CN1212285C - 镁铝硅酸盐水泥与纤维增强复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种镁铝硅酸盐水泥与纤维增强复合材料及其制备方法，其特点是将活性二氧化硅7～15重量份、活性三氧化二铝16～24重量份、活性氧化镁46～55重量份和激发剂15～20重量份的固体材料磨细至≤80μm，方孔筛筛余≤10%，水20～30重量份，添加剂5～15重量份与纤维或纤维织物20～40重量份，加入带有碾轮的混合机中，搅拌均匀后与玻璃纤维布经辊压成型或者移入所需形状的模具中压制成型，过终凝时间2～5小时，110～180℃高温保养或自然保养，获得热力学稳定相的纤维水泥制品，用作建筑材料和建筑构件，如吊顶板、无机保丽板、仿木地板、高密度中纤板和FSC不燃无机复合板。

Description

镁铝硅酸盐水泥与纤维增强复合材料及其制备方法
一、技术领域
本发明涉及一种镁铝硅酸盐水泥与纤维增强复合材料及其制备方法，属于水硬性镁质水泥制品的制备领域。
二、背景技术
现有的钙质硅酸盐水泥是不能与植物纤维直接复合，碱度高(pH＝10.5～13)对玻璃纤维存在碱性腐蚀。现有的镁质水泥如氯氧镁水泥含有氯化镁参与反应，生成物中含大量的氯离子(Cl-)，因而存在着泛霜返卤、翘曲变形、锈蚀铁件和耐气候性差等弊端。硫氧镁水泥的强度又太低。法国Sorel发明氯氧镁水泥以来，对氯氧镁水泥的改性出现过很多专利，U.S 2702753；U.S 2939799；U.S 2543959等，但没有改变镁质水泥的气硬性性质。在利用植物纤维与钙质水泥复合的技术上也有专利报道，如美国专利中将植物纤维浸入钛或锆的螯合物中处理后与普通硅酸盐水泥(钙质水泥)复合的纤维水泥制品。这种水泥制品操作繁琐，很难进行工业化批量生产。
三、发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种镁铝硅酸盐水泥与纤维增强复合材料及其制备方法，其特点是利用镁铝硅酸盐水泥直接与植物纤维复合，并且由于碱度极低(pH＝6.8～7.5)，使高弹性模量的玻璃纤维能得到合理的利用。
本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重要份数。
镁铝硅酸盐水泥与纤维增强复合材料的配方组份为：
活性二氧化硅              7～15份
活性三氧化二铝            16～24份
活性氧化镁                46～55份
激发剂                    15～20份
添加剂                    5～15份
水                        20～30份
纤维或纤维织物            20～40份
其中固体材料磨细至≤80μm，方孔筛筛余≤10％。
纤维或纤维织物为玻璃纤维、玻璃纤维布、秸秆和竹纤维中的至少一种。
激发剂为硫酸钡、硫酸铝、硫酸钙和硫酸镁中的至少一种。
本发明所用添加剂为磷酸盐、萘系减水剂或增塑剂羧甲基纤维素都是本领域技术人员公知的技术，可以配合使用，其前提条件是这些添加剂对本发明的目的实现以及优良效果的取得不产生不利影响。
镁铝硅酸盐水泥与纤维增强复合材料的制备方法：
将活性二氧化硅7～15份、活性三氧化二铝16～24份、活性氧化镁46～55份和激发剂15～20份的固体材料磨细至≤80μm、方孔筛筛余≤10％，水20～30份和添加剂5～15份与纤维或纤维织物20～40份，加入带有碾轮的混合机中，搅拌均匀后与玻璃纤维布经辊压成型或者移入所需形状的模具中压制成型，过终凝时间2～5小时，110～180℃高温保养，如采用自然保养，时间较长，获得热力学稳定相的纤维水泥制品，其胶凝材料中含有大量的镁矾石、铝胶、M-S-H等。
FSC(纤维增强[镁铝]硅酸盐水泥土  的英文缩写)制品是镁铝硅酸盐水泥与纤维或纤维织物根据需要制作不同用途的建筑材料和建筑构件，利用木质纤维或非木质纤维增强复合材料，出于经济考虑，以非木质纤维为优选，生产不同性能的纤维水泥制品，如吊顶板、无机保丽板、仿木地板、高密度中纤板和FSC不燃无机复合板。
本发明具有如下优点：
1、FSC板由于是热力学稳定相，从冻融循环试验25次，干温交替试验25次等模拟耐久性试验的强度损失率小于5％，可以得出FSC板使用寿命50年以上，符合德国制作墙板的标准；FSC板具有防水、防火、防冻、防震、防老化、防铁锈蚀、防有害物质辐射和防三废(废物、废水、废气)污染等优越性能，因而是制作轻钢龙骨墙板的上乘材料。
2、FSC板的主要物理化学性能(经四川省建筑科学研究院检测)均高于FC加压板(纤维水泥加压板)、GRC板(玻璃纤维增强板)、AP板(纤维硬石膏板)、TK板(纤维增强水泥平板)、SC加压板(硅酸钙加压板)详见表1所示。
四、具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的以下实施例只用于对在发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例
1、将活性二氧化硅8kg，活性三氧化二铝17kg，活性氧化镁46kg，硫酸盐20kg，其中固体材料磨细至≤80μm，方孔筛筛余≤10％，水20kg加入带有碾轮的混合机中，搅拌均匀后根据所需制品的容重和强度、投入秸杆纤维20kg与玻璃纤维布辊压成型，获得容重为1.3～1.5g/cm2 FSC板即轻钢龙骨墙板。
2、将活性二氧化硅10kg，活性三氧化二铝18kg，活性氧化镁49kg，硫酸盐25kg，其中固体材料磨细至≤80μm，方孔筛筛余≤10％，水30kg，加入带有碾轮的混合机中，搅拌均匀后，投入竹纤维40kg与玻璃纤维布辊压成型，获得容重为1.0～1.2g/cm2FSC轻板，即吊顶板、FSC穿孔吸声板。
3、将活性二氧化硅11kg，活性三氧化二铝17kg，活性氧化镁46kg，硫酸盐21kg，其中固体材料磨细至≤80μm，方孔筛筛余≤10％，水23kg加入带有碾轮的混合机中，搅拌均匀后，投入植物纤维25kg与玻璃纤维布辊压成型，获得容重为1.3～1.4g/cm2 FSC板，即仿木地板。
表1厚度δ＝5的FSC板与其他同等厚度纤维水泥板的性能比较
Figure C0213368500051

