CN101936052B - 高性能玻璃纤维增强水泥板及流水线制造方法 - Google Patents

高性能玻璃纤维增强水泥板及流水线制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高性能玻璃纤维增强水泥板及流水线制造方法。其组成及含量分别为：波特兰水泥：100、骨料：100、聚合物乳液2～5、聚丙烯水溶纤维：1～3％、减水剂：(0.3～0.5)％、净水：52～58、玻璃纤维：≥6。本发明的制造方法，依次包括以下步骤：计量配料、玻璃纤维备料、成型辅料备料、成型腔体、振动、滚压、固化、切割、养护、完成制造。本发明采用富含氧化锆的玻璃纤维抵抗碱性侵蚀，彻底改变了现有的玻璃纤维水泥板只能采用低碱高铝水泥的传统做法，克服了高铝水泥易风化、不耐久的缺陷，为采用高标号的波特兰水泥提供了可能，本产品制造方法科学合理、连续生产、高效率，且产品板面平整、不变形、便于现场安装等特点，取得了显著的进步和高的经济效益。

Description

高性能玻璃纤维增强水泥板及流水线制造方法
技术领域
本发明涉及一种建筑材料，尤其涉及一种高性能玻璃纤维增强水泥板及流水线制造方法。
背景技术
随着国民经济的飞速发展，人们生活水平的提高，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。玻璃纤维增强水泥板具有强度高、容重轻、耐火、不燃等特点受到人们的青睐。本发明人在2007年10月30日提出了名称为“玻璃纤维增强水泥板及其制造方法”的申请，中国专利公报于2009年3月18日公开了这份申请，其公告号为CN101386509A。本发明人在此基础上作了更深入的研究，力促其转化为生产力，产品的流水线进一步开发，其各方面的物理性能指标均有较大提高。
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、干缩湿胀率低的的高性能玻璃纤维增强水泥板及流水线制造方法。
本发明通过以下技术方案于以实现：一种高强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、骨料：100、聚合物乳液：2～5、聚丙烯水溶纤维：1～3％、减水剂：(0.3～0.5)％、净水：52～58、玻璃纤维：≥6；
其中，所述波特兰水泥标号在425以上；
所述骨料在下列材料中选取：石英砂、石灰石、花岗石；
所述聚合物乳液为丙烯酸乳液；
所述减水剂为聚羧酸减水剂；
所述玻璃纤维为抗碱性玻璃纤维，SIC值＞300Mpa，氧化锆ZrO2含量为16.7％，在下列材料中选取：耐碱玻璃纤维网格布、玻璃纤维薄片毡、玻璃纤维无捻粗纱长纤维，玻璃纤维短切丝；
所述净水为不含有害物质达饮用水标准，水温为20～80℃。
高性能玻璃纤维增强水泥板的结构为由玻璃纤维网格布围成腔体结构，其中间层为若干层玻璃纤维，各层玻璃纤维间充填有水泥浆体与与玻璃纤维短切丝均匀混合后的凝固层。
所述中间层为若干层玻璃纤维薄片毡。
所述中间层为若干沿水泥板长度方向等间距排列的玻璃纤维无捻粗纱长纤维束。
所述中间层为若干玻璃纤维薄片毡层、玻璃纤维无捻粗纱长纤维束混合交替层。
所述混合交替层的排列为玻璃纤维薄片毡、玻璃纤维无捻粗纱长纤维束、玻璃纤维薄片毡。
所述混合交替层的排列为玻璃纤维薄片毡、玻璃纤维无捻粗纱长纤维束、玻璃纤维薄片毡、玻璃纤维无捻粗纱长纤维束、玻璃纤维薄片毡。
