CN115403349A - 一种高强度玻纤石膏砌块及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料生产技术领域，具体为一种高强度玻纤石膏砌块及其制备方法；所述石膏砌块由以下重量份原料制成：580～630份二水脱硫石膏、150～180份改性玻璃纤维、40～50份碳纤维、40～90份粉煤灰、25～40份氢氧化铝、20～50份发泡剂、45～55份108胶水、180～210份白水泥、30～80份氧化钙膨胀剂、5～10份石灰、3～6份硫酸钠、60～90份聚醇酸树脂、3.5～8份柠檬酸、5～10份减水剂及500～550份去离子水；所制备的石膏砌块不仅具有较好的力学性能，而且还具有优良的阻燃性能，有效地保证了石膏砌块的质量及品质。

Description

一种高强度玻纤石膏砌块及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料生产技术领域，具体为一种高强度玻纤石膏砌块及其制备方法。
背景技术
石膏的主要化学成分为硫酸钙的水合物，为单斜晶系矿物，是一种用途广泛的工业材料和建筑材料。其制品的微孔结构和加热脱水性，使之具优良的隔音、隔热和防火性能，可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制品、模型制作、医用食品添加剂、硫酸生产、纸张填料、油漆填料等。
石膏砌块以建筑石膏为主要原材料，经加水搅拌、浇注成型和干燥制成的轻质建筑石膏制品。在石膏砌块的生产中允许加入纤维增强材料或轻集料，也可加入发泡剂。它具有隔声防火、施工便捷等多项优点，是一种低碳环保、健康、符合时代发展要求的新型墙体材料。
目前，市售的石膏砌块产品虽然具有重量轻及施工便捷等优点，但是其本身的力学性能相对较差，当其受到外力冲击或挤压的作用下可能会出现开裂的现象，破坏了其整体结构。再者，其本身的阻燃性能也相对较弱，一旦发生火灾，可能会给使用者造成经济甚至生命上的损失。
因此，本发明提供一种高强度玻纤石膏砌块及其制备方法，用于解决上述所提出的相关技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度玻纤石膏砌块及其制备方法，所制备的石膏砌块不仅具有较好的力学性能，而且还具有优良的阻燃性能，有效地保证了石膏砌块的质量及品质。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高强度玻纤石膏砌块，所述石膏砌块由以下重量份原料制成：580～ 630份二水脱硫石膏、150～180份改性玻璃纤维、40～50份碳纤维、40～90 份粉煤灰、25～40份氢氧化铝、20～50份发泡剂、45～55份108胶水、180～210 份白水泥、30～80份氧化钙膨胀剂、5～10份石灰、3～6份硫酸钠、60～90 份聚醇酸树脂、3.5～8份柠檬酸、5～10份减水剂及500～550份去离子水。
更进一步地、所述改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
步骤一、初步改性玻璃纤维的制备；
按0.02～0.06g/mL的固液比，将预处理后的玻璃纤维投至丙酮中，然后向其中补加质量为玻璃纤维2～8倍的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，混合搅拌均匀后，将其温度升至70～80℃，并在此温度下保温反应6～12h；待反应完毕后，依次对所得生成物组分进行过滤及干燥处理，所得记为初步改性玻璃纤维；
步骤二、改性玻璃纤维的制备；
按0.03～0.05g/mL的固液比，将所得初步改性玻璃纤维投至DMF中，然后向其中补加质量为初步改性玻璃纤维30～50％的改性无机复配微粉，超声分散均匀后，再分别向其中补加质量为初步改性玻璃纤维1.3～1.7倍的邻苯二甲酸酐及1.2～1.5倍的四羟甲基甲烷；混合搅拌均匀后，将其温度升至 110～120℃，并在此温度下保温聚合反应5～10h；待反应完毕后，向反应体系中补加质量为初步改性玻璃纤维5～10倍的三乙烯四胺，然后于110℃的温度下聚合反应4～7h；待反应完毕后，依次对其进行洗涤及干燥处理，所得即为改性玻璃纤维成品。
