一種緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品及其生產方法
2023-11-08 04:45:47 1
專利名稱：一種緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品及其生產方法
技術領域：
本發明涉及的是一種緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品及其生產方法。具體來說是將緊密堆積設計高性能混凝土技術與混雜纖維增強技術結合，製備出一種具有極好可施工性，併兼備超高強度、低變形、高耐久性等優點的新型纖維增強水泥基複合材料製品。產品應用範圍包括建築外牆裝飾、室內工程施工，以及對水泥基材強度和耐久性有較高要求的道路，橋梁等施工。
背景技術：
高性能混凝土(high performance concrete,縮寫為HPC)是一種新型高技術混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎上採用現代混凝土技術製作的混凝土。它以耐久性作為設計的主要指標，針對不同用途要求，對下列性能重點予以保證耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩定性和經濟性。但是隨著建築工程施工要求的逐步提高，高性能混凝土依然存在拉壓比低、脆性高與收縮大等缺點，不能完全滿足施工需求。這是因為雖然高性能混凝土採用了較小的水膠比，並摻入比表面積更大的活性摻合料，但若將完全均一細度而沒有形成級配的礦物摻合料摻人混凝土中後，不能充分發揮其微觀填充作用。有研究表明從粉體顆粒緊密堆積的理論出發，將不同細度的礦物質粉體顆粒進行合理摻配，使亞微觀範圍內的膠凝材料顆粒形成緊密堆積的填充效果，可有效降低水泥凝膠體的孔隙率，改善孔結構，對混凝土的性能具有改善作用。目前緊密堆積設計高性能混凝土技術在國內外還處於初探階段。與此同時，由於混凝土自身會隨著齡期的延長收縮裂紋增多，封閉孔的數量急劇增加，出現抗拉強度呈現下降的趨勢，即使是高性能混凝土也不可避免的出現這種趨勢。通過纖維複合膠凝材料來提升抗拉強度成為高性能混凝土性能改進的另一重點方向。傳統工藝通常採用玻璃纖維增強混凝土(GRC)，但是由於玻璃纖維中的Si02易於和水泥水化時產生的Ca(0H)2發生反應，導致產品耐久性下降成為行業內無法迴避的問題。同時研究表明單一纖維替代玻璃纖維增強混凝土都有各自的優點和缺點，混雜纖維增強技術合理的採用多種纖維混雜增強混凝土，能夠充分發揮不同纖維的優點，在不同的結構層次和受力階段，既發揮各單一纖維的作用和功能，又發揮多種纖維複合的疊加作用，因此逐漸得到越來越多的企業關注和研究。目前國內關於混雜纖維增強混凝土的研究基本還處於實驗室研究階段，而與緊密堆積設計高性能混凝土技術複合在國內尚為空白。
發明內容
本發明的目的在於針對上述不足之處，提供一種緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品及其生產方法，採用緊密堆積設計高性能混凝土，同時複合混雜纖維增強技術，製備出超高強度、超耐久性的水泥基複合材料。本發明目的通過以下技術方案得以實現一種緊密堆積高性能水泥基纖維複合制 品包括纖維增強水泥基柔性抗裂面層和纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層；在纖維增強水泥基柔性抗裂面層上複合有纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層；在纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層中鋪設有0-3層網狀增強材料；纖維增強水泥基柔性抗裂面層和纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層是在帶有裝飾效果的模具中複合而成。所述的纖維增強水泥基柔性抗裂面層中採用抗裂纖維增強裝飾砂漿製成；所述的抗裂纖維選用PVA纖維、PU纖維、PP纖維、尼龍纖維、木纖維、紙漿纖維中的一種或幾種；
