专利名称：一种结构强化材料及其制造方法
技术领域：
本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种结构强化材料及其制造方法。
背景技术：
目前，大部分的建筑中都是用混凝土浇筑建成的。它具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，使其应用领域比较广泛。不仅在个中土木工程中使用，还在造船业、机械工业、海洋的开发、地热工程等中也是重要的材料。但混凝土本身是一种脆性材料，它的抗拉能力小、抗弯程度低，一旦承重过载就会出现断裂的现象，尤其是一些高强混凝土和高标号的混凝土，它的脆性更大。因此，提高混凝土的抗压能力以及其耐久性，是混凝土材料的一个非常重要的研究方向。随着各种行业中使用的需要和技术的发展，为了增强其抗压强度和耐久性，在混凝土成分中引入增强纤维是改善混凝土抗弯强度和韧性的有效措施之一。比如中国专利 (申请号032M971. 7)提供了一种层布式钢纤维混凝土复合面板，该实用新型是在混凝土面板中设置有1-2层钢纤维网络层，钢纤维网络层的厚度为5-30mm，钢纤维的网络层中的钢纤维掺入量为0. 6-3kg/m2。这种复合面板只能适用于公路路面、机场道路、工业地坪等面板中，而对于混凝土浇筑的建筑物确无能为力。另外，有的技术中是掺入玻璃纤维混凝土以及合成有机纤维混凝土，这些都会因为其中使用的增强纤维的造价高昂而不能广泛利用。能够增强混凝土的抗弯强度的另一种方法就是在混凝土中加入钢纤维束，在中国专利 (申请号200920042344. 中提出了一种利用钢纤维束来增加混凝土的抗弯和抗剪强度， 该钢纤维束是由若干钢丝组成的，在其中部设置成一个水平的屏幕，两端设置成不同形状的弯状结构，且它的长径比控制在65-68%之间。这种钢纤维在施工及应用中存在磨损设备以及容易弓I起电化学腐蚀等问题。鉴于上述技术现状，本发明提出了一种能够混合在混凝土中的结构强化材料及其制造方法，它是将含有石英成分的材料熔解后，与含有石英成分的小颗粒混合后固化成固定形状的结构。
发明内容
本发明的目的，是提供一种结构强化材料及其制造方法，以实现一种强度更高的材料结构。进一步，所述的结构强化材料还具有如下技术特征所述的材料本体的截面设置为圆形、矩形、锯齿形、弯月形中的至少其一。所述的材料本体的截面直径为0. 5mm 20mm，其长径比1/d = 20 150。所述的结构强化材料设置为十字交叉结构、狼牙棒结构、环形结构、树根辐射状结构中的其一。所述的固化石英组件，全部由含有石英成分的材料熔解后固化形成的。一种结构强化材料的制造方法，其特征在于该方法包括如下步骤
步骤1，将包括有石英成分的材料放置在高温熔炉中进行高温熔解；步骤2，将高温熔解后的熔融状态下的石英浇筑到包括有石英成分的小颗粒基材上，或者采用喷洒的方式将含有石英成分的小颗粒均勻喷洒于处于熔融状态的石英中而形成混合液体；步骤3，待凝固后形成条形的结构强化材料，或者把混有包含石英成分的小颗粒的混合液体制成条形结构强化材料。进一步，所述的结构强化材料的制造方法还具有以下的技术特征在步骤2中，石英液体浇筑的方式采用线条式浇筑或者混合式浇筑。所述的包括有石英成分的材料为石英砂、花岗岩、硅石、石英岩中至少其一。所述的包括有石英成分的小颗粒基材采用沙子。制成的条形结构强化材料的长度控制在IOmm 300mm之间，其横截面的直径控制在0. 5mm 20mm之间。实施本发明，具有如下有益效果本发明所述的一种结构强化材料是由颗粒状的沙子结构组件，以及凝固于该沙子结构组件周围的固化石英组件组成。这种结构强化材料混合在混凝土中，能有效地提高混凝土的抗拉强度，优化工程质量，同时还可以节省大量的钢材和水泥。
下面结合附图对本发明进行更详细的说明。图1是本发明所述的结构强化材料的结构示意图。图2是本发明所述的结构强化材料制造方法的流程图。图3是本发明所述的结构强化材料及其制造方法的一种实施例。
具体实施例方式如图1所示，展示了本发明所述的结构强化材料的结构示意图。该结构强化材料包括长直形的材料本体100，该材料本体100包括有颗粒状的沙子结构组件101，以及凝固于颗粒状沙子组件周围的固化石英组件102。图2为本发明所述的结构强化材料的制造方法的流程图。该结构强化材料的制造方法包括以下步骤步骤1，将包括有石英成分的材料放置在高温熔炉中进行高温熔解；其中的包括有石英成分的材料采用石英砂、花岗岩、硅石、石英岩中的其一，高温熔炉的温度控制在1500°C 1700°C之间，以得到熔融状态的石英溶液。步骤2，将高温熔解后的熔融状态下的石英浇筑到包括有石英成分的小颗粒基材上，或者采用喷洒的方式将含有石英成分的小颗粒均勻喷洒于处于熔融状态的石英中而形成混合液体；在步骤2中，含有石英成分的小颗粒优选为沙子，且浇筑方式采用线条式浇筑或者混合式浇筑。步骤3，待小颗粒基材上的熔融状态的石英溶液凝固后，得到架构强化材料，或者把混有包含石英成分的小颗粒的混合液体制成条形结构强化材料。
