CN103649435A - 改进的玻璃纤维网格稀松布增强胶结板系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种胶结板系统，其在其相背的表面上由具有较粗的纱和较大的网格开口的改进的玻璃纤维网格稀松布增强以提供具有改进的操作性能而同时保持拉伸强度和长期耐久性的胶结板。所述织物构造为成束的玻璃纤维的高模量股线的网格布，所述成束的玻璃纤维被耐碱且耐水的材料如热塑性材料所包封。复合材料织物还具有合适的物理特性以紧邻面板或板的相背面包埋在其水泥基体内。所述织物提供具有长久的高强度拉伸增强和改进的操作性能的板系统而与操作过程中其空间取向无关。本发明还包括用于制造所述增强板的方法。

Description

改进的玻璃纤维网格稀松布增强胶结板系统
技术领域
本发明总体涉及胶结面板或胶结板，包括水泥板和水泥纤维板，其中所述胶结板通过使用改进的纤维网格稀松布增强以获得拉伸强度、抗冲击性以及改进的运行性能和现场性能。
背景技术
增强水泥面板的使用在工业如瓷砖工业中众所周知。一般来说，水泥面板或水泥板含有由胶结材料形成的芯，所述芯可插入在两层面层材料之间。采用的面层材料通常共有高强度、高弹性模量和重量轻的特征以为形成胶结芯的压缩强度高但脆的材料贡献挠曲强度和冲击强度。通常，水泥面板采用的面层材料为包埋在胶结浆料芯中的玻璃纤维或玻璃纤维网格布。玻璃纤维在此应用方面特别出色。玻璃纤维为水泥板提供更高的物理和机械性能。由于其相比于其他高模量材料而言较低的成本，故玻璃纤维也是增强水泥面板的一种高效材料。
胶结背衬板包含具有轻质混凝土芯层的面板，两个面中的每一个覆盖有粘结至芯层的增强织物层。这样的胶结背衬板在P.E.Dinkel的美国专利No.3,284,980中有述，该专利以引用方式全文并入本文中。这些面板是可打钉的并可易于紧固到框架构件。此外，它们基本上不受水的影响并因此广泛应用于潮湿区域中如淋浴间、浴缸周围、厨房区域和门廊以及用在建筑外墙上。
胶结背衬板通常用水、轻质集料（例如，膨胀粘土、膨胀炉渣、膨胀页岩、珍珠岩、发泡玻璃珠、聚苯乙烯珠等）和胶结材料（例如，波特兰水泥、镁氧水泥、矾土水泥、石膏以及此类材料的混合料）的芯拌合料(coremix)制造。可向该拌合料中加入发泡剂以及其他添加剂。
最通常采用的增强织物为玻璃纤维稀松布，特别是经乙烯基涂布的玻璃纤维纱的织造网格布。每2.54厘米（1英寸）织物的纱支数在8×8至12×20范围内变化，具体取决于网格布或稀松布中用以使粘结材料通过织物的开口的尺寸。可以采用具有合适的拉伸强度、耐碱性和足够大的孔隙或开口的其他可透织物。
通常用添加或未添加一些细集料的波特兰水泥浆料的薄涂层将增强织物粘结至芯层的表面。或者，芯拌合料可具有足够的流动性以被振动或迫使通过增强织物的开口，从而覆盖织物并粘结其至芯层。这在Galer的美国专利No.4,450,022中有述，该专利的公开内容以引用方式全文并入本文中。
美国专利申请公开号2009/0011207（以引用方式并入本文中）披露了一种用于构造水泥板或水泥面板的快凝轻质胶结组合物。所述胶结组合物包含35-60重量%的反应性胶结粉末（也称波特兰水泥基粘结剂）、2-10重量%经化学涂布的膨胀珍珠岩填料、20-40重量%的水、夹带的空气（例如，以湿基计10-50体积%）以及任选的添加剂如减水剂、化学促凝剂和化学缓凝剂。所述轻质胶结组合物可还任选地含有0-25重量%的第二填料，例如10-25重量%的第二填料。典型的填料包括膨胀粘土、页岩集料和浮石中的一者或多者。使用的反应性胶结粉末通常由纯波特兰水泥或是波特兰水泥与合适的火山灰质材料如粉煤灰或高炉矿渣的混合物组成。所述反应性胶结粉末可还任选地含有石膏（石膏粉）和高铝水泥（HAC）中的一者或多者，其以小剂量加入以影响粘结剂的凝固和水化特性。
制造水泥板的其他方法在授予Clear的美国专利No.4,203,788中有披露，该专利披露了一种用于制造织物增强瓷砖背衬板面板的方法和装置。授予Galer等人的美国专利No.4,488,909在第4列中更详细地描述了用在胶结背衬板中的胶结组合物。授予Galer的美国专利No.4,504,335披露了一种用于制造织物增强胶结背衬板的改良方法。授予Ensminger等人的美国专利No.4,916,004描述了一种增强胶结面板，其中增强物包绕边缘并包埋在芯拌合料中。所有上列美国专利的公开内容均以引用方式全文并入本文中。
但玻璃纤维具有一大缺点。其缺乏对来自水泥成分的化学攻击的耐受性。普通水泥，如波特兰水泥，在与水接触时将提供碱性环境，增强织物中使用的玻璃纤维纱将在这些高度碱性的条件下降解。为克服该问题，人们向玻璃纤维施加保护性聚合物涂层如聚氯乙烯溶液涂层。虽然这些涂层减少玻璃纤维的降解，但玻璃纤维纱上保护性涂层的完整性对于混凝土面板的成功与否是决定性的。此外，涂层会因热而快速降解，而在胶结板的固化过程中通常会发生热。因此，必须包含过量的玻璃纤维以确保水泥板寿命期间最低限度的强度量。
人们已作出努力，通过使用由粘合剂固定在板表面适当位置处的织物增强物来增强壁板，如在授予Walper的美国专利No.1,747,339 A中，该专利以引用方式并入本文中。在Walper的专利中，织物增强壁板还被涂布以防水或防潮材料以保护板的边缘免受湿气影响。
授予Mathieu的美国专利No.6,187,409 B1（以引用方式并入本文中）披露了在其表面处用织物增强并且纵向边缘用纤维网络增强的胶结面板。合成的耐碱、非织造织物的连续带完全覆盖板的边缘区域并用U-形增强网格布来使得边缘抗冲击。
Graham的美国公开专利申请US2004/0219845（以引用方式并入本文中）提出使用碳纤维织物来形成稀松布，所述稀松布包绕板及其边缘并用粘合剂粘结至板表面。披露了聚乙烯醇、丙烯酸类、聚醋酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯酸酯、丙烯酸类胶乳或丁苯橡胶、塑料溶胶作为粘合剂。
授予Newman等人的美国专利No.6,054,205和授予Newman等人的相关美国专利No.6,391,131（以引用方式并入本文中）披露了包含开放网格玻璃稀松布的玻璃纤维面层片材，所述开放网格玻璃稀松布具有多根交叉的连续复丝纱。所述复丝纱在其交叉点处粘结以形成尺寸稳定的稀松布，该稀松布可用来制造面层片材机械地一体化到胶结芯的相背表面部分中的水泥板。用于制造玻璃纤维面层片材的常规方法以及用该玻璃面层片材制造水泥板的方法在相关美国专利No.6,391,131中披露。
授予Cooper等人的美国专利No.7,045,474提出使用复合材料织物进行增强，特别是胶结板的拉伸增强。特别地，其披露了自高模量股线的织物构造的网格布，所述高模量股线由玻璃纤维的束制成，所述玻璃纤维包覆了耐碱且耐水的热塑性材料，所述网格布用于包埋在水泥基体内来改进水泥板的拉伸强度和抗冲击性。披露的增强织物为织造针织、非织造或成网稀松布开放网格织物，所述织物具有尺寸适于允许表皮和芯胶结基体材料间的连接的网格开口。在一种优选的构造中，织物呈格栅样结构，在长度和宽度方向上每英寸具有介于约2至约18股之间的股线数。网格布优选弹性芯股线如E-玻璃纤维或类似玻璃纤维的复合纱或粗纱，所述弹性芯股线被包在耐水且耐碱材料的连续涂层中（包括被包在材料中）。
授予Porter等人的美国专利No.7,354,876和美国专利No.7,615,504提出一种增强胶结板和用于制造所述增强板的方法。所述增强板包含胶结芯和在所述芯的至少一个表面上包埋进芯的至少一部分中的增强织物。所述增强织物不呈玻璃纤维网格布的形式。所述增强织物包含一种特定的构造，所述构造包含多根具有第一捻度（捻数/英寸）的经纱、多根具有高于第一捻度的第二捻度的纬纱和施加到织物的树脂涂层，基于纬纱上涂层的重量相对经纱上树脂的重量计，所述树脂涂层的涂层重量分布小于约2.0:1。
一种市售的织造玻璃纤维网格布可以编号0040/286得自Bayex。BAYEX 0040/286为纱罗编织网格布，每英寸有6根经线和纬线（ASTMD-3775），重量为4.5盎司每平方码（ASTM D-3776），厚度为0.016英寸（ASTM D-1777），经线和纬线中的最小拉伸强度分别为150和200磅每英寸（ASTM D-5035）。其是耐碱的并具有厚实的手感。可以使用具有足够尺寸的开口以在板的形成过程中允许一部分石膏/纤维拌合料通过网格布的其他具有大约相同的尺寸的玻璃纤维网格布。
另一市售的织造玻璃纤维网格布可以编号0038/503得自Bayex。BAYEX 0038/503为纱罗编织网格布，每英寸有6根经线并且每英寸有5根纬线（ASTM D-3775），重量为4.2盎司每平方码（ASTM D-3776），厚度为0.016英寸（ASTM D-1777），经线和纬线中的最小拉伸强度分别为150和165磅每英寸（ASTM D-5035）。其是耐碱的并具有厚实的手感。
