丝瓜纤维在砂浆中的应用及一种丝瓜纤维增韧防裂砂浆

摘要

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种丝瓜纤维在砂浆中的应用。本发明将丝瓜纤维添加到砂浆中，提高水泥砂浆的韧性和抗裂性能，降低干缩值，同时发挥丝瓜纤维的多孔状和连通孔道结构，具有保水贮水作用，还具有可为砂浆基体提供补偿早期干缩变形的必要水分的优势。

权利要求

3

1.一种丝瓜纤维增韧防裂砂浆，其特征在于：1m 砂浆所需的原料和300-900g丝瓜纤3

维；所述1m砂浆所需的原料为水泥、砂和水；所述水泥、砂和水质量比为1:1.5:0.5~0.8；

所述丝瓜纤维为改性丝瓜纤维，改性丝瓜纤维采用以下方法制得：将丝瓜瓤先剪成丝瓜段，将丝瓜段撕成单根的丝瓜丝，然后加入2-12%质量浓度LiOH溶液中，煮沸1-3h，然后用蒸馏水反复洗涤，直到用pH值试纸检测最后一次清洗液时，其pH值为7时为止，再将清洗好的丝瓜丝干燥，然后剪短成1~1.5cm即成改性丝瓜纤维。

2.制备权利要求1所述丝瓜纤维增韧防裂砂浆的方法，其特征在于：包括以下步骤：

①将丝瓜瓤先剪成丝瓜段，将丝瓜段撕成单根的丝瓜丝，然后加入2-12%质量浓度LiOH溶液中，煮沸1-3h，然后用蒸馏水反复洗涤，直到用pH值试纸检测最后一次清洗液时，其pH值为7时为止，再将清洗好的丝瓜丝干燥，然后剪短成1~1.5cm即成改性丝瓜纤维；

②将改性丝瓜纤维浸泡于水中，使其吸附最大量的水分成为饱和改性水丝瓜纤维；

③先向部分水泥中加入部分砂搅拌均匀，加入饱和改性水丝瓜纤维，注意饱和水丝瓜纤维不要散在搅拌容器内壁上；

④在加入饱和改性水丝瓜纤维的过程中分批加入剩余的水泥和砂，搅拌使改性丝瓜纤维分散均匀，加入水，继续搅拌使改性丝瓜纤维进一步分散。

说明书

丝瓜纤维在砂浆中的应用及一种丝瓜纤维增韧防裂砂浆

技术领域

[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种丝瓜纤维在砂浆中的应用，同时涉及一种丝瓜纤维增韧防裂砂浆。

背景技术

[0002] 建筑砂浆一般由水泥、砂、水组成，是一种脆性材料，抗压强度高、抗拉强度低和极限应变小，因此砂浆韧性差、易开裂。目前已有多种方法提高砂浆的早期抗裂性能，掺加合成纤维如PVA、聚丙烯纤维、碳纤维等是较为有效的方法。然而，这些合成纤维并不是环境友好的，而且很少考虑到其可持续发展性，如PVA和聚丙烯纤维的生产需要酚类化合物作为抗氧化剂和胺类作为抗紫外线稳定剂。寻找新的早期抗裂性能理想的砂浆是本领域技术人员一直研究的方向。

