CN102531493A - 一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水泥基复合材料制品及其制备方法。一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块，其特征在于：它是由包含白水泥、矿渣粉、中砂、细粉、活性填隙料、混合纤维、减水剂、颜料和水复合而成；其中，白水泥、矿渣粉、中砂、细粉、活性填隙料所占质量份数为：白水泥847～1016份、矿渣粉203～254份、中砂914～931份、细粉203～254份、活性填隙料203～254份；混合纤维的添加量为白水泥、矿渣粉、中砂、细粉和活性填隙料总质量的1.5％～2.5％；减水剂的添加量为白水泥、矿渣粉和活性填隙料总质量的0％～2.0％；颜料的添加量为白水泥、矿渣粉和活性填隙料总质量的0％～5.0％；水与白水泥、矿渣粉和活性填隙料的质量比为0.16～0.18。它具有较好的力学性能和装饰性能，装饰效果长久。

Description

一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水泥基复合材料制品及其制备方法。

背景技术

水泥基复合材料是以硅酸盐水泥为基体，以各种纤维、聚合物、晶须等为增强体，加入填料、化学助剂和水经复合工艺构成的复合材料。它比一般的混凝土性能有所提高，特别是抗冲击性能和抗折性能。能够达到超高强度的水泥基复合材料主要有以下几类：无宏观缺陷水泥(MDF)、高致密水泥基均匀体系(DSP)、高性能混凝土(HPC)和近年出现的活性粉末混凝土(RPC)等。关于它们的研究文献很多，也有许多公开专利，比如有关活性粉末混凝土的发明专利：CN200710044727(一种高强度低吸水率水泥基板材浆料及其制备方法)、CN200810073539(超高强活性粉末混凝土及其制造方法)、CN200910143351(活性粉末混凝土制品的生产工艺方法)、CN201010235223(一种活性粉末混凝土及其制备方法)等。但就文献资料看，所有超高强度水泥基复合材料基本都呈灰色或灰黑色，MDF尽管可以制成多种色彩和形状，但生产工艺复杂、成本很高、遇水后性能恶化，难以推广使用。然而，随着生活和技术水平的提高，许多水泥基构件除了需要满足力学性能要求之外，也希望外观具有一定装饰效果，期望美观、实用、廉价，而不只是千篇一律的灰色或灰黑色。特别是对于那些水泥基复合材料的预制板块，如沟盖板、人行道板、广场砖等，如果既能够达到天然花岗石的力学性能，又具有色彩装饰效果那么将即可节约资源，又能美化环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块及其制备方法，该方法制备水泥基复合材料板块具有较好的力学性能和装饰性能。

所述超高强度是指抗压强度不低于110MPa，抗折强度不低于10.0MPa，即力学性能不低于一般用途花岗石建筑板材的国家标准(即较好的力学性能)。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块，其特征在于：它是由包含白水泥、矿渣粉、中砂、细粉、活性填隙料、混合纤维、减水剂、颜料和水复合而成；

其中，白水泥、矿渣粉、中砂、细粉、活性填隙料所占质量份数为：白水泥847～1016份、矿渣粉203～254份、中砂914～931份、细粉203～254份、活性填隙料203～254份；