更进一步地、玻璃纤维的预处理工艺为：按0.08～0.12g/mL的物料比，将玻璃纤维浸泡在双氧水中，混合搅拌均匀后，将其温度升至105℃，并在此温度下回流反应2～4h；待反应完毕后，依次对其进行过滤及干燥处理后，即完成了玻璃纤维的预处理。
更进一步地、所述玻璃纤维的长度为10～50μm、直径为10～15μm；碳纤维的直径为15～30μm，纤维长度为8～12μm。
更进一步地、所述改性无机复配微粉的制备方法为：按0.8～1.2g/mL的用量比将改性剂投至无水乙醇中，并向其中补加质量为改性剂0.8～1.0倍的无机复配微粉及0.3～0.5倍、粒径为3～5nm的纳米氧化锑，然后对所得混合样液进行超声混匀处理，直至其中的白色固体完全消失后，将其转入烘箱中，并在60～70℃的温度下对其进行烘干处理，所得固体粉末即为改性无机复配微粉成品。
更进一步地、所述改性剂的制备方法为：将等体积混合的甲苯及四氢呋喃混合液注入装配有搅拌器、温度计机回流冷凝器的反应器中，然后分别向其中分别加入质量为甲苯30～35％的顺丁烯二酸及60～65％的9，10-二氢-9- 氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，混合搅拌均匀后，将之回流反应20～25h；待反应完毕后，将所得生成物组分自然冷却至室温后对其进行过滤处理，所得滤料于100～120℃的条件下进行干燥处理，所得即为改性剂成品。
更进一步地、所述无机复配微粉的制备方法包括如下步骤：
ⅰ、按0.01～0.03g/mL的固液比将粒径为90～100nm的纳米二氧化钛投至乙醇中，经超声分散均匀后，将所得第一分散组分保存、备用；
ⅱ、按3～8g/L的固液比，将由Hummers法制得的氧化石墨烯投至去离子水中，经超声分散100～150min后，将所得第二分散组分保存、备用；
ⅲ、边搅拌边以150～200滴/min的滴加速率将第二分散组分缓慢滴加至第一分散组分中，直至所得混合分散组分中氧化石墨烯的质量为纳米二氧化钛的8～20％；待滴加完毕后，继续对其进行混合搅拌10～20min，然后将之自然静置，使之分层；然后滤除上清液，所得沉淀物料经离心分离2～3次后将之置于恒温干燥箱中，并在60～70℃的温度下对其进行干燥处理，所得即为无机复配微粉成品；其中，离心分离过程中用乙醇对沉淀物料进行洗涤。
更进一步地、所述发泡剂选用碳酸氢钠、碳酸氢铵中的任一种。
更进一步地、所述减水剂选用木质素磺酸盐减水剂、萘系减水剂、蜜胺类减水剂中的任意一种。
一种高强度玻纤石膏砌块的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、依次将二水脱硫石膏、白水泥、改性玻璃纤维、碳纤维、硫酸钠、石灰、及粉煤灰输送至砂浆搅拌机中进行混合拌料，然后向其中加入去离子水混合搅拌30～45min后，将氢氧化铝、发泡剂、108胶水、氧化钙膨胀剂及剩余原料加至所得混合料中，机械搅拌20～30min；待搅拌完毕后，将所得混合浆料保存、备用；
步骤二、将步骤二中所得的混合浆料于温度为30～40℃、湿度为35～50％的条件下陈化处理9～13h；将所得陈化混合浆料保存、备用；
步骤三、将所得陈化混合浆料浇入砌块成型机的模具中成型，25～50min 后出模，所得的石膏砌块坯料经自然养护处理后，再对其进行烘干或自然晒干处理，即得高强度玻纤石膏砌块成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中以纳米二氧化钛及氧化石墨烯等为原料，通过化学工艺制备出由纳米二氧化钛及氧化石墨烯共同组成的无机复配微粉。然后将所制备的无机复配微粉投至无水乙醇中，并向其中补加适量的纳米氧化锑及改性剂成品，同时对其进行超声混匀处理，使得各原料均匀溶解及分散在混合样液中。由于氧化锑本身的粒径较小，其能均匀地吸附在无机复配微粉的表面，改性剂的使用能与无机复配微粉表面的相关基团发生化学反应而成键，最终两者通过化学键相连接，不仅实现了两者的缔合，而且由于两者发生的化学反应，使得无机复配微粉的表面被改性剂密集包络，最终在无机复配微粉的表面形成三维网络结构，对吸附在无机复配微粉表面的氧化锑进行了“化学固定”，使得制备的改性无机复配微粉的阻燃性能得到有效地提升。所制备的改性无机复配微粉与氢氧化铝之间相互协同，进一步地提高了石膏砌块的阻燃性能。