另一织造玻璃纤维网格布可以编号0038/504得自BAYEX。BAYEX0038/504为纱罗编织网格布，每英寸有6根经线并且每英寸有5根纬线（ASTM D-3775），重量为4.2盎司每平方码（ASTM D-3776），厚度为0.016英寸（ASTM D-1777），经线和纬线中的最小拉伸强度分别为150和165磅每英寸（ASTM D-5035）。其是耐碱的并具有厚实的手感。可以使用具有足够尺寸的开口以在板的形成过程中允许一部分石膏/纤维浆料通过网格布的其他具有大约相同的尺寸的玻璃纤维网格布。
再一织造玻璃纤维网格布可以编号4447/252得自BAYEX。BAYEX4447/252为纱罗编织网格布，每英寸有2.6根经线并且每英寸有2.6根纬线（ASTM D-3775），重量为4.6盎司每平方码（ASTM D-3776），厚度为0.026英寸（ASTM D-1777），经线和纬线中的最小拉伸强度分别为150和174磅每英寸（ASTM D-5035）。其是耐碱的并具有厚实的手感。可以使用具有足够尺寸的开口以在板的形成过程中允许一部分石膏/纤维拌合料通过网格布的其他具有大约相同的尺寸的玻璃纤维网格布。
仍需要改进的胶结面板，例如经用增强织物稀松布或非织造织物层增强的水泥板，所述增强织物稀松布或非织造织物层允许在水泥板的制造过程中有更多的水泥浆穿过织物稀松布。也需要具有改进的运行性能和现场性能（例如，划线折断）的水泥板。
发明内容
本发明涉及一种经增强以具有改进的运行性能和现场性能的新的改进的胶结面板，例如水泥板。改进的网格布由玻璃纤维如E-玻璃制成并涂布了耐水且耐碱的涂层。玻璃纤维纱比常规的玻璃纤维纱织物厚、具有更高的密度并且纤维之间具有更大的网格开口。这使得胶结浆料可更容易地通过网格开口以在包埋的网格布上形成更均匀的浆层覆盖并还为所得的网格稀松布增强胶结板提供改进的长期耐久性。
所述胶结面板包含由水泥组合物制成的芯层和在水泥芯的相背表面上的待包埋在胶结芯上或略微包埋进胶结芯中的改进的增强玻璃纤维网格布或稀松布。所述玻璃纤维网格布或稀松布经用耐碱涂料如聚氯乙烯热熔涂料处理以抵抗碱性条件下的降解。
如在典型的水泥板情况下一样，底部稀松布或网格布层可在面板边缘上延伸并与其所粘附于的顶部网格布或稀松布的至少一部分交迭。
如胶结面板领域中常用的一样，术语“稀松布”指用作基础织物或增强织物的具有开放构造的织物。在编织中，经线为纬线编织通过其的纵向或长度方向上的纱。织物中每根单独的经线被称为经纱(warp end)。在编织中，纬线或纬为拉过经纱以产生织物的纱。在北美洲，其有时被称为“纬纱（fill或filling yarn）”。因此，纬纱相对于经纱是横向的。在三轴稀松布中，多根既具有向上的对角线斜面又具有向下的对角线斜面的纬纱位于多根纵向经纱之间，所述多根纵向经纱位于纬纱之上和纬纱之下。
通过下面结合附图给出的具体实施方式，本发明的其他特征和优势对本领域技术人员来说将是显而易见的。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施例的水泥面板的透视图，其具有稀松布层，所述稀松布层在水泥芯的顶侧上包埋进芯中、在芯的相背侧上任选地包埋。
图2为用于使用改进的玻璃纤维网格稀松布织物生产本发明的胶结板的连续生产线的一个实例的示意性侧视图。
图3为实例2中制得的实验室面板经5秒振动后的稀松布包埋深度的条形图。
图4为实例4中本发明的工厂规模试验的干钉拉拔强度测试的结果的条形图。
图5为实例4中本发明的工厂规模试验的湿钉拉拔强度的条形图。
图6为实例4中本发明的工厂规模试验的稀松布粘结强度的条形图。
图7为用于制造本发明的增强胶结板的玻璃纤维网格稀松布的平纹织造编织图案的图示。
图8为用于制造本发明的增强胶结板中的玻璃纤维网格稀松布的非织造构造图案的图示。
具体实施方式
本发明是一种新的改进的水泥面板，所述水泥面板在其一个或多个表面上经用改进的玻璃纤维网格稀松布材料的包埋层增强。
胶结组合物
表1描述了用来形成本发明的轻质胶结组合物的混合物。经化学涂布珍珠岩所占据的体积在组合物总体积的7.5-40%范围内，夹带的空气所占据的体积在组合物总体积的10-50%范围内。这显著有助于产生具有约40-100pcf、更优选约50-80磅每立方英尺的所需低密度的水泥产品。
Figure BDA00003200182500061
Figure BDA00003200182500071
胶结组合物优选包含：
反应性胶结粉末，其包含波特兰水泥以及任选地火山灰质材料（25-60重量%）和经化学涂布的膨胀珍珠岩填料（1-10重量%）、夹带的空气（复合物体积的10-50%，复合物体积的%为以湿基计的浆料的体积%），
水（10-40重量%），
任选的添加剂，如减水剂、促凝剂、缓凝剂，以及任选的第二填料（10-25重量%），例如膨胀粘土、页岩集料和浮石；
其中经化学涂布的膨胀珍珠岩填料和第二填料（例如，膨胀粘土、页岩集料和/或浮石）的总量宽泛地为1-70重量%，但通常为至少20重量%。湿基为包括水的基准。
典型的反应性胶结粉末包含100份波特兰水泥、30份粉煤灰、3份石膏粉。
图1示意性地示出了水泥板10的透视图，其具有水泥芯12和包绕芯12的稀松布。芯层12由水泥组合物制成。增强玻璃纤维网格布或稀松布32包埋在面板的表面层中并可包绕芯12以形成前层和后层（未示出）。稀松布32具有经纱（长度方向或纵向纱）32A和纬纱（侧向或横向纱）32B。稀松布或网格布层32通常在面板边缘19上方延伸至其边缘21、与相背侧上网格布或稀松布32的至少一部分交迭并包埋在水泥芯12中。芯层12的边缘21以及稀松布前层22和前后层32的末端部分可包绕以产生圆边缘角。由于其胶结性质，水泥板或面板可在其边缘处具有较脆的趋势，所述边缘常常用作板的附接点。
如水泥面板领域中常用的，术语“稀松布”指用作基础织物或增强织物的具有开放构造的织物。在三轴稀松布中，多根既具有向上的对角线斜面又具有向下的对角线斜面的纬纱位于多根纵向经纱之间，所述纵向经纱位于纬纱之上和纬纱之下。
胶结板通常用作瓷砖的基材并且使用的涂层必须与此应用相容。ANSI规范118.10和118.12罗列了与瓷砖一起使用的产品的防水和裂纹绝缘性能。满足这些ANSI规范的瓷砖粘结性能要求的涂层被认为适合于本发明。
本发明的改进网格稀松布增强板的制造中使用的胶结组合物可用来制造预制混凝土产品如具有优异的湿气耐久性以用于建筑中的潮湿和干燥区域中的水泥板。预制混凝土产品如水泥板在提供胶结混合物的快凝条件下制造，以便板可在胶结混合物被浇注成固定或运动形式或是浇注到连续运动的传送带上之后不久即可操作。
快凝通过在高于环境温度下例如在至少约90℉（32.2℃）、更优选至少约100℉（38℃）或至少约105℉（41℃）或至少约110℉（43℃）下制备含有水、包含水硬水泥的反应性胶结粉末以及促凝量的链烷醇胺和多磷酸盐的混合物的浆料实现。通常，所述浆料的初始温度为约90℉至160℉（32℃至71℃）或约90℉至135℉（32℃至57℃）、最优选约120至130℉（49至54℃）。
根据吉尔摩氏针测得的胶结组合物的终凝时间（即，在其之后水泥板可被操作的时间）应为在与合适的量的水拌合后至多30分钟、优选至多20分钟、更优选至多10分钟或至多5分钟。较短的凝固时间和较高的早期抗压强度有助于提高生产量和降低产品制造成本。凝固时间按ASTMC266“Gilmore Needle Setting Time Test for Cement Paste（水泥浆的吉尔摩氏针凝固时间测试）”测定。
基于本发明的反应性胶结组分计，浆料中链烷醇胺的剂量优选在约0.025至4.0重量%范围内，更优选约0.025至2.0重量%，还更优选约0.025至1重量%或约0.05至0.25重量%，最优选约0.05至0.1重量%。三乙醇胺为优选的链烷醇胺。但其他链烷醇胺如单乙醇胺和二乙醇胺可代替三乙醇胺或是与三乙醇胺一起使用。
基于本发明的反应性胶结组分计，多磷酸盐的剂量为约0.15至1.5重量%，优选约0.3至1.0重量%，更优选约0.4至0.75重量%。虽然优选的磷酸盐为三偏磷酸钠（STMP），但具有其他多磷酸盐如三聚磷酸钾（KTPP）、三聚磷酸钠（STPP）、焦磷酸四钠（TSPP）和焦磷酸四钾（TKPP）的配方也在减少的三乙醇胺水平下提供增强的终凝性能和增强的抗压强度。
如上面所提及，这些重量百分数基于的是反应性组分（反应性胶结粉末）的重量。这包括至少水硬水泥，优选地波特兰水泥，并还可包括铝酸钙水泥、硫酸钙、和矿物添加剂，优选地粉煤灰，以与水形成浆料。反应性胶结粉末不包含惰性物如集料。
基于波特兰水泥和粉煤灰的总和计，一种典型的反应性胶结粉末包含约40至80重量%的波特兰水泥和约20至60重量%的粉煤灰，其中重量百分数以干基计。
