合成纤维混凝土中纤维提取装置及其提取方法技术领域
本发明属于涉及生物质资源化高效综合利用领域，特别涉及合成纤维混凝土中纤
维提取装置及其提取方法。
背景技术
自混凝土诞生以来，每年全世界混凝土材料使用量已经超过上百亿吨，这充分说
明了混凝土已经成为现代社会用量最大、最重要的建筑结构材料。可以预计，在现今或者以
后相当长的一段时间内，混凝土材料仍然是最主要的工程结构材料之一。但是混凝土却存
在抗拉强度低、脆性大和易开裂的缺点。目前,在混凝土中掺加纤维来克服混凝土材料的先
天缺陷已经成为一种趋势。纤维混凝土是以水泥净浆、砂浆或混凝土作为基材，以非连续的
短纤维或连续的长纤维作增强材所组成的水泥基复合材料的总称。通过在混凝土基材中掺
加各类纤维，将抑制混凝土早期塑性收缩裂缝的产生，并限制外力作用下裂缝的扩展，对混
凝土随强度增长而抗拉、抗弯、抗冲击和韧性变差的现象也起到极大的改善作用。同时，对
混凝土的抗渗、防水和抗冻等耐久性也有极大的促进作用。所以纤维混凝土是一种具有非
常好发展前景的工程材料。而我国工程界应用最广泛的是有机合成纤维和钢纤维。
合成纤维是化学纤维的一种，是用合成高分子化合物做原料而制得的化学纤维的
统称。合成纤维用于增强水泥混凝土最早由 Goldfein .S.于1965年提出，并建议用聚丙烯
纤维作为混凝土的掺和料建造美军工兵部队的防爆结构，此后逐渐引起工程界的广泛关
注。因为对混凝土的抗渗、防裂、耐磨、抗冲击、韧性、耐久性等综合性能有明显提升而价格
又相对低廉的特点，合成纤维混凝土很快被工程界所青睐。目前应用较多的纤维品种有聚
丙烯纤维、尼龙纤维、聚乙烯醇纤维和高弹模聚乙烯纤维。但合成纤维混凝土的质量一直得
不到有效监控和把关，无疑影响了它未来的推广应用。而其中最关键的问题就是如何才能
有效提取其中的合成纤维从而完成对其纤维体积率的测定，去保证纤维混凝土的质量水
平。相对于钢纤维体积率检测方法的多样性而言，合成纤维体积率的检测还是非常空缺的，
而其中合成纤维的有效提取更是完全空白。基于以上的技术背景，提出一种合成纤维混凝
土中纤维提取装置及其提取方法是十分有必要且迫切的，它对于纤维混凝土的市场规范和
发展推广具有重要的现实意义。
发明内容
本发明为了填补合成纤维混凝土中纤维提取的空白，提供了合成纤维混凝土中纤
维提取装置及其提取方法，大幅提高了合成纤维混凝土纤维体积率测定的准确率，可以有
力地把控纤维混凝土的质量水平，对纤维混凝土的工程应用有巨大推动作用。
本发明是通过以下技术方案来实现的：合成纤维混凝土中纤维提取装置，包括PE
方形水箱、筛网层、内侧支撑条、长方形橡胶条、圆形排水孔、圆胶塞和长方形孔；所述PE方
形水箱的两侧内壁上设置有内侧支撑条，所述PE方形水箱一侧的设置有圆形排水孔，所述
圆形排水孔内设置有筛网，圆形排水孔圆胶塞塞住，所述长方形孔与圆形排水孔设置在PE
方形水箱的同一侧所述长方形孔的下边缘与内侧支撑条的上边缘对齐设置，所述筛网层包
括橡胶圈、筛网和PVC塑料板；所述筛网的四周外围设置有PVC塑料板，所述PVC塑料板的四
周外围设置有橡胶圈。
作为一种优选的技术方案，所述PE方形水箱的长、高、宽的尺寸均不受限制，且PE
方形水箱的体积设置为大于等于10倍的样品体积。
作为一种优选的技术方案，所述筛网的孔径设置为0.065cm。
作为一种优选的技术方案，所述长方形孔的宽度设置为1cm。
作为一种优选的技术方案，所述圆形排水孔设置在样品沉淀物表面以上且设置距
离样品沉淀物表面高至少3cm。
合成纤维混凝土中纤维提取装置的提取方法，包括以下步骤：
步骤1：首先取出筛网层，将长方形橡胶条和圆胶塞塞好到装置上，使PE方形水箱的四
周密封性良好；取5L的新鲜混凝土拌合物样品倒入PE方形水箱；
步骤2：一边向PE方形水箱注水一边进行第一次搅拌，注水速度设置小于3L/min，且第
一次搅拌方向设置为由内而外搅拌，再由外而内搅拌，如此为一个周期，反复进行，直至注
水至水箱处注水完成，注水完成后，再进行第二次搅拌，第二次搅拌方向设置为顺时针由
内而外搅拌，搅拌时间设置为大于等于5min,待溶液表面第一次静止后，再进行第三次搅
拌，第三次搅拌的方向设置为逆时针由内而外搅拌，搅拌时间设置为大于等于5min,待溶液
表面第二次静止，可见大量纤维浮于表面；
步骤3：取出PE方形水箱侧面长方形橡胶条，将筛网层沿PE方形水箱内部两侧设置的内
侧支撑条迅速塞入PE方形水箱内，同时在PE方形水箱长方形孔的对面注水，是PE方形水箱
内保持水位，防止纤维流失，待筛网层的一端与PE方形水箱的另一侧完全接触，再次将长方
形橡胶条塞合到长方形孔上，停止注水；
步骤4：待步骤3的水面静止后，拔开圆胶塞，进行排水，至圆形排水孔无水流出时，再次
塞合上圆胶塞；
步骤5：揭开PE方形水箱侧面长方形橡胶条，取出筛网层，收集其表面上的纤维，置于容
器内，等待烘干处理；合上长方形橡胶条和圆胶塞，且重复步骤2操作，观察溶液表面是否浮
