CN1052675C - 一种板形制品的制造工艺及制成品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种板形制品的制造工艺，更确切地说是一种包括含有水泥和沙子的，并被纤维加固的被水化的基体的制品的制造工艺。根据本发明，此工艺包括以下的阶段：a)人们混合那些组成成分，直至取得基本上均匀的糊状物；b)人们把糊状物压制成与基体几乎一样厚的带状物；c)按制品的尺寸把带状物切成段。本发明还推荐根据此工艺取得的板形制品。

Description

一种板形制品的制造工艺及制成品

本发明涉及的是一种板形制品的制造工艺，更确切地说是一种包括含有水泥、沙子的，并用纤维加固的水化基体的制品的制造方法。

本发明更被特别描述以便制造建筑物覆盖构件，例如模拟板岩的建筑物盖板。不过，本发明不局限这种类型的制品，而应该以非局限性的方式被理解，包括含有水泥、沙子并用纤维加固的水化基体的任何类型的制品。

此制造方法已经由模拟板岩实现建筑物盖板的欧洲专利申请书EP-A-165388提出。根据此文献的指教所取得的制品，被证实具有一个相对比较大的密度(大于2)，并且易碎，这就妨碍以一小的厚度，没有断裂或龟裂危险地来实现它们。这样得到的制品因此不能适合用来构成盖板。

实际上，本发明的目的在于导致实现能够被适当地用作建筑物覆盖层的薄板，特别是作为盖板，并具有板岩外表的薄板的一种制造方法。

由女申请人以号码9315184提交的法国专利申请书已经提出了一个这样的制造方法。根据此文献描述的方法，主要包括具有两种功能的拉轧阶段；首先这个阶段为制成品确定所希望的厚度。拉轧的第二个功能是改善加固纤维的取向，目的是获得各向同性的机械性能。要是由此文献提出的方法导致一些更轻的制品又具有想要的厚度而又不增加它们的脆性，那就必然有不怎么舒适的工作条件；实际上，由一系列轧辊的接触而实现的轧制能带来基体被粘在上述轧辊上的危险。除了基体损坏的危险，并因而由于材料损耗而增加生产成本以外，还必须经常进行设备清理，这也导致成本的增加。在基体粘在轧辊上的情况下，这些轧辊可能实际上携带一些变硬了的，并改变轧辊表面的外貌的材料。轧制操作因此变得无效。因此应该预备设备的经常清理，这就降低生产速度和增加成本。

因此本发明的目的在于用于建筑物覆盖的薄板制造方法，这些薄板不具有前面列举的缺点，特别是在轧制阶段中设备的积垢和在这同一阶段制作过程中产品损坏的危险。

根据本发明，这个目的由一板形制品的制造方法达到，此方法包括一个含有水泥和沙子的，并且用纤维加固的水化基体，上述方法包括以下阶段：

(a)将组成基体的各种成分即混合水泥、沙子、选择性的其它成分和水与增强纤维混合，直至获得一种均匀的糊状物；

(b)将所述糊状物挤压成具有厚度与制品的厚度相等的一种片状物；

(c)按制品的尺寸将所述片状物切割成段。

这样被描述的方法能制造一些板形制品，主要用来建筑物的覆盖，并且对于想要的厚度它们具有一些机械特性和一合适的密度。根据本发明的方法，尤其在于取消轧制阶段，此阶段联系着前面提到的各种各样的缺点。

虽然前面提及的方法的轧制阶段的第一功能已经被根据本发明关于把糊状物挤压成与基体几乎一样厚的片状物的阶段所履行是清楚的，但与对应于第二功能的结果相似的结果的取得就不明显了。事实上，关于给与制品所希望的厚度的第一功能，根据本发明已经明显地被糊状物直接地按最终制品想要的尺寸挤压所代替。至于轧制阶段的第二个功能，根据先前技术的方法在于使那些加固纤维在已经被挤压的糊状物中重新取向，非常清楚和令人意外的是，并非一定需要所建议的那种挤压成形使纤维重新取向。如同本发明指教的那种挤压成形阶段使糊状物的厚度接近或符合最终制品所要的厚度，好象带来满足所考虑的应用的、在糊状物中的纤维二维取向。

