一種利用玄武巖纖維增強的海砂水泥基複合保溫牆板的製作方法

2023-04-23 08:49:01

一種利用玄武巖纖維增強的海砂水泥基複合保溫牆板的製作方法
【專利摘要】本發明涉及建築材料領域，是一種利用玄武巖纖維增強的海砂水泥基複合保溫牆板及其製備方法。本發明採用玄武巖纖維筋增強海砂水泥基肋梁和玄武巖纖維網增強海砂水泥基薄板為主要受力構件，以保溫隔熱板為內嵌板，以石膏裝飾板為內面板複合而成新型複合保溫牆板。該牆板具有質量輕，具有一定的抗壓、抗剪能力，耐久性好，防水、保溫隔熱性能好等特點，適合作為建築物的外牆板，尤其是沿海建築的外牆。
【專利說明】一種利用玄武巖纖維增強的海砂水泥基複合保溫牆板

【技術領域】
[0001]本發明涉及建築材料領域，具體的說，是一種利用新型玄武巖纖維材料增強的海砂水泥基複合保溫牆板及其製備方法。

【背景技術】
[0002]近年來，隨著國家對建築節能、環保的重視，各地加大了禁止或限制使用實心黏土磚的力度，新型牆板特別是輕質複合牆板的生產和利用逐漸受到人們的關注，但經過較長時間的發展和推廣，輕質牆板材料在我國建築中的使用率仍然很低，2012年輕質牆板的使用率僅為8%。這主要是因為目前牆板特別是外牆複合保溫牆板，往往存在厚度大、強度低等問題，不能很好地滿足工程使用的要求。
[0003]另外，目前的新型牆板的發展主要集中在保溫材料的改進方面，沒有考慮到牆板整體耐久性問題，特別是沿海地區使用的牆板，由於使用了傳統的鋼材增強，使用一定年限後，鋼材往往發生鏽蝕而使強度和安全性大大降低。
[0004]因此，本發明提出了一種利用玄武巖纖維複合材料替代鋼材作為增強材料、利用高強海砂水泥基材料作為外面板的複合保溫板材及其製作方法。所利用的玄武巖纖維為我國擁有自主智慧財產權的新型無機環保綠色高性能纖維材料,價格適中、耐久性能好,穩定性好，還具有電絕緣性、抗燃燒、耐高溫等多種優異性能；所利用的高強水泥基材料使用海砂進行配置，還可以極大地緩解目前河砂資源缺乏的問題。


