CN107530615A - 一种纤维加固水泥板产品及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纤维加固水泥板产品。纤维加固水泥板产品包括至少一层纤维水泥和至少一层聚合物材料。聚合物材料层采用化学方式粘合至纤维水泥层的至少一个表面，或者夹在两个纤维水泥层之间，获得纤维加固水泥板产品。本发明还涉及一种用于制备纤维加固水泥板产品的工艺。

Description

一种纤维加固水泥板产品及其制备工艺
技术领域
本发明涉及土木工程领域。具体来说，本发明涉及一种纤维加固水泥板产品及其制备工艺。
定义
本发明中使用的下列术语通常具有如下规定的含义，除非在使用它们的上下文中另有说明。
抗挠刚度：“抗挠刚度”指将非刚性结构弯曲一个单位曲率所需的力偶，或者可以定义为结构受到弯曲时产生的阻力。
纺织品：“纺织品”指纺织形成和在织布机上制造的面料。
非纺织品：“非纺织品”指采用化学、机械、热或溶剂处理粘合在一起的长纤维制成的类面料材料。
平纹棉织物：“平纹棉织物”或“纱布”指采用两组纤维纺织或缝合制成的极轻盈织物材料，，可用于加固用途。
纤维水泥：“纤维水泥”指含有任意形状纤维材料的水泥。
背景技术
纤维加固水泥板(FRC)是加入纤维材料以增强结构完整性的组成。FRC含有均匀分布、随机取向的短纤维。传统上，FRC采用石棉纤维制备。但是，考虑到石棉对健康的危害，人们正在尝试聚氯乙烯(PVA)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、玻璃纤维等替代石棉纤维。传统FRC板的抗挠强度已经得到提高；但这些板具有易碎性。此外，传统FRC板安装过程费力，需要重型支撑结构。而且，由于不美观，高端应用往往不太接受传统FRC板。
因此，需要一种能够克服上述缺陷的替代产品。
发明目的
本发明的一些目的如下，并通过以下至少一种具体实施方式满足。
本发明的一个目的是改善现有技术的一个或多个问题或至少提供一种有用的选择方案。
本发明的一个目的是提供一种纤维加固水泥板(FRC)产品。
本发明的另一个目的是提供一种用于制备纤维加固水泥板(FRC)产品的工艺。
以下描述中，本发明的其他目的和优势将得以进一步明确，但这些描述并不意图限制本发明的范围。
发明内容
本发明涉及一种纤维加固水泥板产品。纤维加固水泥板产品包括至少一层纤维水泥层和至少一层聚合物材料。纤维水泥层采用化学方式粘合至纤维水泥层的至少一个表面，或者夹在两个纤维水泥层之间，获得纤维加固水泥板产品。
纤维加固水泥板产品的厚度为4mm至6mm。
纤维加固水泥板产品可以采用板和/或块的形式。
聚合物材料层可以采用化学方式，通过黏胶粘合至纤维水泥层表面。
黏胶可以为环氧树脂。
聚合物材料层可以是从膜、纺织品、非纺织品和平纹棉织物组成的组中选择的至少一种。
聚合物材料层的厚度为150微米至500微米。
纤维加固水泥板的抗挠刚度为130kg/cm2至190kg/cm2。
本发明还涉及一种用于制备纤维加固水泥板产品的工艺。
附图说明
下面将借助附图说明一种纤维加固水泥板产品及其制备工艺，其中：
图1说明按照本发明的纤维加固水泥板产品与传统FRC板的应力-应变曲线。
具体实施方式
传统FRC板存在一定限制，例如：
·板具有易碎性；
·板安装过程费力，需要重型支撑结构；
·板不美观，无法用于高端应用。
因此，本发明设计一种纤维加固水泥板产品以及一种制备该纤维加固水泥板产品的工艺，克服上述缺陷。
按照本发明的一个方面，纤维加固水泥板产品包括至少一层纤维水泥和至少一层聚合物材料。聚合物材料层采用化学方式粘合至纤维水泥层的至少一个表面，或者夹在两个纤维水泥层之间，获得纤维加固水泥板产品。
聚合物材料层可以采用化学方式，通过黏胶粘合。
黏胶可以为环氧树脂。
纤维加固水泥板产品的厚度减小，因此该纤维加固水泥板产品重量轻，安装方便。
纤维加固水泥板产品的厚度为4mm至6mm。
纤维加固水泥板产品可以采用板和/或块的形式。
按照本发明工艺的纤维加固水泥板的抗挠刚度为130kg/cm2至190kg/cm2。
按照本发明，使用聚合物材料层后，纤维加固水泥板产品的强度相比传统FRC板增加。此外，减小纤维水泥层厚度和应用聚合物材料层可以达到相同强度。
聚合物材料层的厚度为150微米至500微米。
聚合物材料层可以是从膜、纺织品、非纺织品和平纹棉织物组成的组中选择至少一种。
按照本发明的另一个方面，采用下面介绍的工艺步骤制备纤维加固水泥板产品。
第一步，将聚合物材料层粘合至纤维水泥层的至少一个表面。聚合物材料层可以采用化学方式粘合至纤维水泥层表面，或者可以夹在两个纤维水泥层之间。
第二步，将聚合物材料层压在纤维水泥层表面，压力在2kg/cm2至8kg/cm2范围内，压制30秒至120秒，获得纤维加固水泥板产品。
将聚合物材料层压在纤维水泥层表面后，纤维加固水泥板产品固化10天到15天。
可以在潮湿条件下执行固化。
固化后，测试制备的纤维加固水泥板产品的抗挠刚度。抗挠刚度采用“基于面积的破裂模量”(MRA)表示。图1中的应力-应变曲线可以说明抗挠刚度。从图1可以看出，相比传统FRC板(曲线1表示)，本发明的纤维加固水泥板产品(曲线2表示)的应力-应变曲线下的面积显著增加。此外，应力-应变曲线下的面积直接与产品的延展性和机械强度(韧性)成比例，即，如果应力-应变曲线下的面积更多，产品的延展性或韧性将更大。因此，相比传统FRC板，本发明的纤维加固水泥板产品具有更好的延展性和机械强度(韧性)。由于这一点，纤维加固水泥板产品能够抵御灾难性故障。
聚合物材料层有助于提高抗挠刚度，并提高纤维加固水泥板产品的美观。
下面将通过以下实验进一步说明本发明，这些实验仅用于说明，不得解释为限制本发明范围。以下实验室规模的实验可以扩大至工业/商业规模。
实验详细信息：
实验1：使用纺织品作为聚合物材料层制备纤维加固水泥板。
将每英寸经纱数(EPI)72、每英寸纬数(PPI)80、厚度350微米的纺织品粘合在纤维水泥层表面，后者包含重量比9％的石棉纤维、54％的水泥、35.5％的飞灰和1.5％的纤维素纸浆。第一步，将纺织品粘合至纤维水泥层的至少一个表面。粘合后，以5kg/cm2压力将纺织品按压在纤维水泥层表面60秒，获得板形式的纤维加固水泥板产品。纤维加固水泥板产品的厚度为6mm。这样获得的板在露天彼此堆叠，喷水固化14天。
实验2：使用非纺织品作为聚合物材料层制备纤维加固水泥板。
将230克/平方米(GSM)、厚度180微米的非纺织品按压在纤维水泥层表面，后者包含重量比9％的石棉纤维、54％的水泥、35.5％的飞灰和1.5％的纤维素纸浆。第一步，将非纺织品粘合至纤维水泥层的至少一个表面。粘合后，以5kg/cm2压力将非纺织品按压在纤维水泥层的至少一个表面60秒，获得板形式的纤维加固水泥板产品。纤维加固水泥板产品的厚度为6mm。这样获得的板在露天彼此堆叠，喷水固化14天。
结果发现，相比传统FRC板，实验1和实验2中制备的纤维加固水泥板韧性更高。
技术优势和经济意义：
以上介绍的本发明具有多个技术优势，包括但不局限于实现一种以下纤维加固水泥板产品：
·具有或表现出更高抗挠刚度，使得纤维加固水泥板产品能够抵御灾难性故障；
·重量轻盈，外观美观，安装方便。
本发明借助附带具体实施方式说明，这些具体实施方式不限制本发明的范围和界限。完全通过实施例和示意图形式进行说明。
通过参照下列描述中的非限定性具体实施方式，对此处具体实施方式及其各种特征和有利细节进行说明。其中省去了对已知组分及处理技术的描述，以避免不必要地使本发明的具体实施方式模糊不清。
上述具体实施方式的描述充分披露本发明中具体实施方式的一般性，在没有脱离一般概念的前提下，其他人可以很容易地运用现有知识修改和/或调整此类具体实施方式的各种应用。因此，这些调整和修改应被确定为包含在与所披露的具体实施方式相当的含义和范围内。应当理解为，本文采用的措辞和术语是为了描述而非限制的目的。因此，虽然文中的具体实施方式描述的是首选具体实施方式，熟知本领域的技术人员认识到在所描述的具体实施方式的精神与范围内，可以对文中的具体实施方式进行修改。