根据本发明的一个优选方式，在挤压成形之前已预先过滤了糊状物以便清除那些大小与板的厚度近似的杂物。实际上尺寸接近或大于制品厚度的杂物的形成是不稀罕的。例如它可以是原料的积块或者加固纤维束。这种过滤使得能避免挤压成形头的积垢，此种积垢可能会干扰制品的制造。这种过滤例如借助于一个栅网，最好是被安装得易接近的，以便能容易地被清洗，就安装在挤压成形头的上游地方以便当此栅网被部分地积垢或阻塞时不干扰加工。这种过滤另外带来产品的更好的质量，尤其相对于具有一个轧制阶段的前面所提及的方法而言。实际上，关于这个方法，当这样一些杂物出现时，在轧制阶段中这些杂物已被研碎；不过这造成最终制品中的一个缺点，最终制品因此而被报废。根据本发明，这种类型的缺点不再出现，并且人们取得均匀质地的制品。

在本发明的一个变型中，预设一竖直的压实，使制品符合板的形状。在此阶段中，这主要可能借助一个上部模具给与制品的上部面一个天然板岩外表。

一个竖直的压实使得制品成形而没有干扰它的厚度的危险。实际上，在法国专利申请书9315184里提出的技术中，挤压机初始时与要成形的片状物形成一个角度，这可能干扰制品的均匀性，在这个制作阶段中原料可以流出。

在本发明的另外一种变型中，其中糊状物以稍微大于制品的厚度被挤压，竖直压实在一个上部模具和一个对面的下部模具之间被实现，这些模具具有非平面的形状。

这另一种变型使得例如覆盖构件的实现具有一些凸起部分用来使这些构件固定在一支撑物上和(或)与它固定在一起。

这些变型中的一个或另一个实现的制品，因此可能具有一个类似板岩的面，并且或许具有一些主要是起固定和防水性作用的形状。

为了进一步改善制品的模拟板岩的表面的状态，以使这制品更像一个天然的板岩，本发明预先安排一个伴随竖直压实的振动，这个振动主要能减小表面的孔隙率同时使颗粒收紧。这最好地是一种竖直的振动，其振动频率在30Hz和150Hz之间，更好是在75Hz和100Hz之间，而优选是87Hz，而其振幅小于2毫米，优选为0.9毫米。

至于压强，它是在0.5和5巴之间，当一振动伴随着压实时，压强可以更弱些。

本发明还推荐一板形制品，它是由刚刚被提及的方法得到的。这种板形制品以含有水泥和沙子，并以纤维加固的水化基体为特征。此水化基体含有100份重量的水泥，80到120份重量的粒度小于1毫米的沙子，而纤维是具有一相对于无玻璃的干料的重量百分比在3～4％之间的抗碱玻璃纤维，此制品最好有一最多等于1.85的密度。

小于3％的玻璃纤维含量导致加固不足。大于4％的含量可能导致流动性方面的困难，也就是说糊状物表现一种不足的塑性，尤其对于它的成形处理时。在一种优选的变型时，纤维含量小于3.5％，以便保证有足够的塑性并改善生产成本。

玻璃纤维有一个优选的长度和直径比大约在100和200之间。这样被描述的制品的组成特别好地适合前面描述的制造方法。这特别地表明玻璃纤维含量小于由法国专利申请书9315184所提倡的含量，但导致完全满意的结果。那些获得的制品实际上具有一些良好的对所需厚度而言的机械性能，并且特别地有一良好的延展性。

根据制品的一种合适的形式，制品具有一个多孔性的表面，其孔径非常小，这样，上述的表面就局部地具有光滑的外表。这种光滑的外表仅仅是局部的，特别是在具有一个板岩的外表的表面的情况下。

水含量相对于干料重量百分比优选为16.5～21.5％之间。在16.5％以下糊状物的使用不再可能，而在21.5％以上在糊状物里就剩下自由的水，这可以导致最终产品的过分多孔。

水化基体可以有利地容纳一些超小微粒，主要地是硅石烟尘或准高岭土烟尘，按重量计从8份到18份的含量，优选量是10份的重量。这些微粒的主要功能是容易挤压成形，同时改善糊状物的塑性，并改善制品的机械性能。这些效果在重量为8份之下时是不足的，而当重量在18份之上时，挤压成形时塑性就过分降低。被推荐的准高岭土是在800℃下被处理过的变成了白榴火山灰的高岭土。“超微小颗粒”一般是指一些微粒，其BET比表面在10～30m²/g之间。

另外，为了改善挤压成形，特别是为了改善糊状物的滑动的效果，本发明有利地预备添加一种在纤维素酯族中选择的挤塑剂，如甲基羟基乙基纤维素(MHEC)，以大约一份重量的量添加。

为了给制品着色，基体还可能含有一种颜料，例如以重量为0.5份到2份的量，优选为重量1份的量的炭黑。炭黑的选择方便地导致有一个与天然板岩色彩非常接近的并且长期稳定的色彩。