【發明內容】

[0005]本發明針對目前牆板的不足，提供了一種利用新型玄武巖纖維增強的海砂水泥基複合保溫牆板的製備方法，利用玄武巖纖維筋(簡稱BFRP筋)替代鋼筋作為受力筋，利用玄武巖纖維網(簡稱BFRP網)替代鋼絲網，利用精細海砂配置高強水泥基材料並與BFRP網複合製成高強海砂水泥基薄板作為外面板，利用聚苯保溫板作為保溫隔熱材料，製作出一種質量輕、強度高、耐腐蝕的新型複合保溫牆板。該牆板適合用作住宅房屋建築外牆板，尤其適用於沿海地區的房屋外牆建設。
[0006]本發明是通過以下方式實現的:利用BFRP筋增強的海砂水泥基肋梁作為豎向受力構件，利用BFRP網增強的精細海砂水泥基薄板作為水平受力的外部面層結構，以聚苯保溫板為內嵌板，以石膏裝飾板為內面板複合而成新型複合保溫牆板。
[0007]本發明的玄武巖纖維筋增強海砂水泥基複合保溫牆板的製備方法，其特徵步驟包括:
[0008](I)牆板結構布置:該牆板作為可受力構件，其主要受力部分為按照一定的間隔布置的BFRP筋增強海砂水泥基肋梁和BFRP網增強海砂水泥基薄板。薄板厚度的二分之一處放置雙層BFRP網，並延伸至肋梁部位形成「U型」網架，肋梁的BFRP筋放置在該網架內，類似於綁紮好的「鋼筋籠」;製作過程中薄板和肋梁同時澆築，形成一個完整的整體。薄板採用精細海砂水泥基材料澆築，其質量配合比為:水:水泥:精細海砂:高效塑化劑=0.45: I: 2.23: 0.012 ;肋梁採用普通海砂水泥基材料澆築，配質量合比為:水:水泥:海砂=0.86: I: 4.03。
[0009](2)聚苯保溫板填充:聚苯保溫板填充於肋梁之間，BFRP網增強精細海砂水泥基外面板則緊緊覆蓋在其外面；
[0010](3)內面板的鑲嵌:內面板採用石膏板，釘模板時將用以確定肋梁位置的木條和石膏板釘在一起；
[0011](4)養護:整個牆板成型之後用塑料薄膜覆蓋進行養護，7d後拆模，繼續養護至28d。
[0012]所述BFRP筋直徑為8mm，可根據實際強度要求選擇不同直徑的BFRP筋；
[0013]所述澆築牆板外面板所用的水泥基薄板厚度為6mm，其中所用精細海砂細度範圍為0.063mm?0.355mm,薄板中間放置的用於增強增韌的兩層90°經緯交錯的BFRP網，網格尺寸為10mm*10mm，薄板厚度和纖維網尺寸均可根據實際工程需要做出變化；
[0014]所述澆築肋梁所用的海砂水泥基材料使用的海砂為篩選出精細海砂後剩餘的海砂；肋梁間距及數量可根據實際房屋尺寸變化；
[0015]所述保溫板為75mm厚聚苯保溫板，可根據實際情況選擇不同厚度、不同材質的保溫板；
[0016]所述內面板為普通石膏板，可根據施工要求選用不同材料作為內面板。
[0017]本發明的有益效果是:
[0018](I)本發明中使用BFRP筋替代鋼筋、以BFRP網代替鋼絲網作為複合牆板的增強材料，不但保證了複合牆板的力學性能，還使牆板結構不受環境侵蝕，耐久性和安全性得到了保證，尤其適用於沿海地區以及處於海洋環境下的建築物的外牆；
[0019](2)複合牆板外面板使用精細海砂進行配置，並與兩張90°經緯重疊的BFRP網複合澆築而成，具有強度高、厚度薄、吸水率低、耐火及耐久性好等特點，是一種高強高性能的外面板；
[0020](3)複合牆板的肋梁和外面板的水泥基材料均用海砂進行配置，且外面板使用經篩分的精細海砂，而肋梁使用篩分後剩餘的海砂，不但可以緩解河砂資源緊缺問題，也使得海砂資源得到了充分的利用；
[0021](4)所製備的複合保溫牆板具有體積小、重量輕、強度高、防水耐候，保溫隔熱等優異的性能，適合用作建築的外牆，既可以抵抗上部結構的荷載，又可以抵抗風荷載和地震荷載的作用；由於使用了海砂及耐腐蝕的玄武巖纖維增強材料，該複合保溫牆板尤其適用於沿海地區的建築外牆。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發明——一種利用玄武巖纖維增強的海砂水泥基複合保溫牆板的橫截面構造圖。
[0023]圖中標號說明:1_玄武巖纖維網增強海砂水泥基薄板；2_玄武巖纖維網；3_玄武巖纖維筋增強海砂水泥基肋梁；4_玄武巖纖維筋；5_保溫隔熱板；6_石膏板。

