專利名稱：菱鎂筋型復(fù)合材料及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及菱鎂筋型復(fù)合材料，該筋型材料由鎂質(zhì)水泥和纖維材料組成。本發(fā)明還涉及制造這種菱鎂筋型復(fù)合材料的方法。
現(xiàn)有建筑技術(shù)中，普遍采用羅紋鋼等鋼鐵類筋材作為硅酸鹽類水泥砂石混凝土建筑物的中堅(jiān)加固材料，以提高混凝土的抗壓、抗折強(qiáng)度，及消解水泥砂石混凝土的易碎性，而鋼鐵類筋材自身又存在著遇水易銹蝕，自體過重，易為酸、堿、鹽類電解液腐蝕等技術(shù)問題。中國(guó)〔世界發(fā)明〕一九九0年第二期關(guān)于公路橋腐蝕的報(bào)道就是一例典型，文章介紹，英國(guó)運(yùn)輸部管轄的9000座橋梁中多數(shù)為混凝土結(jié)構(gòu)，其中1/5的公路橋因鹽類電解液對(duì)鋼筋的嚴(yán)重侵蝕而要重建或拆除。為此，英國(guó)運(yùn)輸部拔出了高達(dá)150億英磅的費(fèi)用以其用在未來15年內(nèi)修復(fù)橋梁。
本發(fā)明的目的在于提供一種輕型高性能的菱鎂筋型復(fù)合材料及制造方法，取代鋼筋用于硅酸鹽水泥砂石混凝土中作中堅(jiān)加固材料，以解決這一新技術(shù)問題。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明菱鎂筋型復(fù)合材料由鎂質(zhì)水泥纖維材料組成，所述的鎂質(zhì)水泥的基本組份為由至少一種鎂鹽、氧化鎂(或輕燒苦土粉)和水組成的可凝結(jié)硬化的混合物;還可添加各種外加改性劑中的一種或多種。
本發(fā)明優(yōu)選使用水合氯化鎂(MgCl2·6H2O)和水合硫酸鎂(MgSO4·7H2O)為鎂鹽。
本發(fā)明所稱的纖維材料指的是各種類型-有機(jī)的、無機(jī)的、植物的纖維，和含有大量纖維的麻類、芨芨草或各類竹材等植物型材，及它們的混合物均沒有加以限制。本發(fā)明使用的纖維材料可以用“纏繞”法以連續(xù)纖維或長(zhǎng)絲成型為繩索，或織造為布，或?yàn)椴牧显图又駰U、竹條、竹片、竹篾等材料類型作制芯材料或骨筋料。
本發(fā)明所稱的外加改性劑指的是可以改善和增進(jìn)鎂質(zhì)水泥的抗水和抗腐蝕等性能的添加劑。
外加改性劑可以是碳酸鹽、鋁酸鹽、鐵酸鹽、鐵鋁酸鹽、磷酸鹽、錳礦粉、二氧化錳、錳酸鹽、硫酸鹽、鈣鹽、煤渣、含鐵礦渣、過磷酸鈣等，及它們的混合物。
任何已知的，具有一定性能如抗水或抗腐蝕等的鎂質(zhì)水泥，均可作為本發(fā)明菱鎂筋型復(fù)合材料的膠結(jié)料。
本發(fā)明還涉及到用來制造菱鎂筋型復(fù)合材料的方法，將鎂質(zhì)水泥制成膠結(jié)料后，部分注入模具內(nèi)下層，然后將繩索伸展放置于模具內(nèi)膠結(jié)料上，再在模具上層注入部分膠結(jié)料，使兩次注入料將繩索包裹成形;或在纖維織造布上涂覆鎂質(zhì)水泥膠結(jié)料后，將織布裹制成條筋形并放入模具內(nèi)，然后在其表面再涂覆一層膠結(jié)料定型成筋型材料;經(jīng)一定時(shí)間固化脫模養(yǎng)護(hù)后即成為具有一定彈性、韌性、輕質(zhì)和較高抗壓、抗折、抗沖擊強(qiáng)度的新型筋材。根據(jù)選用的鎂質(zhì)水泥性能的不同，制成的本發(fā)明筋型材料同時(shí)還可兼有高抗水或高抗腐蝕等不同性能，較易滿足不同的環(huán)境條件和建筑物對(duì)筋型材料的性能要求。
本發(fā)明使用的鎂質(zhì)水泥膠結(jié)料中還可加入粉煤灰、硅砂、滑石粉、立德粉、植物粉碎物等無機(jī)的、植物的或有機(jī)的粉碎物作填料均沒有加以限制。
如前所述，本發(fā)明選用的繩索自然包括碳纖維繩、玻璃繩、陶瓷纖維繩、石綿繩、麻繩、竹繩和各種有機(jī)聚合物制繩索及它們的混合物。
同樣，本發(fā)明選用的纖維織造布自然包括碳纖維布、玻璃布、陶瓷纖維布、石綿布、麻布、有機(jī)聚合物纖維布及它們的混合物。