所述的纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層2採用高彈性模量纖維複合低彈性模量纖維增強水泥基材料製成；所述的高彈性模量纖維為彈性模量高於混凝土的纖維材料，選用玻璃纖維、鋼纖維、碳纖維和玄武巖纖維中的一種或一種以上；所述的低彈性模量纖維為彈性模量低於混凝土的纖維材料，選用PVA纖維、PU纖維、PP纖維、尼龍纖維、木纖維、紙漿纖維中的一種或一種以上。所述的網狀增強材料為耐鹼玻璃纖維氈、耐鹼玻璃纖維增強網格布、鋼絲網中的 一種。所述的纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層通過水泥、超細石英粉、納米材料形成毫米、微米、納米級配的緊密堆積要求。一種緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品包括纖維增強水泥基柔性抗裂面層(以下簡稱為「面層」)、纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層(以下簡稱為「結構層」)；結構層和面層是在帶有裝飾效果的模具中複合而成的。一種緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品的生產方法如下
I)將水泥、骨料、顏料、抗裂纖維、聚合物、外加劑、活性材料、水按照下述重量百分配比混合，攪拌均勻後製成面層砂漿，
其中原料重量百分配比為
水泥20-45%，
骨料25-60%，
抗裂纖維0-2%
顏料0-5%，
聚合物0-2. 5%
外加劑0-2%，
活性材料0-5%
水8-20%
所述的骨料選用砂子、細石子、玻璃碎屑、陶瓷碎屑、金屬碎屑、貝殼類碎屑、雲母碎片中的一種或幾種；
所述的抗裂纖維選用PVA纖維、PU纖維、PP纖維、尼龍纖維、木纖維、紙漿纖維中的一種或幾種。所述的顏料選用粉狀顏料或液體顏料；
所述的聚合物選用可再分散乳膠粉、聚丙乳液、苯丙乳液、矽丙乳液中的一種。所述的外加劑選用減水劑、防凍劑、早強劑、增稠劑、緩凝劑中的一種或幾種。所述的活性材料選用偏高嶺土、粉煤灰、礦粉、石粉、矽灰中的一種或幾種。2)將配置好的面層砂漿，採用噴射或刷塗或鋪設振動法，在模具中製作好裝飾層，自然固化10-60分鐘；3)將水泥、水、超細石英粉、活性材料、高彈性模量纖維、低彈性模量纖維、矽氧烷改性聚合物、外加劑、納米材料按照下述重量百分配比混合，攪拌均勻製成高性能纖維增強水泥基複合料結構層料漿，其中原料重量百分配比為
水泥23-51%
水10-18%
超細石英粉25-48%
活性材料4-10%
高彈性模量纖維0. 4-2%
低彈性模量纖維0-1%
矽氧烷改性聚合物0. 5-4%
外加劑0-2%
納米材料1-5% 所述的外加劑可以採用減水劑、防凍劑、早強劑、增稠劑、緩凝劑中的一種或幾種。所述的活性材料可以採用偏高嶺土、粉煤灰、礦粉、石粉、矽灰中的一種或幾種。超細石英粉超細石英粉為顆粒粒徑小於30Mffl的磨細石英骨料；
高彈性模量纖維選用玻璃纖維、鋼纖維、碳纖維和玄武巖纖維中的一種或一種以上；低彈性模量纖維選用PVA纖維、PU纖維、PP纖維、尼龍纖維、木纖維、紙漿纖維中的一種或一種以上；
矽氧烷改性聚合物選用矽氧烷改性聚丙乳液、矽氧烷改性苯丙乳液、矽氧烷改性矽丙乳液中的一種；
納米材料選用粉體納米SiO2、粉體納米Al2O3、膠態納米SiO2、膠態納米Al2O3中的一種，膠態納米SiO2和膠態納米Al2O3為穩定性優越的水溶性溶液，固含量為259^40%。
4)將配置好的纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿，採用噴射或振動澆注到製作好裝飾層的模具中，採用刮板將漿料刮平，然後使用壓輥進行輥壓密實。5)將0-3層網狀增強材料鋪設到模具中，用壓輥進行輥壓，使之陷入纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層中；
所述的網狀增強材料為耐鹼玻璃纖維氈、耐鹼玻璃纖維網格布、鋼絲網中的一種。6)將成型好的產品常溫或蒸汽養護4-24小時後，進行脫模；
7)對脫模後的產品置於養護室養護1-3天後，製備成緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品。所述的減水劑選用萘磺酸鹽甲醛縮合物、磺化三聚氰胺甲醛縮合物、聚羧酸減水劑中的一種；
所述的早強劑選用硫酸鹽、亞硝酸鹽、三乙醇胺中的一種；
所述的防凍劑選用氯化鈣、碳酸鉀、亞硝酸鈉中的一種。所述的增稠劑選用羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚丙烯醯胺中的一種。所述的緩凝劑選用木鈣、糖蜜、檸檬酸中的一種。所述的模具由邊框模具和底板模具組成。本發明有益效果