基于波特兰水泥、铝酸钙水泥、硫酸钙和粉煤灰的总和以干基计，另一典型的反应性胶结粉末包含约40至80重量%的波特兰水泥、0至20重量%的铝酸钙水泥、0至7重量%的硫酸钙、0至55重量%的粉煤灰。因此，胶结组合物的反应性胶结粉末混合料可含有的矿物添加剂如火山灰质材料的浓度以反应性粉末混合料的干基计为至多55重量%。增大矿物添加剂如粉煤灰的含量将有助于大大降低产品的成本。此外，组合物中火山灰质材料的使用也因火山灰反应而将有助于增强产品的长期耐久性。
胶结组合物的反应性粉末混合料应不含外加石灰。减少的石灰含量将有助于降低胶结基体的碱度并因此提高产品的长期耐久性。
如Perez-Pena的美国专利号7,670,427（以引用方式全文并入本文中）中所披露，在多磷酸盐和链烷醇胺之间存在协同相互作用。对于比无多磷酸盐的组合物具有减少的链烷醇胺剂量的组合物，加入多磷酸盐和链烷醇胺具有实现短的终凝和提高早期抗压强度的有益效果。
此外，与可导致混凝土混合物的过早硬化的其他促凝剂如硫酸铝相反，加入多磷酸盐将改进拌合料流动性。
可在本发明的快凝复合物中包含具有实质性的胶凝性、几乎不具有胶凝性或不具有胶凝性的矿物添加剂。具有火山灰性质的矿物添加剂如C类粉煤灰是本发明的反应性粉末混合料中特别优选的。可加入集料和填料，具体取决于本发明的快凝胶结组合物的应用。
也可根据需要包含其他添加剂如砂、集料、轻质填料、减水剂如高效减水剂、促凝剂、缓凝剂、加气剂、发泡剂、收缩控制剂、浆料粘度调节剂（增稠剂）、着色剂和内部固化剂中的一种或多种，具体取决于本发明的胶结组合物的加工性能和应用。
如果需要，本发明的反应性粉末混合料可包含或不包含铝酸钙水泥（CAC）（也常被称为矾土水泥或高铝水泥）和/或硫酸钙。在另一实施例中，反应性粉末混合料不包含高铝水泥而是包含仅波特兰水泥和任选的矿物添加剂（优选地粉煤灰）、至少一种链烷醇胺、至少一种磷酸盐和添加剂作为反应性粉末组分。
本文中的所有百分数、比率和比例均以重量计，另有指出除外。
反应性胶结粉末
本发明的胶结组合物的反应性胶结粉末的主要成分为水硬水泥，优选地波特兰水泥。
其他成分可包括高铝水泥、硫酸钙和矿物添加剂（优选地火山灰如粉煤灰）。优选地，铝酸钙水泥和硫酸钙以小量使用并优选地不包含，从而仅留下水硬水泥、矿物添加剂以及作为促凝剂的链烷醇胺和磷酸盐。
当本发明的反应性胶结粉末包含仅波特兰水泥和粉煤灰时，基于这些组分的总和计，反应性粉末通常含有40-80重量%的波特兰水泥和20-60重量%的粉煤灰。
当存在其他成分时，基于这些组分的总和计，反应性胶结粉末可通常含有40-80重量%的波特兰水泥、0-20重量%的铝酸钙水泥、0-7重量%的硫酸钙和0-55重量%的粉煤灰。
水硬水泥
水硬水泥，例如波特兰水泥，构成本发明的组合物的实质性的量。应理解，本文中用到的“水硬水泥”不包括石膏（其在水的作用下不获得强度），但波特兰水泥中通常包含一些石膏。针对波特兰水泥的ASTM C150标准规范定义波特兰水泥为通过粉化基本上由水硬性硅酸钙组成的熟料所产生的水硬水泥，其常常含有一种或多种形式的硫酸钙作为研磨添加剂。更通常，可用其他水硬水泥，例如基于硫铝酸钙的水泥，代替波特兰水泥。为制造波特兰水泥，将石灰石和粘土的紧密混合物在窑中点燃以形成波特兰水泥熟料。熟料中存在波特兰水泥的以下四个主要相：硅酸三钙（3CaO·SiO2，也称C3S）、硅酸二钙（2CaO·SiO2，也称C2S）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3或C3A）和铝铁酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3或C4AF）。将所得含上述化合物的熟料与硫酸钙一起研磨至所需细度来产生波特兰水泥。
少量存在于波特兰水泥中的其他化合物包括碱性硫酸盐、氧化钙和氧化镁的复盐。当要制造水泥板时，波特兰水泥通常呈非常细的粒子的形式，使得如通过布莱恩表面积方法（ASTM C204）所测得，粒子表面积大于4,000cm2/克、通常介于5,000至6,000cm2/克之间。在各种确认的波特兰水泥类中，ASTM III型波特兰水泥在本发明的胶结组合物的反应性胶结粉末中是最优选的。这是由于其较快的反应性和高的早期强度发展。
在本发明的一个实施例中，III型波特兰水泥的使用被最小化并且可使用其他水泥代替III型波特兰水泥获得较快的早期强度发展。可在本发明的组合物中用以代替或补充III型波特兰水泥的其他确认的水泥类包括I型波特兰水泥或其他水硬水泥，包括II型波特兰水泥、白水泥、矿渣水泥如高炉矿渣水泥、火山灰混合水泥、膨胀水泥、硫铝酸盐水泥和油井水泥。
矿物添加剂
水硬水泥可由具有实质性的胶凝性、几乎不具有胶凝性或不具有胶凝性的矿物添加剂部分取代。具有火山灰性质的矿物添加剂如粉煤灰在本发明的反应性胶结粉末中是特别优选的。
ASTM C618-97定义火山灰质材料为“含硅或含硅和含铝材料，其自身几乎不具有或不具有胶凝值但以细粉形式及在湿气的存在下将在常温下以化学方式与氢氧化钙反应以形成具有胶凝性的化合物”。多种天然和人造材料已被称为具有火山灰性质的火山灰质材料。火山灰质材料的一些例子包括浮石、珍珠岩、硅藻土、硅粉、凝灰岩、粗面凝灰岩、米糠、偏高岭土、磨细的粒化高炉矿渣和粉煤灰。所有这些火山灰质材料均可单独地或以组合形式地作为本发明的反应性胶结粉末的一部分使用。在本发明的反应性胶结粉末混合料中，粉煤灰是优选的火山灰。含有高的氧化钙和铝酸钙含量的粉煤灰（例如ASTM C618标准的C类粉煤灰）因为下述原因而优选。也可包含其他矿物添加剂如碳酸钙、蛭石、粘土和碎云母作为矿物添加剂。
粉煤灰是由煤的燃烧形成的细粉末副产物。大部分市售粉煤灰产生自燃烧粉煤的发电厂电站锅炉。这些粉煤灰主要由玻璃状球形粒子以及赤铁矿和磁铁矿、木炭和冷却过程中形成的一些结晶相的残余物组成。粉煤灰粒子的结构、组成和性质取决于煤的结构和组成以及形成粉煤灰的燃烧过程。ASTM C618标准确认了两大类用于混凝土中的粉煤灰——C类和F类。这两类粉煤灰源自不同种类的煤，煤的不同种类是地质时期发生的煤形成过程不同的结果。F类粉煤灰通常产生自燃烧无烟煤或烟煤，而C类粉煤灰通常产生自褐煤或次烟煤。
ASTM C618标准主要根据其火山灰性质来区分F类和C类粉煤灰。相应地，在ASTM C618标准中，F类粉煤灰和C类粉煤灰之间的主要规格差异在于组合物中SiO2+Al2O3+Fe2O3的最小限度。对于F类粉煤灰，SiO2+Al2O3+Fe2O3的最小限度为70%，而对于C类粉煤灰，为50%。因此，F类粉煤灰比C类粉煤灰更为火山灰质的。虽然ASTM C618标准中未明确确认，但C类粉煤灰通常含有高的氧化钙含量。高氧化钙含量的存在使得C类粉煤灰具有胶凝性，从而在与水混合时将导致硅酸钙和铝酸钙水合物的形成。如下面的实例中可见，已发现C类粉煤灰提供优异的结果，特别是在其中未使用铝酸钙水泥和石膏的优选配方中。
本发明的胶结组合物中使用的反应性胶结粉末混合料中火山灰质材料与波特兰水泥的重量比率可为约0/100至150/100，优选75/100至125/100。在一些反应性胶结粉末混合料中，波特兰水泥为约40至80重量%，粉煤灰为20至60重量%。
铝酸钙水泥
铝酸钙水泥（CAC）为可形成本发明的一些实施例的反应性粉末混合料的组分的另一水硬水泥类型。
铝酸钙水泥（CAC）也常被称为矾土水泥或高铝水泥。铝酸钙水泥具有高的氧化铝含量，通常为约36-42重量%。也可商购获得较高纯度的铝酸钙水泥，其中氧化铝含量可高达80重量%。相比于其他水泥，这些较高纯度的铝酸钙水泥往往非常昂贵。本发明的一些实施例的组合物中使用的铝酸钙水泥是经细磨的以促进铝酸盐进入水相中，使得可发生钙矾石和其他铝酸钙水合物的快速形成。如通过布莱恩表面积方法（ASTM C204）所测得，可用于本发明的组合物的一些实施例中的铝酸钙水泥的表面积大于3,000cm2/克，通常为约4,000至6,000cm2/克。
世界范围内已出现若干制造铝酸钙水泥的制造方法。通常，铝酸钙水泥的制造中使用的主要原材料为铝土矿和石灰石。下面描述一种已在美国使用以产生铝酸钙水泥的制造方法。首先破碎铝土矿矿石并干燥，然后与石灰石一起研磨。然后将由铝土矿和石灰石组成的干燥粉末进给到回转窑中。窑中使用低灰分粉煤作为燃料。窑中发生铝土矿与石灰石之间的反应，熔融产物聚集在窑的下端并注入设置于底部处的槽中。用水骤冷该熔融熟料以形成熟料颗粒，然后将熟料颗粒传送至料堆。然后将颗粒研磨至所需的细度来产生最终的水泥。
在铝酸钙水泥的制造工艺过程中将形成若干铝酸钙化合物。所形成的主要化合物为铝酸一钙（CaO·Al2O3，也称CA）。所形成的其他铝酸钙和硅酸钙化合物包括12CaO·7Al2O3（也称C12A7）、CaO·2Al2O3（也称CA2）、硅酸二钙（2CaO·SiO2，称C2S）、硅酸铝二钙（2CaO·Al2O3·SiO2，称C2AS）。也形成含有较高比例铁氧化物的若干其他化合物。这些化合物包括铁酸钙如CaO·Fe2O3或CF和2CaO·Fe2O3或C2F以及铝铁酸钙如铝铁酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3或C4AF）、6CaO·Al2O3·2Fe2O3或C6AF2和6CaO·2Al2O3·Fe2O3或C6A2F。铝酸钙水泥中存在的其他次要组分包括氧化镁（MgO）、二氧化钛（TiO2）、硫酸盐和碱金属。
