專利名稱：三維纖維無機復合制品的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種三維纖維無機復合制品(FCC)，具體來說是采用纖維混雜技術，使多種纖維三維分布于水泥基體中以實現(xiàn)一種高強高韌的混凝土制品。產(chǎn)品應用范圍包括建筑外墻裝飾，抗裂工程施工和建筑外墻修補等領域。
背景技術：
水泥混凝土是我國最廣泛使用的建筑材料之一，但同時混凝土在硬化過程中，伴隨著各種收縮(如化學收縮，溫度收縮，塑性收縮，干燥和自收縮等)易產(chǎn)生許多微裂紋，是一種韌性差，不均勻，易開裂的脆性材料。在我國玻璃纖維能夠提高混凝土抗拉強度和耐沖擊性被建筑裝飾行業(yè)廣為應用。但是同時由于玻璃纖維中的SiO2易于和水泥水化時產(chǎn)生的 Ca(OH)2發(fā)生反應，導致玻璃纖維增強混凝土材料(GRC)的耐久性下降成為行業(yè)內(nèi)無法回避的問題。即使在采用了耐堿玻璃纖維和低堿度硫酸鹽水泥，后期的力學性能還是呈現(xiàn)下降趨勢，這局限了玻璃纖維增強混凝土制品在建筑市場上的應用范圍。國內(nèi)外一些企業(yè)開始將眼光投向特種纖維材料，包括低彈性模量纖維(PVA 纖維、PU纖維、PP纖維等)和高彈性模量纖維(碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維等)逐漸在混凝土領域應用。但是經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)相同種類的纖維材料摻入量過大，易導致纖維成團，達不到增強混凝土的效果。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是針對上述不足之處，提供一種三維纖維無機復合制品(FCC)，本產(chǎn)品利用纖維混雜技術和預混成型技術，使多種纖維三維立體分布于水泥基體中，實現(xiàn)了一種應用在建筑外墻領域，既具備高抗壓強度和高耐久性，又具備高韌性和抗沖擊性能的新型建材。本實用新型目的通過以下技術方案得以實現(xiàn)三維纖維無機復合制品(FCC)包括裝飾層，三維纖維增強混凝土(FCC )結構層。 三維纖維增強混凝土(FCC )結構層內(nèi)鋪設有網(wǎng)狀增強材料層。所述的裝飾層和三維纖維增強水泥結構層是在帶有裝飾效果的模具中復合而成。所述的裝飾層采用裝飾砂漿制成，且添加纖維增強。所述的三維纖維增強水泥結構層采用高彈性模量纖維復合低彈性模量纖維呈三維分布增強混凝土材料。所述的高彈性模量纖維選用碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維中的一種。所述的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。所述的網(wǎng)狀增強材料層為耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布、耐堿玻璃纖維氈和鋼絲網(wǎng)中的一種。所述的裝飾層采用裝飾砂漿制成，并可以添加纖維材料增強；所述的三維纖維增強混凝土(FCC )結構層采用高彈性模量纖維和低彈性模量纖維呈三維分布復合增強水泥砂漿制成；裝飾層與三維纖維增強混凝土(FCC )結構層是在帶有裝飾效果的模具中復合而成的，且裝飾層和結構層可以采用一體化配方和工藝制備。所述的三維纖維增強混凝土(FCC )結構層中的高彈性模量纖維為彈性模量高于混凝土的材料，選用碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維中的一種或者幾種；所述的三維纖維增強混凝土(FCC )結構層中低彈性模量纖維為彈性模量低于混凝土的材料，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者幾種。三維纖維無機復合制品(FCC)的生產(chǎn)方法如下(1)將水泥、骨料、顏料、纖維、可分散乳膠粉、外加劑、外加材料按照下述重量百分配比混合，攪拌均勻后制成裝飾層砂漿，其中原料重量百分配比為[0018]水泥25-45%,[0019]骨料23-60%,[0020]高彈性模量纖維0-2%[0021]低彈性模量纖維0-1. 5%[0022]顏料0-5%,[0023]可再分散乳膠粉0-2. 5%[0024]外加劑0-1. 5%,[0025]外加材料0-5%[0026]水10. 2-19%[0027]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、云母