Claims (3)

1、一种镁铝硅酸盐水泥与纤维增强复合材料，其特征在于该复合材料的配方组分按重量计为：
活性二氧化硅          7～15份
活性三氧化二铝        16～24份
活性氧化镁            46～55份
激发剂                15～20份
添加剂                5～15份
水                    20～30份
纤维或纤维织物        20～40份
其中纤维或纤维织物为玻璃纤维、玻璃纤维布、秸秆和竹纤维中的至少一种，激发剂为硫酸钡、硫酸铝、硫酸钙和硫酸镁中的至少一种，添加剂为磷酸盐、萘系减水剂或羧甲基纤维素中的任一种；将活性二氧化硅、活性三氧化二铝、活性氧化镁和激发剂的固体材料磨细至≤80μm，方孔筛筛余≤10％。
2、按照权利要求1所述镁铝硅酸盐水泥与纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于：
将活性二氧化硅7～15重量份、活性三氧化二铝16～24重量份、活性氧化镁46～55重量份和激发剂15～20重量份的固体材料磨细至≤80μm，方孔筛筛余≤10％，水20～30重量份，添加剂5～15重量份与纤维或纤维织物20～40重量份，加入带有碾轮的混合机中，搅拌均匀后与玻璃纤维布经辊压成型或者移入所需形状的模具中压制成型，过终凝时间2～5小时，110～180℃高温保养或采用自然保养，获得热力学稳定相的纤维水泥制品。
3、按照权利要求1所述镁铝硅酸盐水泥与纤维增强复合材料的用途，其特征在于该复合材料用作建筑材料和建筑构件。
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