发明内容

[0003] 本发明提供一种丝瓜纤维在砂浆中的应用，同时提供一种丝瓜纤维增韧防裂砂浆。

[0004] 本发明采用以下技术方案：

[0005] 丝瓜纤维在砂浆中的应用。

[0006] 每立方米砂浆中添加300-900g丝瓜纤维。

[0007] 进一步优选，每立方米砂浆中添加400-800g丝瓜纤维。

[0008] 一种丝瓜纤维增韧防裂砂浆，原料为：1m3砂浆所需的原料和300-900g丝瓜纤维（干）。

[0009] 进一步优选，丝瓜纤维的量为400-800g。

[0010] 1m3砂浆所用的原料为水泥、砂和水，砂的用量为1m3。

[0011] 水泥、砂和水质量比为1:1.5:0.5~0.8。

[0012] 丝瓜纤维增韧防裂砂浆的制备方法，包括以下步骤①将丝瓜纤维浸泡于水中，使其吸附最大量的水分成为饱和水丝瓜纤维；②先向部分水泥中加入部分砂搅拌均匀，加入饱和水丝瓜纤维； 在加入饱和水丝瓜纤维的过程中分批加入剩余的水泥和砂，搅拌使丝瓜纤维分散均匀，加入水，继续搅拌使丝瓜纤维进一步分散。

[0013] 丝瓜纤维采用以下方法制得：将丝瓜瓤先剪成丝瓜段，将丝瓜段撕成单根的丝瓜丝，丝瓜丝剪短成1~1.5cm即成。

[0014] 丝瓜纤维优选采用改性丝瓜纤维，改性丝瓜纤维采用以下方法制得：将丝瓜瓤先剪成丝瓜段，将丝瓜段撕成单根的丝瓜丝，然后加入2-12%质量浓度LiOH溶液中，在100℃下煮沸2h，然后用蒸馏水反复洗涤，直到用pH值试纸检测最后一次清洗液时，其pH值为7时为止，再将清洗好的丝瓜丝在60℃下干燥6个小时，然后剪短成1~1.5cm即成改性丝瓜纤维。

[0015] 与现有技术相比，本发明具有积极有益的效果：

[0016] （1）丝瓜纤维具有质轻、价廉、可再生、分布广、自然可降解等特点，是一种环保友好型和可再生资源型纤维，丝瓜纤维在砂浆中的乱向不规则分布起到了连接的作用，有效防止和抑制了砂浆的离析倾向；

[0017] （2）丝瓜纤维内部呈现多孔状结构，而且是连通的孔道，如一根根水管并列排布，在砂浆中能够起到保水贮水作用，可为砂浆基体提供补偿早期干缩变形的必要水分；

[0018] （3）利用改性丝瓜纤维提高水泥砂浆的韧性和抗裂性能，降低干缩值，效果显著，其抗开裂性能比达90~98.2%。

[0019] 本发明在砂浆中添加丝瓜纤维适用于砌体结构的砌筑砂浆和房屋墙体粉刷的找平抹灰层等建筑用砂浆。

具体实施方式

[0020] 实施例1

[0021] 一种丝瓜纤维增韧防裂砂浆，原料为1m3砂浆所用原料（水泥920kg，砂1380kg，水460 kg）和300g丝瓜纤维。

[0022] 制备时，①将1~1.5cm的300g丝瓜纤维浸泡于水中，使其吸附最大量的水分成为饱和水丝瓜纤维；②先向500kg水泥中加入700kg砂搅拌均匀，慢慢散入饱和水丝瓜纤维，注意饱和水丝瓜纤维不要散在搅拌容器内壁上； 在加入饱和水丝瓜纤维的过程中分批加入剩余的水泥和砂，搅拌3分钟，使丝瓜纤维分散均匀，加入460kg水，继续搅拌3分钟，使丝瓜纤维进一步分散。

[0023] 实施例23

[0024] 一种丝瓜纤维增韧防裂砂浆，原料为1m砂浆所用原料（水泥920kg，砂1380kg，水730 kg）和400g丝瓜纤维。

[0025] 制备时，①将1~1.5cm的400g丝瓜纤维浸泡于水中，使其吸附最大量的水分成为饱和水丝瓜纤维；②先向500kg水泥中加入700kg砂搅拌均匀，慢慢散入饱和水丝瓜纤维，注意饱和水丝瓜纤维不要散在搅拌容器内壁上； 在加入饱和水丝瓜纤维的过程中分批加入剩余的水泥和砂，搅拌3分钟，使丝瓜纤维分散均匀，加入730kg水，继续搅拌3分钟，使丝瓜纤维进一步分散。

