CN101386509A - 玻璃纤维增强水泥板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种建筑材料及其制造方法，尤其涉及一种玻璃纤维增强水泥板及其制造方法。所述的玻璃纤维增强水泥板，按重量份数计，其组成及含量分别为：波特兰水泥：100，高铝水泥：15～13.6，粉煤灰：3.4～3.1，生石膏粉：6.3～5.7，陶粒：132～120，发泡剂：(7.1～6.5)％，分散剂：(81.3～74.5)％，净水：58.7～53，涂塑玻璃纤维网格布：4～3.6。本发明的制造方法，依次包括以下步骤：计量配固体物料搅拌、计量配液体物料加入到前述步骤中、成型腔体、滚压、振动、固化、切割、养护。本发明的积极效果是：本发明的玻璃纤维增强水泥板具有容重轻、强度高、干缩湿胀系数低，制品后期无膨胀、收缩，且具有防腐、隔声、隔热、耐火、不燃的效果；本产品制造方法科学合理、连续生产、高效成本低、且产品板面平整便于建筑现场安装等特点，本发明耐水性好，特别适用于潮湿环境中的各类建筑物的内外墙、吊顶装修；本发明的配比合理，降低了其碱性，又由于采用涂塑抗碱玻璃纤维网格布，保证了水泥的强度及寿命。

Description

玻璃纤维增强水泥板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种建筑材料及其制造方法，尤其涉及一种玻璃纤维增强水泥板及其制造方法。
背景技术
在公知技术中，随着国民经济的飞速发展，人口的增长和生活水平的提高，经济建设和基础建设规模在迅速扩大，建筑向多层次、多样化方向发展，在这种形势下，对建筑材料的需求量及质量的要求也越来越高，其中在新住宅建筑和住宅装修市场的纤维增强水泥板的市场很大，这主要是纤维增强水泥板在经济上划算并且耐久，因而对其配方的研究也层出不穷，向高强、轻质、耐久等方向发展，在传统的硅酸盐水泥中添加各类纤维和外加剂，其中之一便是玻璃纤维增强水泥(GRC)制品，其具有高强轻质、耐久耐水等特点，但传统的硅酸盐是高碱性水泥，其水化时形成大量的Ca(OH)2晶体，使水化液相的pH值高达13以上，而Ca(OH)2对玻璃纤维的腐蚀作用极强，更由于水泥中存在大量的硬石膏，常使其制品因后期膨胀而开裂，现有的GRC制品远不能满足需求。中国专利公开号CN1249283A，公开日2000年10月25日，发明创造的名称为“一种纤维增强水泥板材及其制备方法”，该申请案公开了板材的配比，其含水泥50～70份，粉煤灰30～47份，麻基纤维素2～5份，甲基纤维素(MC)0.3～0.5份。其缺点是该发明并未给出板材的技术参数，无法采用。
发明内容
本发明的目的是提供一种强度高、重量轻、对玻璃纤维腐蚀性小、无后期膨胀、收缩的玻璃纤维增强水泥板。
本发明的另一个目的是提供该玻璃纤维增强水泥板的制造方法。
本发明通过以下技术方案于以实现：一种玻璃纤维增强水泥板，其特征在于：按重量份数计，其组成及含量分别为：波特兰水泥：100，高铝水泥：15～13.6，粉煤灰：3.4～3.1，生石膏粉：6.3～5.7，陶粒：132～120，发泡剂：(7.1～6.5)％，分散剂：(81.3～74.5)％，净水：58.7～53，涂塑玻璃纤维网格布：4～3.6；
其中，所述发泡剂为松香皂发泡剂，其由松香：氢氧化钠：水＝5：1：35的配比制成松香酸钠溶液；所述分散剂为生石灰加适量水完全溶解调均；水为符合国家标准规定的不含油、盐酸类或有机物的淡水，加温至60～80℃，和前述两液态溶液混合。
所述波特兰水泥是一种由波特兰水泥熟料、0％-5％石灰石或粒化高炉炉渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料；其主要成分为硅酸三钙3CaO·SiO2，硅酸二钙2CaO·SiO2，铝酸三钙3CaO·Al2O3和铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3。
所述高铝水泥是石灰石和矾土由烧结法制取；其主要化学成分(％)：氧化钙32～34，氧化铝50～60，氧化硅4～8，氧化铁1～3，氧化亚铁0～1，氧化钛1～3。