有纤维，若仍浮有纤维，则重复步骤3-步骤5，直至溶液表面不再有纤维残留，提取结束。
作为一种优选的技术方案，所述步骤3的过程控制设置在10s内完成。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：（1）装置结构简单、装置所需材料造
价低廉、方便简易、操作简单快捷；（2）有效防止了过程中发生的纤维损失，大大提高了纤维
体积率测定的准确度，易于推广。
附图说明
图1为本发明合成纤维混凝土中纤维提取装置；
图2为本发明合成纤维混凝土中纤维提取装置的俯视图；
图3为本发明合成纤维混凝土中纤维提取装置的左视图；
图4为图2的A-A剖面图；
图5本发明合成纤维混凝土中纤维提取装置中的筛网层结构示意图。
图中，1PE方形水箱；2筛网层；3内侧支撑条；4长方形橡胶条；5圆形排水孔；6圆胶
塞；7 长方形孔；2-1橡胶圈；2-2筛网；2-3PVC塑料板。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合附图及技术方案对本发明进行详细地说明。
结合图1-图5所示；合成纤维混凝土中纤维提取装置，包括PE方形水箱 1 、筛网层
2 、内侧支撑条 3 、长方形橡胶条 4 、圆形排水孔 5 、圆胶塞 6 和长方形孔 7 ；所述PE
方形水箱 1 的两侧内壁上设置有内侧支撑条 3 ，所述PE方形水箱 1 的一侧设置有圆形
排水孔 5 ，所述圆形排水孔 5 内设置有筛网，圆形排水孔 5 用圆胶塞 6 塞住，所述长方
形孔 7 与圆形排水孔 5 设置在PE方形水箱 1 的同一侧，如图1，从侧面看，长方形孔 7
的下边缘与内侧支撑条 3 的上边缘对齐设置，所述筛网层 2 包括橡胶圈 2-1 、筛网 2-2
和PVC塑料板 2-3 ；所述筛网 2-2 的四周外围设置有PVC塑料板 2-3 ，所述PVC塑料板 2-
3 的四周外围设置有橡胶圈 2-1 。
所述PE方形水箱 1 的长、高、宽的尺寸均不受限制，且PE方形水箱 1 的体积设置
为大于等于10倍的样品体积。
所述筛网 2-2 的孔径设置为0.065cm。
所述长方形孔 7 的宽度设置为1cm。
所述圆形排水孔 5 设置在样品沉淀物表面以上，且设置距离样品沉淀物表面高
至少3cm。
在实际的应用过程中最佳尺寸，可设置PE方形水箱 1 的长为50cm,宽设置为
30cm,高设置为33cm, 长方形橡胶条 4的宽度设置为1cm, 圆胶塞 6的圆心竖直方向上距
离长方形橡胶条 4的高度为4cm, PVC塑料板 2-3宽度设置为4.5cm,, 橡胶圈 2-1的厚度
设置为0.5cm, 橡胶圈 2-1的宽度设置为30cm, 橡胶圈 2-1的长度设置为50cm。筛网 2-2
宽度设置为20cm, 筛网 2-2的长度设置为40cm。
合成纤维混凝土中纤维提取装置的提取方法，包括以下步骤：
步骤1：首先取出筛网层 2 ，将长方形橡胶条 4 和圆胶塞 6 塞好到装置上，使PE方形
水箱 1 的四周密封性良好；取5L的新鲜混凝土拌合物样品倒入PE方形水箱 1；
步骤2：一边向PE方形水箱 1 注水一边进行第一次搅拌，注水速度设置小于3L/min，且
第一次搅拌方向设置为由内而外搅拌，再由外而内搅拌，如此为一个周期，反复进行，直至
注水至水箱体积处注水完成，注水完成后，再进行第二次搅拌，第二次搅拌方向设置为顺
时针由内而外搅拌，搅拌时间设置为大于等于5min,待溶液表面第一次静止后，再进行第三
次搅拌，第三次搅拌的方向设置为逆时针由内而外搅拌，搅拌时间设置为大于等于5min,待
溶液表面第二次静止，可见大量纤维浮于表面；
步骤3：取出PE方形水箱侧面长方形橡胶条，将筛网层沿PE方形水箱内部两侧设置的内
侧支撑条迅速塞入PE方形水箱内，同时在PE方形水箱长方形孔的对面注水，使PE方形水箱
内保持水位，防止纤维流失，待筛网层的一端与PE方形水箱的另一侧完全接触，再次将长方
形橡胶条塞合到长方形孔上，停止注水；
步骤4：待步骤3的水面静止后，拔开圆胶塞 6 ，进行排水，至圆形排水孔 5 无水流出
时，再次塞合上圆胶塞 6 ；
步骤5：揭开PE方形水箱 1 侧面长方形橡胶条 4 ，取出筛网层 2 ，收集其表面上的纤
维，置于容器内，等待烘干处理；合上长方形橡胶条 4 和圆胶塞 6 ，且重复步骤2操作，观
察溶液表面是否浮有纤维，若仍浮有纤维，则重复步骤3-步骤5，直至溶液表面不再有纤维
残留，提取结束。
作为一种优选的技术方案，所述步骤3的过程控制设置在10s内完成。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行亲楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，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
实施例，都属于本发明保护的范围。