CN1922348B - 织物增强水泥制品 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及用由至少部分高模量聚烯烃单丝纤维制成的织物增强的水泥制品。优选地，聚丙烯单丝纱线的3％正割弹性模量为至少100克/旦。高模量聚丙烯织物对水泥复合材料中存在的碱性条件具有固有的耐受力，以及断裂时的伸长率低。高模量聚丙烯可以含有成核剂，以有助于获得所需拉伸比的工艺。

Description

织物增强水泥制品
相关申请的交叉引用 
本申请是2004年2月25日提交的名为“Fabric Reinforced Cement”的美国专利申请第10/786,272号的部分继续申请，在此将其全部并入作为参考。 
技术领域
本发明主要涉及增强的水泥制品，具体地，本发明涉及用包括高模量聚丙烯纱线的织物增强的水泥制品、面板(panels)、复合材料和板材(boards)，该聚丙烯纱线对高碱性条件具有固有的耐受力。
背景技术
对水泥制品、复合材料、板材和面板使用增强材料在水泥和建筑工业中是公知的。通常，水泥在压缩作用下往往很坚硬，但是在张力、剪切力、弯曲力、固化或收缩力作用下往往容易碎裂和破坏，因此必须加以增强。例如，使用沥青型水泥材料的道路随时间而变差，由于反射性(reflective)裂化、车辙和交通信号灯处的卷起(rolling up)而产生坑洼。各种类型的增强材料用来使这些道路更加耐用。
其它水泥制品，例如支柱、平板、水泥板或预制板、瓦片和横截面恒定的制品(例如管材)由于使用应力、地震活动或者制品制造或安装过程中的初步处理而随时间劣化。这些制品可能需要增强材料，以使其具有对预定用途来说足够强的机械性能。具体而言，通常用于瓦片衬垫、外保温和装饰系统(EIFS)的水泥板，或预制板，可以含有由水泥材料制成的芯材，其插在一层或多层覆面材料之间。所用的覆面材料通常具有强度高、弹性模量高、和轻质的特征，为水泥复合板提供挠曲强度、冲击强度和拉伸强度，使得它可以在安装之前和安装过程中在不产生裂化的情况下进行操作。
所选的用于使水泥制品增强的技术取决于制品的功能，但是可以包括使用钢、碳、玻璃纤维、包括烯烃、聚酯、酰胺、聚乙烯醇(PVOH)和聚乙酸乙烯酯(PVA)的合成热塑性人造短纤维。对于这些应用来说，增强材料作为连续杆、网、织物和/或短纤维而加入。一些应用仅需要短纤维来改善韧度、耐用性和冲击强度，以降低收缩率并防止固化过程中的裂化。然而，许多应用需要使用连续长丝为水泥复合材料提供改善的拉伸和弯曲特性。由于多数水泥制品在非常低的拉伸伸长率下就趋于裂化和断裂，增强材料必须在低的伸长率下便具有高的拉伸模量或高的拉伸强度，以有效地增强水泥制品。
由于其性能和相对经济性，选择钢和玻璃纤维作为主要的增强材料。不幸的是，这些材料具有严重的缺陷：它们在进入使用环境(即它们在该环境中起到增强材料的作用)时容易腐蚀或降解。由钢制成的增强材料容易被腐蚀，这会造成“散裂”效应，该效应造成水泥制品的破裂和损坏。另一方面，玻璃纤维在普通水泥(如波特兰水泥)在固化过程中与水混合时产生的碱性环境中容易产生强度损失。
为了防止这些问题，需要在这些增强材料上使用专用的涂料，以使其在使用期限内保持强度。例如，用环氧树脂涂布钢筋，以防止钢筋的腐蚀。然而，首先，在钢上进行均匀涂布非常困难，另外，在水泥制品的制造过程中由于对钢的初步处理，涂层很容易损坏。涂层中的任何缺陷均会导致部分制品的性能不合标准或不合格(例如裂纹或断裂)。
玻璃纤维在用于水泥复合材料时也进行涂布以保护其强度。例如，水泥板通常包括用防护性聚氯乙烯(PVC)涂料涂布的玻璃纤维织物增强结构。需要使用通常以塑料溶胶形式涂覆的PVC涂层，以保护玻璃纤维纱和织物不会由于暴露于水泥制品固化过程中遇到的碱性条件而降解。涂层中的任何缺陷(如传统涂布法可能产生的那样，即使使用PVC涂料也是如此)导致可能被碱侵蚀的位点，如果为固化水泥制品而施加热量，这一过程便会加速。由于难以得到均匀的防护涂层，预计玻璃纤维会产生强度损失。实际上，水泥板的玻璃增强材料的规格规定，对特定的玻璃纤维增强材料而言，可以容许多大程度的强度损失。因此，为了补偿在未涂布或部分涂布部位可能产生的玻璃纤维 降解，通常加入过量的玻璃纤维，以便在水泥制品使用期限内确保必须的最小强度。
典型的聚丙烯织物尽管对水泥材料中存在的碱性条件具有固有的耐受性并不会腐蚀，但它们的拉伸模量不足以使其用作水泥制品、面板、复合材料和板材的拉伸增强材料。它们通常仅以短纤维的形式使用，以减少传统技术固化过程中的裂化。
因此，仍然需要有改进的由经济、模量高的织物增强的水泥制品、复合材料、面板或板材，所述的织物使得引入防护性涂层的需求降至最低乃至消除，并且保持其它覆面材料的有益特征。因此，本发明涉及通过使用由独特的高模量聚丙烯纱线制成的织物增强的水泥制品，所述的聚丙烯纱线由于其化学性质而对碱性介质有耐受性。
发明内容
本发明涉及增强的水泥制品、复合材料、面板或板材，其中增强材料是具有固有耐碱性的高模量聚丙烯单丝织物。由于聚丙烯本身具有耐碱性和耐腐蚀性，在水泥复合材料固化后，织物的拉伸性能几乎不降低或完全不降低。
水泥制品或复合材料的一个例子是用高模量单丝织物增强的水泥面板。水泥面板包括由水泥组合物制成的芯层。在一个实施方式中，芯层在一面或两面上覆盖有高模量增强聚丙烯单丝织物层，每一织物层均用水泥材料涂料粘合在芯层的顶部和底部。在水泥面板的边缘区域，织物层的一侧可以重叠在相反面的织物层上，以增强这些区域的强度。
增强的水泥制品的其它例子包括：EIFS(外保温和装饰系统)、预制水泥墙和结构体、预应力混凝土、结构和装饰部件、水泥地板、工作台面、捣固或轧制装饰制品、化学品或水槽、灌注水泥地基、屋瓦和铺面系统、和路面地基。尽管通常使用钢筋之类的增强材料以长时间支撑基础结构，但可以使用高模量聚丙烯单丝织物作为初期养护过程中的防裂化增强材料，并可用于补充其它的结构增强部件(例如玻璃纤维或钢)。
本文所述制品的特征是使用高模量聚丙烯单丝纱线构成用于水泥制品、复合材料、面板或板材的增强稀松布(scrim)或织物。使用聚丙烯(本身具有耐碱性的材料)最大程度地减少或消除了在增强纱线上使用防护涂层的需要。此外，使用高模量聚丙烯单丝产生与其它增强材料(例如玻璃纤维或钢)类似的高拉伸模量和低伸长率，但是制品总重大为降低。