(1)利用了緊密堆積理論，選用粒徑<30Mm的磨細石英砂作為骨料，足量摻入納米材料，保證原材料粒徑分布符合毫米級+微米級+納米的「三元」連續級配要求，使得制的超高性能水泥基複合材料有較低的孔隙率，從而實現了製品高強度與耐久性結合；
(2)納米材料Al2O3或SiO2加入水泥，能夠促進二次水化作用生成強度較高的低鈣矽比C-S-H產物，大幅度提升產品強度。(3)裝飾面層摻入多種抗裂纖維，實現了柔性抗裂面層；結構層中加入了矽氧烷改性聚合物實現水泥顆粒分散懸浮性穩定，降低水泥石孔隙率，同時採用高彈性模量纖維和低彈性模量纖維混雜，大幅度改善了高強混凝土水泥的脆性高的問題，保證了產品的耐久性。 (4)通過高效外加劑和活性材料的使用，大大減少了水泥的用量，降低了水膠比，在提升產品的強度的同時降低了高能耗原材料水泥的使用，具有良好的社會效益。(5)產品可塑性高，可以適應各種複雜的形狀與花紋，滿足設計師廣泛的需求。
以下結合附圖對本發明作進一步說明
圖I是一種緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品的結構示意圖。
具體實施例方式參照附
圖1，一種緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品包括纖維增強水泥基柔性抗裂面層I和纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層2 ;在纖維增強水泥基柔性抗裂面層I上複合有纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層2 ;在纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層2中鋪設有0-3層網狀增強材料3 ;纖維增強水泥基柔性抗裂面層I和纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層2是在帶有裝飾效果的模具中複合而成。所述的纖維增強水泥基柔性抗裂面層I中採用抗裂纖維增強裝飾砂漿製成；所述的抗裂纖維選用PVA纖維、PU纖維、PP纖維、尼龍纖維、木纖維、紙漿纖維中的一種或幾種；
所述的纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層2採用高彈性模量纖維複合低彈性模量纖維增強水泥基材料製成；所述的高彈性模量纖維為彈性模量高於混凝土的纖維材料，選用玻璃纖維、鋼纖維、碳纖維和玄武巖纖維中的一種或一種以上；所述的低彈性模量纖維為彈性模量低於混凝土的纖維材料，選用PVA纖維、PU纖維、PP纖維、尼龍纖維、木纖維、紙漿纖維中的一種或一種以上。所述的網狀增強材料3為耐鹼玻璃纖維氈、耐鹼玻璃纖維增強網格布、鋼絲網中的一種。所述的纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層2通過水泥、超細石英粉、納米材料形成毫米、微米、納米級配的緊密堆積要求。一種緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品的生產方法
實施例I :
I)按照重量百分配比將水泥20kg(20%)、砂子40 kg (40%)、玻璃碎屑10kg( 10%),PVA纖維Ikg (1%)、木纖維Ikg (1%)、粉狀顏料3kg(3%)、可再分散乳膠粉2. 5kg (2.5%)、減水劑萘磺酸鹽甲醛縮合物0. 5kg (0. 5%)、早強劑硫酸鹽0. 5kg (0. 5%)、防凍劑氯化鈣0. 5kg(0.5%)、粉煤灰3kg (3%)、礦粉2kg (2%)、和水16kg (16%)攪拌均勻後製成漿料備用。2)將配置好的面層砂漿，採用噴射法在模具中製作好裝飾層，自然固化10分鐘；
3)按照重量百分配比將水泥23kg(23%)、水IOkg (10%)、超細石英粉44kg (44%)、偏高嶺土 IOkg (10%)、玻璃纖維Ikg (1%)、碳纖維Ikg (1%)、PVA纖維0. 5kg (0.5%)、紙漿纖維0. 5kg (0. 5%)、矽氧烷改性聚丙乳液4kg (4%)、減水劑萘磺酸鹽甲醛縮合物0. 5kg (0. 5%)、早強劑硫酸鹽0. 3kg (0. 3%)、防凍劑氯化鈣0. 2kg (0. 2%)、納米SiO2粉體5kg(5%)攪拌均勻製成纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿；
