CN105819810A - Grg制品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种GRG制品，其原料包括脱硫石膏、玻璃纤维、水、胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐。本发明将胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐组合作为增强因子并用作GRG制品的原料，与脱硫石膏、玻璃纤维、水混合，胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐相互之间可产生协同作用，使GRG制品具有非常高的抗压、抗弯和抗拉强度，最大限度地延长GRG制品的使用寿命；本发明的GRG制品质轻，可对室内环境的湿度进行调节，还具有良好的韧性，可任意造型；本发明的GRG制品还具有良好的声学反射性能；所使用的胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐等材料均来自天然或者废气物的再加工，具有良好的环保性。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种GRG制品。
背景技术
GRG(GlassFiberReinforcedGypsum，玻璃纤维增强石膏)是一种特殊改良纤维石膏装饰材料，造型的随意性使其成为要求个性化的建筑师的首选，其独特的材料构成方式使得它具有较大的强度，从而可以抵御外部环境造成的破损、变形和开裂。GRG产品的选型丰富任意，GRG产品可以定制单曲面、双曲面、三维覆面各种几何形状、镂空花纹、浮雕图案等任意艺术造型，可充分发挥设计。
目前，国内厂家大部分采用天然石膏、中碱纤维网格布和自来水为原料，采用手糊或者喷涂的工艺制作GRG产品，所制得的GRG产品板的强度较低、耐候性差、寿命短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种GRG制品，其具有较高的强度和使用寿命。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
提供一种GRG制品，其原料包括：脱硫石膏、玻璃纤维、水、胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐。
本发明中，脱硫石膏为GRG制品的基料，本发明采用的是GRG专用的脱硫石膏粉；本发明中的玻璃纤维(GlassFiber)为GRG制品专用的增强玻璃纤维，作为GRG制品的内部骨架，其具有连续刚性，耐热性强，抗腐蚀性好，机械强度高，GRG制品中加入玻璃纤维可提高其抗压、抗弯等强度；胶浆购于西卡，为瑞士进口材料，可大大提高GRG制品的密实度和强度；本发明中的偏高岭土购自于西卡，为进口材料，又名星粉，可以提高GRG制品的强度、寿命等工作性能，缓解GRG制品的老化和降解；火山灰由岩石、矿物和火山玻璃碎片组成，呈酸性，直径小于2mm，加入到GRG制品中，可增加GRG粘度和柔韧度，增加GRG凝固前的筋度和凝固后的强度，其酸性特质可消除脱硫石膏的泛碱现象，火山灰具有天然抗风化作用，可以使GRG制品具有强耐候性，此外，还能减少GRG制品泌水，提高GRG制品的表面密实度和抗硫酸盐侵蚀的能力；本发明中的甲基硅酸盐为立体网状结构，是一种来自海洋深处的重砂超细粉末，又名深海收缩粉，甲基硅酸盐与脱硫石膏固化时产生的气泡(CO2等气体)和水反应，形成甲基硅醇类物质，变成网状有机硅，因此甲基硅酸盐作为GRG制品的原料，可消除脱硫石膏固化过程中产生的气泡和多余的水分，提高防潮、防渗透、防水和抗污能力，也提高了GRG制品的寿命。