在本发明优选的一种变型中，制品至少具有一个模拟板岩的一个面。

制品最好具有一个小于1厘米的通常厚度，优选厚度小于6毫米。

这样的一种制品因此具有构成建筑物覆盖构件的要求的所有性能，这种构件具有一些良好的机械性能。

这样的一些制品因此可以作为建筑物覆盖构件以与天然板岩同样的方式而被使用。

在另一个变型中，制品沿着一个边具有朝向下部伸出的扣接凸起，并具有一上部表面类似板岩，此表面或许具有肋条。下部和上部表面的概念联系着作为覆盖构件使用的制品的位置。根据这种变型的那些制品主要是当它们安装时能使覆盖区域减小，也就是说对应于上部肋条的区域。

本发明其它的细节和优点从根据本发明的实施例子的描述中突出表现出来，此描述是参照图1，2，3，4和5而做的，其中：

—图1为符合本发明的一个制品的透视简图，

—图2为根据本发明的另一种制品的透视简图，

—图3是为了实施本发明的一装置的简图，

—图4是为了实现如图1表示的一个制品的装置的一个阶段的简图，

—图5是为了实现如图2表示的一个制品的装置的同样阶段的简图。

这些各个不同的图是本发明的产品或设备例子的简图，其尺寸不是按比例表示的。它们是被简化的，并且某些细节是不成比例的以便简化本发明的理解。

在图1上表示的是根据本发明可能的第一种实现。这是模拟板岩的“平的”薄板1。这样的板是用黑的或黑灰的颜色实现的，它们呈现一个具有凸起的面5，已经部分地被用示意图表示在各个图上，模拟一个天然板岩的表面。这些板具有一个数量级从5到6毫米的通常厚度。

根据本发明的另一种实施方法，如图2所示，板1的厚度通常约为9毫米，并且沿着构成板的上部边缘的边缘2有些向下凸出的高约8毫米的挂接凸起部分；在板的上部表面5上，也就是模拟天然板岩面的表面，沿着上述的上部边缘和两个侧边缘，这个板还有一些连接肋条4。侧边缘的厚度缩减为大约一半，一个边缘从上部开始，另一个边缘从下部开始，而它们的肋条4对于第一个边缘来说是向上的，对于第二个来说则是向下的，以便能把一个板与邻近的板嵌合起来。此外，板1的下部边缘有一个合适的槽(未表示在图上)，为了容纳就位于上方的板的上部边缘的肋条4。

那些板1有典型的尺寸，从200×300mm到300×600mm，偶然地600×600mm，而它们是相对地轻的，具有一数量级为1.8的密度。

在每一种实施的方式中，板1的上部表面呈现一些模拟板岩的无规则花纹5，被称作“石板的劈理面”，已部分地在那些图上被用图解表示了。

那些板1是可延展的：它们具有一个数量级从14到18MPa的断裂强度和一个至少0.15％的断裂延伸量。

这些板1因此可以被用作建筑物的覆盖物。图1的那些板将传统地作为天然板岩被安装，而在图2上表示的板能借助肋条4进行嵌合，肋条限定这些板1彼此覆盖的部分。

图3非常简略地表明为实现板1的一个装置。首先，人们从下面描述的一定数的组成成分出发通过搅拌做成糊状物。未被表示在图上的搅拌可以用内行人已知的任何技术来实现，例如在一个槽里，或者在一个或好几个搅拌螺旋里，此搅拌螺旋同样也用来挤压。

开始的糊状物是用下面的组成成分实现的，它们形成一个被玻璃纤维加固的水化基体：

1.基体

1.1干材料

—高质量的硅酸盐水泥(波特兰水泥)，例如HPR水泥：100份的重量，

—硅石烟：10份的重量，

—粒度小于800微米的细沙：100份的重量，

—挤塑剂：甲基羟基乙基纤维素(MHEC)大约1份的重量，

—黑色颜料(炭黑)：大约1份的重量。

1.2水：相对于干料重量百分比为19％

2.增强纤维

这是些抗碱性玻璃纤维，相对于没有玻璃的干料具有重量百分比为3.5％。这些纤维可能主要是些长度在6～12毫米，直径为14微米的200条细丝组成的纤维，即有一个长度和直径比为大约100和200之间。一些合适的玻璃纤维是一些不可溶解于水的油化纤维，按“Cemfil”品牌可以在市场上得到。