与玻璃纤维(其在伸长率大约1％-3％时断裂)相比，高模量单丝聚丙烯织物在更高的伸长比(大约3％至9％)下断裂，其提供与玻璃纤维可比较的拉伸强度，而且与单独使用玻璃纤维的情况相比，高模量单丝聚丙烯织物对水泥复合材料产生更高的抗冲击性。在某些实施方式(例如水泥面板或板材)中，高模量单丝聚丙烯织物的弹性模量与水泥类似；因此，水泥板或面板相对不容易由于脆性或柔性过高而不合格。
此外，由于聚丙烯与玻璃纤维相比对碱侵蚀的耐受性更高，在制品的使用期限内，增强织物几乎不会在碱性条件下降解。因此，与涂层玻璃纤维之类在水泥板的碱性条件下充分降解的增强材料相比，面板的增强中需要使用的高模量聚丙烯纤维更少。
此外，与其它市售的聚丙烯增强产品相比，本文公开的收缩率较低的单丝纱线在高温(例如某些水泥固化过程中遇到的温度)下更好地保持了其高模量的特性。该增强织物伸长率较高的另一优点在于：即使水泥制品裂化，增强织物也能够将制品结合在一起，从而防止其破裂成分离的碎片。尽管聚丙烯增强稀松布或织物在3％至9％的伸长率下断裂，用于板材应用领域的增强稀松布也不会断裂，因为拉伸模量高到足以支承板材的重量。相反，玻璃纤维在大约3％的伸长率下即断裂，造成板材突然折断。由于聚丙烯增强织物不会断裂，水泥板中即使有裂纹，也仍然可以操作并应用。
附图说明
图1是根据本文所述第一个实施方式的与水泥面板结合使用的双轴增强织物的顶视图；
图2是根据本文所述另外可选的实施方式的与水泥面板结合使用的三轴增强织物的顶视图；
图3是根据本文所述一个实施方式的增强水泥面板的透视图；
图4是本公开内容教导的圆筒形增强水泥容器的透视图；
图5是根据本文所述的增强水泥道路的透视图。
具体实施方式
在此将本文所提及的所有专利和申请全部并入作为参考。
本发明涉及用于水泥制品、复合材料、面板和板材的包括高模量聚烯烃单丝纱线的织物增强材料。这种高模量单丝纱线是聚烯烃基的，且主要由聚丙烯构成。根据本文的教导制造高模量纱线，其任选地包括成核剂。
术语“聚丙烯”旨在包括任何包含丙烯单体的聚合组合物，无论是单独存在还是在与其它无规选择和取向的聚烯烃、二烯或其它单体(例如乙烯、丁烯和类似物)的混合物或共聚物中。该术语还包括单体组分的不同构型和排列(例如间同立构、全同立构和类似构型)。因此，在用于纤维时，该术语旨在包括拉伸聚合物的实际长股(strands)、带、线、和类似物。聚丙烯可以具有任意标准熔体流动(通过测试)；然而，标准纤维级聚丙烯树脂的熔体流动指数的范围为大约2至50。优选的范围为大约2至大约35，更优选的范围为大约2至大约12，最优选的范围为大约2至大约6。聚丙烯与优选少于10％、更优选少于5％、最优选少于2％的聚乙烯的混纺物可以是有利的。
术语“成核剂”、“成核剂化合物”通常单独或结合地包括任何添加到聚丙烯中以便在其从熔融状态转变成固态冷却结构的过程中产生聚丙烯晶体成核点的添加剂。
术语“机械拉伸”或“机械拉成”或类似术语旨在包括多种主要涉及在纤维上施加拉伸力以拉长其中的聚合物的方法。该方法可以使用多种设备进行，其包括，但不限于，导丝辊、轧辊、蒸汽圆筒烘燥机、热或冷气体喷射器(空气或蒸汽)、和其它类似机械设备。
纱线
优选的纱线是授予Morin等人的美国专利号第6,759,124号和美国专利申请第10/443,003号中所述的热塑性(具体是聚丙烯)单丝纱。通过将热塑性树脂挤压来制造这些纤维，在一个优选的实施方式中，所述的热塑性树脂中包括某些成核剂。任选地包括这些成核剂的纤维能够以高比率拉伸，使得韧度和模量远高于其它之前制造的、特别是在工业条件下制成的及同时表现出极低收缩率的压纺热塑性单丝聚丙烯纤维。将该纤维(优选由聚丙烯制成)机械拉伸至足够高的拉伸比，产生大于100克/旦、更优选为大于120克/旦、最优选为大于150克/旦的3％正割弹性模量。
一般而言，本文所述的成核化合物包括在施加足以熔化粒状聚合物的热量、拉伸聚合物以使聚合物链有一定取向、然后使这种取向聚合物冷却之后，在目标热塑性材料中使聚合物晶体成核的任何结构。与不含成核剂的相同热塑性材料相比，成核剂化合物在冷却过程中在更高的温度下发生聚合物结晶。由此，“硬化”成核剂化合物为热塑性材料的晶体生长提供了成核点。
优选的成核剂化合物包括二亚苄基山梨糖醇类，其包括但不限于，二亚苄基山梨糖醇(DBS)；单甲基二亚苄基山梨糖醇，例如1，3：2，4-二(对甲基亚苄基)山梨糖醇(p-MDBS)；二甲基二亚苄基山梨糖醇，例如1，3：2，4-二(3，4-二甲基亚苄基)山梨糖醇(3，4-DMDBS)；以及较不优选的化合物，例如[2.2.1]庚烷-二环二羧酸、苯甲酸钠、滑石、和某些磷酸钠和锂盐，例如2，2’-亚甲基-二-(4，6-二叔丁基苯基)磷酸钠。
在另一实施方式中，纱线包括与上述类似但是不含成核剂的单丝热塑性纤维。将该纤维(优选由聚丙烯制成)机械拉伸至足够高的拉伸比，以产生大于100克/旦、更优选为大于120克/旦、最优选为大于150克/旦的3％正割弹性模量。当单丝被拉伸到这么高的程度时，其常常表现出过度拉伸的特性。例如，单丝聚丙烯纤维会由于在纤维内产生的微小原纤维化或孔隙而变得不透明。因此，这种纱线不需要含有为制造不透明纤维而经常添加的颜料遮光剂如二氧化钛。
用于建筑和水泥应用的典型的聚丙烯单丝短纤维和连续纤维的3％正割模量值为20克/旦至80克/旦。这种聚丙烯典型地添加在水泥制品中以减少裂化，而不是为了提供机械增强。
与上述典型的聚丙烯纤维不同，本发明的纱线的一个优选实施方式包括含有至少一种成核化合物的单丝热塑性聚丙烯纤维，其中所述纤维在275
Figure 058058410_0
(135℃)下表现出至多10％的收缩率和至少100克/旦的3％正割模量，并任选地表现出至少5克/旦的韧度测量结果。
在另一优选实施方式中预见了符合这些特定物理特性的不含成核剂的聚丙烯单丝纤维。这些纤维可以具有任何横截面；两种常见的横截面包括圆形截面和高度拉长的矩形截面。
这种高模量聚丙烯纤维的制造方法包括下列连续步骤：(a)将任选地包括至少一种成核剂化合物的热塑性树脂的加热配制物挤压成纤维；(b)立即将步骤“a”的纤维骤冷至产生具有最小取向的固体纤维的温度；(c)以至少10∶1的拉伸比机械拉伸所述的每根纤维，同时使所述纤维暴露在250
Figure 058058410_1
至450(121℃至232℃)、优选为300至450 
Figure 058058410_4
(149℃至232℃)、最优选为340至450(171℃至232℃)的温度下，从而使其中的聚丙烯进行晶体取向；和(d)任选地，对取向纤维进行热定形。
