CN218970409U

CN218970409U - 植物纤维水泥板

Info

Publication number: CN218970409U
Application number: CN202223130336.9U
Authority: CN
Inventors: 汤正捷; 田珩; 罗蓓; 高伟; 吴章康
Original assignee: Southwest Forestry University
Current assignee: Southwest Forestry University
Priority date: 2022-11-24
Filing date: 2022-11-24
Publication date: 2023-05-05
Anticipated expiration: 2032-11-24

Abstract

本申请实施例公开了一种植物纤维水泥板，包括：板材本体，所述板材本体是具有长、宽、厚的板状结构的纤维水泥板；纵向筋骨，所述纵向筋骨穿插于所述板材本体内部并沿所述板材本体的长度方向延伸，所述纵向筋骨包括纤维丝束、包裹于所述纤维丝束外部的水泥颗粒，所述纤维丝束由层叠的长纤维丝组成。通过纵向筋骨的设置，能够改善板材本体的至少长度方向的力学性能，同时降低木丝水泥板的自重，达到高强度且轻质量的优点。

Description

植物纤维水泥板

技术领域

本实用新型涉及复合板材的技术领域，更具体地，涉及一种通过穿插于纤维水泥板中的纤维丝束的设置以增加力学强度的植物纤维水泥板。

背景技术

木丝水泥板具有相对较好的隔音、保温隔热、防火的优点，因而常用于作为建筑的外墙板。它具体是一种将经过矿化处理(例如矿化药剂浸渍)的木丝与水泥砂浆均匀混合后，再经铺装、压制等工序制成的复合板材。例如中国专利数据库中，公开号为CN201952923U，名称为“水泥木丝板”的实用新型专利中记载了在水泥板中参和有木丝的一种复合板材，其中，木丝的长度为200～600mm，宽度为1～12mm，厚度为0.3～1.2mm。木丝与水泥砂浆通过搅拌混合，所以木丝在水泥板中的形态是随意的，不具有特征性。然而，上述技术方案制备得到的水泥木丝板的强度相对较低，但质量又相对较重，不符合建筑材料的高强度质轻的发展趋势。

基于上述产品，公开号为CN103304258A，名称为“一种水泥木丝吸音板”的发明专利申请做出了改善，通过在木丝、水泥砂浆中增加泡沫剂、加强剂以获得高强度质轻的水泥木丝板。然而，上述方案的制备成本相对较高，工艺控制相对复杂。

实用新型内容

本申请提供一种植物纤维水泥板，它通过在纤维水泥板中穿插设置纤维丝束以增加板材的力学强度。

在本申请的一个方面，提供了一种植物纤维水泥板，包括：

板材本体，所述板材本体是具有长、宽、厚的板状结构的纤维水泥板；

纵向筋骨，所述纵向筋骨穿插于所述板材本体内部并沿所述板材本体的长度方向延伸，所述纵向筋骨包括纤维丝束、包裹于所述纤维丝束外部的水泥颗粒，所述纤维丝束由层叠的长纤维丝组成。

在一些实施例中，所述纵向筋骨贯穿所述板材本体的长度方向。

在一些实施例中，单束所述纤维丝束中包括3～10条层叠的长纤维丝。

在一些实施例中，单束所述纤维丝束中相邻的所述长纤维丝之间通过水泥颗粒粘结连接。

在一些实施例中，所述长纤维丝的长度为600～900mm，宽度为8～10mm，厚度为1～1.5mm。

在一些实施例中，所述长纤维丝是木丝或竹丝。

在一些实施例中，所述板材本体是由木质单体和水泥颗粒相互混合并粘结连接的纤维水泥板，所述木质单体的规格包括多种。

在一些实施例中，所述木质单体包括木质刨花、木质纤维、纳米纤维素、短纤维丝中的一种或多种的混用物。

在一些实施例中，所述板材本体中，所述木质单体与所述水泥颗粒的体积占比为1:(1～2)。

在一些实施例中，所述短纤维丝是长度为40～100mm、宽度为0.5～5mm、厚度为0.2～1.0mm的木丝。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、在本申请中，通过纵向筋骨的设置，能够改善板材本体的至少长度方向的力学性能，同时降低本申请的木丝水泥板的自重，达到高强度且轻质量的优点。

2、在本申请进一步的实施例中，通过将水泥颗粒与多种形态、规格的木质单体混合制得板材本体，从而能够提高本申请的木丝水泥板的力学性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例1的木丝水泥板的结构示意图。