混合纤维的添加量为白水泥、矿渣粉、中砂、细粉和活性填隙料总质量的1.5％～2.5％；

减水剂的添加量为白水泥、矿渣粉和活性填隙料(胶凝材料)总质量的0％～2.0％；

颜料的添加量为白水泥、矿渣粉和活性填隙料(胶凝材料)总质量的0％～5.0％；

水与白水泥、矿渣粉和活性填隙料(胶凝材料)的质量比为0.16～0.18。

所述减水剂的添加量最佳为白水泥、矿渣粉和活性填隙料(胶凝材料)总质量的0.1％～2.0％。

所述颜料的添加量最佳为白水泥、矿渣粉和活性填隙料(胶凝材料)总质量的0.1％～5.0％。

所述白水泥为性能指标符合GB/T 2015-2005规定，强度等级不低于42.5MPa的白色硅酸盐水泥。

所述矿渣粉为性能指标符合GB/T 18046-2008规定的S95粒化高炉矿渣粉或S105粒化高炉矿渣粉，白度不低于80％。

所述中砂为细度模数3.0～2.3的石英砂或细度模数3.0～2.3的彩色石英砂。当制作白色复合材料板块时用普通石英砂，当制作彩色板块时选用相应色彩的彩色石英砂。

所述细粉为平均粒径120目及以下的石英粉或平均粒径120目及以下的彩色石英粉；当制作白色复合材料板块时用普通石英粉，当制作彩色板块时选用相应色彩的彩色石英粉。

所述活性填隙料为白炭黑或粒径不大于1000目的硅微粉，这两种原料都具有很高的火山灰活性。

所述混合纤维为玻璃纤维与聚丙烯维的混合物，玻璃纤维与聚丙烯纤维的质量比为4～4.5∶1，纤维长度12mm～15mm。

所述减水剂为性能指标符合GB8076-2008规定的标准型高性能减水剂，最好是聚羧酸减水剂。

所述颜料为氧化铁系列颜料或群青系列颜料(无机颜料)；具体为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁棕、氧化铁黑、群青、群青蓝等中的一种。

所述水为符合《JGJ63-2006混凝土用水标准》的各种水。

上述一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块的制备方法，其特征在于它包含以下步骤：

1)、拌和：

按白水泥、矿渣粉、中砂、细粉、活性填隙料所占质量份数为：白水泥847～1016份、矿渣粉203～254份、中砂914～931份、细粉203～254份、活性填隙料203～254份；

混合纤维的添加量为白水泥、矿渣粉、中砂、细粉和活性填隙料总质量的1.5％～2.5％；

减水剂的添加量为白水泥、矿渣粉和活性填隙料(胶凝材料)总质量的0％～2.0％；

颜料的添加量为白水泥、矿渣粉和活性填隙料(胶凝材料)总质量的0％～5.0％；

水与白水泥、矿渣粉和活性填隙料(胶凝材料)的质量比为0.16～0.18；

称量白水泥、矿渣粉、中砂、细粉、活性填隙料、混合纤维、减水剂、颜料和水；

将所称量的白水泥、矿渣粉、中砂、细粉和活性填隙料放入搅拌机，拌和至均匀(搅拌3～10min)；放入已称量的混合纤维和颜料(如果有)，继续搅拌至均匀(搅拌3～10min)；加入已称量的水和减水剂(如果有)拌和4～6分钟至均匀，得到拌和好的浆料；

2)、成型(可采取两种方式：振捣成型和压制成型)：采用两种方式之一，

①将拌和好的浆料倒入塑料或玻璃钢模具中，放在振动台上振动并捣实成为板状或块状(振捣成型)，在20℃～30℃，相对湿度不低于90％的条件下(一般为90-98％)养护不少于24小时(一般为24-72小时)，脱模，得到样件；

②将拌和好的浆料倒入钢制模具中，然后以不低于20MPa压力(一般为20-35MPa)压制成型为所需要的板状或块状(压制成型)，成型后可立即脱模，得到样件；

由于振动成型需要拌和料的流动性较高，因此配料时需加入较多的减水剂，采用较高的水胶比；对于压制成型的拌合料，为了防止粘模，可以不放或少放减水剂；

3)、养护(养护分为初养和终养两个阶段)：

①初养：将压制成型的样件在20℃～30℃，相对湿度不低于90％的条件下养护不少于24小时(一般为24-72小时)；

对于振捣成型的样件脱模前的养护即可视为初养；对于压制成型的样件需要在成型后立即进行初养；

②终养：终养采取以下两种方法中的任意一种，

(a)蒸压养：将初养后的样品放入蒸压釜中，升温至90℃，保温0.5小时；然后升温至174.5℃，此时压力为0.8MPa，保温8小时；自然冷却后取出，得到超高强度的水泥基复合材料板块；