4)將配置好的纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿，噴射到製作好裝飾層的模具中，採用刮板將漿料刮平，然後使用壓輥進行輥壓密實。5)將I層耐鹼玻璃纖維氈鋪設到模具中，用壓輥進行輥壓，使之陷入纖維增強緊 密堆積型高性能水泥基結構層中；
6)將成型好的產品常溫下養護4小時後，進行脫模；
7)對脫模後的產品置於養護室養護I天后，製備成緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品。實施例2
I)按照重量百分配比將水泥45kg(45%)、細石子20 kg (20%)、陶瓷碎屑5kg (5% )、液態顏料5kg(5%)、聚丙乳液2 kg (2%)、矽灰3kg (3%)和水20kg (20%)攪拌均勻後製成漿料備用。2)將配置好的面層砂漿，採用刷塗法在模具中製作好裝飾層，自然固化20分鐘；
3)按照重量百分配比將水泥51kg(51%)、水15kg (15%)、超細石英粉25kg (25%)、粉煤灰4kg (4%)、鋼纖維0.4kg (0.4%)、矽氧烷改性苯丙乳液0.5kg (0.5%)、減水劑磺化三聚氰胺甲醛縮合物0. 5kg (0. 5%)、早強劑亞硝酸鹽0. 5kg (0. 5%)、防凍劑碳酸鉀0. 5kg(0. 5%)、納米Al2O3粉體2. 6kg (2. 6%)攪拌均勻製成纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿；
4)將配置好的纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿，採用振動澆注到製作好裝飾層的模具中，採用刮板將漿料刮平，然後使用壓輥進行輥壓密實。5)將成型好的產品常溫下養護8小時後，進行脫模；
6)對脫模後的產品置於養護室養護2天後，製備成緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品。實施例3
I)按照重量百分配比將水泥23kg(23%)、砂子40 kg (40%)、金屬碎屑20kg (20% )、PU纖維0. 5kg(0. 5%)、紙漿纖維0. 5kg(0. 5%)、減水劑磺化三聚氰胺甲醛縮合物0. 5kg(0. 5%)、早強劑亞硝酸鹽0. 3kg (0. 3%)、防凍劑碳酸鉀0. 2kg (0. 2%)和水15kg (15%)攪拌均勻後製成漿料備用。2)將配置好的面層砂漿，採用鋪設振動法在模具中製作好裝飾層，自然固化30分鐘；
3)按照重量百分配比將水泥42kg (42%)、水13kg (13%)、超細石英粉33kg (33%)、礦粉6kg (6%)、玄武巖纖維Ikg (1%)、PU纖維0. 5kg (0. 5%)、矽氧烷改性矽丙乳液2. 5kg(2. 5%)、固含量為25%的納米SiO2膠體2kg(2%)攪拌均勻製成纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿；
4)將配置好的纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿，噴射到製作好裝飾層的模具中，採用刮板將漿料刮平，然後使用壓輥進行輥壓密實。5)將2層耐鹼玻璃纖維網格布鋪設到模具中，用壓輥進行輥壓，使之陷入纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層中；
6)將成型好的產品常溫下養護16小時後，進行脫模；
7)對脫模後的產品置於養護室養護3天後，製備成緊密堆積高性能水泥基纖維複合制
品。 實施例4
I)按照重量百分配比將水泥38kg(38%)、細石子38 kg (38%)、貝殼碎屑IOkg (10%)、PP纖維0. 5kg(0. 5%)、粉狀顏料2. 5kg (2. 5%)、苯丙乳液I. 5kg( I. 5%)、減水劑聚羧酸0. 3kg(0.3%)、早強劑三乙醇胺0.2kg (0.2%)、偏高嶺土 Ikg (1%)、和水8kg (8%)攪拌均勻後製成漿料備用。2)將配置好的面層砂漿，採用噴射法在模具中製作好裝飾層，自然固化40分鐘；