所述混合交替层的排列为玻璃纤维无捻粗纱长纤维束、玻璃纤维薄片毡、玻璃纤维无捻粗纱长纤维束。
一种高强玻璃纤维增强水泥板的流水线制造方法，其特征在于包含以下步骤：
①计量配料：按前述配比称量计量波特兰水泥、骨料、聚合物乳液、聚丙烯水溶纤维、减水剂、净水、玻璃纤维；先将波特兰水泥、骨料送入搅拌机均匀混合，聚合物乳液、聚丙烯水溶纤维、减水剂、净水搅均后连续加入到前述固体混合料中继续搅拌；
②玻璃纤维备料：依照生产水泥板结构将玻璃纤维网格布卷料轴、玻璃纤维薄片毡卷料轴、玻璃纤维无捻粗纱长纤维束卷料轴、玻璃纤维薄片毡卷料轴、玻璃纤维网格布卷料轴的排列顺序依次悬挂在流水线起始端，玻璃纤维无捻粗纱长纤维放入短切丝喷枪料筒内，喷枪喷射时将长纤维自动切为3～5cm短切丝；
③成型辅料备料：成型辅料采用聚脂薄膜或牛皮纸，上、下聚脂薄膜卷料轴或牛皮纸卷轴分别位于前述玻璃纤维网格布备料的前后侧；
④成型腔体：先构筑成型腔体进料口：一个随输送带移动的托板、位于托板上的聚脂薄膜、先行泵送一定量的备制的浆体及喷射玻璃纤维短切丝，通过刮板限高后引入玻璃纤维网格布，所述聚脂薄膜、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进料口，再将备制的浆体喷泵送至前述进料品中，并同时喷射玻璃纤维短切丝，通过刮板限高后铺设玻璃纤维中间层，其可以为玻璃纤维薄片毡，或为若干玻璃纤维无捻粗纱长纤维束，或为两者的混合交替层，所述若干玻璃纤维无捻粗纱长纤维束为沿水泥板横向按一定间距排列的长纤维束，每铺设一层玻璃纤维泵送一次备制的浆体及同时喷射玻璃纤维短切丝，其后由刮板限高，玻璃纤维中间层按结构要求铺设完后在含玻璃纤维短切丝的水泥浆体层面铺设一层玻璃纤维网格布，贴合在下部的开口矩形框玻璃纤维网格布边框上，最后泵送一层备制的浆体及喷射相应量的玻璃纤维短切丝，经刮板限高后覆盖聚脂薄膜，与下部开口矩形框的折边贴合在一起；
⑤振动在成型腔体的同时，由安装在成型台下方或上方的振动器对成型浆体进行振动；
⑥滚压在成型腔体覆盖玻璃纤维网格布及聚脂薄膜的同时，对成型腔体内的浆体进行滚压，木托板随输送带移动，滚压采用顺序渐进的方式最后碾压制成所需厚度；
⑦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；
⑧切割根据产品要求的长度对高性能玻璃纤维增强水泥板横向切割；
⑨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，完成制造。
本发明的积极效果是：本发明提出的高性能玻璃纤维增强水泥板，采用富含氧化锆的玻璃纤维抵抗碱性侵蚀，大大提高了耐碱性，彻底改变了现有的玻璃纤维水泥板只能采用低碱度高铝水泥的传统做法，克服了高铝水泥易风化、不耐久的缺陷，为采用高标号的波特兰水泥提供了可能，本发明采用不同形式的玻璃纤维，以满足不同的要求，提高了产品的整体性能，取得了显著的进步和高的经济效益。本产品制造方法科学合理、连续生产、高效率、成本低、且产品板面平整、不变形、便于建筑现场安装等特点，特别适用于潮湿环境中的各类建筑物的内外墙、吊顶、外墙保温、装饰工程中。
附图说明
图1为本发明一种实施例的结构简图。
图2为本发明另一种实施例的结构简图。
具体实施方式