优选地，在至多大约203
Figure 058058410_7
(95℃)和至少大约41
Figure 058058410_8
(5℃)、优选为41
Figure 058058410_9
(5℃)至140(60℃)、最优选为50
Figure 058058410_11
(10℃)至104 (40℃)(或对于液体来说通过简单地使浴槽自我适应温度为大约25℃至30℃的环境以尽可能地接近室温)的温度下进行步骤“b”。使用高热容液体(例如水)来促进骤冷。
在加热拉伸步骤(步骤“c”)中，实现取向，其提供了目标纤维的必需强度和模量。通常，制造过程中拉伸比高导致纤维断裂，使成本增加、制造时间大为延长(如果可以制造)。然而，拉伸比高能够制造拉伸强度和模量强度更高的纤维。
在热塑性树脂产生高拉伸比之前在其中加入至少一种成核剂化合物使得人们可以制造超高模量的单丝纤维，与在不含成核剂化合物的类似条件下制成的纤维相比，所述的超高模量单丝纤维的收缩率大为 降低。然而，就制造本文所述应用所必需的超高模量单丝纤维而言，在不含成核剂化合物的情况下制成的材料仍然是有利的。
因此，作为连续方法，通过在制造过程中不造成纤维断裂的同时采用高的拉伸比，该方法在物理特性方面提供了出乎意料的好结果。为了实现这种所需的物理特性，拉伸速度与线速的比例应该超过至少10∶1，优选为至少12∶1；更优选为至少15∶1，最优选为至少18∶1(即，为挤出之后纤维通过生产线的运动速度的10-18倍)。优选地，这种拉伸速度为400-2000英尺/分钟，而纤维此前的速度为大约20-400英尺/分钟，这样在两个区域产生大约10∶1至大约20∶1的拉伸速度比。下面更详细地论述这些工艺加工条件，其本身为优选的方法。
在挤压和拉伸后，任选的最终热定形(步骤“d”)在使结晶聚丙烯结构“锁定”就位的温度下进行。该热定形步骤通常持续小于1秒至可能2分钟。热定形温度应该超过拉伸温度，并优选为至少265
Figure 058058410_13
 (129℃)，更优选为至少大约300
Figure 058058410_14
(149℃)，最优选为至少大约350 
Figure 058058410_15
(177℃)，并可以高达450
Figure 058058410_16
(232℃)。
所讨论的所有收缩值均对应于大约5分钟的暴露于热源的纤维暴露时间。在热空气中，大约275
Figure 058058410_17
(135℃)下纤维的热收缩为至多10％，优选为至多7％，更优选为至多5％，最优选为至多2％。
单丝纤维中存在的成核剂的量应当足以在热定形(如上所述)之后提供所需的高拉伸比和收缩率。在纤维中使用的成核剂的量为大约0至大约5,000ppm。优选地，出于经济原因，所用成核剂的量应当保持尽可能地低，实际上，不一定是必需的。然而，在某些条件下，成核剂的量优选为至少500ppm、至多5000ppm(为了保持拉伸强度)；更优选为至少1000ppm至4000ppm；最优选为不超过3000ppm。
聚丙烯组合物(包括成核剂化合物)必须熔融，以便挤压成纤维。成核剂化合物在聚丙烯从熔融状态冷却时提供成核点，但是这些成核点必须在聚丙烯再结晶之前形成。因此，任何表现出这种有益作用和性能的化合物都包括在“成核剂”的定义中。更具体地说，这种成核剂化合物包括二亚苄基山梨糖醇类，其包括但不限于，二亚苄基山梨糖醇(DBS)；单甲基二亚苄基山梨糖醇，例如1，3：2，4-二(对甲基亚苄基)山梨糖醇(p-MDBS)；二甲基二亚苄基山梨糖醇，例如1，3：2，4-二(3，4- 二甲基亚苄基)山梨糖醇(3，4-DMDBS)；以及较不优选的化合物，例如[2.2.1]庚烷-二环二羧酸、苯甲酸钠、滑石、和某些磷酸钠和锂盐，例如2，2’-亚甲基-二-(4，6-二叔丁基苯基)磷酸钠。
一般而言，这种成核剂化合物所要求的选择标准是粒度(粒度越低，越容易操作、混合和与目标树脂结合)；粒子在目标树脂中的分散性(以提供最有效的成核性能)；和成核温度(即通过对熔融的成核树脂进行差示扫描量热分析测定的树脂样品的结晶温度，该温度越高则越好)。
已经确定，在目标熔融聚丙烯树脂中表现出良好溶解性(并因此在纤维制造过程中的这一阶段在性质上是液体)的成核剂化合物提供的低收缩特性最有效。因此，低取代的DBS化合物(包括DBS、p-MDBS、DMDBS)显得制造上的问题较小，并同时在最终聚丙烯树脂中提供较低的收缩性能。尽管p-MDBS和DMDBS是优选的，这些纤维中可以在使用上述任何成核剂，它们均具有不同的实现所需低收缩要求的能力。还可以在加工过程中使用这些成核剂的混合物，以提供这种低收缩性能以及可能的感官性能改善，并便于加工、或降低成本。
除上述化合物之外，苯甲酸钠和2，2’-亚甲基-二-(4，6-二叔丁基苯基)磷酸钠对于标准聚丙烯组合物(例如平板、容器、薄膜、片材和类似物)来说是公知的成核剂，因为它们表现出优异的再结晶温度和非常快速的注射成型周期时间。二亚苄基山梨糖醇类表现出相同类型的性能以及在标准聚丙烯结构(平板、片材等)中优异的透明度。对于本文所述的增强水泥制品，已经发现，二亚苄基山梨糖醇类优选作为目标聚丙烯纤维中的成核剂化合物。
增强织物或稀松布
如本文所使用，术语“稀松布”是指用作基础织物或增强织物的具有松散(open)构造的织物，其可以制成胶粘或热粘无纬稀松布、织造稀松布、衬纬经编稀松布、多轴经编稀松布、缝编稀松布、或交叉合股(cross-plied)稀松布。
本发明中使用的单丝纱线通常具有表面积(可与水泥材料接合的表面积)极小的平滑表面轮廓。此外，水泥材料通常是亲水的，其进一步影响聚丙烯的粘合性，后者是疏水的。克服这些问题的一个方法是利用织物的结构。例如，松散结构在相邻纱线之间提供水泥材料可以流过的空间。此外，织物结构提供了纱线交叠点(纱线间隙)，在此水泥可以嵌入点并在水泥材料与增强稀松布或织物之间提供机械粘合。
在一些情况下，具有紧密构造(也就是，相邻的平行纱线互相接触)的织物可能是优选的。更紧密的构造被认为与稀松布织物相比提供了更好的水泥制品机械增强。一般而言的织物和具体而言的稀松布都是通过将施加于水泥制品的力分布到更大的面积上来提供增强效果。
在第一个实施方式中(如图1所示)，增强织物是双向织物或稀松布基底，其包括与多根经纱呈直角交叉的多根横向纬纱。织物可以通过摩擦力结合在一起，例如在机织织物中那样。任选地，经纱和纬纱可以在交叉点通过粘合剂组合物粘结，例如在胶粘无纬稀松布中那样。另一选择是纱线可以在交叉点通过缝编结合在一起，例如在衬纬经编稀松布中那样。此外，这些织物可以通过多层层压构造制造，其中经纱通过粘合网、粘合膜或通过使用无纺粘合载体粘合到纬纱上(例如在交叉合股材料中那样)。