(b)热水养：将经过初养的样件浸没在90℃±2℃的热水中养护不少于72小时(一般为72-144小时)；取出后自然冷却，得到超高强度的水泥基复合材料板块。

本发明的有益效果为：

(1)本发明所得到的超高强度的水泥基复合材料板块具有很高的强度，其力学性能达到和超过了现行国家标准对建筑用花岗石板材的要求；抗压强度≥131.1MPa，抗折强度≥10.8MPa。

(2)在制备所述超高强度的水泥基复合材料板块时，如果不添加颜料所得到的板块为白色，添加不同的氧化铁系颜料可得到各种彩色，这使得本发明的超高强度的水泥基复合材料板块具有较高装饰性能；另外，所采用得无机颜料具有很好的耐候性，长时间在露天下使用仍可保持色彩不变；

(3)本发明的超高强度的水泥基复合材料板块具有很低的吸水率(≤2％)。因此，所述水泥基复合材料板块不会出现一般水泥基复合材料经常出现的反碱现象，从而保证了其装饰效果长久；

(4)加入混合纤维大大提高了所述超高强度的水泥基复合材料板块的断裂韧性，可以显著减小它开裂的几率。即使开裂，也会裂而不断，而不像一般脆性材料那样开裂即失效；

(5)综上所述，本发明所述超高强度的水泥基复合材料板块可替代天然花岗石建筑板块。天然石材是一种自然资源，其开采会对环境造成影响，且终有资源枯竭之时。而本发明所用原料来源极为广泛，具有节能环保的优点。

(6)本发明所述制造方法的工艺简单、条件温和、易于实现。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。以下实施例中的数值精确到小数点后一位数。

实施例1

按照以下质量称量原料：白水泥(强度等级不低于42.5MPa的白色硅酸盐水泥)1016g，白炭黑(活性填隙料)203g，矿渣粉(S95粒化高炉矿渣粉)203g，石英砂914g，平均粒径120目及以下的石英粉(细粉)203g，混合纤维38.1g(其中玻璃纤维30.5g、长度12mm，聚丙烯纤维7.6g、长度12mm，总添加量为1.5％)，水227.6g(0.16的水胶比)；先将白水泥、矿渣粉、石英砂(中砂)、石英粉和白炭黑(活性填隙料)放入搅拌机，拌和至均匀(搅拌3～10min)；放入已称量的玻璃纤维和聚丙烯纤维，继续搅拌至均匀(搅拌3～10min)；加入已称量的水拌和5分钟左右至均匀，得到拌和好的浆料；将拌和好的浆料倒入钢制模具中，然后用25MPa压力压制成若干120mm×60mm×22mm的厚板(用于抗折强度测试)和φ100mm×100mm的圆柱(用于测试抗压强度)；成型样件在25℃，相对湿度92％的条件下初养28小后蒸压养，蒸压养：将初养后的样品放入蒸压釜中，升温至90℃，保温0.5小时；然后升温至174.5℃，此时压力为0.8MPa，保温8小时，冷却后，就得到了所需的白色的超高强度的水泥基复合材料板块。

用三点抗弯和单轴抗压的试验方法测试所制板块的抗折强度和抗压强度，水泥基复合材料板块的强度测试结果的平均值为：抗压强度158.9MPa、抗折强度16.0MPa，按照建筑石材测试吸水率方法测得其吸水率为0.48％。