所述粉煤灰为具有火山灰活性的粒状材料，其化学成分主要是SiO2和Al2O3，细度为120目。
所述生石膏粉为二水石膏CaSO4·2H2O，白度可达到80％以上，纯度80％，细度120目。
所述陶粒以含有二氧化硅和三氧化二铝为主成分的原材料，经过高温焙烧而成的多孔轻集料，陶粒直径≤6mm，陶粒容重400～800kg/m3，含水率<0.5％。
所述玻璃纤维网格布为涂塑抗碱玻璃纤维网格布，其网目规格为3×3mm或4×4mm.。
所述的玻璃纤维增强水泥板的制造方法，其特征在于包含以下步骤：
①计量配固体物料 将安装在不同储料罐内的波特兰水泥、高铝水泥、粉煤灰、生石膏粉、陶粒经安装在各自料罐前的螺旋输送机前端的计量秤进行计量，按前述配比的料经过螺旋输送机送入搅拌机混合，搅拌均匀；
②计量配液体物料 经液体泵计量按上述配比的发泡剂松香酸钠溶液和分散剂生石灰水溶液及加热至60～80℃的水完全混合后，连续加入到步骤①中制得的混合物中，继续搅拌，将制得的浆体倾注到输送带前端的成型台上的成型腔体的进料口中；
③成型腔体 所述的成型腔体为：在搅拌机出料口下方也即成型腔体进料口为：一个随输送带移动的玻璃纤维网格布，所述玻璃纤维网格布通过折边机折边形成成型腔体的下部的开口矩形框，同时护边成型，在其上方滞后一段距离在所述成型腔体的上部有一层玻璃纤维网格布的覆盖层，在覆盖层两边覆盖前自动涂沫上胶水，与下部的开口矩形框的折边粘合在一起，覆盖层亦随输送带移动；
④滚压 在成型腔体覆盖层覆盖玻璃纤维的同时，对成型腔体内的浆体进行滚压；
⑤振动 在对上述浆体滚压的同时，由安装在成型台下方的振动器对成型浆体进行振动；
⑥固化 初步成型的水泥板随输送机移动，移动过程中在输送带整个长度上对初凝成型水泥板加热，温度保持在60～80℃，时间为10～11分钟；
⑦切割 根据产品要求的长度对玻璃纤维增强水泥板横向切割；
⑧养护 入养护室或加温养护，温度60℃，时间8小时；或帆布覆盖，室温，24小时。
本发明的积极效果是：本发明提出的玻璃纤维增强水泥板，是利用波特兰水泥、高铝水泥、粉煤灰、生石膏粉、陶粒、化学制剂与净水混合搅拌后，入涂塑玻璃纤维网格布形成的成型腔经滚压、振动、固化、切割及养护而得。具有容重轻、强度高、干缩湿胀系数低，制品后期无膨胀、收缩，且具有防腐、隔声、隔热、耐火、不燃的效果，本产品制造方法科学合理、连续生产、高效成本低、且产品板面平整便于建筑现场安装等特点，本发明耐水性好，特别适用于潮湿环境中的各类建筑物的内外墙、吊顶装修；本发明的配比合理，降低了其碱性，又由于采用涂塑抗碱玻璃纤维网格布，保证了水泥的强度及寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
实施例1：一种玻璃纤维增强水泥板，其特征在于：按重量份数计，其组成及含量分别为：硅酸盐水泥：100，高铝水泥：14.3，粉煤灰：3.25，生石膏粉：6.02，陶粒：126.2，发泡剂：6.8％，分散剂：77.4％，净水：55.90，涂塑玻璃纤维网格布：3.87；
其中，所述发泡剂为松香皂发泡剂，其由松香：氢氧化钠：水＝5：1：35的配比制成松香酸钠溶液；所述分散剂为生石灰加适量水完全溶解调均；水为符合国家标准规定的不含油、盐酸类或有机物的淡水，加温至70℃，和前述两液态溶液混合。
所述波特兰水泥是一种由硅酸盐水泥熟料、0％-5％石灰石或粒化高炉炉渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料；其主要成分为硅酸三钙3CaO·SiO2，硅酸二钙2CaO·SiO2，铝酸三钙3CaO·Al2O3和铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3。
所述高铝水泥是石灰石和矾土由烧结法制取；其主要化学成分(％)：氧化钙32～34，氧化铝50～60，氧化硅4～8，氧化铁1～3，氧化亚铁0～1，氧化钛1～3。它是以低碱性铝酸盐为主要矿物的水硬性材料，减少对玻璃纤维网格布的腐蚀作用，另一特点是高铝水泥的早期强度发展很快，24小时即达极限强度值的80％，有助于玻璃纤维增强水泥板的早期强度。