2、本发明中先以双氧水对玻璃纤维进行预处理，然后将其投至含有3- 氨基丙基三乙氧基硅烷的丙酮中，经化学反应后使得3-氨基丙基三乙氧基硅烷“接枝”在预处理后的玻璃纤维的表面，实现了对其的初步改性。改性后的玻璃纤维的分散性能不仅得到了有效地改善，其表面的粗糙程度也有效地增大。然后将初步改性玻璃纤维投至DMF中，并向其中加入改性无机复配微粉，经超声分散处理后，使得改性无机复配微粉均匀地附着在初步改性玻璃纤维的表面，然后向其中补加适量的邻苯二甲酸酐及四羟甲基甲烷，并在110 ℃的温度下保温反应，待反应完毕后再向其中加入三乙烯四胺，继续进行化学反应，最终成功地在初步改性玻璃纤维的表面接枝了超支化聚合物，超支化聚合物的存在，不仅有效地拓展了玻璃纤维的“脉络”使得以其为原料制作出的石膏砌块的力学性能得到有效地改善。同时，改性玻璃纤维与碳纤维之间相互协同，进一步地提高了石膏砌块的力学性能。
另外，超支化聚合物的存在还能对附着在初步改性玻璃纤维表面的改性无机复配微粉进行有效地“扦插包络”，使其稳定地存在由玻璃纤维及其表面超支化聚合物形成的包络层所形成的三维空间。有效地提高了石膏砌块的力学性能及阻燃性能，保证了其品质。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高强度玻纤石膏砌块，石膏砌块由以下重量份原料制成：580份二水脱硫石膏、150份改性玻璃纤维、40份碳纤维、40份粉煤灰、25份氢氧化铝、20份碳酸氢钠、45份108胶水、180份白水泥、30份氧化钙膨胀剂、5份石灰、3份硫酸钠、60份聚醇酸树脂、3.5份柠檬酸、5份木质素磺酸盐减水剂及500份去离子水。
改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
步骤一、初步改性玻璃纤维的制备；
按0.02g/mL的固液比，将预处理后的玻璃纤维投至丙酮中，然后向其中补加质量为玻璃纤维2倍的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，混合搅拌均匀后，将其温度升至70℃，并在此温度下保温反应6h；待反应完毕后，依次对所得生成物组分进行过滤及干燥处理，所得记为初步改性玻璃纤维；
步骤二、改性玻璃纤维的制备；
按0.03g/mL的固液比，将所得初步改性玻璃纤维投至DMF中，然后向其中补加质量为初步改性玻璃纤维30％的改性无机复配微粉，超声分散均匀后，再分别向其中补加质量为初步改性玻璃纤维1.3倍的邻苯二甲酸酐及1.2 倍的四羟甲基甲烷；混合搅拌均匀后，将其温度升至110℃，并在此温度下保温聚合反应5h；待反应完毕后，向反应体系中补加质量为初步改性玻璃纤维5 倍的三乙烯四胺，然后于110℃的温度下聚合反应4h；待反应完毕后，依次对其进行洗涤及干燥处理，所得即为改性玻璃纤维成品。
玻璃纤维的预处理工艺为：按0.08g/mL的物料比，将玻璃纤维浸泡在双氧水中，混合搅拌均匀后，将其温度升至105℃，并在此温度下回流反应2h；待反应完毕后，依次对其进行过滤及干燥处理后，即完成了玻璃纤维的预处理。
玻璃纤维的长度为10μm、直径为10μm；碳纤维的直径为15μm，纤维长度为8μm。
改性无机复配微粉的制备方法为：按0.8g/mL的用量比将改性剂投至无水乙醇中，并向其中补加质量为改性剂0.8倍的无机复配微粉及0.3倍、粒径为3nm的纳米氧化锑，然后对所得混合样液进行超声混匀处理，直至其中的白色固体完全消失后，将其转入烘箱中，并在60℃的温度下对其进行烘干处理，所得固体粉末即为改性无机复配微粉成品。
