本發(fā)明屬于纖維增強復合材料，具體涉及一種改性短切玄武巖纖維及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、纖維增強水泥基復合材料近年來大量應用于建筑工程領(lǐng)域內(nèi)，纖維摻入可有效阻止水泥基材料在硬化過程中微裂縫的進一步擴展，也起到了在材料中承受拉應力的作用，使得復合材料整體的抗拉強度和抗折強度有明顯的提高。玄武巖纖維具有抗拉強度高、耐高溫、耐腐蝕性、生產(chǎn)過程污染少等優(yōu)點，且其成分與水泥基材料類似，可提高其復合材料的各項力學性能。
2、同時，玄武巖纖維水泥基材料的和易性比其他纖維的復合材料更好。玄武巖纖維表面較為光滑，使其與水泥基材料界面相容性較差，水泥基材料斷裂或破壞時，短切玄武巖纖維易從水泥基材料中被拔出，可通過采用不同的改性方法對玄武巖纖維進行一定的表面處理，來提高纖維和水泥基材料間的粘結(jié)能力。現(xiàn)有改性方法(如化學刻蝕、偶聯(lián)劑處理)存在工藝復雜、污染環(huán)境等問題。微生物導碳酸鈣沉積(micp)技術(shù)近年來被用于材料表面改性，但其在玄武巖纖維中的應用尚未見報道。本發(fā)明基于此提出一種綠色高效的生物改性方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種玄武巖纖維表面改性的制備方法，通過巴氏芽孢八疊球菌代謝尿素生成碳酸根離子，與鈣鹽反應在纖維表面沉積碳酸鈣晶體，在短切玄武巖纖維表面形成粗糙覆膜改善纖維表面的界面相容性，在摻入水泥基材料后，可使水泥基材料強度得到提高。
2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種改性短切玄武巖纖維的制備方法，具體步驟為：
3、s1.菌液制備：將巴氏芽孢八疊球菌接種到弱堿性的培養(yǎng)基中，振蕩培養(yǎng)得到菌液；
4、s2.混合液制備：將菌液和營養(yǎng)液混合后靜置即得混合液；
5、s3.改性短切玄武巖纖維制備：將短切玄武巖纖維浸沒在混合液當中，取出后烘干即得所述改性短切玄武巖纖維。
6、其中，s1中，所述弱堿性的培養(yǎng)基的ph為8.0～10.0，所述弱堿性的培養(yǎng)基的具體配方為：所述弱堿性的培養(yǎng)基的具體配方為：20g/l酵母粉、10g/l硫酸銨、1.3mg/l氯化鎳和1l?tris緩沖劑；
7、優(yōu)選的，s1中，所述弱堿性的培養(yǎng)基通過氫氧化鈉溶液將培養(yǎng)基ph調(diào)整為8.0～10.0，調(diào)整完畢使用高壓蒸汽滅菌鍋120℃滅菌20min后再進行巴氏芽孢八疊球菌的接種。
8、其中，s1中，所述振蕩培養(yǎng)，其具體條件為：溫度控制在30～40℃，轉(zhuǎn)速控制在150～200r/min，培養(yǎng)時長為24h；
9、優(yōu)選的，s1中，所述振蕩培養(yǎng)，其具體條件為：溫度控制在40℃，轉(zhuǎn)速控制在180r/min，培養(yǎng)時長為24h。
10、其中，s1中，所述菌液的濃度為106～107個/ml；優(yōu)選的，s1中，所述菌液的濃度為107個/ml。
11、其中，s2中，所述菌液和營養(yǎng)液的體積比為1：15。
12、其中，所述營養(yǎng)液為鈣鹽溶液和尿素溶液的混合物，所述鈣鹽溶液和尿素溶液的體積比為1：1；所述鈣鹽溶液的濃度為0.05～0.3mol/l，所述尿素溶液的濃度為0.5～1.0mol/l；
13、優(yōu)選的，所述鈣鹽溶液的濃度為0.3mol/l；
14、優(yōu)選的，所述尿素溶液的濃度為0.5mol/l。
15、其中，所述鈣鹽包括cacl2、ca(no3)2·4(h2o)和ca(ch3coo)2·h2o中的一種或幾種；
16、優(yōu)選的，所述鈣鹽為cacl2。
17、其中，s3中，所述短切玄武巖纖維為玄武巖石料在145～1500℃熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成。
18、其中，s3中，所述浸沒，其具體條件為：浸潤時間控制在24h～48h。
19、其中，s3中，所述烘干，其具體條件為：烘干溫度控制在50～60℃。
20、進一步的，上述制備方法制備得到改性短切玄武巖纖維也在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)；具體的，通過巴氏芽孢八疊球菌生長繁殖過程中產(chǎn)生脲酶快速水解尿素生成碳酸根和銨根離子與鈣離子結(jié)合生成碳酸鈣結(jié)晶層，其在玄武巖纖維表面進行覆膜。
21、進一步的，上述制備方法制備得到改性短切玄武巖纖維在提高水泥基材料抗拉強度和抗折強度中的應用也在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)；
22、具體的，在本發(fā)明的一些實施例中，通過上述制備方法成功制備了改性短切玄武巖纖維，并且將改性短切玄武巖纖維與基準水泥和標準砂制備了測試砂漿，在成型后測試28d抗折強度及抗壓強度，通過實驗表明，改性后纖維增強的水泥基材料28d抗折強度最高能夠提升至9.8mpa，抗壓強度提升至達53.8mpa，較未改性纖維分別提高27％和11％，對水泥基材料的性能改善作用更大，證明了上述改性短切玄武在提高水泥基材料抗拉強度和抗折強度中的應用前景。
23、有益效果：
24、1、玄武巖纖維是以天然玄武巖拉制而成的連續(xù)纖維，是一種無機材料，而利用微生物在短切玄武巖纖維表面礦化沉積出的方解石與球霰石晶體，也是一種無機材料，二者的相容性與結(jié)合能力更好，有利于改善水泥基復合材料的界面相容性；
25、2、改性纖維表面粗糙度顯著提高，與水泥基材料結(jié)合力增強；
26、3、采用改性后的纖維的水泥砂漿28d抗折強度最高提升27％，抗壓強度最高提升11％；
27、4、工藝無化學污染，操作簡單，成本低廉。
1.一種改性短切玄武巖纖維的制備方法，其特征在于，具體步驟為：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，s1中，所述弱堿性的培養(yǎng)基的ph為8.0～10.0，所述弱堿性的培養(yǎng)基的具體配方為：20g/l酵母粉、10g/l硫酸銨、1.3mg/l氯化鎳和1l?tris緩沖劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，s1中，所述振蕩培養(yǎng)，其具體條件為：溫度控制在30～40℃，轉(zhuǎn)速控制在150～200r/min，培養(yǎng)時長為24h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，s1中，所述菌液的濃度為106～107個/ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，s2中，所述菌液和營養(yǎng)液的體積比為1：15。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述營養(yǎng)液為鈣鹽溶液和尿素溶液的混合物，所述鈣鹽溶液和尿素溶液的體積比為1：1；所述鈣鹽溶液的濃度為0.05～0.3mol/l，所述尿素溶液的濃度為0.5～1.0mol/l。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述鈣鹽包括cacl2、ca(no3)2·4(h2o)和ca(ch3coo)2·h2o中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，s3中，所述浸沒，其具體條件為：浸潤時間控制在24h～48h。
9.權(quán)利要求1～8中任意一項所述的制備方法制備得到的改性短切玄武巖纖維。
10.權(quán)利要求9所述的改性短切玄武巖纖維在提高水泥基材料抗拉強度和抗折強度中的應用。