碎片中的至少一種；所述的顏料選用粉狀顏料或液體顏料；所述的高彈性模量纖維選用碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維中的一種或者幾種；所述的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者幾種。所述的外加劑選用減水劑、早強劑、防凍劑、增稠劑、緩凝劑中的一種或其混合物；所述的外加材料選用偏高嶺土、粉煤灰、礦粉、石粉、硅灰中的一種或其混合物；(2)將配置好的裝飾層砂漿，采用預混噴射或預混振搗成型方法，在帶有裝飾效果的模具中制作好裝飾層，自然固化20-40分鐘。(3)將水泥、砂子、纖維、可再分散乳膠粉、外加劑、外加材料和水按照下述重量百分配比混合，攪拌均勻制成纖維增強水泥漿料，其中原料重量百分配比為水泥28-34%[0036]砂子46-52%[0037]高彈性模量纖維1-2. 5%[0038]低彈性模量纖維0. 5-1. ！[0039]可再分散乳膠粉0-3%[0040]外加劑0-1. 5%[0041]外加材料0-5%水11.2-14.2%所述的外加劑選用減水劑、早強劑、防凍劑、增稠劑、緩凝劑中的一種或其混合物；所述的外加材料選用偏高嶺土、粉煤灰、礦粉、石粉、硅灰中的一種或其混合物；(4)將纖維增強水泥漿料配置好后，通過預混噴射或預混振搗工藝鋪設到具裝飾層的模具中，采用刮板將漿料刮平，然后使用壓輥進行輥壓密實。(5)將網(wǎng)狀增強材料鋪設到模具中，用壓輥進行滾壓，使之陷入三維纖維增強混凝土(FCC)結構層中。所述的網(wǎng)狀增強材料為耐堿玻璃纖維氈、耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布、鋼絲網(wǎng)中的一種。(6)將成型好的產(chǎn)品常溫下養(yǎng)護4-20小時后，進行脫模，即制成三維纖維無機復合制品(FCC)。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、聚丙烯酰胺中的一種。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。本實用新型的有益效果是1高、低模量纖維三維分布在混凝土中，能夠有效提高混凝土制品的強度和韌性， 能夠有效預防和減少裂紋的產(chǎn)生，提高制品的耐久性能和使用壽命。2預混噴射或預混振搗生產(chǎn)方法保證了纖維在混凝土中分散均勻，避免了團聚的產(chǎn)生，提高了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。3可塑性高，可以適應各種復雜的形狀與花紋，滿足設計師廣泛的需求。4通過高效外加劑和外加材料的使用，大大減少了水泥的用量，降低了產(chǎn)品的成本，提高了產(chǎn)品的經(jīng)濟價值。5三維纖維無機復合制品可以采用裝飾層和結構層一體化制備方案，減低了生產(chǎn)工藝的復雜程度，提高了生產(chǎn)效率。6三維纖維無機復合制品具有較好的抗收縮、抗裂、抗彎、抗沖擊、抗疲勞等優(yōu)異的性能，因而在道路、機場、橋梁、地下工程領域有著廣闊的應用前景。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明


圖1是三維纖維無機復合制品(FCC)剖面示意圖。
具體實施方式
參照附