本发明将胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐组合作为增强因子并用作GRG制品的原料，与脱硫石膏、玻璃纤维、水混合，胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐相互之间可以产生协同作用，使GRG制品具有非常高的抗压、抗弯和抗拉强度，最大限度地延长GRG制品的使用寿命；本发明的GRG制品质轻，可对室内环境的湿度进行调节，还具有良好的韧性，可任意造型，GRG制品用于建筑中，可以使GRG制品与建筑本身同龄；本发明的GRG制品还具有良好的声学反射性能；此外，本发明所使用的胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐等材料均来自天然或者废气物的再加工，具有良好的环保性。
作为本发明的优选方案，按重量份计，GRG制品的原料包括：
脱硫石膏50份；
玻璃纤维4.5～7份，例如4.6份、4.7份、4.8份、5份、5.1份、5.2份、5.5份、5.8份、6份、6.5份或6.8份；
水17份；
胶浆2.8～6份，例如2.9份、3份、3.1份、3.2份、3.5份、3.8份、4份、4.2份、4.5份、4.8份、5份或5.5份；
偏高岭土1.5～2.5份，例如1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份、2.1份、2.2份、2.3份或2.4份；
火山灰1.5～2.5份，例如1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份、2.1份、2.2份、2.3份或2.4份；
甲基硅酸盐0.7～1.3份，例如0.75份、0.8份、0.85份、0.9份、0.95份、1份、1.1份或1.2份。
本发明通过反复的试验和性能测试，对GRG制品的各个原料的配比进行适当的优化，以得到性能优异的GRG制品。
作为本发明进一步优选的方案，按重量份计，GRG制品的原料包括：
脱硫石膏50份，玻璃纤维6份，水17份，胶浆4份，偏高岭土2份，火山灰2份，甲基硅酸盐1份。
本发明通过对GRG制品的各原料的配比进行进一步优化，以使GRG制品的抗压强度、抗弯强度和使用寿命等综合性能最优。
优选地，所述脱硫石膏的热膨胀系数低，干、湿收缩率小，其制备方法属于现有技术，具体如下：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏，即脱硫石膏。脱硫石膏为电厂排出的废物，本发明采用脱硫石膏作为GRG制品的原料，可进行废物再利用，而且采用该脱硫石膏可使GRG制品不受环境冷、热、干、湿影响，性能稳定不变形、不会产生龟裂，使用寿命长，还可以定制单曲面、双曲面、三维覆面各种几何形状、镂空花纹、浮雕图案等任意艺术造型，可由设计师充分发挥其设计。
优选地，所述玻璃纤维中的二氧化锆的重量百分比大于等于14.5％，可使玻璃纤维具有高耐碱性，减小玻璃纤维的失重，从而提高GRG制品的强度。本发明的玻璃纤维优选为惠尔杰纤维(二氧化锆含量大于等于14.5％)。
其中，所述火山灰中含有活性二氧化硅和活性氧化铝，活性二氧化硅和活性氧化铝的矿物质混合材料用作GRG制品中的碱性组分发生火山灰反应，从而消除GRG制品的泛碱现象，最大程度地降低GRG制品的泌水现象，提高GRG制品的密实度和抗硫酸盐侵蚀的能力。
本发明以脱硫石膏、玻璃纤维、水、胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐制得的GRG制品为白色或者乳白色，对于有色GRG制品，还需要在原料中添加色料，色料包括蓝色、红色色浆等各种色浆，色浆的种类和用量依据具体颜色而定，可以是单支色浆，也可以是多支色浆调配而成。
本发明的GRG制品的制备方法如下：
(一)、模具整理：
(1)、将模具组合，清理检查尺寸是否合乎精度标准，检查围模具是否变形；
(2)、在模具与GRG制品的接触面涂抹脱模油，使脱模油涂抹均匀；
其中，模具所容许的误差：边长±1mm、对角线长之差±3mm。
(二)、GRG喷制：
(1)、制浆：按上述重量配比称取各原料，先加入水，再选择性加入色料，开动搅拌机搅拌均匀后加入脱硫石膏，搅拌两分钟后加入胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐，搅拌均匀，制得石膏浆料；