实施例2

按照以下质量称量原料：白水泥(强度等级不低于42.5MPa的白色硅酸盐水泥)847g，白炭黑(活性填隙料)254g，矿渣粉(S105粒化高炉矿渣粉)254g，红色石英砂(中砂)931g，平均粒径120目及以下的红色石英粉(细粉)254g，混合纤维63.5g(其中玻璃纤维50.8g、长度12mm，聚丙烯纤维12.7g、长度12mm，总添加量为2.5％)，聚羧酸减水剂27.1g(添加量为2％)，大红色铁红颜料40.6g(添加量为3％)，水230.3g(0.17的水胶比)；先将白水泥、矿渣粉、红色石英砂(红色石英中砂)、红色石英粉和白炭黑(活性填隙料)放入搅拌机，拌和至均匀(搅拌3～10min)；放入已称量的玻璃纤维、聚丙烯纤维和颜料，继续搅拌至均匀(搅拌3～10min)；加入已称量的减水剂、水拌和5分钟左右至均匀，得到拌和好的浆料；将拌和好的浆料倒入玻璃钢模具中，放在振动台上振动，振捣成型为若干240mm×120mm×40mm的厚板(用于抗折强度测试)和100mm×100mm×100mm的方块(用于测试抗压强度)；成型样件在30℃，相对湿度95％的条件下初养24小后，用热水养护的方式终养，热水养：将经过初养的样件浸没在90℃±2℃的热水中养护144小时，取出冷却，就得到了所需的大红色的超高强度的水泥基复合材料板块。

板块强度测试结果的平均值为：抗压强度136.6MPa、抗折强度11.2MPa，按照建筑石材测试吸水率方法测得其吸水率为0.97％。

实施例3

按照以下质量称量原料：白水泥924g，粒径不大于1000目的硅微粉(活性填隙料)231g，矿渣粉231g，淡黄色石英中砂924g，淡黄色石英粉(细粉，或称粉砂)231g，混合纤维45.7g(其中玻璃纤维36.6g、长度13mm，聚丙烯纤维9.1g、长度15mm，总添加量为1.8％)，高性能减水剂4.2g(添加量为0.3％)，颜料69.3g{其中黄色颜料(铁黄)55.4g、红色颜料(铁红)13.9g，总添加量为5％}，水221.7g(0.16的水胶比)；先将称量好的白水泥、矿渣粉、淡黄色石英中砂、淡黄色石英粉和硅微粉放入搅拌机，拌和至均匀(搅拌3～10min)；放入已称量的玻璃纤维、聚丙烯纤维和颜料(两种颜料先预搅拌均匀再一起加入)，继续搅拌至均匀(搅拌3～10min)；加入已称量的减水剂、水拌和5分钟左右至均匀，得到拌和好的浆料；将拌和好的浆料倒入钢制模具中，然后用20MPa压力压制成若干120mm×60mm×22mm的厚板(用于抗折强度测试)和φ100mm×100mm的圆柱(用于测试抗压强度)；成型样件在28℃，相对湿度90％的条件下初养24小后蒸压养，蒸压养：将初养后的样品放入蒸压釜中，升温至90℃，保温0.5小时；然后升温至174.5℃，此时压力为0.8MPa，保温8小时，冷却就得到了鹅黄色的超高强度的水泥基复合材料板块。

板块强度测试结果的平均值为：抗压强度162.1MPa、抗折强度18.2MPa，按照建筑石材测试吸水率方法测得其吸水率为0.39％。

实施例4

按照以下质量称量原料：白水泥941g，白炭黑188g，矿渣粉235g，中蓝色石英中砂941g，白色石英粉(粉砂)235g，混合纤维50.8g(其中玻璃纤维40.6g、长度14mm，聚丙烯纤维10.2g、长度14mm，总添加量为2.0％)，高性能减水剂20.5g(添加量为1.5％)，天蓝色颜料(群青)54.6g(添加量为4％)，水245.5g(0.18的水胶比)；先将称量好的白水泥、矿渣粉、中蓝色石英中砂、白色石英粉和白炭黑放入搅拌机，拌和至均匀；放入已称量的玻璃纤维、聚丙烯纤维和颜料，继续搅拌至均匀；加入已称量的减水剂、水拌和5分钟左右至均匀，得到拌和好的浆料；将拌和好的浆料倒入塑料模具中，放在振动台上，然后振捣成型为若干240mm×120mm×40mm的厚板(用于抗折强度测试)和100mm×100mm×100mm的方块(用于测试抗压强度)；成型样件在20℃，相对湿度90％的条件下初养36小后，用热水养护的方式终养，热水养：将经过初养的样件浸没在90℃±2℃的热水中养护72小时，取出冷却就得到了天蓝色的超高强度的水泥基复合材料板块。

