CN101823860B - 高强活性粉末纤维混凝土板及其制造方法 - Google Patents

高强活性粉末纤维混凝土板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高强活性粉末纤维混凝土板，其特征在于：其组分包括水胶比为0.28-0.36的水和配料，配料的各成分的配比(重量比)为：石英粉35-40％、水坭30-35％、纤维6％和反应助剂24-29％组成，其中，所述纤维为植物纤维或/和耐碱玻璃纤维；所述反应助剂包括矿物质助剂23-28％和化学助剂1％，其中矿物质助剂为纳米级硅粉或/和粉煤灰，化学助剂为聚丙烯酸系超塑化剂。本发明通过综合各种材料的特性，使最终获得的高强活性粉末纤维混凝土板重量轻，减轻建筑物的重量，方便运输，加快施工速度，缩短工期；可使墙体减薄，增加楼层使用面积；自轻抗震性能好，有利于发展高层建筑，节约城市用地；防火防潮、保温、隔声好、耐候性好、防风化、防酸雨、防紫外线、无毒、无辐射等优点。

Description

高强活性粉末纤维混凝土板及其制造方法
所属技术领域
本发明属于建筑领域，具体是一种具有高强度、高剥离力、导热性、稳定性好、环保的高强活性粉末纤维混凝土板，其物理性能完全满足外墙、地板、内墙的高抗冲击、高抗拆的要求；本发明还涉及上述高强活性粉末纤维混凝土板的制造方法。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对应用于生活、生产中的墙体的要求也越来越高，希望墙体具有保温、隔声、抗压等多种综合性能。目前在建筑领域中，往往采用板体相互拼接成完整的墙体，因此板体的性能直接决定墙体的性能。尽管轻质墙体材料的技术也在不断成熟，但目前的轻质墙体往往只能满足一种或少数的几种性能要求，而为了减轻建筑结构的重量，提高矿产资源的利用率，现代建筑墙体很需要一种重量轻、抗压强度高、保温、隔声好、耐候性好、防风化、防酸雨、防紫外线、防火、防潮、无毒、无辐射的墙体板材，并且表面色彩多样化，呈现自然、不规则效果，能适用于内外墙体的板材。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题，是提供一种高强活性粉末纤维混凝土板，其具有高强度、高剥离力、导热性、稳定性好、环保的优点，能完全满足外墙、地板、内墙的高抗冲击、高抗拆的要求。
本发明要解决的第二个技术问题，是提供一种上述高强活性粉末纤维混凝土板的制造方法。
本发明要解决的第一个技术问题，可以通过以下的技术方案实现：一种高强活性粉末纤维混凝土板，其特征在于：其组分包括水胶比为0.28-0.36的水和配料，配料的各成分的配比(重量比)为：石英粉35-40％、水坭30-35％、纤维6％和反应助剂24-29％组成，其中，所述纤维为植物纤维或/和耐碱玻璃纤维；所述反应助剂包括矿物质助剂23-28％和化学助剂1％，其中矿物质助剂为纳米级硅粉或/和粉煤灰，化学助剂为聚丙烯酸系超塑化剂。本发明提供的混凝土配料综合了各种材料的特性，使最终获得的产品具有多种优良的性能，适用于内外墙体；对于相同的配料成分，水胶比越小，最终获得的产品硬度越大，但生产的效率相对有所降低。
在实际生产中，在保证产品的性能达到要求的前提下，还需要考虑生产的效率和原材料的价格和获得的难以程度，因此本发明所述配料中纤维的配比(重量比)为植物纤维3％和耐碱玻璃纤维3％，所述矿物质助剂的配比(重量比)为纳米级硅粉5-8％和粉煤灰18-20％。
针对各种实际应用环境的对板材的某些特定性能的要求不同、实际生产时的效率，生产者可通过选择不同的原料成分、各成分的不同配比来获得最适合的产品。
作为本发明的一个实施例，所述配料各成分的配比(重量比)为：石英粉40％、42.5#水坭30％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉5％、粉煤灰18％和聚丙烯酸系超塑化剂1％；利用该配比获得的产品，在保证了其他的性能满足一般需求的前提下，具有较高的强度，适用于常规环境对墙体的强度要求。
