本申請涉及混凝土領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種纖維增強保溫抗裂混凝土及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的混凝土材料在應(yīng)對復雜多變的工程環(huán)境時，往往表現(xiàn)出抗拉強度不足、韌性差、易產(chǎn)生裂縫以及保溫性能不佳等缺點。這些問題在高層建筑、大跨度橋梁、寒冷地區(qū)建筑等特殊工程中尤為突出，對建筑物的安全性、使用壽命和能源消耗產(chǎn)生了顯著影響。近年來，隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展和對工程質(zhì)量要求的不斷提高，高性能混凝土材料的研究與應(yīng)用日益受到重視。

2、由于混凝土自身抗拉強度較低，在受到溫度變化、荷載作用或地基沉降等外部因素影響時，容易產(chǎn)生裂縫。裂縫不僅影響建筑物的美觀性，更重要的是會削弱結(jié)構(gòu)的整體強度，加速鋼筋銹蝕，進而威脅到建筑物的安全性。尤其是外部環(huán)境溫度發(fā)生變化時，混凝土內(nèi)部溫度會迅速變化，導致混凝土產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象，加劇變形開裂。

3、因此，制備一種纖維增強保溫抗裂混凝土具有極其重要的必要性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本申請?zhí)峁┮环N纖維增強保溫抗裂混凝土及其制備方法。本申請所提供的混凝土能夠克服傳統(tǒng)混凝土易裂、保溫性差的缺點，還能夠顯著提升混凝土的整體性能，降低建筑能耗，提高建筑物的安全性和耐久性。同時，其制備方法相對簡單，成本可控，有利于在建筑行業(yè)中推廣應(yīng)用，推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N纖維增強保溫抗裂混凝土，采用如下的技術(shù)方案：一種纖維增強保溫抗裂混凝土，按照質(zhì)量份數(shù)，包括以下原料：250-270份水泥、1000-1100份粗骨料、750-850份細骨料、150-160份水、50-100份礦物摻合料、20-30份膨脹劑、1-10份減水劑、10-20份改性玉米秸稈；

3、改性玉米秸稈的改性原料至少包括玉米秸稈、刺槐豆膠、蛭石，玉米秸稈、刺槐豆膠、蛭石的質(zhì)量比為1：(0.01-0.05)：(0.05-0.1)，以玉米秸稈的質(zhì)量為基準。

4、通過采用上述技術(shù)方案，利用刺槐豆膠和蛭石對玉米秸稈進行改性，刺槐豆膠與蛭石和玉米秸稈結(jié)合后，其粘結(jié)作用能夠確保蛭石和玉米秸稈在混凝土中的穩(wěn)定分布，防止其脫落或移動，從而進一步提高混凝土的抗裂性能。

5、蛭石是一種層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，具有良好的隔熱性能。當蛭石附著在玉米秸稈表面并通過刺槐豆膠形成穩(wěn)定膜層后，其層狀結(jié)構(gòu)能夠有效阻止熱量的傳導，從而賦予混凝土良好的保溫性能，減少混凝土內(nèi)部與外部環(huán)境的熱交換，降低溫度對混凝土結(jié)構(gòu)的影響。

6、玉米秸稈本身雖然不是專門的保溫材料，但其多孔性和一定的熱阻性能也能在一定程度上輔助蛭石提高保溫效果。玉米秸稈的加入還能增加混凝土的孔隙率，這些孔隙可以儲存部分空氣，進一步減少熱量的對流損失。玉米秸稈中的纖維素等成分具有一定的強度和韌性，還能夠在混凝土中形成類似纖維增強的效果。這些纖維能夠約束混凝土的裂縫擴展，提高混凝土的抗拉強度和韌性。特別是在混凝土受到外力作用時，玉米秸稈纖維能夠吸收部分能量并分散應(yīng)力，減少裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。另外，由于蛭石牢固附著在玉米秸稈上，增加了改性玉米秸稈表面的粗糙程度，使得混凝土在硬化過程中能夠更好地與玉米秸稈表面咬合，形成更加緊密的界面結(jié)合，從而減少裂縫的產(chǎn)生、提高強度。

7、通過將蛭石、玉米秸稈、刺槐豆膠結(jié)合形成改性玉米秸稈，并將其應(yīng)用于混凝土中，可以顯著提高混凝土的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。這種穩(wěn)定性不僅體現(xiàn)在保溫和抗裂方面，還能夠提高混凝土的耐久性和承載能力。

8、優(yōu)選的，所述玉米秸稈、刺槐豆膠、蛭石的質(zhì)量比為1：(0.03-0.05)：(0.08-0.1)，以玉米秸稈的質(zhì)量為基準。

9、通過采用上述技術(shù)方案，進一步限定玉米秸稈、刺槐豆膠、蛭石的質(zhì)量比，使盡可能多的蛭石牢固附著在玉米秸稈上，提高改性玉米秸稈表面的粗糙程度，使得改性玉米秸稈在混凝土體系中具有更高的抗裂和保溫效果。

10、優(yōu)選的，所述粗骨料為5-25mm的花崗巖。

11、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N纖維增強保溫抗裂混凝土的制備方法，采用如下的技術(shù)方案：