改性剂的制备方法为：将等体积混合的甲苯及四氢呋喃混合液注入装配有搅拌器、温度计机回流冷凝器的反应器中，然后分别向其中分别加入质量为甲苯30％的顺丁烯二酸及60％的9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，混合搅拌均匀后，将之回流反应20h；待反应完毕后，将所得生成物组分自然冷却至室温后对其进行过滤处理，所得滤料于100℃的条件下进行干燥处理，所得即为改性剂成品。
无机复配微粉的制备方法包括如下步骤：
ⅰ、按0.01g/mL的固液比将粒径为90nm的纳米二氧化钛投至乙醇中，经超声分散均匀后，将所得第一分散组分保存、备用；
ⅱ、按3g/L的固液比，将由Hummers法制得的氧化石墨烯投至去离子水中，经超声分散100min后，将所得第二分散组分保存、备用；
ⅲ、边搅拌边以150滴/min的滴加速率将第二分散组分缓慢滴加至第一分散组分中，直至所得混合分散组分中氧化石墨烯的质量为纳米二氧化钛的 8％；待滴加完毕后，继续对其进行混合搅拌10min，然后将之自然静置，使之分层；然后滤除上清液，所得沉淀物料经离心分离2次后将之置于恒温干燥箱中，并在60℃的温度下对其进行干燥处理，所得即为无机复配微粉成品；其中，离心分离过程中用乙醇对沉淀物料进行洗涤。
一种高强度玻纤石膏砌块的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、依次将二水脱硫石膏、白水泥、改性玻璃纤维、碳纤维、硫酸钠、石灰、及粉煤灰输送至砂浆搅拌机中进行混合拌料，然后向其中加入去离子水混合搅拌30min后，将氢氧化铝、发泡剂、108胶水、氧化钙膨胀剂及剩余原料加至所得混合料中，机械搅拌20min；待搅拌完毕后，将所得混合浆料保存、备用；
步骤二、将步骤二中所得的混合浆料于温度为30℃、湿度为35％的条件下陈化处理9h；将所得陈化混合浆料保存、备用；
步骤三、将所得陈化混合浆料浇入砌块成型机的模具中成型，25min后出模，所得的石膏砌块坯料经自然养护处理后，再对其进行烘干或自然晒干处理，即得高强度玻纤石膏砌块成品。
实施例2
本实施例所提供的一种高强度玻纤石膏砌块的制备方法与实施例1基本相同，两者的主要区别在于所用原料的具体组成及配比不同，本实施例中的石膏砌块由以下重量份原料制成：600份二水脱硫石膏、160份改性玻璃纤维、 45份碳纤维、70份粉煤灰、35份氢氧化铝、35份碳酸氢铵、50份108胶水、 200份白水泥、50份氧化钙膨胀剂、8份石灰、5份硫酸钠、70份聚醇酸树脂、 6份柠檬酸、8份萘系减水剂及530份去离子水。
改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
步骤一、初步改性玻璃纤维的制备；
按0.04g/mL的固液比，将预处理后的玻璃纤维投至丙酮中，然后向其中补加质量为玻璃纤维5倍的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，混合搅拌均匀后，将其温度升至75℃，并在此温度下保温反应9h；待反应完毕后，依次对所得生成物组分进行过滤及干燥处理，所得记为初步改性玻璃纤维；
步骤二、改性玻璃纤维的制备；
按0.04g/mL的固液比，将所得初步改性玻璃纤维投至DMF中，然后向其中补加质量为初步改性玻璃纤维40％的改性无机复配微粉，超声分散均匀后，再分别向其中补加质量为初步改性玻璃纤维1.5倍的邻苯二甲酸酐及1.3 倍的四羟甲基甲烷；混合搅拌均匀后，将其温度升至115℃，并在此温度下保温聚合反应7h；待反应完毕后，向反应体系中补加质量为初步改性玻璃纤维8 倍的三乙烯四胺，然后于110℃的温度下聚合反应6h；待反应完毕后，依次对其进行洗涤及干燥处理，所得即为改性玻璃纤维成品。
玻璃纤维的预处理工艺为：按0.1g/mL的物料比，将玻璃纤维浸泡在双氧水中，混合搅拌均匀后，将其温度升至105℃，并在此温度下回流反应3h；待反应完毕后，依次对其进行过滤及干燥处理后，即完成了玻璃纤维的预处理。
玻璃纤维的长度为30μm、直径为12μm；碳纤维的直径为25μm，纤维长度为10μm。
改性无机复配微粉的制备方法为：按1.0g/mL的用量比将改性剂投至无水乙醇中，并向其中补加质量为改性剂0.9倍的无机复配微粉及0.4倍、粒径为4nm的纳米氧化锑，然后对所得混合样液进行超声混匀处理，直至其中的白色固体完全消失后，将其转入烘箱中，并在65℃的温度下对其进行烘干处理，所得固体粉末即为改性无机复配微粉成品。
