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CN114775285A - 一种制备ecc混凝土的pva纤维分散处理方法 - Google Patents

一种制备ecc混凝土的pva纤维分散处理方法 Download PDF

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CN114775285A CN202210262125.6A CN202210262125A CN114775285A CN 114775285 A CN114775285 A CN 114775285A CN 202210262125 A CN202210262125 A CN 202210262125A CN 114775285 A CN114775285 A CN 114775285A
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drying
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于方
邓春林
范志宏
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CCCC Fourth Harbor Engineering Institute Co Ltd
Guangzhou Harbor Engineering Quality Inspection Co Ltd
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CCCC Fourth Harbor Engineering Co Ltd
CCCC Fourth Harbor Engineering Institute Co Ltd
Guangzhou Harbor Engineering Quality Inspection Co Ltd
Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory Guangzhou
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Abstract

本发明属于PVA纤维分散处理技术领域，提供一种制备ECC混凝土的PVA纤维分散处理方法，主要包括如下步骤：S10.对待加工的PVA纤维材料进行喷洒清洗；S20.对清洗后的PVA纤维材料进行烘干处理；S30.对所述PVA纤维材料顺次进行浸润和浸轧处理；S40.对表面处理后的所述PVA纤维材料进行烘干处理；S50.设置纤维筛网和第一风机，并且使得经后烘干操作后的所述PVA纤维材料，会在所述第一风机的作用下而向所述纤维筛网运动，并自所述纤维筛网的网目处分离及透出；S60.收集；对分散后的所述PVA纤维进行暂存收集。本发明可以有效克服传统技术上PVA纤维在投放时离散性大、易搅团的情况，确保PVA纤维在投放时的分散质量。

Description

一种制备ECC混凝土的PVA纤维分散处理方法
技术领域
本发明属于PVA纤维分散处理技术领域，具体涉及一种制备ECC混凝土的PVA纤维分散处理方法。
背景技术
高延性水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites，ECC)是一种特殊的高性能纤维增强水泥基材料，它基于微观力学和断裂力学理论进行设计，通过调整纤维、基质以及纤维与基质界面性能等手段控制其力学性能。该材料在以水、硅酸盐水泥、石英砂、粉煤灰及高性能减水剂组成的基体上，掺入一定体积的聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol，PVA)短纤维后形成，与普通混凝土、纤维混凝土(包括钢纤维混凝土、植物纤维混凝土和碳纤维混凝土)以及高性能混凝土相比，其在韧性、耐久性和抗疲劳性能等方面都有大幅度的提高和改善。其中PVA纤维的均匀分散程度是影响其性能的关键因素之一。