硫酸钙
下面示出的各种形式的硫酸钙可用在本发明中以为形成钙矾石和其他硫铝酸钙水合物化合物提供硫酸根离子：
二水合物–CaSO4·2H2O（常称为石膏或石膏粉）
半水合物–CaSO4·1/2H2O（常称为灰泥或烧石膏或简单地称为熟石膏）
无水石膏–CaSO4（也称为无水硫酸钙）
石膏粉为较低纯度的石膏并因经济考虑而是优选的，但可使用更高纯度级别的石膏。石膏粉由开采的石膏制成并研磨成较小的粒子，使得如通过布莱恩表面积方法（ASTM C204）所测得的比表面积大于2,000cm2/克、通常为约4,000至6,000cm2/克。细小的粒子易于溶解并提供形成钙矾石所需的石膏。也可使用作为各种制造工业的副产物获得的合成石膏作为本发明中的优选硫酸钙。其他两种硫酸钙形式，即半水合物和无水石膏，也可代替石膏（即，硫酸钙的二水合物形式）用在本发明中。
链烷醇胺
可单独地或组合地使用不同种类的链烷醇胺来促进本发明的胶结组合物的凝固特性。一类用于本发明中的典型的链烷醇胺为NH3-n(ROH)n，其中n为1、2或3，R为具有1、2或3个碳原子的烷基。可用的链烷醇胺的一些例子包括单乙醇胺[NH2(CH2-CH2OH)]、二乙醇胺[NH(CH2-CH2OH)2]和三乙醇胺[N(CH2-CH2OH)3]。三乙醇胺（TEA）为本发明中最优选的链烷醇胺。
链烷醇胺为强碱性且阳离子活性的氨基醇。基于本发明的反应性胶结粉末的重量计，链烷醇胺，例如三乙醇胺，通常以约0.025至4.0重量%、优选约0.025至2.0重量%、更优选约0.025至1.0重量%、还更优选约0.05至0.25重量%、最优选约0.05至0.1重量%的剂量使用。因此，例如对于100磅反应性胶结粉末，有约0.025至4.0磅链烷醇胺。
当在高温下引发时，链烷醇胺和多磷酸盐（在下面描述）的加入对本发明的胶结组合物的快凝特性有着显著影响。在产生高于90℉（32℃）的浆料温度的情况下，适宜剂量的链烷醇胺和多磷酸盐的加入将允许显著缩短终凝时间。
多磷酸盐
虽然优选的多磷酸盐为三偏磷酸钠，但具有其他磷酸盐如三聚磷酸钾、三聚磷酸钠、焦磷酸四钠和焦磷酸四钾的配方也在减少的链烷醇胺如三乙醇胺水平下提供具有增强的终凝性能和增强的抗压强度的配方。
基于本发明的反应性胶结组分计，多磷酸盐的剂量为约0.15至1.5重量%，优选约0.3至1.0重量%，更优选约0.5至0.75重量%。因此，例如对于100磅反应性胶结粉末，可有约0.15至1.5磅多磷酸盐。
在产生高于90℉（32℃）的浆料温度的情况下加入适宜剂量的多磷酸盐获得的快凝程度允许在不存在高铝水泥的情况下显著减少三乙醇胺。
采用的多磷酸盐或缩合磷酸盐为具有不止一个磷原子的化合物，其中所述磷原子不彼此键合。但成对的每个磷原子与至少一个同样的氧原子直接键合，例如P-O-P。本专利申请中的缩合磷酸盐大类包括偏磷酸盐和焦磷酸盐。采用的多磷酸盐通常选自碱金属多磷酸盐。
偏磷酸盐为具有包含离子部分((PO3)n)n-的环状结构的多磷酸盐，其中n为至少3，例如（Na3(PO3)3）。过磷酸盐为其中至少一些PO4四面体共享3个角氧原子的多磷酸盐。焦磷酸盐为具有离子(P2O7)4-的多磷酸盐，例如NanH4-n(P2O7)，其中n为0至4。
缓凝剂
使用缓凝剂作为本发明的组合物中的组分在其中用来形成水泥基产品的初始浆料温度特别高、通常高于100℉（38℃）的情况下特别有帮助。在此类较高的初始浆料温度下，缓凝剂如柠檬酸钠或柠檬酸将促进组合物中不同的反应性组分之间的协同物理化学反应，导致有利的浆料温度升高反应和快凝行为。不加入缓凝剂，本发明的反应性粉末混合料的硬化可能在向混合物中加入水后不久即非常快地发生。混合物的快速硬化，也称“假凝”，是不合需要的，因为其将干扰钙钒石的适当和完全形成、阻碍后阶段硅酸钙水合物的正常形成并导致硬化的胶结砂浆发展出特别差和弱的微结构。
组合物中缓凝剂的首要功能是阻止浆料混合物过快地硬化，从而促进不同反应性组分之间的协同物理相互作用和化学反应。源自组合物中缓凝剂的加入的其他第二有益效果包括减少获得具有可使用的稠度的浆料混合物所需的高效减水剂和/或水的量。所有前述有益效果均因假凝的抑制而取得。一些可用的缓凝剂的例子包括柠檬酸钠、柠檬酸、酒石酸钾、酒石酸钠等。在本发明的组合物中，柠檬酸钠为优选的缓凝剂。此外，由于缓凝剂将防止浆料混合物过快地硬化，故其加入起到重要的作用并且有助于水泥板制造工艺过程中良好边缘的形成。缓凝剂相对反应性胶结粉末混合料的重量比率通常低于1.0重量%，优选为约0.04-0.3重量%。
第二无机促凝剂
如上面所讨论的，链烷醇胺与多磷酸盐的组合主要负责向胶结混合物赋予特别快的凝固特性。但可以与链烷醇胺和多磷酸盐组合地加入其他无机促凝剂作为本发明的胶结组合物中的第二无机促凝剂。
与由于链烷醇胺和多磷酸盐的组合的加入所获得的凝固时间的减少相比，这些第二无机促凝剂的加入预期仅赋予凝固时间的小量减少。此类第二无机促凝剂的例子包括碳酸钠、碳酸钾、硝酸钙、亚硝酸钙、甲酸钙、乙酸钙、氯化钙、碳酸锂、硝酸锂、亚硝酸锂、硫酸铝等。当水泥板紧固件的腐蚀是关注的问题时，应避免氯化钙的使用。第二无机促凝剂相对反应性胶结粉末混合料的重量比率通常低于2重量%，优选为约0.1至1重量%。换句话说，对于100磅反应性胶结粉末，通常有低于2磅、优选约0.1至1磅的第二无机促凝剂。这些第二无机促凝剂可单独地或组合地使用。
其他化学添加剂和成分
可在本发明的组合物中包含化学添加剂如减水剂（高效减水剂）。其以干燥形式或以溶液的形式加入。高效减水剂有助于减少混合物的水需求。高效减水剂的例子包括聚萘磺酸盐、聚丙烯酸盐、聚羧酸盐、木质素磺酸盐、三聚氰胺磺酸盐等。取决于所用高效减水剂的类型，高效减水剂（基于干粉计）相对反应性粉末混合料的重量比率为约2重量%或更低，优选为约0.1至1.0重量%。
当需要产生轻质产品如轻质水泥板时，可在组合物中加入加气剂（或发泡剂）以减轻产品。
向胶结浆料中加入加气剂以原位形成气泡（泡沫）。加气剂通常为表面活性剂，用来特意在混凝土中截留微观气泡。或者，采用加气剂来在外部产生泡沫，这些泡沫在拌合操作过程中被引入本发明的组合物的混合物中以减小产品的密度。通常，为在外部产生泡沫，将加气剂（也称液体发泡剂）、空气和水在合适的泡沫发生装置中混合以形成泡沫并然后将泡沫加向胶结浆料。
加气剂/发泡剂的例子包括烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐和烷基醚硫酸盐低聚物等。关于这些发泡剂的通式的详情可见于美国专利No.5,643,510中。
可以采用例如符合ASTM C 260“Standard Specification for Air-Entraining Admixtures for Concrete（用于混凝土的加气外加剂的标准规范）”中给出的标准的加气剂（发泡剂）。这样的加气剂是本领域技术人员熟知的并且在Kosmatka等人,“Design and Control of Concrete Mixtures（混凝土混合物的设计和控制）”,Fourteenth Edition（第十四版）,PortlandCement Association（波特兰水泥协会）,specifically Chapter 8 entitled,“AirEntrained Concrete,”（第8章“加气混凝土”）（在美国专利申请公开No.2007/0079733 A1中有引用）中有述。可商购获得的加气材料包括松香皂木树脂、磺化烃、脂肪和树脂酸、脂族取代芳基磺酸盐如磺化木质素盐和众多通常呈阴离子或非离子表面活性剂形式的其他界面活性材料、松香酸钠、饱和或不饱和脂肪酸及其盐、表面活性剂、烷基-芳基-磺酸盐、酚乙氧基化物、木质素磺酸盐、树脂皂、羟基硬脂酸钠、硫酸月桂酯、ABS（烷基苯磺酸盐）、LAS（直链烷基苯磺酸盐）、链烷磺酸盐、聚氧乙烯烷基（苯基）醚、聚氧乙烯烷基（苯基）醚硫酸酯或其盐、聚氧乙烯烷基（苯基）醚磷酸酯或其盐、蛋白质材料、磺基琥珀酸烯基酯、α-烯烃磺酸酯、α烯烃磺酸酯的钠盐或者月桂基硫酸钠或月桂基磺酸钠以及它们的混合物。
通常，加气（发泡）剂为整个胶结组合物的重量的约0.01至1重量%。
也可在本发明的水泥面板的组合物中加入其他化学外加剂如收缩控制剂、着色剂、粘度调节剂（增稠剂）和内部固化剂。
集料和填料
虽然所披露的反应性胶结粉末混合料限定本发明的胶结组合物的快凝组分，但本领域技术人员应理解，可根据其预期用途和应用而在组合物中包含其他材料。