利用空压(5～7Kg/cm2)将玻璃纤维在同心同轴的喷枪内部将其切碎，并自动与所述石膏浆料混合，制得玻璃纤维石膏浆料；玻璃纤维石膏浆料中的玻璃纤维的重量百分比为4.5～5.3％，优选为5％。
(2)、制板：通过气压将石膏浆料从喷枪喷出至模具上，制得3mm厚的面浆层，面浆层分两次喷制：第一次喷制1～1.5mm，5～10min后再喷制1.5mm左右；采用滚筒滚压压实，以将气泡逐出，增加密度，喷射方式以横向、纵向交互进行；待面浆层开始初凝时(用手指轻轻触摸不粘手)开始背料层的喷制，背料层为玻璃纤维石膏浆料喷射而成(喷射方式与面浆层相同)，其厚度和喷射的层数根据规定的厚度而定，每层喷射厚度约为3～4mm；
(三)、脱模和养护：
脱模时，GRG板(GRG制品)需要有均匀的支点，脱模后立即进入养护区进行养护，养护期为28天；
(四)、表面处理及修补：
脱模时的GRG构件容易受损剥落，或者在某些位置产生直径大于2mm的气泡和蜂窝等，应采用上述的石膏浆料进行修补；
(五)、储存和搬运：
GRG制品的储存方式一般为平放，立放时因提供适当的支撑以防止其倾倒；
储存场地应平整，不得积水，地面应有足够的承受力，储存器件不得有任何不均匀的沉陷；
搬运时，GRG制品的表面不可碰损或有任何污染，且避免承受额外压力。
上述GRG制品还需进行品质管制，测试样品须以28天材龄依据CNS、BSI或ASTM的测试规范进行测试。
本发明的有益效果：本发明将胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐组合作为增强因子，并用作GRG制品的原料，与脱硫石膏、玻璃纤维、水混合，胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐相互之间可以产生协同作用，使GRG制品具有非常高的抗压、抗弯和抗拉强度，最大限度地延长GRG制品的使用寿命；本发明的GRG制品质轻，可对室内环境的湿度进行调节，还具有良好的韧性，可任意造型；本发明的GRG制品还具有良好的声学反射性能；所使用的胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐等材料均来自天然或者废气物的再加工，具有良好的环保性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。
实施例1
按表1所示的重量称取各原料，先加入水，再加入色料，开动搅拌机搅拌均匀后加入脱硫石膏，搅拌两分钟后加入胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐，搅拌均匀，制得石膏浆料；利用空压(5～7Kg/cm2)将玻璃纤维在同心同轴的喷枪内部将其切碎，并自动与石膏浆料混合，制得玻璃纤维重量百分比为5％的玻璃纤维石膏浆料；
通过气压将石膏浆料从喷枪喷出至模具上，制得3mm厚的面浆层，面浆层分两次喷制：第一次喷制1.5mm，8min后再喷制1.5mm；采用滚筒滚压压实，以将气泡逐出，增加密度，喷射方式以横向、纵向交互进行；约4min后，待面浆层开始初凝时(用手指轻轻触摸不会粘手)开始背料层的喷制，背料层为玻璃纤维石膏浆料喷射而成(喷射方式与面浆层相同)，喷射两层，每层喷射厚度约为3mm；
脱模、养护，制得厚9mm的GRG制品。
实施例2
本实施例的GRG制品的制备方法中，背料层为三层，每层3mm，其他与实施例1相同，制得厚12mm的GRG制品。
实施例3
本实施例的GRG制品的制备方法中，背料层为九层，每层3mm，其他与实施例1相同，制得厚30mm的GRG制品。
实施例4
本实施例的GRG制品的制备方法中，GRG制品的各原料参见表1，其他均与实施例1相同。
实施例5
本实施例的GRG制品的制备方法中，GRG制品的各原料参见表1，其他均与实施例1相同。
对比例1
本对比例的GRG制品的制备方法中，GRG制品的各原料参见表1，背料层为两层，每层3mm，其他均与实施例1相同，制得厚9mm的GRG制品。
对比例2
本对比例的GRG制品的制备方法中，背料层为三层，每层3mm，其他均与对比例1相同，制得厚12mm的GRG制品。