所述粉煤灰为具有火山灰活性的粒状材料，其化学成分主要是SiO2和Al2O3，细度为120目，这两者均是铝酸盐的主要成份，该成份越高，其活性也越高，主要起活性填充的作用，可使水泥“絮凝”解体，改善了和易性，提高浇筑密实性，从而使混凝土初始结构致密化，但掺量过多，因其早期强度发展缓慢，导致强度降低。
所述生石膏粉为二水石膏CaSO4·2H2O，白度可达到80％以上，纯度80％，细度120目。二水石膏的作用是起调凝剂的作用，不仅可提高水泥对外加剂的适应性，避免出现异常凝结的现象，同时水泥水化热也降低，进一步优化水泥的性能。
所述陶粒以含有二氧化硅和三氧化二铝为主成分的原材料，经过高温焙烧而成的多孔轻集料。陶粒直径≤6mm，陶粒容重400～800kg/m3，含水率<o.5％。陶粒作为一种轻骨料，取代普通砂石集料，以降低普通混凝土自重和改善其性能，如具有保温、隔热、耐火和抗震性能。
所述玻璃纤维网格布为涂塑抗碱玻璃纤维网格布，其网目规格为3×3mm.，该种尺寸规格的玻璃纤维网格布具有良好的挂浆功能。
所述化学制剂的松香皂发泡剂和生石灰分散剂的作用分别是：松香皂发泡剂配制成松香酸钠溶液，其在水泥内部产生微小的均匀气泡，使水泥制品具有质轻、保温性能好的特性。在拌和水泥加入适量的生石灰分散剂，可使水泥颗粒分散均匀，同时将水泥颗粒包裹的水份释放出来，从而能减少混凝土用水量。
上述述玻璃纤维增强水泥板的制造方法包括以下步骤：
①计量配固体物料 将安装在不同储料罐内的波特兰水泥、高铝水泥、粉煤灰、生石膏粉、陶粒经安装在各自料罐前的螺旋输送机前端的计量秤进行计量，按前述配比的料送入搅拌机混合，搅拌均匀，多余的料则通过提升机返还各自的储料罐内；所述的混合是干混，在封闭的容器内搅拌；
②计量配液体物料 经液体泵计量按前述配比的发泡剂松香酸钠溶液和分散剂生石灰水溶液及加热至70℃的水完全混合后，连续加入到步骤①中制得的混合物中，继续搅拌，将制得的浆体倾注到输送带前端的成型台上的成型腔体的进料口中；
③成型腔体 所述的成型腔体为：在搅拌机出料口下方有提供一个随输送带移动的玻璃纤维网格布，所述网格布通过折边机折边形成成型腔体的下部的开口矩形框，同时护边成形，在其上方滞后一段距离在所述成型腔体的上部有一层玻璃纤维网格布的覆盖层，在覆盖层两边覆盖前自动涂沫上胶水，与下部的开口矩形框的折边粘合在一起，覆盖层亦随输送带移动；
④滚压 在成型腔体覆盖层覆盖玻璃纤维的同时，对成型腔体内的浆体进行滚压；滚压由安装在成型台上方的大滚筒滚压，由于玻璃纤维网格布网目大小的关系，易形成一定的表面张力，水泥混合物浆料挂在玻璃纤维网格布上。
⑤振动 在对上述浆体滚压的同时，由安装在成型台下方的振动器对成型浆体进行振动，水泥板将更为密实，不会出现空洞。
⑥固化 随着对玻璃纤维网的牵动，初步成型的水泥板随输送机移动，移动过程中对初凝成型水泥板加热，加热可选用在输送带整个长度上安装红外幅射仪的方法使水泥板周围环境温度保持在70℃，输送机的长度为40米左右，时间为10分钟；
⑦切割 根据产品要求的长度对玻璃纤维增强水泥板横向切割；
⑧养护 入养护室或加温养护，温度60℃，时间8小时；或帆布覆盖，室温，24小时，两种方法均采用，效果相彷。
由于本发明采用了合理的配比，同时采用了抗碱玻璃纤维网格布，两个方面保证了玻璃纤维的强度，因而水泥板的强度及寿命均提高了。
下表1列出了本发明生产的玻璃纤维增强水泥板规格为1200*2400*12mm，材料重量为：15.1～16.5kg/m2，根据美国国家标准学会ANSI A118.9规范所列的项目，按美国试验与材料协会制定的标准进行检测，产品性能如下：
 
项目 测试法 结果
抗压强度 ASTM D2394 8925kpa>8619kpa(>1250psi)     
落球冲击 ASTM D1037 两面无损伤
握钉力 ASTM D1037 590N>556N
抗折强度 ASTM C947 5328kpa>5171kpa(>750psi)      
火焰扩展/烟雾扩展 ASTM E84 5/0
 
抗冻性 抗冻性 无起层现象
线长度变化(由湿度变化造成)         ASTM D1037 ≤0.07％
抗菌性 ASTM G22 无细菌繁殖
抗霉性 ASTM G21 不长霉