【具體實施方式】
[0024]本發明的具體實施步驟如下:
[0025](I)用木板釘制一個2m長，1.12m寬、0.16m高的外框，以同樣長寬尺寸的石膏板放置於框架內的底部，然後在石膏板上每隔540mm(軸心距)，淨距為500mm釘3根40mmX40mm的方木條；
[0026](2)釘好的框架內，在木條兩兩之間分別填入2層75_厚的聚苯保溫板形成內嵌保溫隔熱板，根據在模板上釘好的方木條和保溫板預留的空間即可確定肋梁的尺寸，並將筋綁紮好的BFRP筋和BFRP網按照特徵步驟放入模板內；
[0027](3)然後按照特徵步驟(I)中的配合比配製肋梁和外面板的海砂水泥基材料進行澆築，首先用普通海砂砂漿澆築肋梁，澆築過程中用細鐵釺插搗密實，然後用精細海砂水泥基材料澆築外面板，澆築過程中注意儘量使水泥基材料漏過BFRP網，使之充分密實的填充於外面板內，然後將表面充分抹平，薄板厚度控制在6mm。最後用塑料薄膜覆蓋好牆板，放於養護室養護，7d後拆模，繼續養護至28d。
[0028](4)對製得的該實驗牆板進行偏心受壓實驗，可得到其抗壓承載力和抗彎承載力結果見表I。
[0029]表I
[0030]

抗壓承載力|225kN

抗彎承載力8.44kN.m

豎向位移 12mm

板中部位移5mm

W5310kg/m3

面密度 50kg/m2
[0031]其抗彎承載力和容重面密度均滿足《建築用輕質隔牆條板》要求，該複合牆板可以作為建築隔牆使用。
【權利要求】
1.一種高性能輕質保溫複合牆板——玄武巖纖維增強海砂水泥基複合保溫牆板，其特徵在於:該複合牆板是以玄武巖纖維筋增強海砂水泥基肋梁和玄武巖纖維網增強海砂水泥基薄板為主要受力構件，以聚苯保溫板為內嵌板，以石膏裝飾板為內面板複合而成新型複合保溫牆板。
2.根據權利要求1所述的玄武巖纖維增強海砂水泥基複合保溫牆板，其特徵在於:所述玄武巖纖維筋增強海砂水泥基肋梁與玄武巖纖維網增強海砂水泥基薄板之間通過玄武巖纖維網連接，並完整的澆築在一起。
3.根據權利要求1所述的玄武巖纖維增強海砂水泥基複合保溫牆板，其特徵在於:所述玄武巖纖維筋增強海砂水泥基肋梁使用玄武巖纖維筋進行增強。
4.根據權利要求1所述的玄武巖纖維增強海砂水泥基複合保溫牆板，其特徵在於:所述玄武巖纖維網增強海砂水泥基薄板採用的海砂為細度範圍在0.063mm?0.355mm的經過篩選的精細海砂，與矽酸鹽水泥、高效減水劑、水按照一定質量配合比(水:水泥:海砂:高效塑化劑=0.45: I: 2.23: 0.012)拌制，再將該水泥基材料澆注成6mm薄板，內配2層1mmX 1mm網眼尺寸的玄武巖纖維網進行加固，製成複合牆板外面板。
5.根據權利要求1所述的玄武巖纖維增強海砂水泥基複合保溫牆板，其特徵在於:所述玄武巖纖維筋增強海砂水泥基肋梁的海砂水泥基採用的海砂為精細海砂篩選後剩餘的海砂，並與水、矽酸鹽水泥按照一定的質量配合比(水:水泥:海砂=0.86: I: 4.03)拌制。
6.根據權利要求1所述的玄武巖纖維增強水泥基複合保溫牆板，其特徵在於:所述內嵌板為雙層75mm厚的聚苯保溫板。
7.根據權利要求1所述的玄武巖纖維增強水泥基複合保溫牆板，其特徵在於:複合牆板面密度為50kg/m2,容重約為310kg/m3。
8.根據權利要求1所述的玄武巖纖維增強水泥基複合保溫牆板，其特徵在於:複合牆板抗壓承載力彡200kN，抗彎承載力彡8kN/m2。
【文檔編號】C04B28/04GK104131647SQ201410337036
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月10日 優先權日:2014年7月10日
【發明者】鄧軍, 謝偉志, 謝燕, 黃莉根 申請人:廣東工業大學