作为本发明的另一个实施例，所述配料各成分的配比(重量比)为：石英粉35％、42.5#水坭30％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉8％、粉煤灰20％和聚丙烯酸系超塑化剂1％；该配比在保证了其他的性能满足一般需求的前提下，提高了用作矿物质助剂的粉煤灰的用量，粉煤灰具有良好的流动性，促使反应时原料的各成分能够均匀、充分反应，提高原料反应的效率、便于制造。
作为本发明的第三个实施例，所述配料各成分的配比(重量比)为：石英粉35％、42.5#水坭35％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉5％、粉煤灰18％和聚丙烯酸系超塑化剂1％，利用该配比获得的产品，在保证了其他的性能满足一般需求的前提下，具有很高的强度，适用于对墙体强度要求高的特殊环境。
在上述基础上，本发明可以做以下的改进：所述混凝土板还铺设若干层纤化高分子网布或/和抗碱玻璃纤维网布，形成多结构。由于本发明的混凝土板采用了上述配比的原料，具有非常高的强度，在混凝土板中铺设具有高韧性的纤化高分子网布、高抗力能力的抗碱玻璃纤维网布，能够提高板体的韧性和抗拉能力，使得板体获得更好的综合性能。
在上述基础上，针对绝大多数的建筑物的要求，以达到最合适的强度、韧性和抗拉能力，作为本发明的一个实施例，所述混凝土板的一表面设置一纤化高分子网布层，该表面为混凝土板的底面，混凝土板的中部设置一抗碱玻璃纤维网层，另一纤化高分子网布层设置在抗碱玻璃纤维网层的下方。
在上述基础上，本发明要解决的第二个技术问题，是提供一种高强活性粉末纤维混凝土板的制造方法，其特征在于：包括以下顺序的步骤：
(1)配料：调配高强活性粉末纤维混凝土，采用以下配比的配料(重量比)：石英粉35-40％、水坭30-35％、纤维6％和反应助剂24-29％组成，其中，所述纤维为植物纤维或/和耐碱玻璃纤维；所述反应助剂包括矿物质助剂23-28％和化学助剂1％，其中矿物质助剂为纳米级硅粉或/和粉煤灰，化学助剂为聚丙烯酸系超塑化剂；将上述的配料和水按0.28-0.36的水胶比调配；
(2)铺叠成型：将纤化高分子网布层或/和抗碱玻璃纤维网布和第(1)调配的高强活性粉末纤维混凝土相互交替地铺叠成多层，制成板坯；
(3)预养：将定型后的板坯养护放到预养房里养护5-10小时，温度大约20--50℃，湿度为95％以上，然后脱模；
(4)蒸养：为了提高板坯的强度和缩短生产时间，板坯需要蒸压养护，蒸养时间约10-20小时，温度在170--210℃之间，釜内压力为1.0-1.3MPa；
(5)烘干：板坯蒸压后还保留着30％的凝留水，需要烘干后稳定板坯的强度和抗拆度，烘干温度为80--120℃之间，将板坯水份烘干至10％以下。
本发明所述第(1)步配料，所述配料中纤维的配比(重量比)为植物纤维3％和耐碱玻璃纤维3％，所述矿物质助剂的配比(重量比)为纳米级硅粉5-8％和粉煤灰18-20％。
作为本发明的一个实施例，所述第(1)步配料，采用以下配比的成分(重量比)为：石英粉40％、42.5#水坭30％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉5％、粉煤灰18％和聚丙烯酸系超塑化剂1％。
作为本发明的另一个实施例，所述第(1)步配料，采用以下配比的成分(重量比)为：石英粉35％、42.5#水坭30％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉8％、粉煤灰20％和聚丙烯酸系超塑化剂1％。
作为本发明的第三个实施例，所述第(1)步配料，采用以下配比的成分(重量比)为：石英粉35％、42.5#水坭35％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉5％、粉煤灰18％和聚丙烯酸系超塑化剂1％。
由于本发明采用了高强活性粉末纤维混凝土进行铺叠，铺叠的层数可根据不同的使用环境来具体设置，以达到最合适的强度、韧性和抗拉能力，针对绝大多数的使用环境，作为本发明的一个实施例，所述第(2)步铺叠成型：由下向上的顺序第一层铺纤化高分子网布层，第二层喷射高强活性粉末纤维混凝土，第三层铺抗碱玻璃纤维网，第四层喷射高强活性粉末纤维混凝土，第五层铺纤化高分子网布层，第六层喷射高强活性粉末纤维混凝土。
实际生产时，为了提高生产的效率，降低生产成本，采用毛布输送带作为第(2)步铺叠成型的铺叠平台，制成的板坯是尺寸很大整体，因此在上述基础上，本发明还包括切割步骤：该步骤在第(2)步的铺叠成型和第(3)步的预养之间进行，将铺叠成型的板坯切割成需要的尺寸。
