一种改性木屑增强水泥基复合材料的制备方法技术

一种改性木屑增强水泥基复合材料的制备方法，它涉及一种水泥基复合材料的制备方法。本发明专利技术的目的是要解决现有方法制备的木屑增强水泥基复合材料存在木屑分散不均、碱性环境下分解、吸水尺寸变化，进而无法实现足够的界面力传递，导致力学性能差的问题。方法：一、碱煮处理；二、硅烷偶联剂改性；三、称取水、改性木屑、砂、水泥和聚羧酸减水剂；四、将50％水、改性木屑和砂混合；五、向混合物Ⅰ中加入水泥和50％水；六、向混合物Ⅱ中加入聚羧酸减水剂；七、浇注、震动、静置、脱模、养护。本发明专利技术所采用的配合比为形成木屑网络结构的最佳配合比，此外复合材料制备方法促进木屑的分散，二者结合使木屑发挥更佳的阻裂和桥接作用。发挥更佳的阻裂和桥接作用。

【技术实现步骤摘要】
一种改性木屑增强水泥基复合材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种水泥基复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]随着现代社会的高速发展，道路、建筑、水利等的材料需求明显加大，而在所需的材料中以水泥应用范围最广。水泥基材料主要有水泥、砂浆、混凝土等，这些材料在实际应用中的优点为抗压强度高，但是脆性大、自重大、韧性低、抗裂性差，而这些问题很大程度上影响了其在施工建设中的应用和发展。为此，人们探索了各种方法来改善其性能。而掺加纤维被认为是最有效的方法之一。其中植物纤维因其低成本、低密度、可生物降解性和良好的力学性能进入了人们的视野，并引起了广泛的关注。
[0003]木屑作为水泥基体的增强材料受到自身耐久性的限制。水泥基的碱性环境会使木屑的无定形成分分解，生成抑制水泥水化的糖类。碱性水解降低了纤维内大分子链的聚合度，从而使结构脆化。此外，木屑的亲水性是影响其在复合材料中耐久性的另一个因素。木屑与基质空隙中的水的反应会导致木屑膨胀。木屑的尺寸变化会导致木屑与基质的粘结减弱，从而使复合材料内部无法实现足够的界面力传递。本专利技术针对现存在的问题，将三种改性方法组合对木屑进行改性。该组合改性方法既可以对木屑进行改性，也可改善木屑与水泥基体的粘结，进而显著改善复合材料的性能。
[0004]制备木屑增强水泥基复合材料还需要保证最佳的配合比以提高复合材料的力学性能。若木屑掺量过少，则无法形成相互联结、传递外力的网络结构。若木屑掺量过多，则会带来负面效果，使复合材料性能降低。此外，现有木屑增强水泥基复合材料的制备方法无法保证木屑均匀分散，这会减弱木屑的增强效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是要解决现有方法制备的木屑增强水泥基复合材料存在木屑分散不均、碱性环境下分解、吸水尺寸变化，进而无法实现足够的界面力传递，导致力学性能差的问题，而提供一种改性木屑增强水泥基复合材料的制备方法。
[0006]一种改性木屑增强水泥基复合材料的制备方法，是按以下步骤完成的：
[0007]一、碱煮处理：
[0008]在高温下，使用碱溶液对木屑进行蒸煮，取出后冲洗至中性，晾干，得到碱煮处理的木屑；
[0009]二、硅烷偶联剂改性：
[0010]将硅烷偶联剂加入到无水乙醇溶液中，得到硅烷偶联剂处理液；室温下硅烷偶联剂处理液进行水解，然后将碱煮处理的木屑浸入到水解的烷偶联剂处理液中改性，取出后烘干，得到改性木屑
[0011]三、称取水、改性木屑、砂、水泥和聚羧酸减水剂，使得水灰比为0.4，砂灰比为0.7，改性木屑的质量为水泥质量的6％，聚羧酸减水剂质量为水泥质量的0.35％；
[0012]四、将50％水、改性木屑和砂混合，慢速搅拌，得到混合物Ⅰ；
[0013]五、向混合物Ⅰ中加入水泥和50％水，慢速搅拌，得到混合物Ⅱ；
[0014]六、向混合物Ⅱ中加入聚羧酸减水剂，快速搅拌，得到混合物Ⅲ；
[0015]七、向模具中涂抹机油，再将混合物Ⅲ浇筑至模具中，用抹刀插捣后抹平，再放到振动台上震动，刮去模具四周多余的混合物Ⅲ，再在室温下静置，脱模，并恒温恒湿养护箱中养护，养护结束，得到改性木屑增强水泥基复合材料。
[0016]本专利技术的优点：
[0017]一、本专利技术中的木屑是废物再利用所得的原料，利用废弃木屑进行复合材料的制备有利于低碳环保，同时可以降低材料成本，并且本专利技术采用的改性方法设备要求、成本、危险性较低，有利于大规模应用；
[0018]二、本专利技术所采用的配合比为形成木屑网络结构的最佳配合比，此外复合材料制备方法促进木屑的分散，二者结合使木屑发挥更佳的阻裂和桥接作用，进而显著提高水泥基材料的抗折强度、韧性等性能；
[0019]三、本专利技术改性木屑增强水泥基复合材料的配合比进行设计，并采用新的制备方法，确定好复合材料的最佳配合比后，先将木屑、50％水和砂混合搅拌，再加入余下水、水泥和减水剂搅拌，这方便木屑在制备过程中均匀的分散，使木屑在制备的试件承受外力荷载时发挥更佳的作用，进而提升复合材料的抗折强度、韧性等性能；
[0020]四、本专利技术改善制备流程，先将木屑、水、砂混合以使砂促进木屑的分散，再将剩余材料分步加入；
[0021]五、本专利技术制备的改性木屑增强水泥基复合材料的抗折强度可达9.9MPa，弯曲韧性可达1.12kJ/m2，韧性指数可达2.02。