上面描述的组成成分的整体，以相对强烈而快速的方式被搅拌，以取得很浓重的糊状物，具有差不多如同可模塑的糊状物的稠度，在这种糊状物中玻璃纤维与糊状物合成一体。

搅拌阶段之后，糊状物被引到一个挤压成形螺旋6里，然后被挤压成一带7的形状，按一厚度差不多等于板1在最终状态的厚度挤压。带7的尺寸的取得由适当的挤压成形头或口的选择而实现。带7在一皮带输送机8上被接收。在装置或挤压成形螺旋内部，人们放置一个过滤器(未被表示在图上)，它将能消除所有可能干扰挤压成形的杂质。如同在前面被说明的那样，这些杂质可能是由原料的集块或者纤维束而形成的，并能达到制品的所希望的尺寸，因此能达到挤压头的尺寸。为了避免挤压头的阻塞，也就是为了避免在带7的形成中的干扰，最好是在这些杂质尚未达到挤压头时就拦住这些杂质。过滤器可以由一栅网构成，其缝隙的选择要以能扣留住能干扰制造的杂质的方式进行选择。栅网最好就被安装在挤压头的足够远的上游，使当栅网由于杂质存在而积垢时挤压成形不能被干扰。另外，栅网以可接近方式预先准备好，以便很容易地经常地被清理而不中断生产。

一个横向切割装置9由带7出发形成块10的系列，它们差不多具有成品板1的尺寸。这些块10由第二输送带11收集，这个输送带把这些块10引导到第三个输送带12，它是一系列支撑物13的携带者。这第三个输送带12到达输送带11的下面，并与此输送带形成一个角，以便这两个输送带形成一个汇合点。速度是同步的以便在输送带11的端点上，每个支撑物13接收一个块10，并总是在同样的相对位置上。

那些支撑物13将在下面被更详细地描述，特别是参照图4和图5来描述。由支撑物13携带的每一个块10就这样被引到成形装置14。

这个成形装置具有一个或好几个成形板14来将一个或好几个块10同时罩住和挤压。一个唯一的板14被表示在图3上。板14的下部表面复制有一个天然板岩的表面的图案或凸起；这个图案最好是事先在一天然板岩上直接地被模塑而成。挤压的时间一般是小于10秒钟，最好在5秒范围内。成形时由板14所加的压强在0.5和5巴之间。这个压强当有振动与它结合时，可以特别地减小。这些振动的功能主要是改善板1的上部面的表面状况，也就是说，模拟板岩外表的面的表面状况。实际上，使用这些振动能局部地取得一个更光滑的表面，同时保持模拟板岩的形状起伏；看上去那些振动能重新封闭孔隙或者出现在块10表面上的那些“微小缺点”。使用振动同样有利于材料的液流性能的改善。

在符合图1的一个板1的实现的情况下，当此板具有尺寸为300×600mm时，振动由下列参数决定：一个87Hz的频率和一个0.9毫米的振幅；被成形板1作用的压强大约为1巴。

刚刚被描述的振动可以由内行人的任何已知方法得到，例如由一个或好几个与板14结合的振动器17，并借助于上述的板传递那些振动。

刚刚被提及的那些振动在挤压一个块10后同样具有简化脱模或从成形板14撤出的优点。实际上，组成块10的原料不具有任何胶合，并很容易地从板14上脱落。

图4简略地表明一个块10的挤压最后阶段，以得到与在图1上所表示的板一样的一个板1。同样图5表示这同样阶段，用于与在图2上被表示的板一样的一个板1。这两种类型的板或制品1的实现在某些点上是不同的，特别是在成形板14和支撑物13不同种选择上，成形板14和支撑物13可以被分别地称为上部模子14和下部对应模子13。

在图1的平的板1的情况下，成形是在平的支撑物13上进行的，而在图2的具有凸出部分3和4的板1的情况下，人们使用具有一些凹槽15的支撑物13，当成形时在这些凹槽里糊状物被变形以便形成那些凸起部分。至少那些上部凸起4，它们是借助于一些凹槽16形成的，那些成形板14具有这样的凹槽16。

此外，在根据图2的一个制品或板1的实现的情况下，被挤压的带7有最终制品的近似尺寸，但稍微大于最终制品，以使构成一个块10的材料的量足够形成凸出部分或肋条3和4，并因此充满那些凹槽15和16。

另一方面，成形板14的下部可以从天然板岩的各种不同的印迹出发而被实现，每个印迹方便地对应着同样的体积。这样，由每一个块10带来的材料的量是一样的，这就在成形时有可能最大限度地避免材料的出毛边的任何危险。