如图1所示，增强织物20是包括一层平行纬纱26和一层平行经纱28的双向稀松布，其可以通过针织、经编、交叉合股、缝编、或将纱线胶粘而获得。
若干机织构造预计包括平纹组织、纱罗组织、斜纹、缎纹和其它，其取决于所需的斜向稳定性和对经向或纬向皱缩的任何限制。任选地，这些纱线通过粘合剂结合在一起，这些粘合剂例如聚乙烯基醇(PVOH)、丙烯酸类、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯酸酯、丙烯酸胶乳、丁苯橡胶(SBR)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、塑料溶胶、或任何其它合适的粘合剂。这些纱线任选地进行热粘合，形成增强织物。此外，经纱和纬纱可以在它们的交叉点通过缝编接合， 例如用衬纬经编稀松布获得的那样。可以根据稳定性要求使用各种针织组织或针织组织构造。
在优选的织物结构中，由高模量聚丙烯单丝构成的经纱28排列成大约4至25根/英寸(ends per inch)，由高模量聚丙烯单丝构成的纬纱26排列成大约4至25根/英寸。更优选的织物结构为经向和纬向上为6至20根/英寸，最优选的结构为8至15根/英寸。此外，高模量单丝经纱28和纬纱26的纤度范围优选为150至2000旦/单丝，更优选为500至800旦/单丝。经纱28和/或纬纱26(无论是单丝、纺丝还是复丝)的纤度以及每英寸中经纱28和/或纬纱26的数目均可以根据需要而增加或降低，以符合最终水泥面板10的强度和模量要求。
双向稀松布可以由两层以直角彼此叠合的单股纱线形成。每一单股单丝纱线独立地铺设在薄膜、非织造织物、金属箔或织物之类的载体片材上。然后使单股片材彼此呈直角放置，确保形成双向织物。
任选地，纬纱可以使用自动纱线分布系统机械铺设到经纱片上，其中纬纱胶粘或热粘合到经纱上。
就本文所述的多种织物的形成，应当理解到，单丝纱线难以并入到织物结构中，尤其是当单丝经过加捻时。为减缓这一问题，当在经纱和/或纬纱中使用高模量单丝纱线时，可能需要用于将经纱并入的roll-off经轴架和用于将纬纱并入的roll-offs。
在第二个实施方式中(如图2所示)，增强织物是三向织物，也常常称作“三轴”稀松布织物，其任选地通过粘合剂组合物结合在一起，如在胶粘无纬稀松布中那样。另外可选地，稀松布织物可以通过缝编结合在一起，如在多轴经编织物中那样。在三轴稀松布中，有多根具有上斜纹和下斜纹的纬纱以及多根纵向经纱。交叉合股材料也可以是三轴的。
图2显示了根据第二个实施方式的增强织物20。如图所示，增强织物20是三向、或三轴的稀松布织物，其可以是针织、编织的，或者通过粘合剂组合物(例如参照图1所述的粘合剂组合物)或通过热粘合结合在一起。与第一个实施方式(如图1所示)类似，增强织物20的任选的粘合层在涂敷时干燥，以使增强织物20稳定。此外，可以使用热粘合。
在三轴结构中，存在有三组纱线：两组纬纱26，第一组具有上斜纹，第二组具有下斜纹，还有一组位于第一组纬纱26上方和第二组纬纱26下方的纵向经纱28。三轴增强织物20的织物结构的优选范围为大约4×2×2(在经向上为4根/英寸，在纬向上斜纹中为2根/英寸，在纬向下斜纹中为2根/英寸)至18×9×9，最优选为6×3×3至12×6×6之间。此外，高模量单丝经纱28和纬纱26的纤度范围优选为150至2000旦/单丝，更优选为500至1000旦/单丝，最优选为500至800旦/单丝。
此处同样适用的还有多轴针织织物。另外可选地，纬纱为8至50根/英寸、经纱为3至18根/英寸的缝编织物可以直接接合到无纺面板上。
在第三个实施方式(未显示)中，增强织物可以包括缝编织物，例如在马利莫缝编机(Malimo Machine)上制造的缝编织物。缝编织物是使用例如绗缝或与细网格交织使构造结合在一起的技术、通过多种穿过未连接纤维缝制的方法形成的复合非制造织物。在这些情况下，纬纱不一定与纬纱形成规整的直角。例如，纬纱可以缝编到载体基底如非织造织物上。
前述的任何增强织物均可以接合到附加面材上形成复合材料。该附加面材可以是，例如，非织造织物、薄膜、金属箔、或另一织物层。非织造织物可以由聚烯烃、聚酯、尼龙、玻璃纤维或本领域已知的其它材料构成。面材可以用来提高增强材料与水泥之间的粘合，以提供额外的耐裂化性能、提供光滑表面、提供阻燃性、产生防潮层、提供绝热性能、产生可印花表面、或者提供表面层的任何其它所需特性。高模量聚丙烯增强稀松布可以在增强复合材料中与其它增强纤维或织物结合，或者在最终的增强制品中与其它增强纤维、织物或其它材料结合使用。
优选地，无论织物20使用双轴、三轴还是多轴结构，经纱28和纬纱26均主要为高模量聚丙烯纤维。另外可选地，增强纤维20只有经纱28或纬纱26由高模量聚丙烯单丝纤维制成，其相应的纬纱26或经纱28由例如聚酯、聚酰胺、聚烯烃、陶瓷、尼龙、玻璃纤维、玄武 岩、碳和芳族聚酰胺的纤维制成，并且其可以是具有适当纤度的单丝、复丝或纺丝。
在另一可选实施方式中，经向和纬向上的纱线可以包括由高模量聚丙烯纤维和例如上文所列的第二纤维制成的交替(alternating)纱。本文使用的术语“交替”包括高模量聚丙烯纤维与第二纤维的任何组合方式，其包括(a)多根高模量聚丙烯纤维邻接多根第二纤维，(b)单根高模量聚丙烯纤维邻接单根第二纤维；(c)多根高模量聚丙烯纤维邻接单根第二纤维；和(d)单根高模量聚丙烯纤维邻接多根第二纤维。
如上文所述，使用高模量聚丙烯单丝纤维制造增强织物10是本发明的增强水泥制品的特别特征。使用高模量聚丙烯纤维——优选同时用于经纱28和纬纱26——提供了经济的增强材料，其最大程度减少或消除了玻璃纤维或钢所需的在增强织物20上使用防护性涂层的需要。由于聚丙烯的化学性质，它不受碱性条件的影响，而类似的未涂层的玻璃纤维则会迅速降解，失去其物理性能上的优势，钢则容易被腐蚀。此外，高模量单丝聚丙烯的强度高、弹性模量高、重量轻。最后，与非成核聚丙烯相比，成核时的最终聚丙烯的高温收缩性能更好，在水泥面板固化阶段表现出的热降解程度较低。然而，非成核高模量单丝聚丙烯纱线的收缩率通常低于非成核较低模量的单丝聚丙烯纱线。