3)按照重量百分配比將水泥24kg(24%)、水12kg (12%)、超細石英粉48kg (48%)、石粉7kg (7%)、碳纖維Ikg (1%)、玄武巖纖維0. 5kg (0. 5%)、PP纖維0. 5kg (0. 5%)、木纖維0. 5kg (0. 5%)、矽氧烷改性聚丙乳液3kg (3%)、減水劑聚羧酸0. 3kg (0. 3%)、早強劑三乙醇胺0. 2kg (0. 2%)、固含量為25%的納米Al2O3膠體3kg (3%)攪拌均勻製成纖維增強緊密堆積型聞性能水泥基結構層料眾;
4)將配置好的纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿，振動澆注到製作好裝飾層的模具中，採用刮板將漿料刮平，然後使用壓輥進行輥壓密實。5)將3層鋼絲網鋪設到模具中，用壓輥進行輥壓，使之陷入纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層中；
6)將成型好的產品常溫下養護24小時後，進行脫模；
7)對脫模後的產品置於養護室養護I天后，製備成緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品。實施例5
I)按照重量百分配比將水泥35kg(35%)、砂子30 kg (30%)、雲母碎片8kg (8%)、尼龍纖維Ikg (1%)、木纖維0. 5kg (0. 5%)、液態顏料4kg(4%)、矽丙乳液2. 5kg (2. 5%)、防凍劑亞硝酸鈉0. 5kg (0. 5%)、增稠劑羥丙基甲基纖維素0. 3kg (0. 3%)、緩凝劑木鈣0. 2kg (0. 2%)、矽灰2kg (2%)、礦粉2kg (2%)和水14kg (14%)攪拌均勻後製成漿料備用。2)將配置好的面層砂漿，採用刷塗法在模具中製作好裝飾層，自然固化50分鐘；
3)按照重量百分配比將水泥38kg(38%)、水14kg (14%)、超細石英粉30kg (30%)、矽灰8kg (8%)、碳纖維Ikg (1%)、鋼纖維0. 5kg (0. 5%)、尼龍纖維0. 5kg (0. 5%)、娃氧燒改性苯丙乳液2kg (2%)、防凍劑亞硝酸鈉0. 5kg (0. 5%)、增稠劑輕丙基甲基纖維素0. 3kg (0. 3%)、緩凝劑木鈣0. 2kg (0. 2%)、固含量為40%的納米SiO2膠體5kg (5%)攪拌均勻製成纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿；
4)將配置好的纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿，噴射到製作好裝飾層的模具中，採用刮板將漿料刮平，然後使用壓輥進行輥壓密實。5)將I層耐鹼玻璃纖維氈鋪設到模具中，用壓輥進行輥壓，使之陷入纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層中；
6)將成型好的產品蒸汽養護4小時後，進行脫模；
7)對脫模後的產品置於養護室養護2天後，製備成緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品。實施例6
I)按照重量百分配比將水泥43kg(43%)、砂子20 kg (20%)、細石子9kg (9%)、PVA纖維0. 5kg (0. 5%)、PP纖維0. 5kg (0. 5%)、粉狀顏料2kg(2%)、可分散乳膠粉2kg (2%)、增 稠劑羥乙基纖維素0.5kg (0.5%)、緩凝劑糖蜜0.5kg (0.5%)、減水劑萘磺酸鹽甲醛縮合物0.5kg (0. 5%)、矽灰0. 5kg (0.5%)、偏高嶺土 2kg (2%)和水19kg (19%)攪拌均勻後製成漿料備用。2)將配置好的面層砂漿，採用鋪設振動法在模具中製作好裝飾層，自然固化60分鐘；
3)按照重量百分配比將水泥47kg(47%) JjCllkg (11%)、超細石英粉29kg (29%)、偏高嶺土 3kg (3%)、粉煤灰2kg (2%)、玻璃纖維Ikg (1%)、PVA纖維Ikg (1%)、矽氧烷改性矽丙乳液I. 5kg (I. 5%)、增稠劑羥乙基纖維素0. 3kg (0. 3%)、緩凝劑糖蜜0. 2kg (0. 2%)、固含量為40%的納米Al2O3膠體4kg (4%)攪拌均勻製成纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿；