在上述基础上，本发明还包括定厚修边步骤：对烘干后的板坯进行砂光和修边，修正各板坯的厚度和长短尺寸。
为了增加产品的外观美感，作为本发明的一个实施例，所述第(2)步铺叠成型中，在板坯铺叠完成后，在上表面铺有彩色矿粉层，形成彩色矿物面；彩色矿粉的颜色可根据产品表面的需要来调整。
本发明还提供另一个实施例来增加产品的外观美观，本发明还包括软瓷面制作步骤：首先对烘干后的板坯凹凸不平的表面层进行砂光，再通过磷来调解板面的PH值在4-5之间，然后在板面上淋上加温后的流体EVA树脂蒙脱土，EVA树脂蒙脱土颜料采用矿物质色料，可配成不同的颜色淋在板面上的EVA树脂蒙脱土厚度为0.8-1.5mm，方便压纹，当淋在板面的EVA树脂蒙脱土下降到70--80℃成软体时，将带有石头纹或木纹路的金属辊在EVA树脂蒙脱上表面滚压，滚压过后，在板的表面留下了石头纹或木纹，干燥后即成产品。
在上述基础上，本发明还可以做进一步的改进：所述软瓷面制作步骤：是在完成定厚修边步骤后进行。事实上，软瓷面制作步骤也可在定厚修边步骤进行之前，但最好在定厚修边步骤之后进行，这是因为板体的表面在定厚修边时可能会产生细小的崩口等缺陷，在定厚修边步骤之后再进行软瓷面制作，可对板体表面的细小崩口等进行修补，使得板体表面更美观。
与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：本发明针对上述市场对墙体用板的要求，通过综合各种材料的特性，使最终获得的高强活性粉末纤维混凝土板重量轻，减轻建筑物的重量，方便运输，加快施工速度，缩短工期；可使墙体减薄，增加楼层使用面积；自轻抗震性能好，有利于发展高层建筑，节约城市用地；防火防潮、保温、隔声好、耐候性好、防风化、防酸雨、防紫外线、无毒、无辐射等优点。而且发明了一种高强混凝土多层铺叠轻质墙体板材制造工艺，该制作方法效率比传统的流浆法、抄取法要提高3倍，制作出的板材的抗拆度比传统方法的板材提高了1倍以上。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的高强活性粉末纤维混凝土板，其组分包括水胶比为0.28-0.36的水和配料，水胶比的选择可根据不同的要求在0.28-0.36范围选择最合适的数值，保证最终获得的产品既具有最合适的硬度，同时便于制造，对于相同的配料成分，水胶比越小，最终获得的产品硬度越大，但生产的效率相对有所降低。配料的各成分的配比(重量比)为：石英粉40％、42.5#水坭30％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉5％、粉煤灰18％和聚丙烯酸系超塑化剂1％；混凝土板为多层结构，其一表面设置一纤化高分子网布层，该表面为混凝土板的底面，混凝土板的中部设置一抗碱玻璃纤维网层，另一纤化高分子网布层设置在抗碱玻璃纤维网层的下方。利用该配比获得的产品，在保证了其他的性能满足一般需求的前提下，具有较高的强度，适用于常规环境对墙体的强度要求。
实施例2
本实施例提供的高强活性粉末纤维混凝土板，它与实施例1的不同在于，配料各成分的配比(重量比)为：石英粉35％、42.5#水坭30％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉8％、粉煤灰20％和聚丙烯酸系超塑化剂1％；该配比在保证了其他的性能满足一般需求的前提下，提高了用作矿物质助剂的粉煤灰的用量，粉煤灰具有良好的流动性，促使反应时原料的各成分能够均匀、充分反应，提高原料反应的效率、便于制造。
实施例3
本实施例提供的高强活性粉末纤维混凝土板，它与实施例1的不同在于，配料各成分的配比(重量比)为：石英粉35％、42.5#水坭35％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉5％、粉煤灰18％和聚丙烯酸系超塑化剂1％，利用该配比获得的产品，在保证了其他的性能满足一般需求的前提下，具有很高的强度，适用于对墙体强度要求高的特殊环境。
实施例4
本实施例提供的高强活性粉末纤维混凝土板的制造方法，它包括了以下顺序的步骤：
