【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土填料，尤其涉及一种新型的混凝土纤维及其应用。
技术介绍
1、混凝土是一种脆性显著的建筑材料，其收缩性较大、抗拉强度较低、韧性较差，在服役过程中容易产生裂缝。裂缝会降低混凝土的力学性能，并且为有害物质的侵入提供通道，从而引发混凝土深度侵蚀、钢筋锈蚀等一系列问题，最终可能导致结构破坏。
2、通过向混凝土中掺入纤维，使纤维与混凝土基体相互粘结。当混凝土开裂后，纤维能够在裂缝间发挥桥连作用，从而增强混凝土的韧性和强度。这种方法目前已被广泛采用。但是桥连作用的大小与裂缝宽度相关，当宽度较小时，桥连作用较弱，所以纤维难以抑制微裂缝的扩张，只有当微裂缝发展为较宽的宏观裂缝之后，纤维才能发挥作用，因此纤维无法在裂缝产生初期有效抑制裂缝发展。
3、中国专利cn108751869a公开了一种渗透结晶型自修复混凝土结构及其制作方法，包括混凝土构件，所述混凝土构件内均匀设置有渗透结晶材料颗粒及硅酸钠修复剂颗粒，所述的硅酸钠修复剂颗粒呈微胶囊结构。该专利技术还提供了一种渗透结晶型自修复混凝土的制作方法。该专利技术能提高混凝土结构的力学性能和防水抗渗性，且使其具备损伤自修复的能力，从而提高混凝土的结构的安全性、耐久性和经济性。
4、水泥基渗透结晶型防水材料是一种混凝土常用的自愈性材料，可以涂抹于混凝土表面或者掺入混凝土中使用。当混凝土开裂后，这种材料含有的活性化学物质能够与裂缝中渗入的水发生反应，形成不溶于水的结晶体。通过结晶体在裂缝中的不断沉积，能够堵塞裂缝，实现混凝土的自我修复。但是这种材料只能愈
5、综上所述，纤维和水泥基渗透结晶型防水材料对于微裂缝和宏观裂缝的有效性几乎相互对立。合理利用两者的适用对象，研究一种新型的混凝土纤维，具有重要的实用价值和广阔的市场前景。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，在本专利技术的第一方面，提供了一种改善混凝土抗裂、抗侵蚀、抗冲击、防渗透以及耐久性的混凝土纤维，包括纤维1、囊室2以及水泥基渗透结晶型防水材料；所述囊室2包括囊室外壳21和容置空腔22；所述纤维1穿过囊室2并与囊室外壳21固定连接，所述水泥基渗透结晶型防水材料填充于容置空腔22中，拉力作用下，纤维1和囊室外壳21同时发生形变，囊室外壳21先于纤维1发生破裂，释放容置空腔22中的水泥基渗透结晶型防水材料。
2、将本专利技术掺入混凝土中，与混凝土形成复合材料。在外荷载作用下，由于应力分布不均匀，混凝土中微裂缝和宏观裂缝会同时产生。(1)当混凝土产生微裂缝时，囊室随之发生变形。如果囊室的脆性外壳超过其抗拉极限，那么外壳将发生破裂。此时囊室中的水泥基渗透结晶型防水材料被释放，其中的活性化学物质与裂缝中渗入的水发生反应，生成结晶体在微裂缝中沉积。由于水泥基渗透结晶型防水材料能够从囊室中不断释出，所以活性化学物质能够保持较高浓度，结晶体能够维持较高的沉积速度，从而保证了微裂缝的自愈合效率。当再次加载时，及时修复的微裂缝将不再是混凝土的薄弱部位。(2)当混凝土产生宏观裂缝时，囊室也随之发生变形，致使囊室外壳也发生破裂，只是囊室中释放的水泥基渗透结晶型防水材料不足以修复宏观裂缝，但是此时纤维能够在裂缝间发挥桥连作用，从而限制裂缝扩张，增强混凝土的韧性和强度。此外，虽然水泥基渗透结晶型防水材料无力修复宏观裂缝，但是对纤维附近的微裂缝仍然具有修复能力，因此能够加强纤维与混凝土基体的粘结作用，减弱纤维发生滑移的可能性，从而有利于发挥纤维在裂缝间的桥连作用，进一步增强混凝土的韧性和强度。
3、在本专利技术中，在满足囊室外壳先于纤维发生破裂的条件下，囊室的形状是多样的，可根据混凝土的应用需求选取合适的形制，其中椭球体是特别合适并具有普遍适用性的形制，优选的，所述囊室2的形状为椭球体。
4、纤维穿过囊室的位置将影响囊室外壳破裂的时机，处于不同位置处的囊室破裂所需拉力有所差异，为提升混凝土纤维的统一性和可控性，优选的，所述纤维1沿轴向穿过囊室2并与囊室外壳21固定连接。
5、容置空腔中填充的水泥基渗透结晶型防水材料可采用本领域通用的类型，为方便该材料的释放以达到更佳的修复效果，优选的，所述水泥基渗透结晶型防水材料的物理形态包括液体或粉末状固体。
