一种提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能的方法

本发明属于水泥基材料领域，尤其涉及一种提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能的方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、将富有空腔结构体积变化型的有机纤维用于水泥基材料建造的过程中，有机纤维在拌合物和硬化水泥体中两者的状态存在较大差异，尤其是有机纤维在自身体积方面。在硬化水泥体中，有机纤维释水体积缩小，将会与水泥体存在缝隙。而在有机纤维与水泥石之间的界面粘结发挥纤维桥接增韧效能的前提下，有机纤维与水泥体的缝隙将会大幅降低界面粘结性能。

3、在现有技术中，存在对纤维进行表面生长二氧化硅的改性处理来提升界面粘结性能的技术方案，但是上述技术方案均是针对无机纤维材质(如无机纤维碳纤维和钢纤维)，且纤维在水泥基材料自身体积无变化，不适用于体积变化型纤维-水泥界面粘结性能提升。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能的方法，其适用于有机纤维及纤维在水泥浆硬化过程体积变化的情况，能够减小或消除纤维与水泥石之间的缝隙，提升界面粘结性能。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供了一种提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能的方法，其包括：

4、将体积变化型纤维表面采用水溶性固化膜进行封装；

5、将封装后的积变化型纤维放置于具有膨胀特征的水泥基材料拌合物中，在预设空间内浇筑成型并进行密封处理；

6、在浇筑成型及密封处理后，水溶性固化膜遇水溶解，体积变化型纤维吸水膨胀且随着水泥基材料硬化而释水体积收缩，控制体积变化型纤维的释水体积收缩量与水泥基材料的体积膨胀量同时同幅，以提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能。

7、其中，纤维释水体积收缩量与水泥基材料的体积膨胀量同时同幅，这样实现了纤维与水泥石紧密贴合；如果不同时同幅，体积膨胀量大于体积收缩量，将会出现纤维被水泥石过度挤压，损伤纤维结构；如果同时不同幅，体积膨胀量小于体积收缩量，将会出现纤维与水泥石纤维界面出现缝隙。

8、作为一种实施方式，水溶性固化膜为pva溶液固化成膜。

9、作为一种实施方式，所述pva溶液的浓度6％-12％。

10、作为一种实施方式，水泥基材料包含膨胀剂。

11、作为一种实施方式，所述膨胀剂为氧化钙类、硫铝酸钙类或氧化镁类其中一种膨胀剂或多种复合膨胀剂。

12、体积膨胀量小于体积收缩量本发明提供了另一种提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能的方法，其包括：

13、将体积变化型纤维表面进行纳米改进处理，以增加水泥水化成核位点；

14、将纳米改进处理后的积变化型纤维放置于具有膨胀特征的水泥基材料拌合物中，在预设空间内浇筑成型并进行密封处理；

15、在浇筑成型及密封处理后，控制体积变化型纤维释水体积收缩量与水泥基材料水化产物沉积量和水泥基材料体积膨胀量这两者同时同幅，提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能。

16、其中，纤维释水体积收缩，纤维表面纳米作为成核位点吸引水化产物沉淀，使得纤维释水体积收缩量与水泥基材料水化产物沉积量和水泥基材料体积膨胀量要同时同幅，这样实现纤维与水泥石紧密贴合；如果不同时同幅，水泥基材料体积膨胀量和纤维表面沉积水化产物量体积之和大于纤维释水收缩体积量，将会出现纤维被水泥石过度挤压，损伤纤维结构；如果同时不同幅，水泥基材料体积膨胀量和纤维表面沉积水化产物量体积之和小于纤维释水收缩体积量，将会出现纤维与水泥石纤维界面出现缝隙。本部分弥补纤维体积收缩量的空间有水泥基材料的膨胀量和纤维表面纳米材料吸引的水泥水化产物沉淀量。

17、作为一种实施方式，体积变化型纤维表面经纳米改进处理，得到表面生长纳米二氧化硅的体积变化型纤维。

18、作为一种实施方式，在体积变化型纤维表面进行纳米改进处理的过程中，获得碳纳米纤维混合液，将碳纳米纤维混合液均匀喷涂至纤维表面。

19、作为一种实施方式，水泥基材料包含膨胀剂。

20、作为一种实施方式，所述膨胀剂为氧化钙类、硫铝酸钙类或氧化镁类其中一种膨胀剂或多种复合膨胀剂。

21、本发明的有益效果是：

22、(1)本发明将体积变化型纤维表面采用水溶性固化膜进行封装处理，通过体积变化型纤维的表面封裹来控制纤维在水泥浆硬化过程中体积变化的过程，缩小了纤维与水泥石的间隙，且体积变化型纤维的释水体积收缩量与水泥基材料的体积膨胀量同时同幅，通过同步的物理机密作用实现了纤维-水泥界面粘结性能的提升。

23、(2)本发明通过将体积变化型纤维表面进行纳米改进处理，纤维表面的纳米材料起到水泥水化成核位点作用，促进了水泥水化产物沉淀，利用水泥基材料的膨胀作用及密封空间的限制来挤压水泥基材料中的间隙，以及体积变化型纤维表面的纳米材料与膨胀剂水化产物反应物来填充收缩后纤维与水泥石之间的缝隙，使得体积变化型纤维与水泥石纤维界面缝隙缩小甚至消失，再结合体积变化型纤维释水体积收缩量与水泥基材料水化产物沉积量和水泥基材料体积膨胀量这两者同时同幅，通过同步的物理机密作用实现了纤维-水泥界面粘结性能的提升。

24、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能的方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能的方法，其特征在于，水溶性固化膜为pva溶液固化成膜。

3.如权利要求2所述的提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能的方法，其特征在于，所述pva溶液的浓度6％-12％。

4.如权利要求1所述的提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能的方法，其特征在于，水泥基材料包含膨胀剂。

5.如权利要求4所述的提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能的方法，其特征在于，所述膨胀剂为氧化钙类、硫铝酸钙类或氧化镁类其中一种膨胀剂或多种复合膨胀剂。

6.一种提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能的方法，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能的方法，其特征在于，体积变化型纤维表面经纳米改进处理，得到表面生长纳米二氧化硅的体积变化型纤维。

8.如权利要求6所述的提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能的方法，其特征在于，在体积变化型纤维表面进行纳米改进处理的过程中，获得碳纳米纤维混合液，将碳纳米纤维混合液均匀喷涂至纤维表面。

9.如权利要求6所述的提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能的方法，其特征在于，水泥基材料包含膨胀剂。

10.如权利要求9所述的提升体积变化型纤维-水泥界面粘结性能的方法，其特征在于，所述膨胀剂为氧化钙类、硫铝酸钙类或氧化镁类其中一种膨胀剂或多种复合膨胀剂。

技术总结本发明属于水泥基材料领域，提供了一种提升体积变化型纤维‑水泥界面粘结性能的方法，其包括将体积变化型纤维表面采用水溶性固化膜进行封装；将封装后的积变化型纤维放置于具有膨胀特征的水泥基材料拌合物中，在预设空间内浇筑成型并进行密封处理；在浇筑成型及密封处理后，水溶性固化膜遇水溶解，体积变化型纤维吸水膨胀且随着水泥基材料硬化而释水体积收缩，控制体积变化型纤维的释水体积收缩量与水泥基材料的体积膨胀量同时同幅，以提升体积变化型纤维‑水泥界面粘结性能。技术研发人员：冯硕,吕晶晶,张庆松,李惠,刘人太,白继文,李相辉,朱光轩,刘衍凯受保护的技术使用者：山东大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27