[0026] 实施例3

[0027] 一种丝瓜纤维增韧防裂砂浆，原料为1m3砂浆所用原料（水泥920kg，砂1380kg，水600kg）和500g丝瓜纤维。

[0028] 制备时，①将1~1.5cm的500g丝瓜纤维浸泡于水中，使其吸附最大量的水分成为饱和水丝瓜纤维；②先向500kg水泥中加入700kg砂搅拌均匀，慢慢散入饱和水丝瓜纤维，注意饱和水丝瓜纤维不要散在搅拌容器内壁上； 在加入饱和水丝瓜纤维的过程中分批加入剩余的水泥和砂，搅拌3分钟，使丝瓜纤维分散均匀，加入600kg水，继续搅拌3分钟，使丝瓜纤维进一步分散。

[0029] 实施例4

[0030] 一种丝瓜纤维增韧防裂砂浆，原料为1m3砂浆所用原料（水泥920kg，砂1380kg，水460 kg）和600g丝瓜纤维。

[0031] 制备时，①将1~1.5cm的600g丝瓜纤维浸泡于水中，使其吸附最大量的水分成为饱和水丝瓜纤维；②先向500kg水泥中加入700kg砂搅拌均匀，慢慢散入饱和水丝瓜纤维，注意饱和水丝瓜纤维不要散在搅拌容器内壁上； 在加入饱和水丝瓜纤维的过程中分批加入剩余的水泥和砂，搅拌3分钟，使丝瓜纤维分散均匀，加入460kg水，继续搅拌3分钟，使丝瓜纤维进一步分散。

[0032] 实施例53

[0033] 一种丝瓜纤维增韧防裂砂浆，原料为1m砂浆所用原料（水泥920kg，砂1380kg，水460 kg）和700g丝瓜纤维。

[0034] 制备时，①将1~1.5cm的700g丝瓜纤维浸泡于水中，使其吸附最大量的水分成为饱和水丝瓜纤维；②先向500kg水泥中加入700kg砂搅拌均匀，慢慢散入饱和水丝瓜纤维，注意饱和水丝瓜纤维不要散在搅拌容器内壁上； 在加入饱和水丝瓜纤维的过程中分批加入剩余的水泥和砂，搅拌3分钟，使丝瓜纤维分散均匀，加入460kg水，继续搅拌3分钟，使丝瓜纤维进一步分散。

[0035] 实施例6

[0036] 一种丝瓜纤维增韧防裂砂浆，原料为1m3砂浆所用原料（水泥920kg，砂1380kg，水460 kg）和800g丝瓜纤维。

[0037] 制备时，①将1~1.5cm的800g丝瓜纤维浸泡于水中，使其吸附最大量的水分成为饱和水丝瓜纤维；②先向500kg水泥中加入700kg砂搅拌均匀，慢慢散入饱和水丝瓜纤维，注意饱和水丝瓜纤维不要散在搅拌容器内壁上； 在加入饱和水丝瓜纤维的过程中分批加入剩余的水泥和砂，搅拌3分钟，使丝瓜纤维分散均匀，加入460kg水，继续搅拌3分钟，使丝瓜纤维进一步分散。

[0038] 实施例73

[0039] 一种丝瓜纤维增韧防裂砂浆，原料为1m砂浆所用原料（水泥920kg，砂1380kg，水460 kg）和900g丝瓜纤维。

[0040] 制备时，①将1~1.5cm的900g丝瓜纤维浸泡于水中，使其吸附最大量的水分成为饱和水丝瓜纤维；②先向500kg水泥中加入700kg砂搅拌均匀，慢慢散入饱和水丝瓜纤维，注意饱和水丝瓜纤维不要散在搅拌容器内壁上； 在加入饱和水丝瓜纤维的过程中分批加入剩余的水泥和砂，搅拌3分钟，使丝瓜纤维分散均匀，加入460kg水，继续搅拌3分钟，使丝瓜纤维进一步分散。

