本申請涉及道路工程材料，具體涉及一種由橡膠粉-雞毛纖維-不銹鋼纖維復(fù)合改性的地聚物材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施整體水平實現(xiàn)跨越式提升，伴隨而來的是能源大量消耗導(dǎo)致的環(huán)境問題。地質(zhì)聚合物是一類綠色無機聚合物，在生產(chǎn)所需的能源和低碳排放方面比水泥更具可持續(xù)性，是一種對環(huán)境友好的建筑材料，其主要特點是原材料大都來自于工業(yè)廢棄物，而且相比傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥，具有碳排放低、快凝、早強的特點，所以其被看作更符合可持續(xù)發(fā)展理念的環(huán)境友好型膠凝材料，但是由于現(xiàn)有此類材料本身還存在一些有待克服的缺點，譬如脆性大、韌性低、開裂后裂縫寬度較大等缺陷，在外界環(huán)境因素的作用下，裂縫會不斷出現(xiàn)，導(dǎo)致地聚物的耐久性和承載力不足，進而影響建筑構(gòu)建的耐久性和使用壽命。因此開發(fā)一種新型改性地聚物材料來解決耐久性問題顯得尤為關(guān)鍵。

2、公開于該背景技術(shù)部分的信息僅用于加深對本公開的背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┮环N由橡膠粉-雞毛纖維-不銹鋼纖維復(fù)合改性的地聚物材料及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有地聚物材料力學性能及耐久性不足的技術(shù)問題。

2、根據(jù)本公開的一個方面，提供一種地聚物材料，由以下重量份的原料制成：標準砂300份，礦粉50～80份，粉煤灰20～50份，橡膠粉0.003～0.015份，雞毛纖維0.1～0.3份，不銹鋼纖維0.15～0.30份，堿激發(fā)劑20份。

3、在本公開的一些實施例中，所述地聚物材料，由以下重量份的原料制成：砂300份，礦渣粉70份，粉煤灰30份，橡膠粉0.009份，雞毛纖維0.2份，不銹鋼纖維0.2份，堿激發(fā)劑20份。

4、在本公開的一些實施例中，所述礦粉為s95級礦渣粉。

5、在本公開的一些實施例中，所述粉煤灰為ⅱ級粉煤灰。

6、在本公開的一些實施例中，所述砂為標準砂。

7、在本公開的一些實施例中，所述堿激發(fā)劑由氫氧化鈉溶液和模數(shù)為3～3.5的水玻璃溶液以3～4:1的體積比組成。

8、根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種上述地聚物材料的制備方法，包括如下步驟：

9、（1）剔除雞毛中的雜質(zhì)后收集，將收集的雞毛清洗后在100～110℃下烘干備用；

10、（2）將橡膠粉、雞毛纖維、不銹鋼纖維和砂干混1～2min，再加入礦粉、粉煤灰干混1～2min，最后加入水和堿激發(fā)劑攪拌2～3min，使其成均勻漿體；

11、（3）將漿體注入涂好油的模具中，帶模在標準條件下養(yǎng)護；

12、（4）20～25h后脫模繼續(xù)養(yǎng)護至規(guī)定齡期，即可得到復(fù)合改性地聚物材料。

13、在本公開的一些實施例中，在所述步驟（4）中，脫模后將其放到標準養(yǎng)護條件下進行養(yǎng)護。

14、在本公開的一些實施例中，在所述步驟（3）中，標準養(yǎng)護條件為溫度18～22℃，相對濕度≥90%。

15、本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下任一技術(shù)效果：

16、1.?本申請地聚物材料由復(fù)合纖維（橡膠粉、雞毛纖維、不銹鋼纖維）改性而成，其力學性能和耐久性能優(yōu)良，能增強地聚物材料抗折強度、劈裂抗拉強度、抗干燥收縮性能和抗凍性能，可有效延長建筑材料使用壽命，對于解決能源大量消耗和短缺問題具有重大意義；其原料無毒無害，來源廣泛，且大多為工業(yè)廢棄物，生產(chǎn)過程無污染且價格低廉；其制備工藝簡單，具有良好的經(jīng)濟效益。