Claims (10)

1.一种纤维加固水泥板产品，包括：
a)至少一层纤维水泥；
b)至少一层聚合物材料，
其中所述聚合物材料层：
·采用化学方式粘合至所述至少一个纤维水泥层的至少一个表面；
·夹在两个纤维水泥层之间，获得所述纤维加固水泥板产品。
2.如权利要求1所述的纤维加固水泥板产品，其中所述纤维加固水泥板产品的厚度为4mm至6mm。
3.如权利要求1所述的纤维加固水泥板产品，采用板和/或块的形式。
4.如权利要求1所述的纤维加固水泥板产品，其中所述聚合物材料层采用化学方式通过黏胶粘合至所述至少一个纤维水泥层的至少一个表面，其中所述黏胶为环氧树脂。
5.如权利要求1所述的纤维加固水泥板产品，其中所述至少一层聚合物材料是从膜、纺织品、非纺织品和平纹棉织物组成的组中选择的至少一种。
6.如权利要求1所述的纤维加固水泥板产品，其中所述至少一层聚合物材料的厚度为150微米至500微米。
7.如权利要求1所述的纤维加固水泥板产品，其中所述纤维加固水泥板产品的抗挠刚度为130kg/cm2至190kg/cm2。
8.如权利要求1至7中任一个所述的所述纤维加固水泥板产品制备工艺，所述工艺包括以下步骤：
a)将所述至少一层聚合物材料粘合至所述至少一层纤维水泥的至少一个表面，其中所述至少一层聚合物材料采用化学方式粘合至所述至少一层纤维水泥的所述至少一个表面，或夹在两个纤维水泥层之间；
b)将所述至少一层聚合物材料压在所述至少一层纤维水泥的所述至少一个表面，压力2kg/cm2至8kg/cm2，时间30秒至120秒，获得所述纤维加固水泥板产品。
9.如权利要求8所述的工艺，其中所述纤维加固水泥板产品固化10天到15天。
10.如权利要求9所述的工艺，其中所述固化在潮湿条件下执行。
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