如上文所述，本公开内容主要涉及用高模量织物20(例如可以由高模量单丝聚丙烯纱线制成的织物)增强的水泥制品10。如图3所示的一个例子是包括由水泥组合物制成的芯层14的水泥制品10。在所示的实施方式中，芯层14被增强织物20的顶层16和底层18覆盖。任选地，两个增强层可以嵌在板中并接近中心。根据施加于制品的力的模式，可能仅需要一层高模量单丝聚丙烯织物。如果仅需要在复合材料的一个方向上(例如纵轴)增强，那么高模量聚丙烯单丝纱可能只需要位于一个主要方向(例如，纵轴)。
优选地，对于水泥面板来说，织物20的顶层16和底层18在水泥面板10的边缘区域重叠。由于它的粘结性，水泥板或面板往往在常常用作板材接合点的边缘处相对易碎。因此，通过使织物20在这些区域重叠，增强了水泥板边缘的强度，并且板材保持了足以在安装时保持 接合的结构完整性。在使增强织物20弯曲以贴合水泥制品的形状时(如图所示)，使用聚丙烯纱线是有利的，其能够产生摺痕并使其长时间保持。
图4显示了圆筒形水泥制品40，例如槽。类似的构造还可用于其它圆筒形容器，例如管材。在该实施方式中，位于容器水泥壁42中央的增强织物10提供了抗冲击性和拉伸强度，以及抗表面散裂性(如果在水泥制品40中使用附加的钢增强材料，则可能发生这种情况)。预计可以使用两层增强织物10代替所示的一层，其中第一层安置成朝向容器内部，第二层安置成朝向容器外缘。
图5显示了用于水泥或沥青道路50的增强织物10的典型例子。在该实施方式中，增强织物10位于两层砂石或泥土层54之间。可以使用粒状材料(例如砾石、岩石或回收材料)52作为道路50的地基。此处所述的道路50的表面由水泥或沥青材料56构成。
纤维、纱线、织物和制品的制造和物理分析
下列非限制性实施例说明了本发明的优选实施方式。
实施例#1：高模量单丝纱线
制造
该实施例的目的是制造多种包含或不含成核剂的高模量纱线，并评价拉伸比对所得纱线物理性质(例如，弹性模量)的影响。
这些实施例使用熔体流动指数为4的聚丙烯树脂(Atofina 3462)。所选样品(如表1A所详述)包括单丝纱线挤压过程中加入的成核剂。
对于实施例19a-23a，将成核剂加入10％浓度的母料中，该母料是通过将粉末形式的1，3：2，4-二(3，4-二甲基亚苄基)山梨糖醇(3，4-DMDBS)与粉末聚丙烯载体树脂在高速混合机中混合而制成的。将混合物通过双螺杆挤压机在240℃的挤压机温度下挤出，切割成颗粒，对其进行如下处理。
将聚丙烯颗粒(其中一些包括添加的成核剂)熔融，然后使用单螺杆挤压机通过具60孔的单丝喷丝头挤出。调节聚丙烯熔体的通量，以得到大约520克/9000米的最终单丝纤度。
将熔融的单丝束在室温下的水(大约25℃或77
Figure 058058410_18
)中骤冷，然后用辊转移至一组空气刮浆刀，其除去单丝表面的水。然后使单丝通过两组大辊的第一组，所有这些辊均根据拉伸比以35至160英尺/分钟(10.7米/分钟至48.8米/分钟)的速度旋转，然后进入设定至270
Figure 058058410_19
或340
Figure 058058410_20
(132℃或171℃)的大约14英尺长的烘箱。
离开第一烘箱后，将单丝转移至以630英尺/分钟(192.0米/分钟)的速度运行的第二组大辊上。然后将每根单丝纤维在卷筒上往复，将它们单独缠绕在其上。这些最终纤维由此被称作聚丙烯单丝。
以这种方式制造多种单丝纤维，调节聚丙烯树脂和拉伸比(第一和第二组辊之间的转速比)。下表1A中描述了工艺加工条件。
表1A
单丝工艺加工条件
     样品编号     辊速度(英尺/分钟)     烘箱温度     (
Figure 058058410_21
)		   DBS载量   (ppm)      拉伸比
    辊1     辊2
    非成核聚丙烯单丝
    1a     158     630     270   0     4∶1
    2a     126     630     270   0     5∶1
    3a     105     630     270   0     6∶1
    4a     90     630     270   0     7∶1
    5a     78     630     270   0     8∶1
    6a     70     630     270   0     9∶1
    7a     63     630     270   0     10∶1
    8a     90     630     340   0     7∶1
    9a     79     630     340   0     8∶1
    10a     70     630     340   0     9∶1
    11a     63     630     340   0     10∶1
    12a     57     630     340   0     11∶1
    13a     53     630     340   0     12∶1
    14a     48     630     340   0     13∶1
    15a     45     630     340   0     14∶1
    16a     42     630     340   0     15∶1
    17a     39     630     340   0     16∶1
    18a     37     630     340   0     17∶1
    成核的聚丙烯单丝
    19a     48     630     340   2000     13∶1
    20a     45     630     340   2000     14∶1
    21a     42     630     340   2000     15∶1
    22a     39     630     340   2000     16∶1
    23a     37     630     340   2000     17∶1
测试
使用MTS Sintech 10/G仪器在制造后至少24小时对这些单丝纤维的拉伸性能进行测试。
另外，在加热板设为275
Figure 058058410_22