具体实施方式
[0022]以下实施例进一步说明本专利技术的内容，但不应理解为对本专利技术的限制。在不背离本专利技术实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本专利技术的范围。
[0023]具体实施方式一：本实施方式一种改性木屑增强水泥基复合材料的制备方法，是按以下步骤完成的：
[0024]一、碱煮处理：
[0025]在高温下，使用碱溶液对木屑进行蒸煮，取出后冲洗至中性，晾干，得到碱煮处理的木屑；
[0026]二、硅烷偶联剂改性：
[0027]将硅烷偶联剂加入到无水乙醇溶液中，得到硅烷偶联剂处理液；室温下硅烷偶联剂处理液进行水解，然后将碱煮处理的木屑浸入到水解的烷偶联剂处理液中改性，取出后烘干，得到改性木屑
[0028]三、称取水、改性木屑、砂、水泥和聚羧酸减水剂，使得水灰比为0.4，砂灰比为0.7，改性木屑的质量为水泥质量的6％，聚羧酸减水剂质量为水泥质量的0.35％；
[0029]四、将50％水、改性木屑和砂混合，慢速搅拌，得到混合物Ⅰ；
[0030]五、向混合物Ⅰ中加入水泥和50％水，慢速搅拌，得到混合物Ⅱ；
[0031]六、向混合物Ⅱ中加入聚羧酸减水剂，快速搅拌，得到混合物Ⅲ；
[0032]七、向模具中涂抹机油，再将混合物Ⅲ浇筑至模具中，用抹刀插捣后抹平，再放到振动台上震动，刮去模具四周多余的混合物Ⅲ，再在室温下静置，脱模，并恒温恒湿养护箱中养护，养护结束，得到改性木屑增强水泥基复合材料。
[0033]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中所述的高温为160℃；步骤一中所述的碱溶液为质量分数为4％的NaOH溶液；步骤一中所述的蒸煮的时间为2h。其它步骤与具体实施方式一相同。
[0034]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤二中所述的无水乙醇溶液的质量分数为95％；步骤二中所述的烷偶联剂溶液中硅烷偶联剂的质量分数为3％。其它步骤与具体实施方式一或二相同。
[0035]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤二中所述的烷偶联剂为A
‑
171；步骤二中所述的水解的时间为3h。其它步骤与具体实施方式一至三相同。
[0036]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤二中将碱煮处理的木屑浸入到水解的烷偶联剂处理液中改性的时间为2h。其它步骤与具体实施方式一至四相同。
[0037]具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤四中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性木屑增强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于是按以下步骤完成的：一、碱煮处理：在高温下，使用碱溶液对木屑进行蒸煮，取出后冲洗至中性，晾干，得到碱煮处理的木屑；二、硅烷偶联剂改性：将硅烷偶联剂加入到无水乙醇溶液中，得到硅烷偶联剂处理液；室温下硅烷偶联剂处理液进行水解，然后将碱煮处理的木屑浸入到水解的烷偶联剂处理液中改性，取出后烘干，得到改性木屑三、称取水、改性木屑、砂、水泥和聚羧酸减水剂，使得水灰比为0.4，砂灰比为0.7，改性木屑的质量为水泥质量的6％，聚羧酸减水剂质量为水泥质量的0.35％；四、将50％水、改性木屑和砂混合，慢速搅拌，得到混合物Ⅰ；五、向混合物Ⅰ中加入水泥和50％水，慢速搅拌，得到混合物Ⅱ；六、向混合物Ⅱ中加入聚羧酸减水剂，快速搅拌，得到混合物Ⅲ；七、向模具中涂抹机油，再将混合物Ⅲ浇筑至模具中，用抹刀插捣后抹平，再放到振动台上震动，刮去模具四周多余的混合物Ⅲ，再在室温下静置，脱模，并恒温恒湿养护箱中养护，养护结束，得到改性木屑增强水泥基复合材料。2.根据权利要求1所述的一种改性木屑增强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的高温为160℃；步骤一中所述的碱溶液为质量分数为4％的NaOH溶液；步骤一中所述的蒸煮的时间为2h。3.根据权利要求1所述的一种改性木屑增强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述的无水乙醇溶液的质量分数为95％；步骤二中所述的烷偶联剂溶液中硅烷偶联剂的质量分数为3％。4.根据权利要求1所述的一种改性木屑增强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述的烷偶联剂为A
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171；步骤二中所述的水解的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘紫强，韩春鹏，王禹舒，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：