对比例3
本对比例的GRG制品的制备方法中，背料层为九层，每层3mm，其他均与对比例1相同，制得厚30mm的GRG制品。
对比例4
本对比例与实施例1的区别仅仅在于：制备GRG制品的原料中未添加偏高岭土、火山灰、甲基硅酸盐，其余部分均与实施例1一致。
对比例5
本对比例与实施例1的区别仅仅在于：制备GRG制品的原料中未添加胶浆、火山灰、甲基硅酸盐，其余部分均与实施例1一致。
对比例6
本对比例与实施例1的区别仅仅在于：制备GRG制品的原料中未添加胶浆、偏高岭土、甲基硅酸盐，其余部分均与实施例1一致。
对比例7
本对比例与实施例1的区别仅仅在于：制备GRG制品的原料中未添加胶浆、偏高岭土、火山灰，其余部分均与实施例1一致。
表1
按相应的检验依据对实施例1～3及对比例1～7的GRG制品进行检测(每一样品分别取10块进行检测，检测结果取平均值)，其中，实施例1～3及对比例1～3的检测结果参见表2，对比例4～7的检测结果参见表3。
表2
表3
通过对比实施例1～3与对比例1～3发现：
(1)、9mm厚的GRG制品的干缩率和湿涨率均低于对比例1所制得的GRG制品，而断裂荷载高于对比例1，说明采用本发明的原料所制得的9mm厚的GRG制品不受环境湿度变化的影响，同时具有非常好的强度；
(2)、对于12mm厚的GRG制品，实施例2的GRG制品的体积密度大于对比例2的GRG制品的体积密度，吸水率远低于对比例2的GRG制品的体积密度，而在抗冻性测试中，对比例2的GRG制品在经过25次冻融循环后存在一定程度的起层和剥落等现象，而实施例2的GRG制品表现良好；此外，实施例2的GRG制品的抗弯强度、抗拉强度以及抗冲击强度均优于对比例2的GRG制品；这说明采用本发明的原料所制得的12mm厚的GRG制品具有高密实度、高强度，不变形、不开裂，性能稳定；
(3)、对于30mm厚的GRG制品，实施例3的GRG制品的抗压强度为59.2MPa，远高于对比例3的GRG制品。
通过对比实施例1与对比例4～7的检测结果可知，胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐组合作为增强因子用作GRG制品的原料，可以产生协同作用，使GRG制品具有非常高的抗压、抗弯和抗拉强度，从而延长GRG制品的使用寿命。
综上所述，本发明的GRG制品不受环境湿度变化的影响，具有高密度和高强度，不变形、不开裂，性能很稳定。
本发明的GRG制品还具有良好的声学反射性能，经同济声学研究所测试，本发明实施例3的厚30mm、重48Kg的GRG制品，其声学反射系数R≥0.97，符合专业声学反射要求，适用于大剧院、音乐厅等声学原声厅。
实施例4和实施例5的GRG制品的测试结果与实施例1的GRG制品的测试结果类似，在此不再赘述。
综上所述，本发明的GRG制品中的胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐相互之间可产生协同作用，使GRG制品不受环境湿度变化的影响，具有高密度和高强度，不变形、不开裂，使用寿命长。
以上实施例仅用来说明本发明的详细方法，本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (6)
1.一种GRG制品，其特征在于，其原料包括：脱硫石膏、玻璃纤维、水、胶浆、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐。
2.根据权利要求1所述的GRG制品，其特征在于，按重量份计，其原料包括：
3.根据权利要求1所述的GRG制品，其特征在于，按重量份计，其原料包括：
4.根据权利要求1所述的GRG制品，其特征在于，所述玻璃纤维中的二氧化锆的重量百分比大于等于14.5％。
5.根据权利要求1所述的GRG制品，其特征在于，所述火山灰中含有活性二氧化硅和活性氧化铝。
6.根据权利要求1所述的GRG制品，其特征在于，GRG制品还包括色料。
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