圖1，三維纖維無機復合制品(FCC)包括裝飾層1和三維纖維增強混凝土 (FCC )結構層2。在裝飾層1上復合有三維纖維增強混凝土(FCC )結構層2，在三維纖維增強混凝土(FCC )結構層2中鋪設有網(wǎng)狀增強材料層3，裝飾層和三維纖維增強混凝土 (FCC )結構層是在帶有裝飾效果的模具中復合而成，且裝飾層和結構層可采用一體化配方和工藝制備。所述的三維纖維增強混凝土(FCC )結構層2采用高彈性模量纖維和低彈性模量纖維復合摻雜增強水泥砂漿制成；所述的裝飾層1采用裝飾砂漿制成，并可以添加纖維材料增強；所述的網(wǎng)狀增強材料層3為耐堿玻璃纖維氈、耐堿玻璃纖維增強網(wǎng)格布、鋼絲網(wǎng)中的一種。所述的三維纖維增強混凝土(FCC )結構層2中的高彈性模量纖維為彈性模量高于混凝土的纖維材料，選用碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維中的一種或者幾種；所述的三維纖維增強混凝土(FCC )結構層2中低彈性模量纖維為彈性模量低于混凝土的纖維材料，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者幾種。三維纖維無機復合制品(FCC)的生產(chǎn)方法實施例1 (1)按照重量百分配比將水泥25kgQ5%)、砂子55 kg (55%)、玻璃碎屑3kg(3% )、 金屬碎屑2kg (洲)、碳纖維0. 5kg (0. 5%)、耐堿玻璃纖維0. 5kg (0. 5%)、PVA纖維0. 4kg (0. 4%)、紙漿纖維 0. Ikg (0. 1%)、色粉 0. 5kg(0. 5%)、粉煤灰 Ikg (1%)、石粉 Ikg (1%)、可再分散乳膠粉0. 5kg (0. 5%)和水10. 5kg (10. 5%)攪拌均勻后制成漿料備用。(2)將配置好的裝飾層漿料，采用預混噴射法，在帶有裝飾效果的模具中制作好裝飾層，自然固化20分鐘。 (3)按照重量百分配比將水泥30kg (30%)、砂子48kg (48%)、耐堿玻璃纖維 2. 5kg(2. 5%)、PVA 纖維 1. Okg (1. 0%)、木纖維 0. 5 kg (0. 5%)、聚羧酸減水劑 0. 5kg (0. 5%)、 早強劑三乙醇胺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%)、偏高嶺土 2. Okg (2.0%)、礦粉 OAkg (0. 5%)、硅灰 0. 5kg (0. 5%)、可再分散乳膠粉 2kg (2%)和水11. 5kg (11. 5%)攪拌均勻后制成纖維增強水泥漿料備用。(4)將上述配置好的纖維增強水泥漿料采用預混噴射法定量鋪設到制作好裝飾層的模具中。采用刮板將漿料刮平，然后使用壓輥進行輥壓密實。(5)將1層耐堿玻璃纖維氈鋪設到模具中，用壓輥進行滾壓，使之陷入到三維纖維增強水泥(FCC)結構層中。(6)將成型好的構件養(yǎng)護M小時候，進行脫模。實施例2 (1)按照重量百分配比將水泥30kg (30%)、砂子26. 5kg (26. 5%)、細石子24. 8kg (24. 8 % )、云母碎片2kg (2 % )、色漿3kg (3%)、減水劑萘磺酸鹽甲醛縮合物0. 3kg(0. 3%), 防凍劑氯化鈣0. 3kg (0. 3% )、增稠劑聚丙烯酰胺0. 3kg (0. 3%)、混凝劑木鈣0. Ikg (0. 1%)、 可再分散乳膠粉2. ^g (2. 5%)和水10. 2kg (10. ),攪拌均勻制成漿料備用。(2)將配置好的裝飾層漿料，采用預混振搗法，在帶有裝飾效果的模具中制作好裝飾層，自然固化30分鐘。(3)按照重量百分配比將水泥^kg(28%)、砂子52kg(5^0、碳纖維1. 5kg(l. 5%)、 PVA纖維0. 4kg (0. 4%)、紙漿纖維0. 2kg(0. 2%)、PU纖維0. 7kg (0. 7%)、早強劑亞硝酸鹽 0. 2kg (0.洲)、防凍劑碳酸鉀0.3kg (0.3%)、增稠劑羥乙基纖維素0.3kg (0.3%)、緩凝劑0. 2kg (0. 2%)、粉煤灰 2kg ( )、偏高嶺土 2kg (2%)、石粉 Ikg (1%)和水 11. 2kg (11. 2%) 攪拌均勻后制成纖維增強水泥漿料備用。(4)將上述配置好的纖維增強水泥漿料采用預混振搗法定量鋪設到制作好裝飾層的模具中。采用刮板將漿料刮平，然后使用壓輥進行輥壓密實。(5)將2層耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布鋪設到模具中，用壓輥進行滾壓，使之陷入到三維纖維增強水泥(FCC)層中。(6)將成型好的構件養(yǎng)護M小時候，進行脫模。