板块强度测试结果的平均值为：抗压强度131.1MPa、抗折强度10.8MPa，按照建筑石材测试吸水率方法测得其吸水率为1.13％。

实施例5

按照以下质量称量原料：白水泥941g，硅微粉235g，矿渣粉188g，红色石英中砂941g，红色石英粉(粉砂)235g，混合纤维45.7g(其中玻璃纤维36.6g、长度13mm，聚丙烯纤维9.1g、长度13mm，总添加量为1.8％)，高性能减水剂24.6g(添加量为1.8％)，颜料54.6g(其中铁红46.2g、铁黄7.4g、铁黑1.0g，总添加量为4％)，水231.8g(0.17的水胶比)；先将称量好的白水泥、矿渣粉、红色石英中砂、红色石英粉和硅微粉放入搅拌机，拌和至均匀；放入已称量的玻璃纤维、聚丙烯纤维和颜料(三种颜料需预先混合均匀再加入)，继续搅拌至均匀；加入已称量的减水剂、水拌和5分钟左右至均匀，得到拌和好的浆料；将拌和好的浆料倒入玻璃钢模具中，放在振动台上，然后振捣成型为若干240mm×120mm×40mm的厚板(用于抗折强度测试)和100mm×100mm×100mm的方块(用于测试抗压强度)；成型样件在30℃，相对湿度90％的条件下初养48小后，用蒸压养护的方式终养，蒸压养：将初养后的样品放入蒸压釜中，升温至90℃，保温0.5小时；然后升温至174.5℃，此时压力为0.8MPa，保温8小时，取出冷却，就得到了中国红色彩的超高强度的水泥基复合材料板块。

板块强度测试结果的平均值为：抗压强度138.1MPa、抗折强度11.8MPa，按照建筑石材测试吸水率方法测得其吸水率为0.86％。

实施例6

按照以下质量称量原料：白水泥876g，白炭黑263g，矿渣粉175g，白色石英中砂963g，黄色石英粉(粉砂)263g，混合纤维55.9g(其中玻璃纤维44.7g、长度12mm，聚丙烯纤维11.2g、长度15mm，总添加量为2.2％)，高性能减水剂5.3g(添加量为0.4％)，颜料19.7g(其中铁红2.3g、铁黄14.0g、铁黑3.4g，总添加量为1.5％)，水210.2g(0.16的水胶比)；先将称量好的白水泥、矿渣粉、红色石英中砂、红色石英粉和硅微粉放入搅拌机，拌和至均匀；放入已称量的玻璃纤维、聚丙烯纤维和颜料(三种颜料需预先混合均匀再加入)，继续搅拌至均匀；加入已称量的减水剂、水拌和5分钟左右至均匀，得到拌和好的浆料；将拌和好的浆料倒入钢制模具中，然后用25MPa压力压制成若干120mm×60mm×22mm的厚板(用于抗折强度测试)和φ100mm×100mm的圆柱(用于测试抗压强度)；成型样件在20℃，相对湿度90％的条件下初养24小后蒸压养，蒸压养：将初养后的样品放入蒸压釜中，升温至90℃，保温0.5小时；然后升温至174.5℃，此时压力为0.8MPa，保温8小时，冷却，就得到了米黄色的超高强度的水泥基复合材料板块。