4)將配置好的纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿，振動澆注到製作好裝飾層的模具中，採用刮板將漿料刮平，然後使用壓輥進行輥壓密實。5)將2層耐鹼玻璃纖維網格布鋪設到模具中，用壓輥進行輥壓，使之陷入纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層中；
6)將成型好的產品蒸汽養護10小時後，進行脫模；
7)對脫模後的產品置於養護室養護3天後，製備成緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品。實施例7:
I)按照重量百分配比將水泥28kg(28%)、砂子46 kg (46%)、PU纖維Ikg (1%)、PP纖維Ikg (1%)、液態顏料3kg(3%)、聚丙乳液2kg (2%)、增稠劑聚丙烯醯胺0. 5kg (0. 5%)、緩凝劑檸檬酸0. 5kg (0. 5%)、減水劑磺化三聚氰胺甲醛縮合物0. 5kg (0. 5%)、粉煤灰3kg (3%)、石粉0. 5kg (0. 5%)和水14kg (14%)攪拌均勻後製成漿料備用。2)將配置好的面層砂漿，採用噴射法在模具中製作好裝飾層，自然固化25分鐘；
3)按照重量百分配比將水泥33kg(33%)、水18kg (18%)、超細石英粉42kg (42%)、礦粉3kg (3%)、矽灰Ikg (1%)、碳纖維0.5kg (0.5%)、PP纖維0.5kg (0. 5%)、矽氧烷改性聚丙乳液0. 5kg(0. 5%)、增稠劑聚丙烯醯胺0. 3kg(0. 3%)、緩凝劑檸檬酸0. 2kg(0. 2%)、固含量為30%的納米SiO2膠體Ikg (1%)攪拌均勻製成纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿；
4)將配置好的纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿，噴射到製作好裝飾層的模具中，採用刮板將漿料刮平，然後使用壓輥進行輥壓密實。
5)將3層鋼絲網鋪設到模具中，用壓輥進行輥壓，使之陷入纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層中；
6)將成型好的產品蒸汽養護24小時後，進行脫模；
7)對脫模後的產品置於養護室養護I天后，製備成緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品。實施例8
I)按照重量百分配比將水泥33kg(33%)、細石子51 kg (51%)、PVA纖維Ikg (1%)、粉狀顏料lkg(l%)、苯丙乳液Ikg (1%)、早強劑硫酸鹽Ikg (1%)、減水劑聚羧酸lkg(l%)、石粉Ikg (1%)和水IOkg (10%)攪拌均勻後製成眾料備用。2)將配置好的面層砂漿，採用噴射法在模具中製作好裝飾層，自然固化45分鐘；
3)按照重量百分配比將水泥29kg(29%)、水12kg (12%)、超細石英粉41. 5kg (41. 5%)、石粉6kg (6%)、粉煤灰3kg (3%)、鋼纖維Ikg (1%)、玄武巖纖維0. 5kg (0. 5%)、PU纖維0. 5kg(0. 5%)、紙漿纖維0. 5kg (0. 5%)、矽氧烷改性苯丙乳液Ikg (1%)、減水劑選用萘磺酸鹽甲醛縮合物Ikg (1%)、增稠劑羥丙基甲基纖維素0. 5kg (0. 5%)、緩凝劑木鈣0. 5kg (0. 5%)、固含量為30%的納米Al2O3膠體3kg (3%)攪拌均勻製成纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿；
4)將配置好的纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿，噴射到製作好裝飾層的模具中，採用刮板將漿料刮平，然後使用壓輥進行輥壓密實。5)將2層耐鹼玻璃纖維網格布鋪設到模具中，用壓輥進行輥壓，使之陷入纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層中； 6)將成型好的產品蒸汽養護12小時後，進行脫模；
7)對脫模後的產品置於養護室養護2天後，製備成緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品。