具体实施例如图3所示，这里展示的是本发明所述的结构强化材料的一种实施例。将含有大量石英成分的石英砂200放入到高温熔炉300中进行熔化，将高温熔炉300的温度控制在 1700°C，使得石英砂达到熔融的状态，得到含有石英成分的液体201。采用线条式浇筑方式把处于熔融状态的液体201浇筑到含有沙子颗粒402的长条形模具400中，该长条形模具 400的横截面401优选为圆形，待含有沙子颗粒的402熔融状态的液体冷却后固化，而生产出包括沙子颗粒402和凝固于沙子颗粒402周围的固化的液体的结构强化材料。其中该长条形模具400的横截面直径控制在0. 5mm 20mm之间，长度控制在IOmm 300mm之间，那么使用该长条形模具400生产出的结构强化材料的长径比为1/d = 20 150。使用过程中，制作成型的长条形的结构强化材料掺入到砂浆或者混凝土中，结构强化材料的掺入量为0. 5 ^g/m2，把二者混合均勻后制作成建筑所用的预制板或者把二者的混合溶液进行浇筑到建筑物的构架中。为了提高混凝土的抗压强度，制作结构强化材料的模具的横截面设置为矩形、锯齿形或者弯月形。另外，还有一种制作方法来增强混凝土的抗压强度，可以把结构强化材料制作成十字交叉结构、狼牙棒结构、环形结构、或者树根辐射状结构。这些种类的结构强化材料可以使得材料本身与混凝土或者砂浆之间具有良好的握裹力，最大程度地利用结构强化材料控制裂纹在混凝土中的产生和扩展。同时为了使结构强化材料较均勻地分散于砂浆或混凝土中，并增大其长径比，可使用由水溶性胶粘结在一起成束状的结构强化材料。针对该结构强化材料的制造方法提供另一种实施例。在本实施例中，将石英岩放入高温熔炉中，加热到1700°C，使其达到熔融状态。其加热方法采用等离子体加热、电弧加热、激光加热、化学能燃烧加热、电加热中的至少其一。停止加热后，采用喷洒的方式将沙子喷洒到熔炉内，然后使用搅拌装置将二者混合均勻。把混合有沙子的溶液浇筑到模具中或者采用挤压抽丝的方法制作成各种形状的结构强化材料。作为举例而非限定，本发明所述的结构强化材料的制造方法还可以是在施工现场利用快速热熔器，将沙子热熔后制作成纤维状的材料；或者将石英砂熔解后粘合成条形。以上是对本发明的描述而非限定，基于本发明思想的其它实施方式，均在本发明的保护范围之中。
权利要求
1.一种结构强化材料，其特征在于它包括有长直形的材料本体，该材料本体包括有颗粒状的沙子结构组件，以及凝固于颗粒状沙子组件周围的固化石英组件。
2.根据权利要求1所述的一种结构强化材料，其特征在于所述的材料本体的截面设置为圆形、矩形、锯齿形、弯月形中的至少其一。
3.根据权利要求1所述的一种结构强化材料，其特征在于所述的材料本体的截面直径为0. 5mm 20mm，其长径比1/d = 20 150。
4.根据权利要求1所述的一种结构强化材料，其特征在于所述的材料本体设置为十字交叉结构、狼牙棒结构、环形结构、树根辐射状结构中的其一。
5.根据权利要求1所述的一种结构强化材料，其特征在于所述的固化石英组件，全部由含有石英成分的材料熔解后固化形成的。
6.一种结构强化材料的制造方法，其特征在于该方法包括如下步骤步骤1，将包括有石英成分的材料放置在高温熔炉中进行高温熔解；步骤2，将高温熔解后的熔融状态下的石英浇筑到包括有石英成分的小颗粒基材上，或者采用喷洒的方式将含有石英成分的小颗粒均勻喷洒于处于熔融状态的石英中而形成混合液体；步骤3，把混有包含石英成分的小颗粒的溶液制成条形结构强化材料。
7.根据权利要求6所述的一种结构强化材料的制造方法，其特征在于在步骤2中，石英液体浇筑的方式采用线条式浇筑或者混合式浇筑。
8.根据权利要求6所述的一种结构强化材料的制造方法，其特征在于所述的包括有石英成分的材料为石英砂、花岗岩、硅石、石英岩中至少其一。
9.根据权利要求6所述的一种结构强化材料的制造方法，其特征在于所述的包括有石英成分的小颗粒基材采用沙子。
10.根据权利要求6所述的一种结构强化材料的制造方法，其特征在于制成的条形结构强化材料的长度控制在IOmm 300mm之间，其横截面的直径控制在0. 5mm 20mm之间。
全文摘要
本发明所述的一种结构强化材料及其实现方法，属于建筑材料领域。该结构强化材料包括该结构强化材料包括有长直形的材料本体，该材料本体包括有颗粒状的沙子结构组件，以及凝固于颗粒状沙子组件周围的固化石英组件。其制造方法包括如下步骤1.将包括有石英成分的材料放置在高温熔炉中进行熔解；2.将熔融的液体浇筑到包括有石英成分的小颗粒基材上；3.待凝固后形成条形的结构强化材料。这种结构强化材料混合在混凝土中，能有效地提高混凝土的抗拉强度，优化工程质量，同时还可以节省大量的钢材和水泥。
文档编号C04B14/06GK102531434SQ20101061019
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者不公告发明人 申请人:上海杰远环保科技有限公司