常容易出现裂缝,竹纤维可以承担部分应力,防止裂缝发展成贯穿性裂缝,有利于提高再生混凝土的抗拉强度。


    技术实现思路

    1、针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种复合酶处理竹纤维再生强化混凝土及其制备方法;本发明通过添加粉状复合酶处理竹纤维提升再生混凝土的力学性能;本发明采用由废弃混凝土破碎而成的再生混凝土作为天然骨料的替代品,可有效缓解天然骨料短缺问题,制成的复合酶处理竹纤维强化再生混凝土与普通混凝土相比具有抗压强度高、抗折强度高及节能环保等优点。

    2、本发明所采用的技术方案如下。

    3、本发明提供一种复合酶处理竹纤维强化再生混凝土,以重量份数计,其原料配方如下:水泥400-500份、再生骨料1100-1200份、水200-250份、复合酶处理竹纤维1份~15份、河砂600-650份和减水剂1-3份;其中:再生骨料采用c30等级再生混凝土,所述复合酶处理竹纤维采用下述方法制备:

    4、1)制备缓冲液:取柠檬酸和柠檬酸钠置于烧杯中,用去离子水溶解,得到ph值为4-5的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液;

    5、2)竹纤维的酶处理:称取1-4重量份的复合酶、4-20重量份的竹粉,倒入上述缓冲液200-500ml,在40-50℃下持续搅拌反应24-48h,固液分离,固体经洗涤,干燥得到酶解竹粉;其中:所述复合酶中木质素酶、半纤维素酶和果胶酶的质量比为1:(2~4):(0.3~0.8)。

    6、本发明中,粒径为5~20mm。

    7、本发明中,水泥是编号p.o42.5的普通硅酸盐水泥。

    8、本发明中,河砂粒径为0.35~0.5mm。

    9、本发明中,减水剂为聚羧酸高效减水剂。

    10、本发明中,步骤2)中,竹粉的粒径小于150μm。

    11、本发明还提供一种上述的复合酶处理竹纤维强化再生混凝土的制备方法,包括以下步骤:

    12、(1)称取部分水泥、部分水投入搅拌机搅拌混合50-70s;

    13、(2)称取再生骨料加入搅拌机继续搅拌20-40s;

    14、(3)称取河砂、复合酶处理竹纤维及剩余的水泥加入搅拌机继续搅拌20-40s;

    15、(4)称取聚羧酸减水剂和剩余的水加入搅拌机搅拌100-140s制得复合酶处理竹纤维强化再生混凝土;其中:步骤1)中,称取的部分水泥为配方中水泥总质量的15-25%,称取的部分水为配方中水总质量的25-35%。

    16、本发明将水泥和水先搅拌混合,再加入再生骨料,能够使再生骨料表面附着一定的胶凝材料,可在一定程度上弥补再生骨料的先天缺陷。接着加入河砂、粉状酶处理竹纤维后能够更好附着于骨料表面;所用酶处理竹纤维具有多尺度、粒度小等特点,提高了再生混凝土的抗压强度与抗折强度。以上,本发明用复合酶处理竹纤维对所制备再生混凝土进行强化,与现有技术相比,本发明具有如下优势:

    17、1.本发明所涉及复合酶处理竹纤维工艺使用的是粉状纤维,粉末状纤维拥有大表面积,对竹纤维形貌要求低,能够在混凝土中分散更加均匀,该处理流程简单,处理成本低,具有良好的实用性与经济价值;

    18、2.本发明所使用酶是由木质素酶、纤维素酶和半纤维素酶等组成的复合酶,复合酶处理对竹纤维中的木质素和半纤维素有较好的降解效果,可以去除竹纤维中半纤维素、木质素和果胶等杂质,增加竹纤维表面的粗糙程度,提高竹纤维与混凝土之间的界面附着力,使竹纤维和水泥基体更好的结合。

    19、3.使用复合酶处理竹纤维,有效减少了酶处理竹纤维中影响混凝土硬化的木质素、半纤维素等组分含量,提高了复合酶处理竹纤维再生混凝土的耐久性。

    20、4.本发明提供的酶处理竹纤维再生混凝土与普通再生混凝土相比力学性能明显增强,其具有更高的抗压强度与抗折强度,大概提升20%-30%左右。



    技术特征:

    1.一种复合酶处理竹纤维强化再生混凝土,其特征在于,以重量份数计,其原料配方如下:水泥400-500份、再生骨料1100-1200份、水200-250份、复合酶处理竹纤维1份~15份、河砂600-650份和减水剂1-3份;其中:再生骨料采用c30等级再生混凝土;所述复合酶处理竹纤维采用下述方法制备:

    2.根据权利要求1所述的复合酶处理竹纤维强化再生混凝土,其特征在于,再生骨料粒径为5~20mm。

    3.根据权利要求1所述的复合酶处理竹纤维强化再生混凝土,其特征在于,水泥是编号p.o42.5的普通硅酸盐水泥。

    4.根据权利要求1所述的复合酶处理竹纤维强化再生混凝土,其特征在于,河砂粒径为0.35~0.5mm。

    5.根据权利要求1所述的复合酶处理竹纤维强化再生混凝土,其特征在于,减水剂为聚羧酸高效减水剂。

    6.根据权利要求1中所述的复合酶处理竹纤维强化再生混凝土,其特征在于,步骤(2)中,竹粉的粒径小于150μm。

    7.一种根据权利要求1所述的复合酶处理竹纤维强化再生混凝土的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明公开了一种复合酶处理竹纤维强化再生混凝土及其制备方法;以重量份数计,本发明的复合酶处理竹纤维强化再生混凝土的原料配方如下:水泥400‑500份、再生骨料1100‑1200份、水200‑250份、复合酶处理竹纤维1份~15份、河砂600‑650份和减水剂1‑3份;其中:所述再生骨料粒径为5mm‑20mm的废弃混凝土破碎而成的再生混凝土。本发明采用由废弃混凝土破碎而成的再生混凝土作为天然骨料的替代品,可有效缓解天然骨料短缺问题,制成的复合酶处理竹纤维强化再生混凝土与普通混凝土相比具有抗压强度高、抗折强度高及节能环保等优点。

    技术研发人员:李如燕,侯宇飞,刘倩,田震,李翔,马长文
    受保护的技术使用者:上海第二工业大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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