(135℃)、悬重8克的FST 3000收缩测试机(获自Lawson-Hemphill)上对其进行收缩率测试。计算五个样品与受热之前的初始长度相比的平均收缩率作为收缩率。
对于不同纤维，所有这些结果均列于下表1B(纤度的测量单位为克/9000米)。
表1B
特定单丝的物理性质
    样品    编号    纤度   (克/9000米)     伸长率    (％)     韧度    (克/旦)     1％模量    (克/旦)     3％模量    (克/旦)   135℃  收缩率(％)
    非成核聚丙烯单丝
    1a    521     21.7     3.3     55     36   7.6
    2a    516     19.9     4.2     65     44   11.9
    3a    515     20.8     5.8     82     55   16.4
    4a    522     17.9     6.5     88     61   18.3
    5a    522     14.6     7.4     106     75   20.6
    6a    524     9.8     6.2     112     82   19.6
    7a    524     8.2     6.2     126     95   16.5
    8a    521     17.0     5.9     68     50   9.2
    9a    520     11.9     5.6     82     61   10.7
    10a    513     9.8     5.8     100     75   12.2
    11a    518     8.3     5.9     113     86   12.2
    12a    523     6.9     5.9     133     103   10.3
    13a    520     6.0     5.6     142     114   7.8
    14a    528     7.4     7.3     146     123   7.6
    15a    525     6.9     7.4     156     132   6.3
    16a    520     6.9     8.2     172     147   5.1
    17a    520     6.4     8.1     169     152   4.3
    18a    524     6.4     8.6     181     163   3.7
    成核的聚丙烯单丝
    19a    516     7.5     7.1     141     11 8   5.1
    20a    514     7.7     7.7     147     126   4.6
    21a    513     6.8     7.6     157     136   4.1
    22a    524     6.6     7.7     157     141   3.7
    23a    519     5.8     7.6     167     152   3.2
在这些实验中，样品7a和12a-23a表现出过度拉伸的性能，这一点通过透明聚丙烯变不透明和沿纤维长度出现微原纤维化得到证实。为了本文的讨论，样品12a-23a被视为“高模量”纱线。
实施例#2：超高模量单丝
制造
通过将粉末状1，3：2，4-二(3，4-二甲基亚苄基)山梨糖醇(3，4-DMDBS)成核剂化合物与熔体流动指数为4的粉末状聚丙烯树脂(AtoFina 3462)在高速混合机中以2500ppm浓度混合，制造用所用(at-level)化合物成核的聚丙烯树脂。将混合物通过双螺杆挤压机在大约464
Figure 058058410_23
(240℃)的挤压机温度下挤出，切割成颗粒。将这些由聚丙烯树脂和添加成核剂组成的成核颗粒熔融，然后使用单螺杆挤压机通过具60孔的单丝喷丝头挤出。调节聚丙烯熔体的通量，以得到大约520克/9000米的最终单丝纤度。
将熔融的单丝束在室温下的水(大约25℃或77
Figure 058058410_24
)中骤冷，然后用辊转移至一组空气刮浆刀，其除去单丝表面的水。然后使单丝通过4组大辊中的第一组，所有这些辊均以大约44英尺/分钟(13.4米/分钟)的速度旋转，然后进入设定至温度350
Figure 058058410_25
(177℃)的大约14英尺长的烘箱。
离开第一烘箱后，将单丝转移至以大约520英尺/分钟(158.5米/分钟)的速度运行的第二组大辊上，然后进入设定为温度395
Figure 058058410_26
(202℃)的第二烘箱。第三组辊设定为590英尺/分钟，且它们之间的第三烘箱设定为温度395
Figure 058058410_27
(202℃)。对于14.3的总拉伸比，最后一组(第四组)辊设定成630英尺/分钟(192.0米/分钟)的速度。然后将每根单丝纤维在卷筒上往复，将它们单独缠绕在其上。这些最终纤维由此被称作聚丙烯单丝。
测式
使用MTS Sintech 10/G仪器对通过该方法制成的单丝纤维的拉伸性能进行测试。
另外，在加热板设为243(117℃)(其产生的实际温度为275 或135℃)、悬重8克的FST 3000收缩测试机(获自Lawson-Hemphill)上对其进行收缩率测试。计算五个样品与受热之前的初始长度相比的平均收缩率作为收缩率。
另外，通过气相色谱法测量单丝纤维的成核剂浓度。
物理测试的结果如下列表2所示。
表2
特定单丝纤维的物理性质
  样品  编号   纤度  (克/9000米)   断裂时的  伸长率(％)   韧度  (克/旦)   1％模量  (克/旦)  3％模量 (克/旦)   135℃  收缩率(％)
  1A   520   5.4   6.8   190  150   4.7
根据此处所述的方法制成的纱线3％正割弹性模量为150克/旦，这使其符合“高模量”纱线的要求。
实施例#3：超高模量单丝织物
制造