[0041] 实施例1-7中的丝瓜纤维采用以下方法制得：将丝瓜瓤先剪成丝瓜段，将丝瓜段撕成单根的丝瓜丝，丝瓜丝剪短成1~1.5cm即成。

[0042] 实施例8

[0043] 一种丝瓜纤维增韧防裂砂浆，原料为1m3砂浆（水泥920kg，砂1380kg，水460 kg）和400g改性丝瓜纤维。

[0044] 改性丝瓜纤维的制备：将丝瓜瓤先剪成丝瓜段，将丝瓜段撕成单根的丝瓜丝，然后加入2%质量浓度LiOH溶液中，在100℃下煮沸2h，然后用蒸馏水反复洗涤，直到用pH值试纸检测最后一次清洗液时，其pH值为7时为止，再将清洗好的丝瓜丝在60℃下干燥6个小时，然后剪短成1~1.5cm即成改性丝瓜纤维。

[0045] 制备时，①将1~1.5cm改性丝瓜纤维浸泡于水中，使其吸附最大量的水分成为饱和水改性丝瓜纤维；②先向500kg水泥中加入700kg砂搅拌均匀，慢慢散入饱和水改性丝瓜纤维，注意饱和水改性丝瓜纤维不要散在搅拌容器内壁上； 在加入饱和水改性丝瓜纤维的过程中分批加入剩余的水泥和砂，搅拌3分钟，使改性丝瓜纤维分散均匀，加入460kg水，继续搅拌3分钟，使改性丝瓜纤维进一步分散。

[0046] 实施例93

[0047] 一种丝瓜纤维增韧防裂砂浆，原料为1m砂浆（水泥920kg，砂1380kg，水460 kg）和800g改性丝瓜纤维。

[0048] 改性丝瓜纤维的制备：将丝瓜瓤先剪成丝瓜段，将丝瓜段撕成单根的丝瓜丝，然后加入10%质量浓度LiOH溶液中，在100℃下煮沸2h，然后用蒸馏水反复洗涤，直到用pH值试纸检测最后一次清洗液时，其pH值为7时为止，再将清洗好的丝瓜丝在60℃下干燥6个小时，然后剪短成1~1.5cm即成改性丝瓜纤维。

[0049] 制备时，①将1~1.5cm改性丝瓜纤维浸泡于水中，使其吸附最大量的水分成为饱和水改性丝瓜纤维；②先向500kg水泥中加入700kg砂搅拌均匀，慢慢散入饱和水改性丝瓜纤维，注意饱和水改性丝瓜纤维不要散在搅拌容器内壁上； 在加入饱和水改性丝瓜纤维的过程中分批加入剩余的水泥和砂，搅拌3分钟，使改性丝瓜纤维分散均匀，加入460kg水，继续搅拌3分钟，使改性丝瓜纤维进一步分散。

[0050] 实施例10

[0051] 一种丝瓜纤维增韧防裂砂浆，原料为1m3砂浆（水泥920kg，砂1380kg，水460 kg）和600g改性丝瓜纤维。

[0052] 改性丝瓜纤维的制备：将丝瓜瓤先剪成丝瓜段，将丝瓜段撕成单根的丝瓜丝，然后加入12%质量浓度LiOH溶液中，在100℃下煮沸2h，然后用蒸馏水反复洗涤，直到用pH值试纸检测最后一次清洗液时，其pH值为7时为止，再将清洗好的丝瓜丝在60℃下干燥6个小时，然后剪短成1~1.5cm即成改性丝瓜纤维。

[0053] 制备时，①将1~1.5cm改性丝瓜纤维浸泡于水中，使其吸附最大量的水分成为饱和水改性丝瓜纤维；②先向500kg水泥中加入700kg砂搅拌均匀，慢慢散入饱和水改性丝瓜纤维，注意饱和水改性丝瓜纤维不要散在搅拌容器内壁上； 在加入饱和水改性丝瓜纤维的过程中分批加入剩余的水泥和砂，搅拌3分钟，使改性丝瓜纤维分散均匀，加入460kg水，继续搅拌3分钟，使改性丝瓜纤维进一步分散。3