图2为本申请实施例1的纵向筋骨的结构放大示意图。

图3为本申请实施例2的纵向筋骨的结构放大示意图。

图4为本申请实施例4的板材本体的结构放大示意图。

图中：100、木丝水泥板，110、板材本体，120、纵向筋骨，101、长纤维丝，102、水泥颗粒，103、木质刨花，104、木质纤维，105、纳米纤维素，106、短纤维丝。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例1

参照图1所示的一种植物纤维水泥板100，包括板材本体110。板材本体110是具有长、宽、厚的板状结构的纤维水泥板，纤维水泥板可以是现有技术的任意一种，例如上述公开号为CN201952923U，名称为“水泥木丝板”的实用新型专利中所记载结构。特别的，板材本体110内部穿插地设置有多根纵向筋骨120，并且，纵向筋骨120沿板材本体110的长度方向延伸。换言之，除去加工误差等的因素，纵向筋骨120的设置方向与板材本体110的长度方向是大致平行的。多根纵向筋骨120间隔地阵列设置，在板材本体110的厚度方向形成多行、在其宽度方向形成多列，相邻两行中的纵向筋骨120上下交错设置。每行与每列的纵向筋骨120之间的距离本领域技术人员可以按照结构要求自行选择。一般的规律是，纵向筋骨120的间距越小(即数量越多)则植物纤维水泥板100的质量约轻，长度方向的抗弯曲强度越高，但是，纵向筋骨120的间距应当至少是其本身宽度，以保证植物纤维水泥板100的横向强度。

参照图2所示，纵向筋骨120包括纤维丝束、包裹于纤维丝束外部的水泥颗粒102，同时，纤维丝束则由3～10条层叠的长纤维丝101组成。

借由上述结构，通过纵向筋骨120的设置，其能够(1)作为板材本体110的支撑骨架，改善板材本体110的至少长度方向的力学性能，例如抗弯曲强度、弹性模量等，同时(2)以木质材料的长纤维丝101部分代替水泥颗粒102以降低本实施例的木丝水泥板100的自重，从而本实施例的木丝水泥板具有高强度且轻质量的优点。

作为一种优选的实施方式，纵向筋骨120应当贯穿板材本体110的长度方向设置。当然的，考虑到通过避免纵向筋骨120中长纤维丝101与外界接触以减少长纤维丝101发生湿胀干缩的可能性，虽然这种可能性本身由于长纤维丝101的尺寸较小而非常小，可以将纵向筋骨120包裹于板材本体110之中，但总体来说，纵向筋骨120的长度应该至少是板材本体110长度的85％。

具体来说，本实施例中，长纤维丝101是长度为600～900mm、宽度为8～10mm、厚度为1～1.5mm的竹丝，长纤维丝101经过矿化处理。每根纤维丝束由8条长纤维丝101层叠而成，并在两端、以及中部或中段多处通过竹丝困扎固定。

本申请的目的并非在于工艺的改进，但简单的工艺描述能够有助于阅读者进一步理解本实施例的木丝水泥板100的结构。首先，将由8条长纤维丝101层叠并通过竹丝困扎固定以形成纤维丝束；随后，将纤维丝束浸没于水泥中；再后，取出包裹有水泥的纤维丝束与现有技术任意一种纤维水泥板的原材料(例如长度为200～600mm、宽度为1～12mm、厚度为0.3～1.2mm的木丝与水泥的混合物)按照设计的结构共同铺装；最后，冷压得到本实施例的木丝水泥板100。固化后，包裹于纤维丝束外的水泥变为水泥颗粒。组坯时，浇灌一定厚度的水泥砂浆后，放置一列纵向筋骨120，再继续浇灌水泥砂浆，重复直至完成本实施例的植物纤维水泥板100的浇筑。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于，参照图3所示，纤维丝束由3条层叠的长纤维丝101组成，单束纤维丝束中相邻的长纤维丝101之间通过水泥颗粒102粘结连接。

实现上述结构的方法可以是在每条长纤维丝101表面涂刷水泥砂浆，而后层叠下一条长纤维丝101，重复直至完成纤维丝束的层叠。也可以是将多条长纤维丝101层叠后较为疏松的捆扎，浸没于水泥砂浆后，通过自然渗透使水泥颗粒102填充于相邻层的长纤维丝101之间，固化后形成粘结连接相邻长纤维丝101的水泥颗粒102层。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于，长纤维丝101是木丝。区别于竹丝，为使长纤维丝101能够平整地被层叠，应当使用垂直于纤维方向刨切得到的长且平直的纤维丝。