而在现有的ECC混凝土制备过程中，容易出现PVA纤维分散质量不佳的现象。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种制备ECC混凝土的PVA纤维分散处理方法，以有效克服传统技术上PVA纤维在投放时离散性大、易搅团的情况，确保PVA纤维在投放时的分散质量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种制备ECC混凝土的PVA纤维分散处理方法，包括如下步骤：
S10.清洗；对待加工的PVA纤维材料进行喷洒清洗，喷洒清洗过程中的所述PVA纤维材料需要被清洗液完全浸湿，其中，所述清洗液包括表面活性剂和NaOH混合溶液，所述清洗液的温度不低于60℃；
S20.前烘干；对清洗后的PVA纤维材料进行烘干处理，其中，烘干前先关闭热源输出，对所述PVA纤维材料进行一级搅拌，然后再开启热源输出并对所述PVA纤维材料进行二级搅拌，热源的烘燥温度不低于80℃；
S30.表面处理；对所述PVA纤维材料顺次进行浸润和浸轧处理，浸润处理中，对所述PVA纤维材料进行处理液的喷洒浸泡，所述处理液包括第一处理剂液和第二处理剂液，其中，所述第一处理剂液包括聚丙烯酸酯及聚氨酯水性乳液，所述第二处理剂液包括有机硅乳液；浸轧处理中，通过辊筒组对浸润处理后的所述PVA纤维材料进行印轧；
S40.后烘干；对表面处理后的所述PVA纤维材料进行烘干处理，其中，将所述PVA纤维材料进行平铺放置，此时热源的烘燥温度不低于80℃；
S50.分散处理；设置纤维筛网和第一风机，并且使得经后烘干操作后的所述PVA纤维材料，会在所述第一风机的作用下而向所述纤维筛网运动，并自所述纤维筛网的网目处分离及透出，其中，所述纤维筛网上的网目为根据分散需求而设置；
S60.收集；对分散后的所述PVA纤维进行暂存收集。
进一步地，步骤S10中设置有清洗装置，所述清洗装置内设置有用于输送所述PVA纤维材料的第一输送带和用于喷洒所述清洗液的若干第一喷头；
若干所述第一喷头设置在所述第一输送带的上方并沿所述第一输送带的输送方向排布设置，自所述第一喷头处喷出的所述清洗液的水温控制在80-100℃之间。
进一步地，在步骤S20与步骤S10之间形成循环处理步骤，其中，以进行一次连续的清洗、一级搅拌以及二级搅拌作为单个循环处理步骤周期，根据所述PVA纤维材料的状况选择需要进行的所述循环处理步骤周期的循环次数。
进一步地，步骤S20中设置有前烘干装置，所述前烘干装置内设置有若干搅拌轮和若干第一热能灯；
若干搅拌轮的轴线呈水平设置，若干所述第一热能灯沿所述PVA纤维材料的输送方向排布设置在所述搅拌轮的上方。
进一步地，所述第一热能灯的烘燥温度控制在100-120℃之间，单次烘燥时间控制在5-10分钟之间。
进一步地，步骤S30中，在浸润处理与浸轧处理之间形成循环处理流程，其中，以进行一次连续的浸润处理和浸轧处理作为单个循环处理流程周期，根据所述PVA纤维材料的状况选择需要进行的所述循环处理流程周期的循环次数。
进一步地，步骤S30中设置有表面处理装置，所述表面处理装置内沿所述PVA纤维材料的输送方向顺次设置有浸润工作区和浸轧工作区；
所述浸润工作区内设置有若干用于喷洒处理液的第二喷头，所述辊筒组设置在所述浸轧工作区内。
进一步地，步骤S40中设置有后烘干装置，所述后烘干装置内设置有用于所述PVA纤维材料输送的第二输送带和若干第二热能灯；
若干所述第二热能灯设置在所述第二输送带的上方并沿所述第二输送带的输送方向排布设置。
进一步地，步骤S50中设置有分散处理装置，所述分散处理装置包括第一工作台，且沿所述PVA纤维材料的输送方向，在所述第一工作台的材料输入端设置有所述第一风机，在所述第一工作台的材料输出端设置有所述纤维筛网；
在所述第一工作台的端面两侧设置有若干的导向搅拌轮。
进一步地，步骤S60中设置有投放装置，所述投放装置包括第二工作台和第二风机，且沿所述PVA纤维材料的输送方向，所述第二风机设置在所述第二工作台的材料输入端；
在所述第二工作台的材料输出端的两侧设置有倾斜导向板，两侧的所述倾斜导向板之间形成有投放口。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括有：
本方案操作简单，能够严格控制ECC混凝土制备时PVA纤维的表面处理质量，解决了PVA纤维质量不稳定的问题，使得PVA纤维在后续的使用中与混凝土的粘结性能可以更好。