继挤压阶段之后，携带具有想要的成形的那些板1的支撑物13连同上述的板1被引到制造的最后阶段，此阶段在于把它们烘干和给它们涂漆以便得到模拟板岩的最终产品，比较轻而可伸延，这已在前面被描述过了。

Claims (27)

1.一种板形制品的制造方法，所述板形制品包括一种水化基体，所述水化基体主要含有水泥、沙子，并由纤维增强，其特征在于所述制造方法包括下列步骤：

(a)将组成所述水化基体的各种成分即混合水泥、沙子、选择性的其它成分和水与增强纤维混合，直至获得一种均匀的糊状物；

(b)将所述糊状物挤压成具有厚度与制品的厚度相等的一种片状物；

(c)按制品的尺寸将所述片状物切割成段。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法还包括在步骤(a)和步骤(b)之间的一个步骤(a’)，以将所述糊状物过滤清除那些尺寸接近板形制品的厚度的杂质。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括步骤(d)：通过一种竖直压实操作将所述片状物压实成板形制品而后切割成段。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述糊状物挤压形成的一个片状物，其厚度近似等于，但稍大于制品的厚度，所述方法的步骤(d)包括在一个上部模子和一个对应的下部模子之间进行竖直压实操作的步骤，所述下部模子具有不平坦的形状。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述竖直压实操作伴随以振动。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述振动是竖直方向上的振动，且其频率在30赫兹和150赫兹之间，其振幅小于2毫米。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述振动是竖直方向上的振动，且其频率在30赫兹和150赫兹之间，其振幅等于0.9毫米。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述振动是竖直方向上的振动，且其频率在75赫兹和100赫兹之间，其振幅小于2毫米。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述振动是竖直方向上的振动，且其频率在75赫兹和100赫兹之间，其振幅等于0.9毫米。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述振动是竖直方向上的振动，且其频率为87赫兹，其振幅小于2毫米。

11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述振动是竖直方向上的振动，且其频率为87赫兹，其振幅等于0.9毫米。

12.根据权利要求3所述的方法，其特征在于在竖直压实过程中，其压强在0.5到5巴之间。

13.根据权利要求2所述的方法，其特征在于在通过竖直压实形成板状物时还包括步骤(d)以将形成的所述片状物切割成段。

14.一种板形制品，包括一种主要含有水泥、沙子并由纤维增强的水化基体，其特征在所述于水化基体含有按重量计为100份的水泥和按重量计为80份到120份的粒度小于1毫米的沙子，且纤维是抗碱玻璃纤维，所述抗碱玻璃纤维相对于无该玻璃纤维的干料，其按重量计的百分比为3～4％。

15.根据权利要求14所述的制品，其特征在于所述制品的比重至多等于1.85。

16.根据权利要求15所述的制品，其特征在于所述抗碱玻璃纤维具有一个相对于无玻璃纤维的干料按重量计的百分比为小于3.5％。

17.根据权利要求16所述的制品，其特征在于按重量计相对于干料的百分比，所述水化基体含有16.5％和21.5％之间的水。

18.根据权利要求17中的一项所述的制品，其特征在于所述玻璃纤维的长度和直径的比值在100和200之间。

19.根据权利要求18所述的制品，其特征在于所述水化基体另外含有超小微粒的硅石烟或准高岭土烟，其含量按重量计为8到18份。

20.根据权利要求18所述的制品，其特征在于所述水化基体另外含有超小微粒的硅石烟或准高岭土烟，其含量按重量计为10份。

21.根据权利要求19或20所述的制品，其特征在于所述水化基体另外含有一种在纤维素酯族里选择的如甲基羟基乙基纤维素(MHEC)的挤塑剂，其含量按重量计为1份。

22.根据权利要求21所述的制品，其特征在于所述水化基体另外含有一种如炭黑的颜料，其含量按重量计在0.5和2份之间。

23.根据权利要求22所述的制品，其特征在于所述制品成形，且所述制品具有至少一个模拟板岩的面。

24.根据权利要求23所述的制品，其特征在于所述至少模拟板岩的面局部地具有一个光滑的表面，其孔隙至少部分地封闭。

25.根据权利要求24所述的制品，其特征在于用作建筑物的覆盖时，并在其中央部分具有一个小于1厘米的厚度。。

26.根据权利要求24所述的制品，其特征在于用作建筑物的覆盖时，并在其中央部分具有一个小于6毫米的厚度。

27.根据权利要求25或26所述的制品，其特征在于沿着一个边缘，所述制品具有朝下面的凸起的挂接的凸起部分和一个模拟板岩的上部表面，或还具有肋条。

Images