17、2.?本申請地聚物材料中的橡膠粉、雞毛纖維、不銹鋼纖維能與地聚物基體緊密結(jié)合，使其無規(guī)則分布在復(fù)合材料中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有串聯(lián)骨架功能。橡膠粉的加入可以提高地聚物的韌性和能量吸收能力，通過其在基體中的分散，起到微裂紋緩沖和應(yīng)力分散的作用；不銹鋼纖維由于其具有高強度和高模量，可以顯著提高地聚物的力學性能，尤其是抗拉和抗壓強度，同時，不銹鋼纖維具有良好的熱穩(wěn)定性，可以提高復(fù)合材料的整體熱穩(wěn)定性，減緩高溫下的熱降解速率；雞毛纖維表面含有的天然親水基團，可以增強與地聚物基體的界面結(jié)合力。雞毛纖維和橡膠粉都具有較高的抗拉強度及楊氏模量，能有效改善地聚物的干縮性能和抗壓模量，且雞毛纖維會在地聚物中形成裂紋橋接效應(yīng)，阻止或延緩裂紋的擴展，橡膠粉在裂紋尖端產(chǎn)生的應(yīng)力集中區(qū)吸收能量，減少裂紋擴展速率，兩者共同控制了裂紋的擴展，提高地聚物的耐候性和抗老化性能，不銹鋼纖維可發(fā)揮其加緊增韌的作用加強地聚物材料力學強度，提高地聚物的耐磨損性和耐化學腐蝕性，延長其使用壽命。

18、3.?本申請復(fù)合改性地聚物材料的制備工藝為先將橡膠粉、雞毛纖維、不銹鋼纖維和砂干混均勻，再加入礦粉、粉煤灰干混均勻，最后加入水攪拌成均勻漿體，這樣可以保證纖維在地聚物材料中分散均勻，地聚物材料具有更好地力學性能和耐久性能。

技術(shù)特征：

1.一種由橡膠粉-雞毛纖維-不銹鋼纖維復(fù)合改性的地聚物材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：砂300份，礦渣粉50～80份，粉煤灰20～50份，橡膠粉0.003～0.015份，雞毛纖維0.1～0.3份，不銹鋼纖維0.15～0.30份，堿激發(fā)劑20份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地聚物材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：砂300份，礦渣粉70份，粉煤灰30份，橡膠粉0.009份，雞毛纖維0.2份，不銹鋼纖維0.2份，堿激發(fā)劑20份。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地聚物材料，其特征在于，所述砂為標準砂。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地聚物材料，其特征在于，所述礦渣粉為s95級礦渣粉。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地聚物材料，其特征在于，所述粉煤灰為ⅱ級粉煤灰。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地聚物材料，其特征在于，所述堿激發(fā)劑由氫氧化鈉溶液和模數(shù)為3～3.5的水玻璃溶液以3～4:1的體積比組成。

7.一種權(quán)利要求1所述地聚物材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟（4）中，脫模后將其放到標準養(yǎng)護條件下進行養(yǎng)護。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟（3）中，標準養(yǎng)護條件為溫度18～22℃，相對濕度≥90%。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N由橡膠粉?雞毛纖維?不銹鋼纖維復(fù)合改性的地聚物材料及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有地聚物材料力學性能及耐久性不足的技術(shù)問題。該復(fù)合改性地聚物材料由以下重量份的原料制成：砂300份，礦渣粉50～80份，粉煤灰20～50份，橡膠粉0.003～0.015份，雞毛纖維0.1～0.3份，不銹鋼纖維0.15～0.30份，堿激發(fā)劑20份。本申請復(fù)合改性的地聚物材料性能優(yōu)良、制備工藝簡單、原料無毒無害，同時可以提高地聚物材料力學強度及耐久性，對延長建筑材料使用壽命具有重大意義；本申請復(fù)合改性的地聚物材料屬于環(huán)保類復(fù)合地聚物材料，原材料來源廣泛，生產(chǎn)過程無污染且價格低廉，具有良好的經(jīng)濟、社會效益。

技術(shù)研發(fā)人員：陳淵召,來亮,趙翀,楊新勝,郭玉潔,郭淑君,尚巖,李振霞,郭滕滕,房辰澤,劉丹,董基源,李高鵬,吳方旭,孫保軍,白冰,聶嘉昕,宋江琳,袁淑慧,連亞麗,路曉耀,李春生,劉偉,孟林超,魯哲,張青杰
受保護的技術(shù)使用者：華北水利水電大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2