同时，本方案能够运用于ECC混凝土制备中PVA纤维的自动分散及投放，操作省时省力，相较于传统技术上如人工分散时，可以有效地提高分散效率及分散质量，提高PVA纤维在投放时的均匀性，降低甚至避免搅团现象的出现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明分散处理方法的系统示意图。
图2为本发明清洗装置的结构示意图。
图3为本发明第一烘干装置的结构示意图。
图4为本发明表面处理装置的结构示意图。
图5为本发明第二烘干装置的结构示意图。
图6为本发明分散装置的结构示意图。
图7为本发明投放装置的结构示意图。
其中：
1-PVA纤维材料；
2-清洗装置，21-第一输送带，22-第一喷头；
3-前烘干装置，31-搅拌轮，32-第一热能灯；
4-表面处理装置，41-第二喷头，42-辊筒组；
5-后烘干装置，51-第二输送带，52-第二热能灯；
6-分散处理装置，61-第一工作台，62-第一风机，63-纤维筛网，64-导向搅拌轮；
7-投放装置，71-第二工作台，72-第二风机，73-倾斜导向板，74-投放口；
8-混凝土搅拌设备。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1
如图1-7所示，本实施例中提供一种制备ECC混凝土的PVA纤维分散处理方法，主要包括如下步骤：
S10.清洗。对待加工的PVA纤维材料1进行清洗处理，以将PVA纤维材料1在生产过程中附着于纤维表面的纺织油剂、灰尘及其他杂质清洗干净。作为一种优选的方式，本方案中采用喷洒清洗的方式对PVA纤维材料1进行清洗，喷洒的方式可以有效地便于灰尘、杂质的脱落；同时，在喷洒清洗过程中，所述PVA纤维材料1需要被清洗液完全浸湿，以便于清洗液与所述PVA纤维材料1之间的充分反应。
其中，所述清洗液包括表面活性剂和NaOH混合溶液；此处，所述表面活性剂可采用脂肪醇聚氧乙烯醚。所述清洗液的温度则应不低于60℃，作为其中的一种应用示例，本方案中清洗液的温度控制在80℃到100℃之间，以有效去除所述PVA纤维材料1表面的纺织油污和部分杂质。
进一步地，本实施例中，设置有供步骤S10进行清洗处理操作的清洗装置2。所述清洗装置2内设置有第一输送带21和若干的第一喷头22，所述PVA纤维材料1进入到所述清洗装置2后会落在所述第一输送带21的表面，并随着所述第一输送带21的运作而输送至下一处理工位或工序中；若干的所述第一喷头22则用于同步均匀喷洒所述清洗液。若干所述第一喷头22排布设置在所述第一输送带21的上方，并沿所述第一输送带21的输送方向排布设置，以确保喷洒质量。
S20.前烘干。对清洗后的所述PVA纤维材料1进行第一次烘干处理；其中，在烘干前先关闭热源的输出，对所述PVA纤维材料1进行一级搅拌，使得清洗液与所述PVA纤维材料1可以混合得更充分；当混合均匀后，排出所述清洗液。然后再开启热源输出并对所述PVA纤维材料1进行二级搅拌，以使得所述PVA纤维材料1可以均匀受热烘干。
进一步地，本实施例中，设置有供步骤S20进行第一次烘干处理的前烘干装置3。所述前烘干装置3内设置有若干的搅拌轮31和若干的第一热能灯32；作为一种优选的方案，本实施例中，若干的所述搅拌轮31的轴线呈水平设置，从而使得在搅拌的过程中，所述PVA纤维材料1存在一个自低处到高处、然后又从高处到低处的一个运动过程，这样可以使得所述PVA纤维材料1与所述清洗液的混合搅拌效果更好；而且，这种搅拌形式下，当处于烘干过程中，所述PVA纤维材料1也可以更多地及更均匀地贴在所述搅拌轮31的轮面上，从而可以增大受烘干的面积，烘干效果更好。而若干的所述第一热能灯32则沿所述PVA纤维材料1的输送方向，均匀地排布设置在所述搅拌轮31的上方。
其中，热源的烘燥温度应不低于80℃；作为其中的一种应用示例，本实施例中，将所述第一热能灯32的烘燥温度控制在100-120℃之间，而单次的烘燥时间则控制在5-10分钟之间。此外，作为其中的一种优选的应用实例，本实施例中，在步骤S20与步骤S10之间形成循环处理步骤，此处以进行一次连续的清洗、一级搅拌以及二级搅拌作为单个循环处理步骤周期，用户可以根据所述PVA纤维材料1的当前状况，而去选择需要进行的所述循环处理步骤周期的循环次数，以确保所述PVA纤维材料1的表面清洁。