(1)配料：调配高强活性粉末纤维混凝土，根据不同的使用环境，选择合适的配料成分、成分的配比，将上述的配料和水按0.28-0.36的水胶比调配，例如：
选择以下配比的成分(重量比)为：石英粉40％、42.5#水坭30％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉5％、粉煤灰18％和聚丙烯酸系超塑化剂1％；该配比获得的产品，在保证了其他的性能满足一般需求的前提下，具有较高的强度，适用于常规环境对墙体的强度要求；
选择以下配比的成分(重量比)为：石英粉35％、42.5#水坭30％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉8％、粉煤灰20％和聚丙烯酸系超塑化剂1％；该配比在保证了其他的性能满足一般需求的前提下，提高了用作矿物质助剂的粉煤灰的用量，粉煤灰具有良好的流动性，促使反应时原料的各成分能够均匀、充分反应，提高原料反应的效率、便于制造；
选择以下配比的成分(重量比)为：石英粉35％、42.5#水坭35％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉5％、粉煤灰18％和聚丙烯酸系超塑化剂1％；利用该配比获得的产品，在保证了其他的性能满足一般需求的前提下，具有很高的强度，适用于对墙体强度要求高的特殊环境；
(2)铺叠成型：由下向上的顺序第一层铺纤化高分子网布层，第二层喷射高强活性粉末纤维混凝土，第三层铺抗碱玻璃纤维网，第四层喷射高强活性粉末纤维混凝土，第五层铺纤化高分子网布层，第六层喷射高强活性粉末纤维混凝土；
(3)切割步骤：将铺叠成型的板坯切割成需要的尺寸；
(4)预养：将定型后的板坯养护放到预养房里养护5-10小时，温度大约20--50℃，湿度为95％以上，然后脱模；
(5)蒸养：为了提高板坯的强度和缩短生产时间，板坯需要蒸压养护，蒸养时间约10-20小时，温度在170--210℃之间，釜内压力为1.0-1.3MPa；
(6)烘干：板坯蒸压后还保留着30％的凝留水，需要烘干后稳定板坯的强度和抗拆度，烘干温度为80--120℃之间，将板坯水份烘干至10％以下；
(7)定厚修边步骤：对烘干后的板坯进行砂光和修边，修正各板坯的厚度和长短尺寸；
(8)软瓷面制作步骤：首先对烘干后的板坯凹凸不平的表面层进行砂光，再通过磷来调解板面的PH值在4-5之间，然后在板面上淋上加温后的流体EVA树脂蒙脱土，EVA树脂蒙脱土颜料采用矿物质色料，可配成不同的颜色淋在板面上的EVA树脂蒙脱土厚度为0.8-1.5mm，方便压纹，当淋在板面的EVA树脂蒙脱土下降到70--80℃成软体时，将带有石头纹或木纹路的金属辊在EVA树脂蒙脱上表面滚压，滚压过后，在板的表面留下了石头纹或木纹，干燥后即成具有立体装饰图案的产品。
实施例5
本实施例提供的高强活性粉末纤维混凝土板的制造方法，它与实施例4的不同在于：不采用软瓷面制作步骤来制作装饰图案，而是在进行第(2)步铺叠成型时，在第六层的高强活性粉末纤维混凝土的表面铺彩色矿粉层，形成平面的彩色矿物面。

Claims (15)

1.一种高强活性粉末纤维混凝土板，其特征在于：其组分包括水胶比为0.28-0.36的水和配料，所述配料各成分的配比(重量比)为：石英粉40％、42.5#水坭30％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉5％、粉煤灰18％和聚丙烯酸系超塑化剂1％。
2.一种高强活性粉末纤维混凝土板，其特征在于：其组分包括水胶比为0.28-0.36的水和配料，所述配料各成分的配比(重量比)为：石英粉35％、42.5#水坭30％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉8％、粉煤灰20％和聚丙烯酸系超塑化剂1％。
3.一种高强活性粉末纤维混凝土板，其特征在于：其组分包括水胶比为0.28-0.36的水和配料，所述配料各成分的配比(重量比)为：石英粉35％、42.5#水坭35％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉5％、粉煤灰18％和聚丙烯酸系超塑化剂1％。
4.根据权利要求1、2或3所述的高强活性粉末纤维混凝土板，其特征在于：所述混凝土板还铺设若干层纤化高分子网布或/和抗碱玻璃纤维网布，形成多结构。