Claims (8)

1.一种玻璃纤维增强水泥板，其特征在于：按重量份数计，其组成及含量分别为：波特兰水泥：100，高铝水泥：15～13.6，粉煤灰：3.4～3.1，生石膏粉：6.3～5.7，陶粒：132～120，发泡剂：(7.1～6.5)％，分散剂：(81.3～74.5)％，净水：58.7～53，涂塑玻璃纤维网格布：4～3.6；
其中，所述发泡剂为松香皂发泡剂，其由松香：氢氧化钠：水＝5：1：35的配比制成松香酸钠溶液；所述分散剂为生石灰加适量水完全溶解调均；水为符合国家标准规定的不含油、盐酸类或有机物的淡水，加温至60～80℃，和前述两液态溶液混合。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强水泥板，其特征为所述波特兰水泥是由波特兰水泥熟料、0％-5％石灰石或粒化高炉炉渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料；其主要成分为硅酸三钙3CaO·SiO2，硅酸二钙2CaO·SiO2，铝酸三钙3CaO·Al2O3和铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强水泥板，其特征为所述高铝水泥是石灰石和矾土由烧结法制取；其主要化学成分(％)：氧化钙32～34，氧化铝50～60，氧化硅4～8，氧化铁1～3，氧化亚铁0～1，氧化钛1～3。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强水泥板，其特征为所述粉煤灰为具有火山灰活性的粒状材料，其化学成分主要是SiO2和Al2O3，细度为120目。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强水泥板，其特征为所述生石膏粉为二水石膏CaSO4.2H2O，白度可达到80％以上，纯度80％，细度120目。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强水泥板，其特征为所述陶粒以含有二氧化硅和三氧化二铝为主成分的原材料，经过高温焙烧而成的多孔轻集料，陶粒直径≤6mm，陶粒容重400～800kg/m3，含水率<0.5％。
7.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强水泥板，其特征为所述玻璃纤维网格布为涂塑抗碱玻璃纤维网格布，其网目规格为3×3mm或4×4mm。
8.一种权利要求1所述的玻璃纤维增强水泥板的制造方法，其特征在于包含以下步骤：
①计量配固体物料 将安装在不同储料罐内的波特兰水泥、高铝水泥、粉煤灰、生石膏粉、陶粒经安装在各自料罐前的螺旋输送机前端的计量秤进行计量，按前述配比的料经过螺旋输送机送入搅拌机混合，搅拌均匀；
②计量配液体物料 经液体泵计量按上述配比的发泡剂松香酸钠溶液和分散剂生石灰水溶液及加热至60～80℃的水完全混合后，连续加入到步骤①中制得的混合物中，继续搅拌，将制得的浆体倾注到输送带前端的成型台上的成型腔体的进料口中；
③成型腔体：所述的成型腔体为：在搅拌机出料口下方也即成型腔体进料口为：一个随输送带移动的玻璃纤维网格布，所述玻璃纤维网格布通过折边机折边形成成型腔体的下部的开口矩形框，同时护边成型，在其上方滞后一段距离在所述成型腔体的上部有一层玻璃纤维网格布的覆盖层，在覆盖层两边覆盖前自动涂沫上胶水，与下部的开口矩形框的折边粘合在一起，覆盖层亦随输送带移动；
④滚压 在成型腔体覆盖层覆盖玻璃纤维的同时，对成型腔体内的浆体进行滚压；
⑤振动 在对上述浆体滚压的同时，由安装在成型台下方的振动器对成型浆体进行振动；
⑥固化 对随输送机移动的成型腔体内的浆体加热，移动过程中在输送带整个长度上对初凝成型水泥板加热，温度保持在60～80℃，时间为10～11分钟；
⑦切割 根据产品要求的长度对玻璃纤维增强水泥板横向切割；
⑧养护 入养护室或加温养护，温度60℃，时间8小时；或帆布覆盖，室温，24小时。
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