改性剂的制备方法为：将等体积混合的甲苯及四氢呋喃混合液注入装配有搅拌器、温度计机回流冷凝器的反应器中，然后分别向其中分别加入质量为甲苯32％的顺丁烯二酸及63％的9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，混合搅拌均匀后，将之回流反应23h；待反应完毕后，将所得生成物组分自然冷却至室温后对其进行过滤处理，所得滤料于110℃的条件下进行干燥处理，所得即为改性剂成品。
无机复配微粉的制备方法包括如下步骤：
ⅰ、按0.02g/mL的固液比将粒径为95nm的纳米二氧化钛投至乙醇中，经超声分散均匀后，将所得第一分散组分保存、备用；
ⅱ、按5g/L的固液比，将由Hummers法制得的氧化石墨烯投至去离子水中，经超声分散120min后，将所得第二分散组分保存、备用；
ⅲ、边搅拌边以180滴/min的滴加速率将第二分散组分缓慢滴加至第一分散组分中，直至所得混合分散组分中氧化石墨烯的质量为纳米二氧化钛的 15％；待滴加完毕后，继续对其进行混合搅拌15min，然后将之自然静置，使之分层；然后滤除上清液，所得沉淀物料经离心分离3次后将之置于恒温干燥箱中，并在65℃的温度下对其进行干燥处理，所得即为无机复配微粉成品；其中，离心分离过程中用乙醇对沉淀物料进行洗涤。
实施例3
本实施例所提供的一种高强度玻纤石膏砌块的制备方法与实施例1基本相同，两者的主要区别在于所用原料的具体组成及配比不同，本实施例中的石膏砌块由以下重量份原料制成：630份二水脱硫石膏、180份改性玻璃纤维、 50份碳纤维、90份粉煤灰、40份氢氧化铝、50份碳酸氢钠、55份108胶水、 210份白水泥、80份氧化钙膨胀剂、10份石灰、6份硫酸钠、90份聚醇酸树脂、8份柠檬酸、10份蜜胺类减水剂及550份去离子水。
改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
步骤一、初步改性玻璃纤维的制备；
按0.06g/mL的固液比，将预处理后的玻璃纤维投至丙酮中，然后向其中补加质量为玻璃纤维8倍的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，混合搅拌均匀后，将其温度升至80℃，并在此温度下保温反应12h；待反应完毕后，依次对所得生成物组分进行过滤及干燥处理，所得记为初步改性玻璃纤维；
步骤二、改性玻璃纤维的制备；
按0.05g/mL的固液比，将所得初步改性玻璃纤维投至DMF中，然后向其中补加质量为初步改性玻璃纤维50％的改性无机复配微粉，超声分散均匀后，再分别向其中补加质量为初步改性玻璃纤维1.7倍的邻苯二甲酸酐及1.5 倍的四羟甲基甲烷；混合搅拌均匀后，将其温度升至120℃，并在此温度下保温聚合反应10h；待反应完毕后，向反应体系中补加质量为初步改性玻璃纤维 10倍的三乙烯四胺，然后于110℃的温度下聚合反应7h；待反应完毕后，依次对其进行洗涤及干燥处理，所得即为改性玻璃纤维成品。
玻璃纤维的预处理工艺为：按0.12g/mL的物料比，将玻璃纤维浸泡在双氧水中，混合搅拌均匀后，将其温度升至105℃，并在此温度下回流反应4h；待反应完毕后，依次对其进行过滤及干燥处理后，即完成了玻璃纤维的预处理。
玻璃纤维的长度为50μm、直径为15μm；碳纤维的直径为30μm，纤维长度为12μm。
改性无机复配微粉的制备方法为：按1.2g/mL的用量比将改性剂投至无水乙醇中，并向其中补加质量为改性剂1.0倍的无机复配微粉及0.5倍、粒径为5nm的纳米氧化锑，然后对所得混合样液进行超声混匀处理，直至其中的白色固体完全消失后，将其转入烘箱中，并在70℃的温度下对其进行烘干处理，所得固体粉末即为改性无机复配微粉成品。
改性剂的制备方法为：将等体积混合的甲苯及四氢呋喃混合液注入装配有搅拌器、温度计机回流冷凝器的反应器中，然后分别向其中分别加入质量为甲苯35％的顺丁烯二酸及65％的9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，混合搅拌均匀后，将之回流反应25h；待反应完毕后，将所得生成物组分自然冷却至室温后对其进行过滤处理，所得滤料于120℃的条件下进行干燥处理，所得即为改性剂成品。