板块强度测试结果的平均值为：抗压强度154.2MPa、抗折强度16.3MPa，按照建筑石材测试吸水率方法测得其吸水率为0.47％。

实施例7

按照以下质量称量原料：白水泥941g，白炭黑235g，矿渣粉235g，红色石英中砂847g，黄色石英粉(粉砂)282g，混合纤维55.9g(其中玻璃纤维44.7g、长度14mm，聚丙烯纤维11.2g、长度14mm，总添加量为2.2％)，高性能减水剂14.1g(添加量为3.5％)，颜料49.4g{其中铁红35.6g、铁黄5.4g、蓝色颜料(群青)6.9g、铁黑1.5g，总添加量为3.5％}，水254.0g(0.18的水胶比)；先将称量好的白水泥、矿渣粉、红色石英中砂、黄色石英粉和白炭黑放入搅拌机，拌和至均匀；放入已称量的玻璃纤维、聚丙烯纤维和颜料(四种颜料需预先混合均匀再加入)，继续搅拌至均匀；加入已称量的减水剂、水拌和5分钟左右至均匀，得到拌和好的浆料；将拌和好的浆料倒入玻璃钢模具中，放在振动台上，然后振捣成型为若干240mm×120mm×40mm的厚板(用于抗折强度测试)和100mm×100mm×100mm的方块(用于测试抗压强度)；成型样件在30℃，相对湿度90％的条件下初养48小后，用热水养护的方式终养，热水养：将经过初养的样件浸没在90℃±2℃的热水中养护100小时，取出冷却就得到了咖啡色彩的超高强度的水泥基复合材料板块。

板块强度测试结果的平均值为：抗压强度133.0MPa、抗折强度10.9MPa，按照建筑石材测试吸水率方法测得其吸水率为1.29％。

实施例8

按照以下质量称量原料：白水泥907g，白炭黑181g，矿渣粉272g，绿色石英中砂998g，绿色石英粉(粉砂)181g，混合纤维50.8g(其中玻璃纤维40.6g、长度12mm，聚丙烯纤维10.2g、长度12mm，总添加量为2.0％)，绿色颜料68.0g(添加量为5.0％)，水217.7g(0.16的水胶比)；先将称量好的白水泥、矿渣粉、绿色石英中砂、绿色石英粉和白炭黑放入搅拌机，拌和至均匀；放入已称量的玻璃纤维、聚丙烯纤维和颜料，继续搅拌至均匀；加入已称量的水拌和5分钟左右至均匀，得到拌和好的浆料；将拌和好的浆料倒入钢制模具中，然后用30MPa压力压制成若干120mm×60mm×22mm的厚板(用于抗折强度测试)和φ100mm×100mm的圆柱(用于测试抗压强度)；成型样件在30℃，相对湿度90％的条件下初养36小时后，用热水养护的方式终养，热水养：将经过初养的样件浸没在90℃±2℃的热水中养护120小时，取出冷却就得到了绿色的超高强度的水泥基复合材料板块。

板块强度测试结果的平均值为：抗压强度147.8MPa、抗折强度12.8MPa，按照建筑石材测试吸水率方法测得其吸水率为0.69％。

实施例9

按照以下质量称量原料：白水泥891g，白炭黑223g，矿渣粉178g，黄色石英中砂980g，蓝色石英粉(粉砂)267g，混合纤维63.5g(其中玻璃纤维50.8g、长度13mm，聚丙烯纤维12.7g、长度13mm，总添加量为2.5％)，高性能减水剂2.6g(添加量为0.2％)，颜料32.3g{其中铁黄21.5g、蓝色颜料(群青)10.8g，总添加量为2.5％}，水206.8g(0.16的水胶比)；先将称量好的白水泥、矿渣粉、黄色石英中砂、蓝色石英粉和白炭黑放入搅拌机，拌和至均匀；放入已称量的玻璃纤维、聚丙烯纤维和颜料(两种颜料需预先混合均匀再加入)，继续搅拌至均匀；加入已称量的减水剂、水拌和5分钟左右至均匀，得到拌和好的浆料；将拌和好的浆料倒入钢制模具中，然后用28MPa压力压制成若干120mm×60mm×22mm的厚板(用于抗折强度测试)和φ100mm×100mm的圆柱(用于测试抗压强度)；成型样件在25℃，相对湿度92％的条件下初养36小后，用蒸压养护的方式终养，蒸压养：将初养后的样品放入蒸压釜中，升温至90℃，保温0.5小时；然后升温至174.5℃，此时压力为0.8MPa，保温8小时，取出冷却，就得到了翠绿色的超高强度的水泥基复合材料板块。