例如，对于水泥板应用，期望在不过度地削弱产品的所需机械性能的情况下产生轻质板。该目标通过加入轻质集料和填料实现。可用的轻质集料和填料的例子包括高炉矿渣、火山凝灰岩、浮石、砂、粘土的膨胀形式、页岩、膨胀珍珠岩、中空陶瓷球、中空塑料球、膨胀塑料珠等。对于制造水泥板，膨胀粘土和页岩集料特别有用。由于膨胀塑料珠和中空塑料球特别低的堆积密度，故它们在用于组合物中时需要以非常小的量（基于重量计）使用。
取决于所选轻质集料或填料的选择，轻质集料或填料相对反应性粉末混合料的重量比率可为约1/100至200/100，优选为约2/100至125/100。例如，对于制造轻质水泥板，轻质集料或填料相对反应性粉末混合料的重量比率优选为约2/100至125/100。在其中轻质产品特征不为关键标准的应用中，可以采用混凝土构造中通常使用的河砂和粗集料作为本发明的组合物的一部分。
稀松布
也可在本发明的胶结组合物中包含不同类型的离散增强纤维。由材料如聚合物涂布玻璃纤维和聚合物材料制成稀松布。根据本发明制造的水泥板通常用由聚合物涂布玻璃纤维制成的稀松布增强。
关于制造用于胶结板产品的玻璃纤维网格稀松布，目前有两种常见的商业方法，即织造和非织造方法。
在织造方法中，首先对由玻璃纤维制成的纱涂布以耐碱聚合物。用于涂布织造或非织造纱的耐碱聚合物可选自聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、蜡、聚酯、丙烯酸树脂、丙烯腈、有机硅、苯乙烯-丁二烯、聚丙烯和聚乙烯。然后将纱进行编织以形成网格布并用施加的热粘结在一起。
存在不同的编织图案，最常用的图案为平织，其中经线（纵向）和纬线（横向）排列成使其形成简单的纵横交错图案。每根纬线通过在一根经线之上走过、然后在下一根经线之下走过，如此等等，从而与经线交叉。下一根纬线在其相邻的纬线从之上走过的经线之下走过，反之亦然。图7示出了典型的平织的图示。
织造方法的描述可见于G.A.Build,Don Brothers(Buist & Co.Ltd.和Low Brothers & Co.(Dundee)Ltd.)的“Production of backing Fabrics-Woven”,Carpet Substrates（地毯基布）,Dr.Peter Ellis编辑，第31-44页,The TextileTrade Press（纺织工业出版社）,1973中。关于织造方法的另一参考可见于Norma Hollen和Jane Saddler的“Textiles（纺织品）”第4版，MacMillanPublishing Co.,Inc.（麦克米兰出版有限公司）1973。
在非织造方法中，没有涂布、重叠和附连纱的单独阶段。将玻璃纤维原纱重叠，然后输送通过涂布浴，在这里，网格布获得涂层。涂层然后固化并粘结纱而形成网格布。图8中示出了非织造网格稀松布的最常见稀松布构造。纬线之下的第一经线后跟着该纬线之上的经线。这种图案在整个宽度上重复。两种线总是在交叉点处相遇。
在本发明中，用新的网格稀松布代替了常规的玻璃纤维网格稀松布，所述新的网格稀松布由制成为纱或粗纱形式的玻璃纤维股线制成，所述纱或粗纱由玻璃纤维股线的束构造成网格布。玻璃纤维股线自E-玻璃制成，E-玻璃具有下表2中所列的典型物理性质。表3列出了玻璃纤维纱的性质，所述玻璃纤维纱用来制造常规网格稀松布，如可自PPG Industries（宾夕法尼亚州匹兹堡市）、AGY Holdings Corp.（南卡罗来纳州艾肯市）和SaintGobain Vetrotex America（北卡罗来纳州亨特斯维尔）网格稀松布商购获得的G75纱，以及用来制造在本发明的水泥板产品的制造中用到的改进的网格稀松布，如也可得自PPG、AGY和Saint Gobain Vetrotex的G-50和G-37纱用来制造本发明的改进的网格稀松布。本发明中用到的网格稀松布可自改进的玻璃纤维纱制成为这样的网格布：在网格布的纵向（机器方向）和横向（与机器方向相交）二者上均具有约4×4至6×6、优选地每英寸4×4至5×5股范围内、例如4×5或4.5×5的较少每英寸股线数。这样得到的网格布具有比本领域技术人员认为有用的网格开口大的网格开口。这产生的增强水泥板具有改进的加工性能、长期耐久性、现场性能并且水泥板表面上或在所形成的水泥板干燥之前包埋进胶结浆料中的网格布将分布更均匀。
本发明中使用的改进的玻璃纤维网格布由较粗的玻璃纤维纱如PPG、AGY和Vetrotex所制造的DE 37、DE 50、G-50、G-37、H 12、H 25、H 55和K18玻璃纤维纱制成并涂布有耐碱涂层。表4中列出了纺织工业使用的长丝名称DE、G、H和K。可混合不同的纱并且网格开口可以不均匀。涂层通常选自蜡、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯醇（PVA）、聚醋酸乙烯酯（PVAc）、聚酯、丙烯酸树脂、丙烯腈、硅烷、有机硅、苯乙烯-丁二烯、聚丙烯、聚乙烯和环氧树脂。
通常，玻璃纤维纱在未涂布状态的标称密度为1200至5000直线码每磅未涂布玻璃纤维纱。涂布纤维通常具有以干基计40-65重量%的耐碱涂层，其余为玻璃纤维自身。因此，以干基计，纱占涂布纱的60-35重量%。特别地，涂布纤维具有以干基计40-65重量%、例如45-55重量%的涂层，其余为玻璃纤维自身，所述涂层包含耐碱聚合物。
制造经线和纬线所用的纱每英寸可具有0.7Z-3.0Z捻。G37所用纱的tex值为134，G50的为99，相比之下，G75的为66。
水泥板增强和改进的抗冲击性通过在板的顶表面和底表面二者中包埋增强网格布来提供。所述网格布可以是织造的或非织造的并可由多种材料制成，例如玻璃纤维、聚酯或聚丙烯。优选所述网格布由低弹性材料的扁平纱制成，例如玻璃纤维网格布。最优选所述网格布为这样的玻璃纤维网格布：其在网格布中具有尺寸足以允许一定量的浆料通过网格布而包埋网格布于最终产品中的凝固水泥中的开口。
优选使网格布基本上包埋在板中并由胶结拌合料所覆盖，因为这将固定网格布于板。此外，完全包埋网格布于胶结拌合料中将为板提供最好的抗冲击性。完全包埋网格布于胶结拌合料中还将使得增强不那么可被消费者看出并改善整体表面性质。
本发明的改进的网格稀松布设计以满足如下技术要求：
1.两个方向上的初始拉伸强度均应不低于80lbs/in。
2.在两个方向上，稀松布均应具有每线性英寸不少于4支纱或不多于14支纱。具有太多支纱的稀松布将更难以包埋在浆料中，而具有太少支纱的那些的尺寸稳定性可能不可接受。
3.涂层材料应提供耐受混凝土中常见高pH的优异耐碱性以及耐受混凝土中普遍的其它玻璃纤维劣化机制的耐受性。一英寸稀松布样品应在室温下暴露于1%NaOH溶液中3小时后保持初始强度的70%。
初始浆料温度
在本发明中，已发现在提供高的初始浆料温度的条件下形成浆料对于获得胶结配方的快速凝固和硬化很重要。初始浆料温度应至少为约90℉（32℃）。在90℉至160℉（32℃至71℃）或90℉至135℉（32℃至57℃）范围内的浆料温度将产生非常短的凝固时间。初始浆料温度优选为约120℉至130℉（49℃至54℃）。
一般而言，在此范围内提高浆料的初始温度将提高反应进行时温度升高的速率并缩短凝固时间。因此，为95℉（35℃）的初始浆料温度比为90℉（32℃）的初始浆料温度优选，为100℉（38℃）的温度比95℉（35℃）优选，为105℉（41℃）的温度比100℉（38℃）优选，为110℉（43℃）的温度比105℉（41℃）优选，如此等等。据认为，提高初始浆料温度的有益效果将随着接近板温度范围上端而减小。
本领域技术人员应理解，初始浆料温度的获得可通过不止一种方法实现。也许最方便的方法是加热浆料的一种或多种组分。在实例中，本发明人供给了已加热至一定温度的水，所述水当加到反应性干粉和非反应性固体中时使得所得浆料将处于所需温度。或者，如果需要，固体可在高于环境温度下提供。使用蒸汽来向浆料供热是可以采用的另一可能方法。
虽然可能较慢，但可以在环境温度下制备浆料并迅速（例如，在约10、5、2或1分钟内）加热以升高温度至约90℉或更高（或其他上述范围的任何值）而仍获得本发明的有益效果。
预制混凝土产品如水泥板的制造
预制混凝土产品如水泥板最高效的是在连续工艺中制造，在连续工艺中，将反应性粉末混合料与集料、填料和其他必要的成分混合，然后在放置混合物于模具中或是连续的浇注成型带上之前即刻加入水和其他化学添加剂。
由于胶结混合物的快凝特性，应理解，胶结混合料的干组分与水的拌合通常在浇注操作之前即刻进行。由于铝酸钙化合物的水合物的形成以及伴随的实质性的量的水消耗，水泥基产品将变得刚性、可以被切割、操作和堆放以进一步固化。
水泥板如USG公司制造的DUROCK牌水泥板的常规商业制造标准使用4×4和14×14支之间的纱每线性英寸。由于需要网格稀松布在水泥板中的碱性环境中具有长期耐久性，故稀松布必须涂布以耐碱涂层如聚氯乙烯聚合物以覆盖玻璃纤维束。涂层必须无裂纹和孔洞，裂纹和孔洞将有损性能。