實施例3 (1)按照重量百分配比將水泥45kg05%)、砂子21 kg (21%)、陶瓷碎屑2kg(2% )、 玄武巖纖維lkg(l%)、耐堿玻璃纖維lkg(l%)、PU纖維0. 3kg(0. 3%)、PP纖維0. 7kg(0. 7%)、 木纖維OAkg (0.5%)、色粉5kg (5%)、早強劑硫酸鹽0.4kg (0.4%)、防凍劑碳酸鉀0.4kg (0. 4% )、增稠羥乙基纖維素0. 5kg (0. 5%)、緩凝劑0. 2kg (0. 2%)、偏高嶺土 4kg (4%)、硅灰 Ikg (1%)和水17kg (17%)，攪拌均勻制成漿料備用。(2)將配置好的裝飾層漿料，采用預混噴射法，在帶有裝飾效果的模具中制作好裝飾層，自然固化40分鐘。(3)按照重量百分配比將水泥30. 8kg (30.8%)、砂子48kg (48%)、玄武巖纖維1 kg(l%)、PP 纖維 0. 6kg (0. 6%)、PU 纖維 0. 4kg (0. 4%)、礦粉 Ikg (1%)、粉煤灰 Ikg (1%)、可再分散乳膠粉3kg (3%)和水14. 2kg (14. 2%)攪拌均勻后制成纖維增強水泥漿料備用。(4)將上述配置好的纖維增強水泥漿料采用預混噴射法定量鋪設到制作好裝飾層的模具中。采用刮板將漿料刮平，然后使用壓輥進行輥壓密實。(5)將1層耐堿玻璃纖維氈鋪設到模具中，用壓輥進行滾壓，使之陷入到三維纖維增強水泥(FCC)結構層中。(6)將成型好的構件養(yǎng)護M小時候，進行脫模。本實用新型三維纖維無機復合制品利用先進的預混成型工藝和合理的組成配方設計，能夠制造出形狀復雜、細膩、窄小斷面的外墻板、裝飾構件等制品，同時由于不同種類和特性的纖維三維分布在混凝土中，充分發(fā)揮了各種纖維的優(yōu)點，使本實用新型產(chǎn)品具有良好的抗?jié)B性，韌性和阻裂性等性能。本實用新型產(chǎn)品經(jīng)過檢測達到以下技術指標力學性能體積密度> 1. 8g/cm3 ； 抗壓強度> 40MPa ；抗彎極限強度(面外)> 15MPa ；抗拉極限強度> 7 ；抗沖擊性能，1公斤鋼球在1米高度統(tǒng)一部位沖擊3次，無裂紋、無脫層等損壞現(xiàn)象；抗凍性，經(jīng)25次凍融循環(huán)， 無起層、剝落等破壞現(xiàn)象。
權利要求1.一種三維纖維無機復合制品，其特征在于由裝飾層、三維纖維增強水泥結構層組成， 三維纖維增強水泥結構層中鋪設有網(wǎng)狀增強材料層。
2.根據(jù)權利要求1所述的三維纖維無機復合制品，其特征在于所述的裝飾層和三維纖維增強水泥結構層是在帶有裝飾效果的模具中復合而成。
3.根據(jù)權利要求1所述的三維纖維無機復合制品，其特征在于所述的網(wǎng)狀增強材料層為耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布、耐堿玻璃纖維氈和鋼絲網(wǎng)中的一種。
專利摘要本實用新型涉及的是一種三維纖維無機復合制品(FCC)。由裝飾層、三維纖維增強水泥結構層組成，三維纖維增強水泥結構層中鋪設有網(wǎng)狀增強材料層。所述的裝飾層采用裝飾砂漿制成，且添加纖維增強。所述的三維纖維增強水泥結構層采用高彈性模量纖維復合低彈性模量纖維呈三維分布增強混凝土材料。所述的高彈性模量纖維選用碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維中的一種；所述的網(wǎng)狀增強材料層為耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布、耐堿玻璃纖維氈和鋼絲網(wǎng)中的一種。本實用新型產(chǎn)品應用在建筑裝飾工程、抗裂工程施工及建筑外墻修補等領域的高性能新型材料，具備輕質(zhì)、高強、高耐久性、抗裂等優(yōu)點，能夠制造出形狀復雜、細膩的纖維增強外墻板、裝飾構件等制品。
文檔編號E04F13/077GK202265969SQ20112020444
公開日2012年6月6日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權日2011年6月17日
發(fā)明者周昌寶, 杜鵬, 熊吉如, 陶婷婷 申請人:南京倍立達實業(yè)有限公司