板块强度测试结果的平均值为：抗压强度149.3MPa、抗折强度14.9MPa，按照建筑石材测试吸水率方法测得其吸水率为0.57％。

实施例10

按照以下质量称量原料：白水泥910g，白炭黑200g，矿渣粉246g，黄色石英中砂910g，黄色石英粉(粉砂)100g，红色石英粉173g，混合纤维38.1g(其中玻璃纤维30.5g、长度15mm，聚丙烯纤维7.6g、长度12mm，总添加量为1.5％)，高性能减水剂27.1g(添加量为2.0％)，颜料61.0g{其中铁红4.6g、铁黄56.1g、蓝色颜料(群青)0.3g，总添加量为4.5％}，水230.6g(0.17的水胶比)；先将称量好的白水泥、矿渣粉、中砂、石英粉和白炭黑放入搅拌机，拌和至均匀；放入已称量的玻璃纤维、聚丙烯纤维和颜料(三种颜料需预先混合均匀再加入)，继续搅拌至均匀；加入已称量的减水剂、水拌和5分钟左右至均匀，得到拌和好的浆料；将拌和好的浆料倒入玻璃钢模具中，放在振动台上，然后振捣成型为若干240mm×120mm×40mm的厚板(用于抗折强度测试)和100mm×100mm×100mm的方块(用于测试抗压强度)；成型样件在25℃，相对湿度93％的条件下初养40小后，用蒸压养护的方式终养，蒸压养：将初养后的样品放入蒸压釜中，升温至90℃，保温0.5小时；然后升温至174.5℃，此时压力为0.8MPa，保温8小时，取出冷却，就得到了橘黄色的超高强度的水泥基复合材料板块。

板块强度测试结果的平均值为：抗压强度133.3MPa、抗折强度11.8MPa，按照建筑石材测试吸水率方法测得其吸水率为1.05％。

本发明中各种原料配比之上下限值，制备条件之上下限值以及上下限之间的值都能达到本发明的目的，而不限于以上实施例，在此不一一列举实施例。

Claims (13)

1.一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块，其特征在于：它是由包含白水泥、矿渣粉、中砂、细粉、活性填隙料、混合纤维、减水剂、颜料和水复合而成；

其中，白水泥、矿渣粉、中砂、细粉、活性填隙料所占质量份数为：白水泥847～1016份、矿渣粉203～254份、中砂914～931份、细粉203～254份、活性填隙料203～254份；

混合纤维的添加量为白水泥、矿渣粉、中砂、细粉和活性填隙料总质量的1.5％～2.5％；

减水剂的添加量为白水泥、矿渣粉和活性填隙料总质量的0％～2.0％；

颜料的添加量为白水泥、矿渣粉和活性填隙料总质量的0％～5.0％；

水与白水泥、矿渣粉和活性填隙料的质量比为0.16～0.18。

2.根据权利要求1所述的一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块，其特征在于：所述减水剂的添加量为白水泥、矿渣粉和活性填隙料总质量的0.1％～2.0％。

3.根据权利要求1所述的一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块，其特征在于：所述颜料的添加量为白水泥、矿渣粉和活性填隙料总质量的0.1％～5.0％。

4.根据权利要求1所述的一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块，其特征在于：所述白水泥为性能指标符合GB/T 2015-2005规定，强度等级不低于42.5MPa的白色硅酸盐水泥。