使用较粗的纱G-50或G-37的稀松布具有与常规的网格稀松布相似的强度，因为其在5×5至8×8的相同网格布尺寸下比常规的G75纱多具有50%的长丝数或具有两倍于常规G75纱的长丝数。聚合物涂层通常以两步涂布来施加，在第一浴中施加涂层以穿透长丝之间，常规地施加到G75纱的其余的量的涂层在第二涂布浴中施加以包封束。
用本发明的改进的玻璃纤维网格稀松布制得的胶结板的改进的运行性能、长期耐久性和现场性能将在下面的实例中阐明。
板制造
虽然根据本发明的实施可使用众多可接受的商业水泥板制造程序，包括前面提及的Newman等人的美国专利No.6,391,131B1的图5和6中给出的程序，但St.-Gobain的美国专利No.7,354,876中结合图2描述了一种可接受的连续制造胶结板的方法。
胶结板10可以任何数量的方式制造，包括模塑、挤出以及采用辊和本发明的织物22的片段的半连续工艺。胶结板10包含凝固的胶结芯12（参见图1），其由例如凝固的波特兰水泥制成。胶结芯12优选包含胶结材料如水泥糊、砂浆或混凝土和/或其他类型的材料如石膏和地质聚合物（无机树脂）。更优选无机基体包含波特兰水泥并且在整个水泥中分散了短切纤维。优选所述纤维为AR-玻璃纤维但也可包括例如其他类型的玻璃纤维、芳族聚酰胺、聚烯烃、碳、石墨、聚酯、PVA、聚丙烯、天然纤维、纤维素纤维、人造丝、稻草、纸以及它们的杂混物。举例来说，无机基体可包含其他成分或添加剂如粉煤灰、胶乳、矿渣和偏高岭土、树脂（如丙烯酸树脂、聚醋酸乙烯酯等）、陶瓷（包括氧化硅、氧化钛和氮化硅）、促凝剂、耐水和/或耐火添加剂（如硅氧烷、硼砂）、填料、缓凝剂、分散剂、染料和着色剂、光稳定剂和热稳定剂、减缩外加剂、加气剂、促凝剂、发泡剂或它们的组合。在一个优选的实施例中，无机基体包含树脂，其可与施加到耐碱的开放纤维层的树脂涂层形成粘合剂粘结。优选胶结芯12与涂布玻璃纤维网格布面层22和32具有良好的粘结。胶结芯12可含有固化剂或其他添加剂如着色剂、光稳定剂和热稳定剂。
已报道，作为粘结剂、修饰或外加涂层或者性能添加剂103，可有效改进胶结产品的耐水性质的材料的例子有如下：聚(乙烯醇)，具有或不具有少量聚(醋酸乙烯酯)；金属树脂酸盐；蜡或沥青或它们的混合物；蜡和/或沥青以及此外玉米花和高锰酸钾的混合物；不溶于水的热塑性有机材料（如石油和天然沥青、煤焦油）及热塑性合成树脂（如聚(醋酸乙烯酯)、聚氯乙烯、醋酸乙烯酯与氯乙烯的共聚物以及丙烯酸树脂）；金属松香皂、水溶性碱土金属盐和残余燃料油的混合物；呈乳液形式的石油蜡与残余燃料油、松焦油或煤焦油的混合物；包含残余燃料油和松香、芳族异氰酸酯和二异氰酸酯的混合物；有机氢聚硅氧烷及其他有机硅、丙烯酸树脂和蜡-沥青乳液，消除或未消除材料如硫酸钾、碱金属和碱土金属。性能添加剂103可直接引入胶结浆料28中。可在结合至胶结芯12之前和/或之后向织物施加外加涂层。
连续制造方法
本发明的一个吸引人的特征在于可利用现有水泥板生产线（例如，如图2中一定程度地示意性地示出的）制造胶结板10。在常规方式中，将形成胶结芯12的干成分（未示出）预拌合并然后进给到通常称为拌合器30的类型的拌合器中。向拌合器30中计量加入芯的制造中使用的水和其他液体组分（未示出），在这里，其与干成分组合以形成含水胶结浆料28。通常向拌合器30中的浆料中加入泡沫以控制所得胶结芯12的密度。
自顶部玻璃织物辊29向胶结浆料28之上进给一片顶部涂布玻璃纤维织物32，由此使浆料夹在两个移动的织物之间，所述织物形成自胶结浆料28形成的胶结芯12的面层。底部和顶部玻璃织物22和32（胶结浆料28夹在其间）进入上部和下部成形或成型辊34和36之间的辊隙中并其后接收在传送带38上。常规壁板边缘引导装置40成型并维持复合物的边缘直至浆料已充分凝固以保持其形状。相继长度的板由水刀44切断。接下来胶结板10沿进给辊46移动以允许其凝固。可提供附加的喷射装置49来向板的外部添加其他处理剂如硅油、其他涂层或阻燃剂。
用改进的稀松布制造的本发明水泥板设计为满足如下技术要求：
1.当按ASTM C947测试时，挠曲强度应不低于750psi（5170KPa）。
2.当按ASTM D1037测试时，最小饱和钉头拉穿阻力为90lb（400N）。
3.当按ANSI A118.1、A118.4和A136.1测试时，剪切粘结强度必须呈现出7天固化下最小为50psi（345KPa）的剪切粘结强度。
4.划线折断：对于该新的稀松布，需要单一划线，相比之下，对于现有技术稀松布，需要划两道划线。
5.需要稀松布与基体粘结良好并抗层离。这将确保基体开裂后负荷从基体适当转移向网格布。此外，划线折断时背侧上的剥落较少。对于试验网格布，两侧上的稀松布粘结更强。
6.网格布易于包埋：网格布需要被包埋一定的深度以具有良好的稀松布粘结。通常，当网格布开口小时，浆料将更难以穿透稀松布而具有适当的网格布包埋深度。已发现，在工厂规模生产中，本发明的网格布比常规网格稀松布易于被包埋，尤其是对于顶部网格稀松布而言。
实例1
具体实例由典型的水泥板制成，所述水泥板用玻璃纤维网格稀松布制造，所述稀松布用可得自St.-Gobain Technical Fabrics的常规G-75玻璃纤维纱制造，其纱纤维密度为约7500直线码每一磅纱并且具有纵向（机器方向）和横向（与机器方向相交）上每英寸8至7.5股的典型网格结构。将其与自同样由St-Gobain Technical Fabrics制造的G-37玻璃纤维纱制得的改进的玻璃纤维网格稀松布相比较，后者由相似地耐水且耐碱的涂布玻璃纤维织物和网格构造制成但直径较粗、密度为约3700直线码每一磅玻璃纤维纱并制成为纵向（机器方向）和横向（与机器方向相交）上每英寸4至5股（例如，每英寸4.5×4.5股）的网格布，如下表5中所示。
常规和新的网格稀松布的上述评价表明，在挠曲强度方面，新的网格稀松布比常规网格稀松布具有更好的长期耐久性（LTD）。断裂模量（MOR）和破坏时的最大挠度（DMAX）通过4点弯曲测试以10英寸跨距测定。四点弯曲测试按ASTM C947测试方法进行。在10”跨距（254mm）下测试试样。测试在闭环MTS测试系统上进行。在0.1”/1分钟（2.54mm/1分钟）的恒定位移速率下施加负荷。对各个被研究的板按ASTM C947和ASTM C1325测试方法计算如下挠曲性：14天LTD结果通过在80℃水中加速老化14天后测试MOR获得。常规网格稀松布的“即时”性能基于的是在2007至2009两年期间观察到的制造工厂数据。新的网格稀松布与常规网格稀松布具有相似的“即时”性能，但其表现出优异的长期耐久性，尤其是在纵向方向（机器方向）中。
实例2
用常规的G-75玻璃纤维纱和本发明的G37玻璃纤维纱网格稀松布制备若干具有下面列出的表11中所示的一般配方的实验室
Figure BDA00003200182500251
牌水泥板样品。两种稀松布均是Saint-Gobain Technical Fibers（纽约州阿尔比恩）制造的。
Figure BDA00003200182500252
牌水泥板可得自USG公司（伊利诺伊州芝加哥，60661）。
用St.Gobain G-37 4×4稀松布和常规的8×8St.Gobain G-75稀松布制成的牌水泥板的机械性能和工艺特点汇总在表6中。
Figure BDA00003200182500254
稀松布包埋
制备实验室面板并仅对底侧测量包埋深度。在浇入浆料时，网格布松散地铺到底部上。使面板振动5秒钟以模拟工厂处的振动台。已发现为0.03-0.06英寸的所需目标包埋深度提供良好的挠曲强度并且在划线时无稀松布剥离。
图3中示出的结果确认了4×4稀松布比8×8常规对照网格稀松布更好的稀松布包埋。
最大集料尺寸
更开放的4×4网格布预期允许更大的最大集料尺寸。根据ASTMC330，目前的集料接近细集料（4.75mm至0）。使用4×4网格布时，可能也可以使用细集料和粗集料（9.5mm至0）的组合。
实例3
自表10和表11的配方（参见实例4）在模具中制备若干实验室测试面板：首先铺放底部稀松布，然后浇注胶结浆料，再然后用泥铲移除过量的浆料至给出0.5”的厚度。然后在浆料之上放置顶部稀松布，再然后用泥铲轻轻修整表面以确保顶部稀松布包埋进浆料中。密封样品并于90℉/90%RH（相对湿度）下固化7天，然后进行挠曲强度和钉拉拔测试。该实验室浇注所用的浆料配方与工厂水泥面板制造中使用的配方相同以评价广泛的面板密度的使用对用本发明的4×4玻璃纤维网格稀松布所获得的钉拉拔强度的影响。
制造的水泥板用包埋在胶结浆料中的耐碱聚氯乙烯（PVC）涂布玻璃纤维网格布进行表面增强。该增强网格布是Saint-Gobain Technical Fabrics制造的。
用0.60:1的水/水泥（反应性胶结粉末）重量比和0.35:1的膨胀页岩集料/反应性胶结粉末比率重量比组合该实例中包含的组合物。将所用的反应性干粉成分、珍珠岩和集料与水在提供高于环境温度的初始浆料温度的条件下拌合。使用具有的温度产生初始温度在125℉至140℉（51.7℃至60.0℃）范围内的浆料的热水。