本流水生产线可生产宽(600～1200mm)×长(1200～4000mm)×厚(8～50mm)各类规格的高性能玻璃纤维增强水泥板。下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述：
实施例1.水泥板制品规格为1200×2400×12mm，其结构形式为：由玻璃纤维网格布围成腔体结构，其中间层为若干层玻璃纤维薄片毡，各层玻璃纤维层间充填有水泥浆体与玻璃纤维短切丝均匀混合后的凝固层。如图1所示，图中，1为水泥浆体与玻璃纤维短切丝均匀混合后的凝固层，2为玻璃纤维网格布，3为玻璃纤维薄片毡。
本发明采用下列步骤生产：
①计量配料：按前述配比称量计量波特兰水泥：100、骨料为石英砂：100、丙烯酸乳液4、聚丙烯水溶纤维2％、聚羧酸减水剂：0.3％、净水：58、玻璃纤维：≥6；本发明所用料可从市场选购；
②玻璃纤维备料：玻璃纤维由下列组成：氧化锆(ZrO2)含量为16.7％的耐碱玻璃纤维网格布、玻璃纤维薄片毡，依照玻璃纤维网格布卷料轴、玻璃纤维薄片毡卷料轴、玻璃纤维网格布卷料轴的排列顺序依次悬挂在流水线起始端，将玻璃纤维无捻粗纱长纤维放入短切丝喷枪料筒内，喷射时喷枪自动将长纤维切成3～5cm的短切丝；
③成型辅料备料：成型辅料采用聚脂薄膜或牛皮纸，上、下聚脂薄膜卷料轴或牛皮纸卷轴分别位于前述玻璃纤维网格布备料的前后侧；本例中采用聚脂薄膜；
④成型腔体：先构筑成型腔体进料口：一个随输送带移动的托板、位于托板上的聚脂薄膜、先行泵送一定量的备制的浆体及喷射玻璃纤维短切丝，通过刮板限高后引入玻璃纤维网格布，所述聚脂薄膜、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进料口，再将备制的浆体喷泵送至前述进料品中，并同时喷射玻璃纤维短切丝，通过刮板限高后铺设两层玻璃纤维薄片毡，每铺设一层玻璃纤维薄片毡泵送一次备制的浆体及同时喷射玻璃纤维短切丝，其后由刮板限高，其后再铺设一层玻璃纤维网格布，贴合在下部的开口矩形框玻璃纤维网格布边框上，最后泵送一层备制的浆体及喷射相应量的玻璃纤维短切丝，经刮板限高后覆盖聚脂薄膜，与下部开口矩形框的折边贴合在一起；
⑤振动：在成型腔体的同时，由安装在成型台上方的振动器对成型浆体进行振动，振动将使水泥板更为密实，不会出现空洞；
⑥滚压：在成型腔体覆盖层覆盖玻璃纤维网格布的同时，对成型腔体内的浆体进行滚压，滚压由一组滚压轮组成，其与水泥板的间隔遂渐变小，木托板随输送带移动，滚压采用顺序渐进的方式最后压制成所需厚度；
⑦固化：初步成型的水泥板随输送机移动，输送带移动的速度为4米/分，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70℃，时间为10～11分钟；
⑧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；
⑨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，完成制造。
实施例2，水泥板制品规格为1200×2000×10mm，其结构形式为：由玻璃纤维网格布围成腔体结构，其中间层为若干玻璃纤维无捻粗纱长纤维束，玻璃纤维无捻粗纱长纤维束按水泥板的宽度每隔3cm等距离分布，各层玻璃纤维层间充填有水泥浆体与玻璃纤维短切丝均匀混合后的凝固层。如图2所示，图中，1为水泥浆体与玻璃纤维短切丝均匀混合后的凝固层，2为玻璃纤维网格布，4为玻璃纤维无捻粗纱长纤维束。