使用实施例2中制造的超高模量单丝纱线，通过首先将这些纱线卷筒装在roll-off整经机筒子架上而产生机织织物。然后将纱线在分段经轴上进行整经。使用并轴机将分段经轴并到织机经轴上。在RigidRapier机织机上制造平纹结构的织物。织物结构为大约13根经纱/英寸(经纱方向上)×15根纬纱/英寸(纬纱方向上)。
测试
通过ASTM D1682所述方法进行拉伸测试，经向断裂力为89磅，纬向断裂力为111磅，伸长率分别为9.5％和8.5％。
此外，对织物本身进行三种不同的耐碱性试验。第一个试验使织物在室温下在1N NaOH溶液中暴露30分钟，此后将织物拍干，并通过ASTM D1682所述的方法再次进行测试。第二个碱试验与第一个类似，不同之处在于织物在1％NaOH溶液中暴露4小时，然后干燥，并再次进行测试。第三个试验使织物在104
Figure 058058410_30
(40℃)下在3000g蒸馏水、84g NaOH、252g KOH和11.1g CaOH的三羟基溶液中暴露24小时，此后将织物拍干，并进一步在热风烘箱中在176
Figure 058058410_31
(80℃)下干燥4小时。每项试验均在经向和纬向上重复5次。前两项试验的结果如下列表3所示。
表3
超高模数单丝织物的拉伸试验
    处理     经向最大负荷     (磅)      最大负荷下的      经向伸长率      纬向最大负荷      (磅)      最大负荷下的      纬向伸长率
    无     91.15+/-3.37      5.770+/-0.249      112.02+/-1.63      5.502+/-0.144
    1NNaOH    (30分钟)     88.23+/-2.24      9.051+/-0.101      114.75+/-3.11      8.184+/-0.330
    1％NaOH    (3小时)     89.40+/-4.27      8.895+/-0.621      115.34+/-0.59      8.318+/-0.102
经过每一项这些试验的织物样品的强度损失低于5％(ASTMD1682)，在多数情况下，没有观察到物理性能的损失。
因此，本发明的纤维表现出优异的高模量，以及低收缩率，此外还表现出之前的单丝热塑性纤维不能同时获得的优异的耐碱性。
实施例#4：水泥板
制造
对于水泥基体，使用获自Lafarge North America的III型波特兰水泥。此外，以不同的混合设计使用三种轻质添加剂。它们的特性如表4A所概括。
表4A
轻质集料特性
    名称     密度(g/cm3)     平均粒度     粒度分布
    NOR-CAL珍珠岩     4.4     N/A     N/A
    Siscor玻璃球     16.2     N/A     500-1000微米
    Sil-Cell 32     7     75微米     1-300微米
根据ASTM Standard C305-82根据下列混合物制备糊状物：(a)水/水泥为0.30和0.35的对照糊状物；(b)具有这两种水/水泥比的含轻质集料的糊状物；和(c)将原始水泥的40体积％、50体积％和60体积％(对照糊状物中所含的量)替换成轻质集料。然后将混合物浇铸成2英寸管，通过比较管材在大气压条件下的重量和它们浸在水中的重量来测定混合物密度。将所有这些混合物与对照糊状物的密度进行比较。对照糊状物的密度为大约120至130磅/立方英尺，而糊状物的期望密度约为90磅/立方英寸。将40体积％和50体积％水泥替换成轻质材料的样品上进行密度测量的结果仍然远高于90磅/立方英寸的目标值。水 /水泥比为0.35时，将60体积％替换成Sil-Cell 32珍珠岩粉末，得到最接近于90磅/立方英寸目标值的结果(具体地，其密度为1.52g/cm3 (93.56磅/立方英寸))。
使用60体积％替换成Sil-Cell 32珍珠岩的水泥混合物，使用3英寸×5英寸胶合板模具制造板材。将实施例3的织物的第一层固定到模具一侧，然后拉紧，并用厚度为3/8英寸的木条固定住模具另一侧。然后将密度为1.52g/cm3的糊状物分两步倾倒在固定的织物上，直至其为3/8英寸高。此时，将第二织物层用1/8英寸的木条拉紧，固定在模具的所有四个侧边上，倾倒最后一层糊状物并弄平，使得最终板材的厚度为1/2英寸。在糊状物仍然新调制时，在其上放置塑料板以防止挥发。24小时后，用湿的粗麻布完全覆盖整个板，并用塑料覆盖整个组件，以保持足够的湿度。通过该方法制造两块板材：一块用实施例3的超高模量聚丙烯单丝织物增强，另一块用10根经纱/英寸、10根纬纱/英寸的比较PVC涂层玻璃织物增强。玻璃纱为G-75纱线，其使织物在经向和纬向上的拉伸强度为约100磅，断裂时的伸长率为大约3％。在室温下固化10天后，从模具中取下两块板材。
测试
在每块板材上进行的第一项试验是确定整个3英尺×5英尺的板材是否支承其自身的重量。提起每块聚丙烯超高模量单丝板和玻璃板。试验如下：
步骤1.在相距5英尺的相反两端让两个人提起浇铸成的板材；
步骤2.翻转板材，使浇铸成的底面朝上；
步骤3.再次翻转板材至浇铸成的位置；和
步骤4.将板材放回原处。
在步骤1之后，所有三块板都保持完好。在步骤2之后，在两个样品中均观察到微劣化。提起时所有这些板材均能支承其自身重量。
第二项试验是三点弯曲。在取自每块板的5个样品上进行该项试验。试样为7英寸长和2英寸宽。这样使得样品在试验装置的两个外支架之间具有6英寸的主跨。在试样整个宽度的中点处施加载荷。用 伸长计监测中点挠度。对于支撑梁(载荷集中施加在跨距中点)根据梁理论由下列公式计算弹性模量：
E＝(P/δ)L3/48I
其中E是弹性模量，(P/δ)是测试得到的应力-应变曲线的初始斜率，L是支架之间的梁跨距，对于宽为b高为h的矩形横截面的梁而言，I＝bh3/12。试样的测试结果如表4B所详述。
表4B
弹性模量
    样品编号     织物类型     E(GPa)
    C1     聚丙烯     9.17
    C2     聚丙烯     8.73
    C3     聚丙烯     7.57
    C4     聚丙烯     9.86
    C5     聚丙烯     7.45
    D1     PVC涂层玻璃     6.96
    D2     PVC涂层玻璃     7.32