无机复配微粉的制备方法包括如下步骤：
ⅰ、按0.03g/mL的固液比将粒径为100nm的纳米二氧化钛投至乙醇中，经超声分散均匀后，将所得第一分散组分保存、备用；
ⅱ、按8g/L的固液比，将由Hummers法制得的氧化石墨烯投至去离子水中，经超声分散150min后，将所得第二分散组分保存、备用；
ⅲ、边搅拌边以200滴/min的滴加速率将第二分散组分缓慢滴加至第一分散组分中，直至所得混合分散组分中氧化石墨烯的质量为纳米二氧化钛的20％；待滴加完毕后，继续对其进行混合搅拌20min，然后将之自然静置，使之分层；然后滤除上清液，所得沉淀物料经离心分离3次后将之置于恒温干燥箱中，并在70℃的温度下对其进行干燥处理，所得即为无机复配微粉成品；其中，离心分离过程中用乙醇对沉淀物料进行洗涤。
对比例1：本实施例所提供的石膏砌块的制备方法及原料的具体配比和实施例1大致相同，其主要区别在于：本实施例中采用等规格的普通玻璃纤维代替改性玻璃纤维。
对比例2：本实施例所提供的石膏砌块的制备方法及原料的具体配比和实施例1大致相同，其主要区别在于：本实施例中未对玻璃纤维进行预处理。
对比例3：本实施例所提供的石膏砌块的制备方法及原料的具体配比和实施例1大致相同，其主要区别在于：本实施例中不含碳纤维。
对比例4：本实施例所提供的石膏砌块的制备方法及原料的具体配比和实施例1大致相同，其主要区别在于：本实施例中不含氢氧化铝。
性能测试
分别将通过本发明中实施例1～3制备的石膏砌块记作实验例1～3；通过对比例1～4制备的石膏砌块(规格为600mm*500mm*100mm)记作对比例 1～4；分别对各组石膏砌块的相关性能进行检测，所得数据记录于下表：
Figure BDA0003831150390000121
Figure BDA0003831150390000131
注：抗压强度检测标准为：GB/T 50081-2002。
氧指数的检测标准为：GB/T 2406.2-2009。
通过对比及分析表中的相关数据可知，本发明所制备的石膏砌块不仅具有较好的力学性能，而且还具有优良的阻燃性能，有效地保证了石膏砌块的质量及品质。由此表明本发明生产的石膏砌块具有更广阔的市场前景，更适宜推广。定稿
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种高强度玻纤石膏砌块，其特征在于，所述石膏砌块由以下重量份原料制成：580～630份二水脱硫石膏、150～180份改性玻璃纤维、40～50份碳纤维、40～90份粉煤灰、25～40份氢氧化铝、2～5份发泡剂、45～55份108胶水、180～210份白水泥、30～80份氧化钙膨胀剂、5～10份石灰、3～6份硫酸钠、60～90份聚醇酸树脂、3.5～8份柠檬酸、5～10份减水剂及500～550份去离子水。
2.根据权利要求1中所述的一种高强度玻纤石膏砌块，其特征在于，所述改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
步骤一、初步改性玻璃纤维的制备；
按0.02～0.06g/mL的固液比，将预处理后的玻璃纤维投至丙酮中，然后向其中补加质量为玻璃纤维2～8倍的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，混合搅拌均匀后，将其温度升至70～80℃，并在此温度下保温反应6～12h；待反应完毕后，依次对所得生成物组分进行过滤及干燥处理，所得记为初步改性玻璃纤维；
步骤二、改性玻璃纤维的制备；
按0.03～0.05g/mL的固液比，将所得初步改性玻璃纤维投至DMF中，然后向其中补加质量为初步改性玻璃纤维30～50％的改性无机复配微粉，超声分散均匀后，再分别向其中补加质量为初步改性玻璃纤维1.3～1.7倍的邻苯二甲酸酐及1.2～1.5倍的四羟甲基甲烷；混合搅拌均匀后，将其温度升至110～120℃，并在此温度下保温聚合反应5～10h；待反应完毕后，向反应体系中补加质量为初步改性玻璃纤维5～10倍的三乙烯四胺，然后于110℃的温度下聚合反应4～7h；待反应完毕后，依次对其进行洗涤及干燥处理，所得即为改性玻璃纤维成品。