5.根据权利要求1、2或3所述的高强活性粉末纤维混凝土板，其特征在于：所述混凝土板的一表面设置一纤化高分子网布层，该表面为混凝土板的底面，混凝土板的中部设置一抗碱玻璃纤维网层，另一纤化高分子网布层设置在抗碱玻璃纤维网层的下方。
6.一种高强活性粉末纤维混凝土板的制造方法，其特征在于：包括以下顺序的步骤：
(1)配料：调配高强活性粉末纤维混凝土，采用以下配比的配料(重量比)：石英粉35-40％、水坭30-35％、纤维6％和反应助剂24-29％组成，其中，所述纤维为植物纤维或/和耐碱玻璃纤维；所述反应助剂包括矿物质助剂23-28％和化学助剂1％，其中矿物质助剂为纳米级硅粉或/和粉煤灰，化学助剂为聚丙烯酸系超塑化剂，所述配料中纤维的配比为植物纤维3％和耐碱玻璃纤维3％，所述矿物质助剂的配比为纳米级硅粉5-8％和粉煤灰18-20％；将上述的配料和水按0.28-0.36的水胶比调配；
(2)铺叠成型：将纤化高分子网布层或抗碱玻璃纤维网布和第(1)调配的高强活性粉末纤维混凝土相互交替地铺叠成多层，制成板坯；
(3)预养：将定型后的板坯养护放到预养房里养护5-10小时，温度为20--50℃，湿度为95％以上，然后脱模；
(4)蒸养：为了提高板坯的强度和缩短生产时间，板坯需要蒸压养护，蒸养时间约10-20小时，温度在170--210℃之间，釜内压力为1.0-1.3MPa；
(5)烘干：板坯蒸压后还保留着30％的凝留水，需要烘干后稳定板坯的强度和抗拆度，烘干温度为80--120℃之间，将板坯水份烘干至10％以下。
7.根据权利要求6所述的高强活性粉末纤维混凝土板，其特征在于：所述第(1)步配料，采用以下配比的成分(重量比)为：石英粉40％、42.5#水坭30％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉5％、粉煤灰18％和聚丙烯酸系超塑化剂1％。
8.根据权利要求7所述的高强活性粉末纤维混凝土板，其特征在于：所述第(1)步配料，采用以下配比的成分(重量比)为：石英粉35％、42.5#水坭30％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉8％、粉煤灰20％和聚丙烯酸系超塑化剂1％。
9.根据权利要求8所述的高强活性粉末纤维混凝土板，其特征在于：所述第(1)步配料，采用以下配比的成分(重量比)为：石英粉35％、42.5#水坭35％、植物纤维3％、耐碱玻璃纤维3％、纳米级硅粉5％、粉煤灰18％和聚丙烯酸系超塑化剂1％。
10.根据权利要求7、8或9所述的高强活性粉末纤维混凝土板，其特征在于：所述第(2)步铺叠成型：由下向上的顺序第一层铺纤化高分子网布层，第二层喷射高强活性粉末纤维混凝土，第三层铺抗碱玻璃纤维网，第四层喷射高强活性粉末纤维混凝土，第五层铺纤化高分子网布层，第六层喷射高强活性粉末纤维混凝土。
11.根据权利要求10所述的高强活性粉末纤维混凝土板，其特征在于：还包括切割步骤：该步骤在第(2)步的铺叠成型和第(3)步的预养之间进行，将铺叠成型的板坯切割成需要的尺寸。
12.根据权利要求11所述的高强活性粉末纤维混凝土板，其特征在于：还包括定厚修边步骤：对烘干后的板坯进行砂光和修边，修正各板坯的厚度和长短尺寸。
13.根据权利要求12所述的高强活性粉末纤维混凝土板，其特征在于：所述第(2)步铺叠成型中，在板坯铺叠完成后，在上表面铺有彩色矿粉层，形成彩色矿物面。
14.根据权利要求12所述的高强活性粉末纤维混凝土板，其特征在于：还包括软瓷面制作步骤：首先对烘干后的板坯凹凸不平的表面层进行砂光，再通过磷来调解板面的PH值在4-5之间，然后在板面上淋上加温后的流体EVA树脂蒙脱土，EVA树脂蒙脱土颜料采用矿物质色料，淋在板面上的EVA树脂蒙脱土厚度为0.8-1.5mm，当淋在板面的EVA树脂蒙脱土下降到70--80℃成软体时，将带有石头纹或木纹路的金属辊在EVA树脂蒙脱上表面滚压，在板的表面留下了石头纹或木纹。
15.根据权利要求14所述的高强活性粉末纤维混凝土板，其特征在于：还包括软瓷面制作步骤：所述软瓷面制作步骤：是在完成定厚修边步骤后进行。
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