调节各种化学添加剂（三乙醇胺、柠檬酸钠、三偏磷酸钠和萘磺酸盐高效减水剂）的剂量比率以获得所需的流动行为和快凝特性。
所制造的水泥板在浆料制备和板形成后10分钟内即是硬的并可操作。
进行机械测试以表征所制造的轻质水泥板的物理性质。
按ASTM C 947进行测试来测量挠曲强度。
最大挠度用对试样按ASTM C 947进行挠曲测试所得到的挠曲负荷-挠度曲线图测量。最大挠度代表中间第三个负荷点处对应于最大负荷的试样位移。
按ASTM D1037进行测试来测量钉拉拔强度。
制造后两天，按ASTM C947对板进行测试以表征挠曲性能。表7和8分别为表5和6示出了受试板在纵向（机器方向）和横向（与机器方向相交）上的挠曲性能。表中所示的结果证实，面板发展了优异的挠曲强度和挠曲延展性。
表9中示出的数据证实了本发明面板令人满意的钉拉拔性能。
Figure BDA00003200182500272
表9示出了所制造的面板的钉拉拔性能。使用头直径为0.375英寸（10mm）、柄直径为0.121英寸（3mm）的屋面钉按测试方法ASTMC-1325-08B“Standard Specification for Non-Asbestos Fiber-Mat ReinforcedCementitious Backer Units（非石棉纤维毡增强胶结衬垫件标准规范）”和ASTM D 1037-06a“Standard Test Methods for Evaluating Properties ofWood-Base Fiber and Particle Panel Materials（木质纤维和粒子面板材料性能评价的标准测试方法）”测试面板的钉拉拔强度。对于湿钉拉拔，测试前将样品在室温下于水中浸泡24小时。
实例4
用本发明的4×4玻璃纤维网格稀松布制得的水泥板和用常规的8×8玻璃纤维网格稀松布制得的水泥板的工厂规模生产比较。
由于使用更开放的网格布如G-37网格稀松布代替更紧密的网格布——常规的G-75网格稀松布可能带来潜在的钉拉拔性能问题，因此在本实例中针对下面的水泥板工厂试验样品测试该性质。
下面的实例示意用本发明的改进的玻璃纤维网格稀松布以商业制造方法制造轻质水泥板。使用的原材料包括III型波特兰水泥、C类粉煤灰和硫酸钙二水合物（石膏粉）的反应性胶结粉末、化学涂布珍珠岩、膨胀粘土和页岩集料以及外加的液体。所述液体（例如，三乙醇胺）为作为水溶液加入的外加剂。此外，加入柠檬酸钠和磺化萘高效减水剂以控制拌合料的流动性。这些外加剂按整个反应性粉末的重量百分数加入。
表10示出了用来生产0.5英寸厚水泥面板的常规水泥板组成，该水泥面板使用本发明的改进的稀松布，密度为约60磅每立方英尺（pcf）（1.0g/cc），相比之下，对照物的密度为78磅每立方英尺（pcf）（1.25g/cc）。
Figure BDA00003200182500281
表11示出了用来生产0.5英寸（1.27mm）厚轻质水泥面板的优选水泥板系统的特定组成，该水泥面板使用本发明的改进的网格稀松布制成，密度为约60磅每立方英尺（pcf）（1.0g/cc）。
所制造的水泥板用包埋在胶结浆料中的耐碱聚氯乙烯（PVC）涂布玻璃纤维网格布进行表面增强。该增强网格布是Saint-Gobain TechnicalFabrics制造的。
Figure BDA00003200182500291
化学涂布珍珠岩为SILBRICO牌珍珠岩，型号为SIL-CELL 35-23，中值粒径为40微米，并且具有烷基烷氧基硅烷涂层。
板中夹带的空气通过表面活性剂泡沫引入，所述表面活性剂泡沫单独制备并直接加向浆料拌合器中的湿胶结浆料中。使用水基溶液中的α烯烃磺酸钠（AOS）表面活性剂来制备泡沫。水基溶液中的表面活性剂浓度为0.90重量%。应指出，组合物中夹带的空气、珍珠岩和膨胀粘土集料的组合是获得目标低浆料密度的原因。
所制造的水泥板用包埋在胶结浆料中的耐碱聚氯乙烯（PVC）涂布玻璃纤维网格布进行表面增强。该增强网格布是Saint-Gobain制造的。
Technical Fabrics
用0.60:1的水/水泥（反应性胶结粉末）重量比和0.35:1的膨胀页岩集料/反应性胶结粉末比率重量比组合该实例中包含的组合物。将所用的反应性干粉成分、珍珠岩和集料与水在提供高于环境温度的初始浆料温度的条件下拌合。使用具有的温度产生初始温度在125℉至140℉（51.7℃至60.0℃）范围内的浆料的热水。
调节各种化学添加剂（三乙醇胺、柠檬酸钠、三偏磷酸钠和萘磺酸盐高效减水剂）的剂量比率以获得所需的流动行为和快凝特性。
所制造的水泥板在浆料制备和板形成后10分钟内即是硬的并可操作。
进行机械测试以表征所制造的轻质水泥板的物理性质。
按ASTM C 947进行测试来测量挠曲强度。
最大挠度用对试样按ASTM C 947进行挠曲测试所得到的挠曲负荷-挠度曲线图测量。最大挠度代表中间第三个负荷点处对应于最大负荷的试样位移。
按ASTM D1037进行测试来测量钉拉拔强度。
制造后两天，按ASTM C947对板进行测试以表征挠曲性能。表7和8分别为表5和6示出了受试板在纵向（机器方向）和横向（与机器方向相交）上的挠曲性能。表中所示的结果证实，面板发展了优异的挠曲强度和挠曲延展性。
表12示出了所制造的面板的钉拉拔性能。使用头直径为0.375英寸（10mm）、柄直径为0.121英寸（3mm）的屋面钉按测试方法ASTMC-1325-08B“Standard Specification for Non-Asbestos Fiber-Mat ReinforcedCementitious Backer Units（非石棉纤维毡增强胶结衬垫件标准规范）”和ASTM D1037-06a“Standard Test Methods for Evaluating Properties ofWood-Base Fiber and Particle Panel Materials（木质纤维和粒子面板材料性能评价的标准测试方法）”测试面板的钉拉拔强度。对于湿钉拉拔，测试前将样品在室温下于水中浸泡24小时。
表12中示出的数据证实了本发明面板令人满意的钉拉拔性能。
Figure BDA00003200182500301
使用表11的本发明水泥组合物按商业工厂制造程序用本发明的4×4玻璃纤维网格稀松布（由St.Gobain所供给）制备生产工厂规模试验面板，编号：试验#37至试验#40，并用常规的8×8玻璃纤维网格稀松布（也由St.Gobain所供给）制备对照面板#50：首先铺放底层网格稀松布，然后让胶结浆料流注到底部网格布上，然后在胶结浆料之上放置顶层网格稀松布。该浆料具有与表11中所示实验室制备样品中使用的浆料配方相同的组成。
试验#39和#40制造为具有比试验37至38和对照#50的面板为60pcf的目标板重量更高的为62pcf的目标板重量以评价板重量增加对板的钉拉拔强度的影响。
运行性能
工厂试验运行表明，相比于常规的网格稀松布（对照），本发明的4×4网格布更易于运行。发现由于其更开放的结构，故其更易于包埋顶部网格布到浆料中。更开放的网格布结构还允许使用更粘稠的浆料。也可以使用含有更大的最大集料尺寸的浆料。
划线折断
在安装过程中切割面板是现场的常见做法。用美工刀在胶结面板的顶表面上划两道划线，然后将面板折断成两段。由于底部网格布常常仍桥接着这两个段，故底部网格布也必须被切割。
在评价划线折断时，评价面板表面划线的容易性，这已发现与网格稀松布中的股线数有关。虽然用现有网格稀松布制得的面板通常要划两道划线，但用本发明的网格稀松布制得的面板仅需要划一道划线。此外，虽然在现场已发现有覆盖在底部稀松布上的水泥剥落或层离的可能性，但由于用本发明的稀松布制得的面板更强的稀松布粘结，故使用本发明的网格稀松布时剥落较少。
边缘紧固
用靠近边缘（切割边缘和规则边缘）的紧固件将测试面板紧固到木立柱。观察紧固件所定位于的点处面板的完整性，即在靠近边缘紧固时面板是保持在一起还是分开。在用常规网格布和本发明的网格布制得的面板之间未观察到面板完整性差异。
稀松布粘结
用使稀松布自6”宽的芯脱粘所需的力来量度网格布与水泥板芯之间的粘结强度。足够的粘结强度将确保负荷从水泥基体适当转移向稀松布以及令人满意的挠曲性能。安装现场中还需要避免划线折断或锯切过程中的层离或剥落。
针对本发明的网格稀松布的稀松布粘结强度测试结果在图6中以条形图示出。用4×4稀松布制得的试验板比用8×8稀松布制得的对照板具有更强的粘结结果。
表13中与自Saint-Gobain获得的8×8网格稀松布对比地给出了用表11的水泥组合物和4×4稀松布制得的本发明水泥板系统的工厂试验的工艺和现场评价详细结果。
Figure BDA00003200182500321