3.根据权利要求2中所述的一种高强度玻纤石膏砌块，其特征在于，玻璃纤维的预处理工艺为：按0.08～0.12g/mL的物料比，将玻璃纤维浸泡在双氧水中，混合搅拌均匀后，将其温度升至105℃，并在此温度下回流反应2～4h；待反应完毕后，依次对其进行过滤及干燥处理后，即完成了玻璃纤维的预处理。
4.根据权利要求1中所述的一种高强度玻纤石膏砌块，其特征在于：所述玻璃纤维的长度为10～50μm、直径为10～15μm；碳纤维的直径为15～30μm，纤维长度为8～12μm。
5.根据权利要求2中所述的一种高强度玻纤石膏砌块，其特征在于，所述改性无机复配微粉的制备方法为：按0.8～1.2g/mL的用量比将改性剂投至无水乙醇中，并向其中补加质量为改性剂0.8～1.0倍的无机复配微粉及0.3～0.5倍、粒径为3～5nm的纳米氧化锑，然后对所得混合样液进行超声混匀处理，直至其中的白色固体完全消失后，将其转入烘箱中，并在60～70℃的温度下对其进行烘干处理，所得固体粉末即为改性无机复配微粉成品。
6.根据权利要求5中所述的一种高强度玻纤石膏砌块，其特征在于，所述改性剂的制备方法为：将等体积混合的甲苯及四氢呋喃混合液注入装配有搅拌器、温度计机回流冷凝器的反应器中，然后分别向其中分别加入质量为甲苯30～35％的顺丁烯二酸及60～65％的9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，混合搅拌均匀后，将之回流反应20～25h；待反应完毕后，将所得生成物组分自然冷却至室温后对其进行过滤处理，所得滤料于100～120℃的条件下进行干燥处理，所得即为改性剂成品。
7.根据权利要求5中所述的一种高强度玻纤石膏砌块，其特征在于，所述无机复配微粉的制备方法包括如下步骤：
ⅰ、按0.01～0.03g/mL的固液比将粒径为90～100nm的纳米二氧化钛投至乙醇中，经超声分散均匀后，将所得第一分散组分保存、备用；
ⅱ、按3～8g/L的固液比，将由Hummers法制得的氧化石墨烯投至去离子水中，经超声分散100～150min后，将所得第二分散组分保存、备用；
ⅲ、边搅拌边以150～200滴/min的滴加速率将第二分散组分缓慢滴加至第一分散组分中，直至所得混合分散组分中氧化石墨烯的质量为纳米二氧化钛的8～20％；待滴加完毕后，继续对其进行混合搅拌10～20min，然后将之自然静置，使之分层；然后滤除上清液，所得沉淀物料经离心分离2～3次后将之置于恒温干燥箱中，并在60～70℃的温度下对其进行干燥处理，所得即为无机复配微粉成品；其中，离心分离过程中用乙醇对沉淀物料进行洗涤。
8.根据权利要求1中所述的一种高强度玻纤石膏砌块，其特征在于：所述发泡剂选用碳酸氢钠、碳酸氢铵中的任一种。
9.根据权利要求1中所述的一种高强度玻纤石膏砌块，其特征在于：所述减水剂选用木质素磺酸盐减水剂、萘系减水剂、蜜胺类减水剂中的任意一种。
10.根据权利要求1～9中任一项的一种高强度玻纤石膏砌块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、依次将二水脱硫石膏、白水泥、改性玻璃纤维、碳纤维、硫酸钠、石灰、及粉煤灰输送至砂浆搅拌机中进行混合拌料，然后向其中加入去离子水混合搅拌30～45min后，将氢氧化铝、发泡剂、108胶水、氧化钙膨胀剂及剩余原料加至所得混合料中，机械搅拌20～30min；待搅拌完毕后，将所得混合浆料保存、备用；
步骤二、将步骤二中所得的混合浆料于温度为30～40℃、湿度为35～50％的条件下陈化处理9～13h；将所得陈化混合浆料保存、备用；
步骤三、将所得陈化混合浆料浇入砌块成型机的模具中成型，25～50min后出模，所得的石膏砌块坯料经自然养护处理后，再对其进行烘干或自然晒干处理，即得高强度玻纤石膏砌块成品。
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