本發明一種緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品及其生產方法的產品經過測試達到以下技術指標體積密度彡2. 3g/cm3 ;抗彎比例強度(LOP)彡13MPa ;抗彎極限強度(MOR)彡25MPa ;抗壓強度彡155MPa ;抗衝擊性能(蒸養3d)彡25KJ/m2 ;收縮率(28d) ( 1X10-4 ；吸水率95% ;80°C水浴加速老化7d強度保留
率彡90%o
權利要求
1.一種緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品，其特徵在於包括纖維增強水泥基柔性抗裂面層和纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層；在纖維增強水泥基柔性抗裂面層上複合有纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層；在纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層中鋪設有0-3層網狀增強材料；纖維增強水泥基柔性抗裂面層和纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層是在帶有裝飾效果的模具中複合而成。
2.根據權利要求I所述的緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品，其特徵在於所述的纖維增強水泥基柔性抗裂面層中採用抗裂纖維增強裝飾砂漿製成；所述的抗裂纖維選用PVA纖維、PU纖維、PP纖維、尼龍纖維、木纖維、紙漿纖維中的一種或幾種。
3.根據權利要求I所述的緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品，其特徵在於所述的纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層採用高彈性模量纖維複合低彈性模量纖維增強水泥基材料製成；所述的高彈性模量纖維為彈性模量高於混凝土的纖維材料，選用玻璃纖維、鋼纖維、碳纖維和玄武巖纖維中的一種或一種以上；所述的低彈性模量纖維為彈性模量低於混凝土的纖維材料，選用PVA纖維、PU纖維、PP纖維、尼龍纖維、木纖維、紙漿纖維中的一種或一種以上。
4.根據權利要求I所述的緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品，其特徵在於所述的網狀增強材料為耐鹼玻璃纖維氈、耐鹼玻璃纖維增強網格布、鋼絲網中的一種。
5.根據權利要求I所述的緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品，其特徵在於所述的纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層通過水泥、超細石英粉、納米材料形成毫米、微米、納米級配的緊密堆積要求。
6.一種緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品的生產方法，其特徵在於 I)將水泥、骨料、顏料、抗裂纖維、聚合物、外加劑、活性材料、水按照下述重量百分配比混合，攪拌均勻後製成面層砂漿， 其中原料重量百分配比為 水泥20-45%， 骨料25-60%， 抗裂纖維0-2% 顏料0-5%， 聚合物0-2. 5% 外加劑0-2%， 活性材料0-5% 水8-20% 所述的骨料選用砂子、細石子、玻璃碎屑、陶瓷碎屑、金屬碎屑、貝殼類碎屑、雲母碎片中的一種或幾種； 所述的抗裂纖維選用PVA纖維、PU纖維、PP纖維、尼龍纖維、木纖維、紙漿纖維中的一種或幾種； 所述的顏料選用粉狀顏料或液體顏料； 所述的聚合物選用可再分散乳膠粉、聚丙乳液、苯丙乳液、矽丙乳液中的一種； 所述的外加劑選用減水劑、防凍劑、早強劑、增稠劑、緩凝劑中的一種或幾種； 所述的活性材料選用偏高嶺土、粉煤灰、礦粉、石粉、矽灰中的一種或幾種；將配置好的面層砂漿，採用噴射或刷塗或鋪設振動法，在模具中製作好裝飾層，自然固化10-60分鐘； 3)將水泥、水、超細石英粉、活性材料、高彈性模量纖維、低彈性模量纖維、矽氧烷改性聚合物、外加劑、納米材料按照下述重量百分配比混合，攪拌均勻製成纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿，其中原料重量百分配比為水泥23-51%水10-18% 超細石英粉25-48% 活性材料4-10% 高彈性模量纖維0. 