12、一種纖維增強保溫抗裂混凝土的制備方法，包括以下步驟：

13、步驟1：制備改性玉米秸稈：

14、步驟1a：玉米秸稈預處理，包含清洗、切割玉米秸稈，得到預處理玉米秸稈；

15、步驟1b：使用堿溶液浸泡預處理玉米秸稈，取出后得到堿泡玉米秸稈；

16、步驟1c：將刺槐豆膠與水混合，攪拌至均勻，并與蛭石、堿泡玉米秸稈混合，而后浸泡，取出后得到改性玉米秸稈；

17、步驟2：將水、水泥混合至均勻，得到第一混合物；

18、步驟3：將細骨料、礦物摻合料與第一混合物混合至均勻，得到第二混合物；

19、步驟4：將粗骨料、膨脹劑、減水劑、改性玉米秸稈與第二混合物混合至均勻，得到纖維增強保溫抗裂混凝土。

20、通過采用上述技術(shù)方案，在制備改性玉米秸稈時，將蛭石、堿泡玉米秸稈浸泡到含有刺槐豆膠的溶液中，蛭石附著在堿泡玉米秸稈上，然后刺槐豆膠也跟隨著進入到堿泡玉米秸稈中，取出后的改性玉米秸稈經(jīng)過烘干等處理，使得蛭石、刺槐豆膠牢固附著在改性玉米秸稈結(jié)構(gòu)內(nèi)，不容易脫落，形成一體。

21、優(yōu)選的，所述步驟1c所使用的水的質(zhì)量與堿泡玉米秸稈、刺槐豆膠、蛭石總質(zhì)量比為(0.8-1.2)：1。

22、優(yōu)選的，所述步驟1c中，在1500-2000r/min的條件下高速攪拌15-30min。

23、通過采用上述技術(shù)方案，在特定轉(zhuǎn)速、浸泡條件下，能夠促使蛭石更充分附著到堿泡玉米秸稈上，便于后續(xù)一系列配合發(fā)生。

24、優(yōu)選的，所述步驟1c中，混合后浸泡45-75min。

25、優(yōu)選的，所述步驟1b中使用1-5％的氫氧化鈉溶液浸泡預處理玉米秸稈，浸泡2-4h，取出后得到堿泡玉米秸稈。

26、通過采用上述技術(shù)方案，進一步限定堿溶液的種類、濃度及浸泡時間，對預處理玉米秸稈的結(jié)構(gòu)進行適當?shù)奶幚恚コ徊糠蛛s質(zhì)、改變與預理玉米秸稈的結(jié)構(gòu)形式，為與蛭石、刺槐豆膠的配合提供良好基礎(chǔ)。

27、綜上所述，本申請具有以下有益效果：

28、1、利用刺槐豆膠、蛭石對玉米秸稈進行改性，刺槐豆膠與蛭石和玉米秸稈結(jié)合后，能夠確保蛭石和玉米秸稈在混凝土中的穩(wěn)定分布，防止其脫落或移動，應(yīng)用在混凝土中，增大了與混凝土的咬合關(guān)系，提高強度，從而能更加有效約束裂縫擴展，提高混凝土的抗裂性能。

29、2、改性玉米秸稈的特殊結(jié)構(gòu)能夠有效阻止熱量的傳導，減少混凝土內(nèi)部與外部環(huán)境的熱交換，降低溫度對混凝土結(jié)構(gòu)的影響。

技術(shù)特征：

1.一種纖維增強保溫抗裂混凝土，其特征在于，按照質(zhì)量份數(shù)，包括以下原料：250-270份水泥、1000-1100份粗骨料、750-850份細骨料、150-160份水、50-100份礦物摻合料、20-30份膨脹劑、1-10份減水劑、10-20份改性玉米秸稈；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強保溫抗裂混凝土，其特征在于：所述玉米秸稈、刺槐豆膠、蛭石的質(zhì)量比為1：（0.03-0.05）：（0.08-0.1），以玉米秸稈的質(zhì)量為基準。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強保溫抗裂混凝土，其特征在于：所述粗骨料為5-25mm的花崗巖。

4.一種基于權(quán)利要求1-3任一項所述的纖維增強保溫抗裂混凝土的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的纖維增強保溫抗裂混凝土的制備方法，其特征在于：所述步驟1c所使用的水的質(zhì)量與堿泡玉米秸稈、刺槐豆膠、蛭石總質(zhì)量比為（0.8-1.2）：1。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的纖維增強保溫抗裂混凝土的制備方法，其特征在于：所述步驟1c中，在1500-2000r/min的條件下高速攪拌15-30min。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的纖維增強保溫抗裂混凝土的制備方法，其特征在于：所述步驟1c中，混合后浸泡45-75min。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的纖維增強保溫抗裂混凝土的制備方法，其特征在于：所述步驟1b中使用1-5%的氫氧化鈉溶液浸泡預處理玉米秸稈，浸泡2-4h，取出后得到堿泡玉米秸稈。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及混凝土領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種纖維增強保溫抗裂混凝土及其制備方法。一種纖維增強保溫抗裂混凝土，包括：水泥、粗骨料、細骨料、水、礦物摻合料、膨脹劑、減水劑、改性玉米秸稈；改性玉米秸稈的改性原料包括玉米秸稈、刺槐豆膠、蛭石，玉米秸稈、刺槐豆膠、蛭石的質(zhì)量比為1：（0.01?0.05）：（0.05?0.1）。本申請所提供的混凝土能夠克服傳統(tǒng)混凝土易裂、保溫性差的缺點，還能夠顯著提升混凝土的整體性能，降低建筑能耗，提高建筑物的安全性和耐久性。同時，其制備方法相對簡單，成本可控，有利于在建筑行業(yè)中推廣應(yīng)用，推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

技術(shù)研發(fā)人員：陳法奮,宋高展,鄺海峰,謝靜儀,李海倫
受保護的技術(shù)使用者：廣州盈筑混凝土有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17