    D3     PVC涂层玻璃     6.66
    D4     PVC涂层玻璃     8.47
    D5     PVC涂层玻璃     9.41
因此，用高模量聚丙烯增强的板材的弹性模量平均地高于玻璃增强板。与用PVC涂层玻璃织物不同，机织聚丙烯织物未涂任何防护层。
作为最终的评测，对板材进行敲钉试验。从每块聚丙烯和玻璃增强水泥板上切下2英寸×7英寸的板材切片。试验使用改良的Charpy装置用钉子在板材切片上穿孔。通过摆锤尖端的测力计和位于样品后方的两个补充测力计对冲击力进行测量。对于每块板材，测试四个样品。测量每个样品的钉穿最大负荷和能量，结果列于表4C。
表4C
敲钉试验数据
    样品编号   织物类型     最大负荷(磅)     能量(磅·英尺)
    C6   聚丙烯     344     2.47
    C7   聚丙烯     256     1.598
    C8   聚丙烯     328     4.125
    C9   聚丙烯     320     2.018
    D6   PVC涂层玻璃     168     1.791
    D7   PVC涂层玻璃     208     2.231
    D8   PVC涂层玻璃     208     1.419
    D9   PVC涂层玻璃     232     2.077
在用钉子冲击后，对每块板材的背面进行分析，表明在钉子冲击过程中从玻璃增强板材背面敲掉的水泥量较大。这表明，聚丙烯增强材料使板材具有更好的抗冲击性。
水泥制品领域的技术人员将会认识到，可以在不偏离本发明精神和范围的前提下对前述的优选实施方式进行多种替换和修改。

Claims (32)

1.一种增强的水泥制品，所述的制品用至少一层织物增强，所述的织物层包括至少一种具有多根经向纱线的经纱和至少一种具有多根纬向纱线的纬纱，其中所述纱线的一些是3％正割弹性模量为至少100克/旦的连续聚丙烯单丝纱线。
2.根据权利要求1所述的增强水泥制品，其中仅所述经纱和所述纬纱中的一种中存在有所述的连续聚丙烯单丝纱线，并且其中所述聚丙烯单丝纱线的相反方向上存在有不同材料的纱线，所述相反方向上的纱线由选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃、陶瓷、玻璃纤维、玄武岩、碳、芳族聚酰胺、钢、PVA、及其组合的材料制成。
3.根据权利要求1所述的增强水泥制品，其中所述的至少一些的所述经向纱线和至少一些的所述纬向纱线是所述的连续聚丙烯单丝纱线。
4.根据权利要求1所述的增强水泥制品，其中所述经纱和所述纬纱中的至少一种包括排列成与不同材料的纱线呈图案状关系的所述连续聚丙烯单丝纱线，所述的不同材料的纱线由选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃、陶瓷、玻璃纤维、玄武岩、碳、芳族聚酰胺、钢、PVA、及其组合的材料制成。
5.根据权利要求1所述的增强水泥制品，其中所述的连续聚丙烯单丝纱线的3％正割弹性模量为至少120克/旦。
6.根据权利要求5所述的增强水泥制品，其中所述的连续聚丙烯单丝纱线的3％正割弹性模量为至少150克/旦。
7.根据权利要求1所述的增强水泥制品，其中所述的连续聚丙烯单丝纱线伸长率为至少3％。
8.根据权利要求1所述的增强水泥制品，其中所述的连续聚丙烯单丝纱线包含至少一种选自二亚苄基山梨糖醇(DBS)；1，3：2，4-二(对甲基亚苄基)山梨糖醇(p-MDBS)；1，3：2，4-二(3，4-二甲基亚苄基)山梨糖醇(3，4-DMDBS)；[2.2.1]庚烷-二环二羧酸；苯甲酸钠；滑石；2，2’-亚甲基-二-(4，6-二叔丁基苯基)磷酸钠；及其混合物的成核剂。
9.根据权利要求8所述的增强水泥制品，其中所述的成核剂为3，4-DMDBS。
10.根据权利要求1所述的增强水泥制品，其中所述的织物层是选自机织织物、经编织物、缝编织物和胶粘织物的双向织物。
11.根据权利要求1的增强水泥制品，其中所述的织物层是选自热粘织物的双向织物。
12.根据权利要求10所述的增强水泥制品，其中所述经编织物是衬纬经编织物。
13.根据权利要求1所述的增强水泥制品，其中所述的织物层是双向稀松布。
14.根据权利要求13所述的增强水泥制品，其中所述的经纱和所述的纬纱各自包含4至25根纱线/英寸。
15.根据权利要求14所述的增强水泥制品，其中所述的经纱和所述的纬纱各自包含6至20根纱线/英寸。
16.根据权利要求15所述的增强水泥制品，其中所述的经纱和所述的纬纱各自包含8至15根纱线/英寸。
17.根据权利要求13所述的增强水泥制品，其中所述经纱和所述纬纱的纤度为150旦至2000旦。
18.根据权利要求17所述的增强水泥制品，其中所述经纱和所述纬纱的纤度为500旦至1200旦。
19.根据权利要求18所述的增强水泥制品，其中所述经纱和所述纬纱的纤度为500旦至800旦。
20.根据权利要求1所述的增强水泥制品，其中所述的织物层是结构为4×2×2至18×9×9的三向稀松布。
21.根据权利要求20所述的增强水泥制品，其中所述的三向稀松布的结构为6×3×3至12×6×6。
22.根据权利要求1所述的增强水泥制品，其中存在有至少两层所述的织物层。
23.根据权利要求1所述的增强水泥制品，其中所述进行增强的制品选自横截面恒定的制品。
24.根据权利要求23所述的增强水泥制品，其中所述横截面恒定的制品选自板材和柱。
25.根据权利要求24所述的增强水泥制品，其中所述板材选自面板和平板。
26.根据权利要求1所述的增强水泥制品，其中所述进行增强的制品选自预应力混凝土。
27.根据权利要求1所述的增强水泥制品，其中所述进行增强的制品选自结构元件和装饰元件。
28.根据权利要求27所述的增强水泥制品，其中所述结构元件选自水泥地板、灌注水泥地基和水泥墙。
29.根据权利要求27所述的增强水泥制品，其中所述装饰元件选自工作台面、外保温和装饰系统以及屋瓦和铺面系统。
30.根据权利要求1所述的增强水泥制品，其中所述进行增强的制品选自水泥道路。
31.根据权利要求24所述的增强水泥制品，其中所述的板材是预制板。
32.根据权利要求23所述的增强水泥制品，其中所述的制品是水泥面板。
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