5.根据权利要求1所述的一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块，其特征在于：所述矿渣粉为性能指标符合GB/T 18046-2008规定的S95粒化高炉矿渣粉或S105粒化高炉矿渣粉，白度不低于80％。

6.根据权利要求1所述的一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块，其特征在于：所述中砂为细度模数3.0～2.3的石英砂或细度模数3.0～2.3的彩色石英砂。

7.根据权利要求1所述的一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块，其特征在于：所述细粉为平均粒径120目及以下的石英粉或平均粒径120目及以下的彩色石英粉；当制作白色复合材料板块时用普通石英粉，当制作彩色板块时选用相应色彩的彩色石英粉。

8.根据权利要求1所述的一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块，其特征在于：所述活性填隙料为白炭黑或粒径不大于1000目的硅微粉。

9.根据权利要求1所述的一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块，其特征在于：所述混合纤维为玻璃纤维与聚丙烯维的混合物，玻璃纤维与聚丙烯纤维的质量比为4～4.5∶1，纤维长度12mm～15mm。

10.根据权利要求1所述的一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块，其特征在于：所述减水剂为性能指标符合GB8076-2008规定的标准型高性能减水剂。

11.根据权利要求1所述的一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块，其特征在于：所述颜料为氧化铁系列颜料或群青系列颜料。

12.根据权利要求11所述的一种超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块，其特征在于：颜料为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁棕、氧化铁黑、群青、群青蓝中的一种。

13.一种制备权利要求1所述的超高强度的白色或彩色水泥基复合材料板块的方法，其特征在于它包含以下步骤：

1)、拌和：

按白水泥、矿渣粉、中砂、细粉、活性填隙料所占质量份数为：白水泥847～1016份、矿渣粉203～254份、中砂914～931份、细粉203～254份、活性填隙料203～254份；

混合纤维的添加量为白水泥、矿渣粉、中砂、细粉和活性填隙料总质量的1.5％～2.5％；

减水剂的添加量为白水泥、矿渣粉和活性填隙料总质量的0％～2.0％；

颜料的添加量为白水泥、矿渣粉和活性填隙料总质量的0％～5.0％；

水与白水泥、矿渣粉和活性填隙料的质量比为0.16～0.18；

称量白水泥、矿渣粉、中砂、细粉、活性填隙料、混合纤维、减水剂、颜料和水；

将所称量的白水泥、矿渣粉、中砂、细粉和活性填隙料放入搅拌机，拌和至均匀；放入已称量的混合纤维和颜料，继续搅拌至均匀；加入已称量的水和减水剂拌和4～6分钟至均匀，得到拌和好的浆料；

2)、成型：采用两种方式之一，

①将拌和好的浆料倒入塑料或玻璃钢模具中，放在振动台上振动并捣实成为板状或块状，在20℃～30℃，相对湿度不低于90％的条件下养护不少于24小时，脱模，得到样件；

②将拌和好的浆料倒入钢制模具中，然后以不低于20MPa压力压制成型为所需要的板状或块状，成型后可立即脱模，得到样件；

由于振动成型需要拌和料的流动性较高，因此配料时需加入较多的减水剂，采用较高的水胶比；对于压制成型的拌合料，为了防止粘模，可以不放或少放减水剂；

3)、养护：

①初养：将压制成型的样件在20℃～30℃，相对湿度不低于90％的条件下养护不少于24小时；

对于振捣成型的样件脱模前的养护即可视为初养；对于压制成型的样件需要在成型后立即进行初养；

②终养：终养采取以下两种方法中的任意一种，

(a)蒸压养：将初养后的样品放入蒸压釜中，升温至90℃，保温0.5小时；然后升温至174.5℃，此时压力为0.8MPa，保温8小时；自然冷却后取出，得到超高强度的水泥基复合材料板块；

(b)热水养：将经过初养的样件浸没在90℃±2℃的热水中养护不少于72小时；取出后自然冷却，得到超高强度的水泥基复合材料板块。