4-2% 低彈性模量纖維0-1% 矽氧烷改性聚合物0. 5-4%外加劑0-2% 納米材料1-5% ； 所述的外加劑選用減水劑、防凍劑、早強劑、增稠劑、緩凝劑中的一種或幾種； 所述的活性材料選用偏高嶺土、粉煤灰、礦粉、石粉、矽灰中的一種或幾種； 超細石英粉為顆粒粒徑小於30Mm的磨細石英骨料； 高彈性模量纖維選用玻璃纖維、鋼纖維、碳纖維和玄武巖纖維中的一種或一種以上；低彈性模量纖維選用PVA纖維、PU纖維、PP纖維、尼龍纖維、木纖維、紙漿纖維中的一種或一種以上； 矽氧烷改性聚合物選用矽氧烷改性聚丙乳液、矽氧烷改性苯丙乳液、矽氧烷改性矽丙乳液中的一種； 4)將配置好的纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層料漿，採用噴射或振動澆注到製作好裝飾層的模具中，採用刮板將漿料刮平，然後使用壓輥進行輥壓密實； 5)將0-3層網狀增強材料鋪設到模具中，用壓輥進行輥壓，使之陷入纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層中； 6)將成型好的產品常溫或蒸汽養護4-24小時後，進行脫模； 7)對脫模後的產品置於養護室養護1-3天後，製備成緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品。
7.根據權利要求6所述的緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品的生產方法，其特徵在於所述的減水劑選用萘磺酸鹽甲醛縮合物、磺化三聚氰胺甲醛縮合物、聚羧酸減水劑中的一種； 所述的早強劑選用硫酸鹽、亞硝酸鹽、三乙醇胺中的一種； 所述的防凍劑選用氯化鈣、碳酸鉀、亞硝酸鈉中的一種； 所述的增稠劑選用羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚丙烯醯胺中的一種； 所述的緩凝劑選用木鈣、糖蜜、檸檬酸中的一種； 所述的模具由邊框模具和底板模具組成。
8.根據權利要求6所述的緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品的生產方法，其特徵在於所述的超細石英粉為顆粒粒徑小於30Mm的磨細石英骨料。
9.根據權利要求6所述的緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品的生產方法，其特徵在於所述的納米材料選用粉體納米SiO2、粉體納米Al2O3、膠態納米SiO2、膠態納米Al2O3中的一種；膠態納米SiO2和膠態納米Al2O3為穩定性優越的水溶性溶液，固含量為259^40%。
10.根據權利要求6緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品的生產方法，其特徵在於所述的矽氧烷改性聚合物為矽氧烷改性聚丙乳液、矽氧烷改性苯丙乳液、矽氧烷改性矽丙乳液中的一種。
全文摘要
本發明涉及的是一種緊密堆積高性能水泥基纖維複合製品及其生產方法。具體來說是將緊密堆積設計高性能混凝土技術與混雜纖維增強技術結合，製備出一種具有極好可施工性，併兼備超高強度、低變形、高耐久性等優點的新型纖維增強水泥基複合材料製品。包括纖維增強水泥基柔性抗裂面層和纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層；在纖維增強水泥基柔性抗裂面層上複合有纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層；在纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層中鋪設有0-3層網狀增強材料；纖維增強水泥基柔性抗裂面層和纖維增強緊密堆積型高性能水泥基結構層是在帶有裝飾效果的模具中複合而成。適用於建築外牆裝飾、室內工程施工，以及道路，橋梁等施工。
文檔編號C04B28/00GK102701651SQ20121018188
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月5日 優先權日2012年6月5日
發明者熊吉如, 王傑, 許升, 陶婷婷 申請人:南京倍立達實業有限公司