按ASTM C947-03（2009年重新批准）“Standard Test Method forFlexural Properties of Thin-Section Glass-Fiber Reinforced Concrete,usingsimple beam with Third-Point Loading（薄剖面玻璃纤维增强混凝土挠曲性能的标准测试方法（使用1/3点荷载的简支梁））”进行工厂规模面板的机械性能测试。
该测试评价水泥板的长期耐久性。用作水泥板中的增强物的玻璃稀松布在水泥板中的碱性环境下将降解。对于聚合物涂布玻璃稀松布，情况也是这样，因为涂层中总有缺陷，这些缺陷使得玻璃易于被攻击。
长期耐久性测试使用加速老化程序来预测水泥板中涂布玻璃的长期性能。将板样品在80℃的水中浸泡特定的时间，测试挠曲强度并与初始挠曲性能相比较。80℃下一天大约等同于1.1年的正常老化。
如表14中所示，试验#37和#39的“即时”挠曲测试以及本发明的4×4网格布的试验#37的7天、14天、28天和42天长期挠曲性能与对照（试验#50）的常规8×8网格布相当。
Figure BDA00003200182500331
所有试验样品的干和湿钉拉拔强度在图4和5的条形图中示出，表明具有改进的网格布的试验面板符合ASTM C1325和ANSI 118.9的钉拉拔规范。
工厂规模测试的结果证实，稀松布与面板芯的粘结有了非常重要的改进，从而避免在使用常规的划线折断安装程序时稀松布在安装过程中自芯层离。面板每侧上的稀松布远比先前的市售稀松布易于划线并在面板背侧上留下更干净的切口和更少的剥落。
实例5
使用由Phifer公司供给的G37纱制得的4×4每平方英寸构造的稀松布制备表11的配方的水泥板并按上面实例4中的方法进行测试。如表15中所示，该稀松布增强水泥板提供令人满意的即时和长期性能。
Figure BDA00003200182500341
比较例
用下面表16和17中所示的组合物制造另外两个对比测试样品：
Figure BDA00003200182500342
Figure BDA00003200182500351
用用于本发明的优选配方之一，即表10的配方（本文称为配方A），加4×4稀松布制造实验室规模面板，并与用表16和17的比较配方C及D加相同的St.Gobain 4×4稀松布制得的实验室面板相比较。
表18中示出了实验室面板A和C和D的比较结果。
表18中的测试结果表明，自较重密度的配方D制得的面板具有较低的DMAX，这对于提供更高柔性的面板来说是不期望的。
胶结板（包括水泥面板、石膏壁板和石膏纤维板）领域技术人员应认识，前述实施例中可作许多替换和改变而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种具有改进的强度、长期耐久性和操作性能的增强胶结板系统，所述增强胶结板系统包含：
胶结材料的芯层，所述胶结材料的芯层具有相背的平面表面和相背的边缘；
至少一个包埋在所述芯层的所述相背的平面表面中的耐碱玻璃纤维网格布增强物外层，
其中所述玻璃纤维网格布增强物为分别在纵向和横向上具有约4×4至6×6股每英寸构造的网格稀松布，和
其中所述玻璃纤维网格布增强物自涂布玻璃纤维纱制成，所述纱在未涂布状态的标称密度为约1200至5000直线码每磅玻璃纤维纱，和
以干基计，所述涂布纱包含40-65重量%的涂层；
其中所述胶结材料包含：
以湿基计25至60重量%包含波特兰水泥的反应性胶结粉末，
10至40重量%的水，
以湿基计1至70重量%的填料；和
任选的添加剂，所述任选的添加剂选自减水剂、化学促凝剂、化学缓凝剂、加气剂、发泡剂、收缩控制剂、着色剂、粘度调节剂和增稠剂以及内部固化剂中的至少一员；
其中所述系统比现有技术水泥板系统具有改进的操作性能以允许更深的渗透以及所述网格稀松布与所述芯层改进的粘结以防止层离，
其中所述水泥板系统在所述水泥板的安装过程中仅需要在每个平面表面上划一道划线即可易于沿所述划线折断所述水泥板；
所述涂层包含耐碱聚合物。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述胶结材料还包含以湿基计约0-50体积%的夹带的空气，
基于所述波特兰水泥和粉煤灰的总和计，其中所述反应性粉末包含以干基计约25至100重量%的波特兰水泥和0至75重量%的粉煤灰，和
其中所述填料为轻质集料或填料，选自高炉矿渣、火山凝灰岩、浮石、砂、膨胀粘土、膨胀页岩、经化学涂布的水密且拒水的膨胀珍珠岩、中空陶瓷球、中空塑料球、膨胀塑料珠以及它们的混合物。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述玻璃纤维纱在未涂布状态的标称密度为约3700至5000直线码每磅玻璃纤维纱，
根据ASTM C-1325-08B，其中所述水泥板系统的钉拉拔强度为至少90磅，
其中所述水泥板的密度为约40至100磅每立方英尺，和
其中所述网格稀松布包埋进所述水泥芯层的至少一个所述平面表面中约0.03至约0.06英寸之间。
4.根据权利要求1所述的板系统，其中所述玻璃纤维织物上的所述耐碱涂层选自蜡、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚酯、丙烯酸树脂、丙烯腈、有机硅、苯乙烯-丁二烯、聚丙烯、环氧树脂和聚乙烯以及它们的混合物。
5.根据权利要求1所述的胶结板系统，其中所述板在所述芯的一对所述相背的边缘上包含至少一个所述玻璃纤维网格布增强物的外层，和
其中所述玻璃纤维网格布增强物在纵向和横向上均具有4.0×4.0股每英寸构造。
6.一种增强胶结板系统以提供具有改进的强度、钉拉拔强度和操作性能的水泥板的方法，所述方法包括提供胶结材料的芯层，所述芯层具有相背的平面表面和相背的边缘，并且至少一个耐碱玻璃纤维网格稀松布增强物的外层包埋在所述相背的平面表面内，所述方法包括：
通过将所述胶结浆料浇注经过玻璃纤维网格稀松布以在所述浆料干燥之前涂布和包埋整个所述网格稀松布于所述胶结浆料中来向芯胶结浆料的上表面和下表面施加所述玻璃纤维网格稀松布；
其中所述玻璃纤维网格稀松布分别在纵向和横向上具有约4×4至约6×6股玻璃纤维每英寸网格布构造，并且所述玻璃纤维网格布自涂布玻璃纤维纱制成，所述纱在未涂布状态的标称密度为约3700至5000直线码每磅玻璃纤维纱；
以干基计，所述涂布纱包含40-65重量%的涂层；
其中所述胶结材料包含：
以湿基计25至60重量%包含波特兰水泥的反应性胶结粉末，
10至40重量%的水，
以湿基计1至70重量%的填料；
任选的添加剂，所述任选的添加剂选自减水剂、化学促凝剂、化学缓凝剂、加气剂、发泡剂、收缩控制剂、着色剂、粘度调节剂和增稠剂以及内部固化剂中的至少一员；和
所述涂层包含耐碱聚合物，
其中所述系统比现有技术水泥板系统具有改进的操作性能以允许更深的渗透以及所述网格稀松布与所述芯层改进的粘结以在所述胶结芯和所述网格稀松布之间提供更强的粘结从而防止层离，和
其中所述水泥板系统在所述水泥板的安装过程中仅需要在每个平面表面上划一道划线即可易于沿所述划线折断所述水泥板。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述胶结材料还包含以湿基计约0至约50体积%的夹带的空气，和
其中所述填料包含1至10重量%经化学涂布的水密且拒水的膨胀珍珠岩填料。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述反应性胶结粉末包含：
以湿基计35-60重量%包含波特兰水泥和任选地火山灰质材料的反应性胶结粉末，
以湿基计2-10重量%经化学涂布的水密且拒水的膨胀珍珠岩填料，
20-40重量%的水，
以湿基计10-50体积%的夹带的空气，
任选的添加剂，所述任选的添加剂选自减水剂、化学促凝剂、化学缓凝剂、加气剂、发泡剂、收缩控制剂、着色剂、粘度调节剂和增稠剂以及内部固化剂中的至少一员；和
10-25重量%的第二填料，所述第二填料选自膨胀粘土、页岩集料、浮石、高炉矿渣、火山凝灰岩、砂、膨胀页岩、膨胀珍珠岩、中空陶瓷球、中空塑料球、膨胀塑料珠以及它们的混合物中的至少一员；
其中所述经化学涂布的膨胀珍珠岩填料和第二填料总共为至少20重量%。
9.根据权利要求6所述的方法，其中至少一个玻璃纤维网格布增强物的外层在所述芯的一对所述相背的边缘上，
其中所述玻璃纤维网格稀松布在纵向和横向上均具有4.0×4.0股每英寸构造，和
其中所述玻璃纤维网格布用玻璃纤维纱制成，所述纱在未涂布状态的标称密度为约3700直线码每磅玻璃纤维纱。
10.根据权利要求6所述的方法，其中所述玻璃纤维网格布自涂布了耐碱涂层的玻璃纤维纱制成，所述耐碱涂层选自蜡、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚酯、丙烯酸树脂、丙烯腈、有机硅、苯乙烯-丁二烯、聚丙烯、环氧树脂和聚乙烯以及它们的混合物。
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