除下列制造步骤外与前述步骤相同：
前述步骤②玻璃纤维备料中除去玻璃纤维薄片毡卷料轴，增加玻璃纤维无捻粗纱长纤维束，玻璃纤维无捻粗纱长纤维束按输送带的宽度每隔3cm等距离分布在卷料轴上。
前述④成型腔体中：在所述聚脂薄膜、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进料口后，将备制的浆体喷泵送至前述进料品中，并同时喷射玻璃纤维短切丝，通过刮板限高后将玻璃纤维无捻粗纱长纤维卷料轴的长纤维束引入浆体内，继续喷射浆体及玻璃纤维短切丝，通过刮板限高后再铺设一层玻璃纤维网格布，贴合在下部的开口矩形框玻璃纤维网格布边框上，最后泵送一层备制的浆体及喷射相应量的玻璃纤维短切丝，经刮板限高后覆盖聚脂薄膜，与下部开口矩形框的折边贴合在一起。
实施例3，水泥板制品规格为600×2000×20mm，其结构形式为：由玻璃纤维网格布围成腔体结构，其中间层为混合交替层，其排列为玻璃纤维薄片毡、玻璃纤维无捻粗纱长纤维束、玻璃纤维薄片毡，各层玻璃纤维层间充填有水泥浆体与玻璃纤维短切丝均匀混合后的凝固层。
其生产步骤为前述两例的结合，不再累述。
实施例4，条件同实施例3，由玻璃纤维网格布围成腔体结构，其中间层为混合交替层，其排列为玻璃纤维无捻粗纱长纤维束、玻璃纤维薄片毡、玻璃纤维无捻粗纱长纤维束。其生产步骤如前述。
下表1列出了本发明生产的玻璃纤维增强水泥板参照国内、外国家标准学会所列的项目，产品性能如下：
  项目  测试结果
  体积密度(干)  ≥1.8g/cm3
  吸水率  ≤12％
  干缩率  ≤0.15％
  线膨胀系数  ≤2.0*10-5
  热膨胀系数  ≤1.0*10-6
  弹性模量  20.000N/mm2
耐久性  80℃热水中，加速老化7天，抗弯极限强度保留率≥90％，加速老化14天，抗弯极限强度保留率≥70％
  耐热性  350℃
  抗冻性  经营规模0次冻融循环，无起层、剥落
  抗弯强度  平均抗弯强度21Mpa，最低不小于12Mpa，
  抗冲击强度  ≥10(kj/m2)
  燃烧性能  根据DIN EN13501材料等级为A1

Claims (9)

1.一种高强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、骨料100、聚合物乳液2～5、聚丙烯水溶纤维0.01～0.03、减水剂0.003～0.005、净水52～58、玻璃纤维≥6；其中，所述波特兰水泥标号在425以上；
所述骨料在下列材料中选取：石英砂、石灰石、花岗石；
所述聚合物乳液为丙烯酸乳液；
所述减水剂为聚羧酸减水剂；
所述玻璃纤维为抗碱性玻璃纤维，SIC值＞300Mpa，氧化锆ZrO2含量为16.7％，在下列材料中选取：耐碱玻璃纤维网格布、玻璃纤维薄片毡、玻璃纤维无捻粗纱长纤维，玻璃纤维短切丝；
所述净水为不含有害物质达饮用水标准，水温为20～80℃。
2.根据权利要求1所述的高强玻璃纤维增强水泥板，其特征在于所述高强玻璃纤维增强水泥板的结构为由玻璃纤维网格布围成腔体结构，其中间层为若干层玻璃纤维，各层玻璃纤维间充填有水泥浆体与玻璃纤维短切丝均匀混合后的凝固层。
3.根据权利要求2所述的高强玻璃纤维增强水泥板，其特征在于所述中间层为若干层玻璃纤维薄片毡。
4.根据权利要求2所述的高强玻璃纤维增强水泥板，其特征在于所述中间层为若干沿水泥板长度方向等间距排列的玻璃纤维无捻粗纱长纤维束。