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于，参照图4所示，板材本体110是由木质单体和水泥颗粒102(例如水泥砂浆)相互混合并粘结连接的纤维水泥板，木质单体的规格与形态包括多种。例如木质刨花103、木质纤维104、纳米纤维素105、短纤维丝106的多种的混用物构成了本实施例的木质单体。其中按照长×宽×厚的顺序，木质刨花103的规格为(30～40)mm×(3～5)mm×(0.2～0.5)mm，木质纤维104的规格为(10～20)mm×(0.1～0.3)mm×(0.1～0.3)mm，纳米纤维素105的规格为(20～1000)nm×(5～50)nm×(5～50)nm，短纤维丝106的规格为(30～40)mm×(2～3)mm×(0.5～0.8)mm。

借由上述结构，从而能够进一步利用多种规格、形态的木质材料提高本实施例的木丝水泥板100的力学性能。具体来说，短纤维丝106交错形成网络，木质纤维104进一步细化网络结构与形态，木质刨花103能够将木质纤维104与短纤维丝106间隔开以形成一定的孔隙，纳米纤维素105与水泥颗粒102共同填充网络，并能够在较小的网络处形成孔隙，从而能够在提高木丝水泥板100的力学性能的同时进一步降低它的质量。特别的，为了提高由短纤维丝106交织形成网络的牢固性，短纤维丝106应该是沿纤维方向刨切制得的纤维丝，以使短纤维丝106呈一定程度的卷曲。

作为一种优选的实施方式，板材本体110中，木质单体与水泥颗粒102的体积占比为1:1.5。

实施例5

实施例5与实施例4的区别在于，提高了木质刨花103、短纤维丝106的规格，木质刨花103的规格为(80～90)mm×(8～12)mm×(0.5～0.8)mm，短纤维丝106的规格为(80～90)mm×(1～1.5)mm×(0.5～0.8)mm。

本实施例中使用的木质刨花103的形态呈细长状，具有相对较大的长宽比，且长度与短纤维丝106具有相同的数值范围，从而能够进一步利用多种规格、形态的木质材料提高本实施例的木丝水泥板100的力学性能。具体来说，木质刨花103与短纤维丝106交错形成网络，木质纤维104进一步细化网络结构与形态，纳米纤维素105与水泥颗粒102共同填充网络，并在较小的网络处形成空隙，从而能够在提高木丝水泥板100的力学性能的同时进一步降低它的质量。同样的，为了提高由木质刨花103、短纤维丝106交织形成网络的牢固性，短纤维丝106应该是沿纤维方向刨切制得的纤维丝，以使短纤维丝106呈一定程度的卷曲，木质刨花103应当选择C型刨花。

实施例6

实施例6与实施例4的区别在于，在保持木质刨花103、短纤维丝106的形态的前提下，提高了木质纤维104的长度，木质纤维104的规格为(120～200)mm×(0.1～0.5)mm×(0.1～0.5)mm。从而在本实施例中，板材本体110内部的网络主要由木质纤维104构成，使得本实施例的网络与实施例4、5相比较能够更为细致，并将提高由板材本体110主要提供的弹性模量。

表1示出了实施例1至6的木丝纤维板100的产品性能。其中，对照组是市场购买得到的短纤维丝与水泥颗粒混合的水泥纤维板。

表1.实施例1至4的木丝纤维板100的产品性能表

组别	弯曲强度(MPa)	弹性模量(MPa)
			实施例1	12.0	3050
实施例2	12.2	3008
			实施例3	11.0	3017
实施例4	12.0	3530
			实施例5	12.5	3615
实施例6	13.0	3765
			对照组	10.0	2890

以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims

1.一种植物纤维水泥板，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的植物纤维水泥板，其特征在于，所述纵向筋骨贯穿所述板材本体的长度方向。

3.根据权利要求1所述的植物纤维水泥板，其特征在于，单束所述纤维丝束中包括3～10条层叠的长纤维丝。

4.根据权利要求3所述的植物纤维水泥板，其特征在于，单束所述纤维丝束中相邻的所述长纤维丝之间通过水泥颗粒粘结连接。

5.根据权利要求1所述的植物纤维水泥板，其特征在于，所述长纤维丝的长度为600～900mm，宽度为8～10mm，厚度为1～1.5mm。

6.根据权利要求3所述的植物纤维水泥板，其特征在于，所述长纤维丝是木丝或竹丝。