一种竹纤维混凝土复合材料的制作方法

本实用新型涉及一种竹纤维混凝土复合材料。

背景技术：

随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，我国对能源需求不断提高，其中混凝土是现代土木工程中必不可少的材料之一，传统混凝土是人民根据对混凝土硬度、强度等要求的不同，用不同比例的水泥、沙、石子和水掺和而成的。混凝土表现为脆性，抗拉、抗剪切能力较弱，偶然情况下人为和自然的剧烈作用，混凝土出现龟裂、破损、甚至断裂等现象。在中国的东北、西北等地区土壤存在明显的冻融现象，混凝土也不例外，在冻融循环过程中，由于混凝土中的水分不断结晶、融化，引起混凝土体积发生膨胀收缩，造成其内部一系列的微裂、破损，最终使混凝土结构失稳。且传统混凝土隔音、隔热、保温和性能较差，无法满足现代功能性场合对混凝土要求。

目前混凝土增强方法通常是将玻璃纤维或者碳纤维通过粘合剂粘贴在混凝土表面来对混凝土进行加固。但是玻璃纤维和碳纤维粘贴在混凝土表面，无法有效解决冻融现象对混凝土造成的膨胀收缩破坏，且此类混凝土作为车辆、行人通行路面时，易对表面的玻璃纤维或者碳纤维造成磨损和损坏，从而影响混凝土整体性能，因此玻璃纤维和碳纤维加固混凝土的应用具有一定的局限性，且玻璃纤维和碳纤维价格较高且为不可降解材料，当混凝土在被拆除后产生的玻璃纤维和碳纤维废料无法回收利用，对环境造成污染较大，玻璃纤维和碳纤维在生产过程中产生的纤维粉尘容易被人体肺部吸附，存在严重的危害。

目前急需一种有效改善混凝土性能的解决方法。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种竹纤维混凝土复合材料，可满足不同功能性场合对混凝土性能的要求。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型首先提供了一种竹纤维混凝土复合材料，由混凝土层和至少一层的竹纤维网格布交替铺设而成。

优选地，所述竹纤维网格布表面包裹有阻燃层。

优选地，所述竹纤维网格布的厚度为0.5-2cm。

进一步地，所述竹纤维网格布包括至少一层的竹编纤维层。

更进一步地，所述竹编纤维层由相互垂直交叉的粗竹纤维构成。

更进一步地，所述竹编纤维层由至少一层的竹排通过蒸煮软化、开纤梳理形成。其中所述竹排是由竹片通过竹编方法形成。

进一步地，所述混凝土层在不同层数的厚度相同或不同。

本实用新型具有如下优点：

竹纤维作为天然绿色生态植物纤维，不仅具有良好的力学性能，同时还具有原材料产量丰富、再生周期短、可降解、价格低廉等优点，它的生产、制作过程对环境的污染几乎是没有的。

在混凝土中加入竹纤维布可以在混凝土结构中起到联结、约束的作用，使其在产生微裂纹时，能及时将应力集中并予以扩散，从而抑制了微裂缝的快速发展，有效改善混凝土的内部结构，在不同层次上逐级阻裂与强化混凝土，增大混凝土的韧性和延性、改善孔结构，使其具备耐腐蚀、抗疲劳、抗渗性，其抗冻性也得到一定的改善与提高。另外混凝土中加入竹纤维布，其隔音、隔热、保温性得到进一步改善，竹纤维布与混凝土的不同比例可满足不同功能性场合对的竹纤维混凝土的不同要求，充分发挥竹纤维和混凝土的优势，取长补短，形成高性能竹纤维混凝土。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型竹排的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进一步说明:

实施例1

请参阅图1所示，本实用新型的一种竹纤维混凝土复合材料，由混凝土层1和至少一层的竹纤维网格布2交替铺设而成。

为了使制成的竹纤维混凝土复合材料防火、阻燃性能更好，所述竹纤维网格布2表面包裹有阻燃层。

所述竹纤维网格布为单层竹编纤维层或由2-5层竹编纤维层铺叠而成。所述竹编纤维层由相互垂直交叉的粗竹纤维构成。

其制备方法如下：

(1)原料准备:用1-2年生新鲜竹材去竹黄后，制成宽2-5cm、厚5mm-15mm的竹片；将制作出的竹片通过竹编方法制成竹排(根据不同需要，制成大小不等的竹排)。如图2所示。

(2)蒸煮软化：将制作好的竹排整片置于软化液中进行蒸煮软化1-3h，软化液的温度保持在100℃左右，软化液液面高度不低于竹排，保证竹排的充分加热软化。

(3)开纤制布：将软化后的竹排按单层或2-5层进行铺叠，通过多角度的机械碾辊碾压的方式将竹排分解成粗竹纤维网格布胚料。多层铺叠的目的在于提高生产效率并改善开纤效果，避免单层开纤时因竹面直接与机械开纤设备接触导致竹纤维断裂。

由于竹排中的竹片横竖交错编织，因此采取多角度(0°-90°)的碾压开纤方式，保证了竹片的充分开纤，提高了竹纤维的质量和制得率。将开纤后的粗竹纤维网格布胚料通过清洗液的清洗、梳理和去杂制成竹纤维网格布(厚度为0.5-2cm)。

(4)阻燃处理：将烘干后的竹纤维网格布表面均匀喷涂上阻燃凝胶(喷涂量使竹纤维网格布满足不燃性B1级要求)，以确保制成的竹纤维混凝土复合材料的防火性能达到B1级。

(5)混凝土的制作：根据混凝土硬度、强度等要求的不同，用不同比例的0.5-15％氧化镁、0.5-15％氯化镁及常规配方的水泥、沙、石子和水掺和而成。

(6)竹纤维混凝土制作：先浇筑一层混凝土，再在混凝土上铺置竹纤维网格布，然后在竹纤维网格布上浇筑混凝土，以此循环操作制作出竹纤维混凝土。混凝土浇筑的厚度和竹纤维网格布铺设的张数可随不同用途进行调配，保证竹纤维混凝土的高性能性。

例如制作隔音、保温性、隔热、湿度调节效果好的竹纤维混凝土时，可在靠近混凝土上下两表面增加铺设竹纤维网格布层数比例，减少混凝土中间部分竹纤维网格布的铺设层数比例，可有效的达到隔音、保温性、隔热、湿度调节效果好，又能保证其较高强度。

应用实施例1：厚度为20单位的竹纤维混凝土复合材料总共铺设9层竹纤维网格布，其中，中间只布置一层竹纤维网格布，离上表面距离分别为0单位、1单位、3单位、6单位处共布置4层竹纤维网格布(每一单位布置一层)，离下表面距离分别为0单位、1单位、3单位、6单位处布置另外4层竹纤维网格布。所获得的竹纤维复合材料具有梯度功能特性，最大限度地发挥竹纤维环境友好材料特性，并对优化力学性能也具有重要价值。

例如制作高强度(抗拉、抗弯，抗剪切等)的竹纤维混凝土时，可在混凝土中均匀的铺设竹纤维网格布，使混凝土与竹纤维网格布均匀的充分集合，改善混凝土的内部结构，增大混凝土的强度。

应用实施例2：厚度为10单位的竹纤维混凝土复合材料总共铺设11层竹纤维网格布，离上表面距离分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10单位分别均匀布置竹纤维网格布。所获得的竹纤维复合材料具有较一致的功能特性，其力学性能也较佳。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。