5.根据权利要求2所述的高强玻璃纤维增强水泥板，其特征在于所述中间层为若干玻璃纤维薄片毡层、玻璃纤维无捻粗纱长纤维束混合交替层。
6.根据权利要求5所述的高强玻璃纤维增强水泥板，其特征在于所述混合交替层的排列为玻璃纤维薄片毡、玻璃纤维无捻粗纱长纤维束、玻璃纤维薄片毡。
7.根据权利要求5所述的高强玻璃纤维增强水泥板，其特征在于所述混合交替层的排列为玻璃纤维薄片毡、玻璃纤维无捻粗纱长纤维束、玻璃纤维薄片毡、玻璃纤维无捻粗纱长纤维束、玻璃纤维薄片毡。
8.根据权利要求5所述的高强玻璃纤维增强水泥板，其特征在于所述混合交替层的排列为玻璃纤维无捻粗纱长纤维束、玻璃纤维薄片毡、玻璃纤维无捻粗纱长纤维束。
9.一种权利要求1所述的高强玻璃纤维增强水泥板的流水线制造方法，其特征在于包含以下步骤：
①计量配料：按高强玻璃纤维增强水泥板的配比称量计量波特兰水泥、骨料、聚合物乳液、聚丙烯水溶纤维、减水剂、净水、玻璃纤维；先将波特兰水泥、骨料送入搅拌机均匀混合，聚合物乳液、聚丙烯水溶纤维、减水剂、净水搅均后连续加入到波特兰水泥、骨料的固体混合料中继续搅拌；
②玻璃纤维备料：依照生产水泥板结构将玻璃纤维网格布卷料轴、玻璃纤维薄片毡卷料轴、玻璃纤维无捻粗纱长纤维束卷料轴、玻璃纤维薄片毡卷料轴、玻璃纤维网格布卷料轴的排列顺序依次悬挂在流水线起始端，玻璃纤维无捻粗纱长纤维放入短切丝喷枪料筒内，喷枪喷射时将长纤维自动切为3～5cm短切丝；
③成型辅料备料：成型辅料采用聚脂薄膜或牛皮纸，上、下聚脂薄膜卷料轴或牛皮纸卷轴分别位于步骤②所述的玻璃纤维网格布卷料轴的前后侧；
④成型腔体：先构筑成型腔体进料口：一个随输送带移动的托板、位于托板上的聚脂薄膜、先行泵送一定量的备制的浆体及喷射玻璃纤维短切丝，通过刮板限高后引入玻璃纤维网格布，所述聚脂薄膜、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进料口，再将备制的浆体喷泵送至所述进料口中，并同时喷射玻璃纤维短切丝，通过刮板限高后铺设玻璃纤维中间层，其可以为玻璃纤维薄片毡，或为若干玻璃纤维无捻粗纱长纤维束，或为两者的混合交替层，所述若干玻璃纤维无捻粗纱长纤维束为沿水泥板横向按一定间距排列的长纤维束，每铺设一层玻璃纤维泵送一次备制的浆体及同时喷射玻璃纤维短切丝，其后由刮板限高，玻璃纤维中间层按结构要求铺设完后在含玻璃纤维短切丝的水泥浆体层面铺设一层玻璃纤维网格布，贴合在下部的开口矩形框玻璃纤维网格布边框上，最后泵送一层备制的浆体及喷射相应量的玻璃纤维短切丝，经刮板限高后覆盖聚脂薄膜，与下部的开口矩形框的折边贴合在一起；
⑤振动在成型腔体的同时，由安装在成型台下方或上方的振动器对成型浆体进行振动；
⑥滚压在成型腔体覆盖玻璃纤维网格布及聚脂薄膜的同时，对成型腔体内的浆体进行滚压，木托板随输送带移动，滚压采用顺序渐进的方式最后碾压制成所需厚度；
⑦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；
⑧切割根据产品要求的长度对高强玻璃纤维增强水泥板横向切割；
⑨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，完成制造。 
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