S30.表面处理。对经过第一次烘干处理后的所述PVA纤维材料1顺次进行浸润和浸轧处理；其中，在浸润处理中，对所述PVA纤维材料1进行处理液的喷洒浸泡，使得所述PVA纤维材料1浸泡在处理液中，让其纤维表面充分粘上处理液。本方案中，所述处理液包括第一处理剂液和第二处理剂液，其中，所述第一处理剂液包括聚丙烯酸酯及聚氨酯水性乳液，以增强所述PVA纤维材料的力学性能；所述第二处理剂液包括有机硅乳液，能够改善纤维表面与混凝土的粘结性能。而在浸轧处理中，则通过若干的辊筒组42对浸润处理后的所述PVA纤维材料1进行印轧，以通过一定的印轧压力，将处理液印轧在纤维表面，从而确保所述PVA纤维材料1的表面质量。
进一步地，本实施例中，设置有供步骤S30进行表面处理操作的表面处理装置4。所述表面处理装置4内沿所述PVA纤维材料1的输送方向顺次设置有浸润工作区和浸轧工作区；所述浸润工作区内设置有若干用于喷洒处理液的第二喷头41，所述辊筒组42则设置在所述浸轧工作区内。
作为一种优选的应用实例，步骤S30中，在浸润处理与浸轧处理之间形成有循环处理流程，其中，以进行一次连续的浸润处理和浸轧处理作为单个循环处理流程周期，用户可以根据所述PVA纤维材料1的当前状况，而去选择需要进行的所述循环处理流程周期的循环次数。
S40.后烘干。对表面处理后的所述PVA纤维材料1进行第二次的烘干处理，其中，将所述PVA纤维材料1进行平铺放置，此时热源的烘燥温度则控制在不低于80℃。
进一步地，本实施例中，设置有供步骤S40进行第二次烘干处理的后烘干装置5。所述后烘干装置5内设置有用于所述PVA纤维材料1输送的第二输送带51和若干第二热能灯52，所述PVA纤维材料1即为铺设在所述第二输送带51上，并可随所述第二输送带51的运作而输送至下一工位或工序中；若干的所述第二热能灯52设置在所述第二输送带51的上方，并沿所述第二输送带51的输送方向均匀排布设置，以让铺设在所述第二输送带51上的所述PVA纤维材料1可以得到均匀受热。作为其中给的一种应用示例，进行第二次烘干处理时，其烘燥温度应控制在100-120℃左右，而每次的烘燥时间则设置为在5-10分钟之间。
S50.分散处理。对完成第二次烘干处理后的所述PVA纤维材料1进行分散处理，对此，本方案中设置纤维筛网63和第一风机62，并且使得经后烘干操作后的所述PVA纤维材料1，会在所述第一风机62的作用下向所述纤维筛网63运动，并自所述纤维筛网63的网目处分离及透出，从而完成分散操作；其中，所述纤维筛网63上的网目为根据分散需求而设置。
进一步地，本实施例中，设置有供步骤S50进行分散处理的分散处理装置6。所述分散处理装置6包括第一工作台61，且沿所述PVA纤维材料1的输送方向，在所述第一工作台61的材料输入端设置有所述第一风机62，在所述第一工作台61的材料输出端设置有所述纤维筛网63；通过控制所述第一风机62的风速及风压，即可以实现对单位时间内通过所述纤维筛网63的所述PVA纤维材料1的量，操作简单、方便。
作为一种优选的方案，本实施例中，在所述第一工作台61的端面两侧还设置有若干的导向搅拌轮64，设置的所述导向搅拌轮64，可以有效地确保进行到所述第一工作台61上的所述PVA纤维材料1，可以向所述第一工作台61的中部集中，从而更好地处于所述第一风机62的风力作用区间内，以便于所述PVA纤维材料1的分散操作。
S60.收集。对分散后的所述PVA纤维材料1进行暂存收集，以便于后续与混凝土混合时的投放。
进一步地，本实施例中，设置有供步骤S60进行收集及再投放的投放装置7。所述投放装置7包括第二工作台71和第二风机72，且沿所述PVA纤维材料1的输送方向，所述第二风机72为设置在所述第二工作台71的材料输入端；而在所述第二工作台71的材料输出端的两侧，则设置有倾斜导向板73，并且两侧的所述倾斜导向板73之间形成的扩口端为朝向所述第二风机72设置，两侧的所述倾斜导向板73之间所形成的窄口端则作为投放口74。在实际的应用中，通常在所述投放口74下方设置混凝土搅拌设备8，随着混凝土的搅拌，分散后的所述PVA纤维材料1逐步掺入混凝土中，从而实现所述PVA纤维材料1在混凝土中的均匀分布。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种制备ECC混凝土的PVA纤维分散处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S10.清洗；对待加工的PVA纤维材料进行喷洒清洗，喷洒清洗过程中的所述PVA纤维材料需要被清洗液完全浸湿，其中，所述清洗液包括表面活性剂和NaOH混合溶液，所述清洗液的温度不低于60℃；