[0054] 以上实施例中所用天然砂的堆积密度为1380 kg/ m。

[0055] 对照实例

[0056] 普通砂浆，原料水泥920 kg、砂1380kg和水460kg，先将水泥和砂混匀，再加入水搅匀。

[0057] 检测以上实施例制得的丝瓜纤维增韧防裂砂浆的开裂指数、抗开裂性能比，结果如下表1：

[0058]开裂指数 抗开裂性能比(%) 丝瓜纤维掺量
实施例1 2570 20.1 300
实施例2 2398 25.4 400
实施例3 2292 28.7 500
实施例4 2157 32.9 600
实施例5 2365 26.4 700
实施例6 2416 24.9 800
实施例7 2492 22.5 900
实施例8 545 83 600
实施例9 151 95.3 600
实施例10 58 98.2 600
对照实例 3215 / /

[0059] 由以上数据看出，在不加丝瓜纤维的情况下，素砂浆24h的开裂指数为3215；在砂3
浆中添加未改性的丝瓜纤维，有一定增强效果，其添加比例在400~800g/m范围较好（以600
3
g/m为最好），24h开裂指数在2157~2416之间，相应的抗开裂性能比在24.9~32.9%之间；
3
添加改性丝瓜纤维，其添加比例为600 g/m，其增强砂浆抗裂性能效果明显，24h开裂指数在151~ 58，抗开裂性能比在95.3~98.2%。

[0060] 对砂浆的干缩值进行实验检测，实施例1~5中未改性丝瓜纤维掺量分别为300g/3 3 3 3 3
m、400g/m、500g/m、600g/m、700g/m，结果如下表2：

[0061] 表2 砂浆干缩值/10-6

[0062]90d
砂浆干缩值 1333 1283 1256 1208 1220 1506
28d
砂浆干缩值 1173 1165 1028 1071 1110 1256
21d
砂浆干缩值 1071 1098 978 1017 1025 1140
14d
砂浆干缩值 883 790 793 742 750 883
7d
砂浆干缩值 529 510 419 416 446 567
3d
砂浆干缩值 204 194 198 177 194 294
1d
砂浆干缩值 73 52 48 41 44 77
1 2 3 4 5
实施例 实施例 实施例 实施例 实施例 对照实例

[0063] 由以上数据看出，砂浆中掺入适量丝瓜纤维可以有效降低其收缩值，特别是早期3
收缩，其中1d、3d、7d、14d、90d砂浆干缩值在丝瓜纤维掺量为600g/m（实施例4）时达到
3
最小，21d、28d砂浆干缩值在掺量为500g/m（实施例3）时达到最小，以实施例4（丝瓜纤
3
维掺量600g/m）为例，掺入丝瓜纤维对水泥砂浆早龄期（1d、3d、7d）的干缩性能降低最明显，分别可以降低45.9%、39.7%和27.2%，其余龄期（14d、21d、28d、90 d）收缩值也可以降低
10.8~19.8%。

[0064] 表3 改性丝瓜纤维砂浆干缩值/10-6

[0065]90d
砂浆干缩值 1167 1139 1120 1506
28d
砂浆干缩值 1045 992 896 1256
21d
砂浆干缩值 933 893 844 1140
14d
砂浆干缩值 662 566 540 883
7d
砂浆干缩值 398 342 328 567
3d
砂浆干缩值 174 160 155 294
1d
砂浆干缩值 52 42 42 77
8 9 10
实施例 实施例 实施例 对照实例
3

[0066] 通过对改性丝瓜纤维砂浆干缩值试验研究发现，掺入600g/m改性丝瓜纤维，砂浆