6、由聚合物制成的囊室可以在储存水泥基渗透结晶型防水材料和受到外力破裂间取得平衡，优选的，所述囊室外壳21的材料包括聚乙烯醇(pva)、聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)中的一种。
7、纤维对裂缝的桥连作用可增强混凝土的韧性和强度，优选的，所述纤维1包括合成纤维或钢纤维。
8、进一步优选的，所述合成纤维包括聚乙烯醇(pva)纤维、聚乙烯(pe)纤维、聚丙烯(pp)纤维中的一种。
9、进一步优选的，所述钢纤维包括碳钢纤维、低合金钢纤维、不锈钢纤维中的一种。
10、进一步优选的，所述钢纤维的形状包括平直形或异形，所述异形包括压痕形、波形、端钩形、大头形、不规则麻面形中的一种。
11、进一步优选的，所述合成纤维包括单丝纤维、膜裂纤维、粗纤维中的一种。
12、在本专利技术的第二方面，提供了本专利技术第一方面的混凝土纤维的应用，具体为将其作为混凝土填充材料在制备混凝土中的应用。
13、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
14、本专利技术提供了一种混凝土纤维，其结构简单，可显著改善混凝土的抗裂、抗侵蚀、抗冲击、防渗透以及耐久性。
15、本专利技术提供了一种混凝土纤维的应用，作为填充材料用于混凝土中，能够使水泥基渗透结晶型防水材料在混凝土微裂缝处持续且集中释放，提高水泥基渗透结晶型防水材料的有效转化率，还可限制宏观裂缝的扩张，增强混凝土的韧性和强度。
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1.一种混凝土纤维，包括纤维(1)、囊室(2)以及水泥基渗透结晶型防水材料，其特征在于：所述囊室(2)包括囊室外壳(21)和容置空腔(22)，所述纤维(1)穿过囊室(2)并与囊室外壳(21)固定连接，所述水泥基渗透结晶型防水材料填充于容置空腔(22)中，拉力作用下，纤维(1)和囊室外壳(21)同时发生形变，囊室外壳(21)先于纤维(1)发生破裂，释放容置空腔(22)中的水泥基渗透结晶型防水材料。
2.根据权利要求1所述的混凝土纤维，其特征在于：所述囊室(2)的形状为椭球体。
3.根据权利要求1所述的混凝土纤维，其特征在于：所述纤维(1)沿轴向穿过囊室(2)并与囊室外壳(21)固定连接。
4.根据权利要求1所述的混凝土纤维，其特征在于：所述囊室外壳(21)的材料包括聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯中的一种。
5.根据权利要求1所述的混凝土纤维，其特征在于：所述纤维(1)包括合成纤维或钢纤维。
6.根据权利要求5所述的混凝土纤维，其特征在于：所述合成纤维包括聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维中的一种。
7.根据权利要求
8.根据权利要求5所述的混凝土纤维，其特征在于：所述钢纤维的形状包括平直形或异形，所述异形包括压痕形、波形、端钩形、大头形、不规则麻面形中的一种。
9.根据权利要求5所述的混凝土纤维，其特征在于：所述合成纤维包括单丝纤维、膜裂纤维、粗纤维中的一种。
10.一种如权利要求1～9任一项所述的混凝土纤维的应用，其特征在于：将混凝土纤维作为混凝土填充材料在制备混凝土中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种混凝土纤维，包括纤维(1)、囊室(2)以及水泥基渗透结晶型防水材料，其特征在于：所述囊室(2)包括囊室外壳(21)和容置空腔(22)，所述纤维(1)穿过囊室(2)并与囊室外壳(21)固定连接，所述水泥基渗透结晶型防水材料填充于容置空腔(22)中，拉力作用下，纤维(1)和囊室外壳(21)同时发生形变，囊室外壳(21)先于纤维(1)发生破裂，释放容置空腔(22)中的水泥基渗透结晶型防水材料。
2.根据权利要求1所述的混凝土纤维，其特征在于：所述囊室(2)的形状为椭球体。
3.根据权利要求1所述的混凝土纤维，其特征在于：所述纤维(1)沿轴向穿过囊室(2)并与囊室外壳(21)固定连接。
4.根据权利要求1所述的混凝土纤维，其特征在于：所述囊室外壳(21)的材料包括聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯中的一种。
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