S20.前烘干；对清洗后的PVA纤维材料进行烘干处理，其中，烘干前先关闭热源输出，对所述PVA纤维材料进行一级搅拌，然后再开启热源输出并对所述PVA纤维材料进行二级搅拌，热源的烘燥温度不低于80℃；
S30.表面处理；对所述PVA纤维材料顺次进行浸润和浸轧处理，浸润处理中，对所述PVA纤维材料进行处理液的喷洒浸泡，所述处理液包括第一处理剂液和第二处理剂液，其中，所述第一处理剂液包括聚丙烯酸酯及聚氨酯水性乳液，所述第二处理剂液包括有机硅乳液；浸轧处理中，通过辊筒组对浸润处理后的所述PVA纤维材料进行印轧；
S40.后烘干；对表面处理后的所述PVA纤维材料进行烘干处理，其中，将所述PVA纤维材料进行平铺放置，此时热源的烘燥温度不低于80℃；
S50.分散处理；设置纤维筛网和第一风机，并且使得经后烘干操作后的所述PVA纤维材料，会在所述第一风机的作用下而向所述纤维筛网运动，并自所述纤维筛网的网目处分离及透出，其中，所述纤维筛网上的网目为根据分散需求而设置；
S60.收集；对分散后的所述PVA纤维进行暂存收集。
2.根据权利要求1所述的一种制备ECC混凝土的PVA纤维分散处理方法，其特征在于，步骤S10中设置有清洗装置，所述清洗装置内设置有用于输送所述PVA纤维材料的第一输送带和用于喷洒所述清洗液的若干第一喷头；
若干所述第一喷头设置在所述第一输送带的上方并沿所述第一输送带的输送方向排布设置，自所述第一喷头处喷出的所述清洗液的水温控制在80-100℃之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种制备ECC混凝土的PVA纤维分散处理方法，其特征在于，在步骤S20与步骤S10之间形成循环处理步骤，其中，以进行一次连续的清洗、一级搅拌以及二级搅拌作为单个循环处理步骤周期，根据所述PVA纤维材料的状况选择需要进行的所述循环处理步骤周期的循环次数。
4.根据权利要求3所述的一种制备ECC混凝土的PVA纤维分散处理方法，其特征在于，步骤S20中设置有前烘干装置，所述前烘干装置内设置有若干搅拌轮和若干第一热能灯；
若干搅拌轮的轴线呈水平设置，若干所述第一热能灯沿所述PVA纤维材料的输送方向排布设置在所述搅拌轮的上方。
5.根据权利要求4所述的一种制备ECC混凝土的PVA纤维分散处理方法，其特征在于，所述第一热能灯的烘燥温度控制在100-120℃之间，单次烘燥时间控制在5-10分钟之间。
6.根据权利要求1、4、5任一项所述的一种制备ECC混凝土的PVA纤维分散处理方法，其特征在于，步骤S30中，在浸润处理与浸轧处理之间形成循环处理流程，其中，以进行一次连续的浸润处理和浸轧处理作为单个循环处理流程周期，根据所述PVA纤维材料的状况选择需要进行的所述循环处理流程周期的循环次数。
7.根据权利要求6所述的一种制备ECC混凝土的PVA纤维分散处理方法，其特征在于，步骤S30中设置有表面处理装置，所述表面处理装置内沿所述PVA纤维材料的输送方向顺次设置有浸润工作区和浸轧工作区；
所述浸润工作区内设置有若干用于喷洒处理液的第二喷头，所述辊筒组设置在所述浸轧工作区内。
8.根据权利要求1或7所述的一种制备ECC混凝土的PVA纤维分散处理方法，其特征在于，步骤S40中设置有后烘干装置，所述后烘干装置内设置有用于所述PVA纤维材料输送的第二输送带和若干第二热能灯；
若干所述第二热能灯设置在所述第二输送带的上方并沿所述第二输送带的输送方向排布设置。
9.根据权利要求8所述的一种制备ECC混凝土的PVA纤维分散处理方法，其特征在于，步骤S50中设置有分散处理装置，所述分散处理装置包括第一工作台，且沿所述PVA纤维材料的输送方向，在所述第一工作台的材料输入端设置有所述第一风机，在所述第一工作台的材料输出端设置有所述纤维筛网；
在所述第一工作台的端面两侧设置有若干的导向搅拌轮。
10.根据权利要求1或9所述的一种制备ECC混凝土的PVA纤维分散处理方法，其特征在于，步骤S60中设置有投放装置，所述投放装置包括第二工作台和第二风机，且沿所述PVA纤维材料的输送方向，所述第二风机设置在所述第二工作台的材料输入端；
在所述第二工作台的材料输出端的两侧设置有倾斜导向板，两侧的所述倾斜导向板之间形成有投放口。
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