為抗拒堿類的化學(xué)腐蝕，本發(fā)明使用的玻璃材料可優(yōu)選含大量ZrO2的耐堿玻璃纖維。
為抗拒堿類或水的腐蝕，本發(fā)明使用的麻類和竹類等植物材料制繩索或竹條、竹片等植物原材，還可選用瀝青熱浸進(jìn)行防水防腐處理，或用礦物油或其它防水劑進(jìn)行處理，再用于菱鎂筋型復(fù)合材料的制作。
為適應(yīng)建筑用材的需要，本發(fā)明筋型材料表面還可設(shè)置羅紋或其它形狀的紋路本發(fā)明筋型材料，根據(jù)鎂質(zhì)水泥原料配方的不同可具有各種不同的性能，而分別適用于不同的建筑環(huán)境，可廣泛應(yīng)用于橋梁、廠房、大壩水工建筑、民房、碼頭、隧道等混凝土建筑物中。
本發(fā)明的技術(shù)效果與優(yōu)點(diǎn)1.本產(chǎn)品自重輕，可減輕混凝土建筑的自重，提高建筑物的品質(zhì)和性能;
2.成本較低廉，原料來源廣泛，制作工藝簡(jiǎn)單;
3.可具有高度抗水或高度抗腐蝕性能，不會(huì)變質(zhì)，耐久性好;
4.由于沒有額外加混凝土防銹的要求，可使混凝土的使用量降低30～40%;
5.選用碳纖維，玻璃纖維等制作的本發(fā)明筋型材料，強(qiáng)度可高于鋼筋10倍;
6.由于自重輕，僅是鋼筋的1/3到1/4，便于運(yùn)輸和安裝。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明實(shí)施例一本實(shí)施例按重量計(jì)算由100份菱苦土(65～75%MgO)、200份硅砂、10份抗腐性添加物(按重量計(jì)由煤渣100份、含鐵礦渣10～30份、過磷酸鈣50～100份、水200～300份等組成)、100份氯化鎂溶液(比重為1.20)混合而成鎂質(zhì)水泥膠結(jié)料，先將部分膠結(jié)料注入模具下層，再將碳纖維繩索伸展放置于模具內(nèi)膠結(jié)料上，再注入部分膠結(jié)料，兩次注入的膠結(jié)料即將碳纖維繩包裹成形，在20±2℃溫度上保持8～12小時(shí)脫模，再于室溫下硬化28天，即成為高度抗腐蝕的高性能筋型材料。
實(shí)施例二按實(shí)施例一的配方配制好鎂質(zhì)水泥膠結(jié)料，將部分膠結(jié)料注入模具下層，再將竹桿或竹片或其它條形植物材料等植物原材，或單根或數(shù)根捆扎一體放置于模具內(nèi)膠結(jié)料上，再注入部分膠結(jié)料于模具內(nèi)上層，兩次注入料將竹桿類植物材料包裹成形，在20±2℃溫度下保持8～10小時(shí)脫模，再于室溫下硬化28天。
以上兩例實(shí)施例采用中國(guó)專利文獻(xiàn)CN87103530A鎂質(zhì)水泥為膠結(jié)料。
權(quán)利要求
1.一種菱鎂筋型復(fù)合材料，由鎂質(zhì)水泥和纖維材料組成，其特征在于(1)鎂質(zhì)水泥的基本組分為由至少一種鎂鹽、氧化鎂(或輕燒苦土粉)和水組成的可凝結(jié)硬化的混合物；(2)纖維材料選自有機(jī)的纖維、無機(jī)的纖維、植物的纖維及其型材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的菱鎂筋型復(fù)合材料，其中的鎂質(zhì)水泥中添加有外加改性劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的菱鎂筋型復(fù)合材料，其中的外加改性劑選自碳酸鹽、鐵酸鹽、鐵鋁酸鹽、磷酸鹽、錳礦粉、二氧化錳、錳酸鹽、硫酸鹽、鈣鹽、煤渣、含鐵礦渣和過磷酸鈣，及它們的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的菱鎂筋型復(fù)合材料，其特征在于所述的筋型材料，是用“纏繞”法連續(xù)纖維或長(zhǎng)絲或型的繩索作骨芯材料，鎂質(zhì)水泥膠結(jié)料作包裹料復(fù)合成形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的菱鎂筋型復(fù)合材料，其中的繩索選自碳纖維繩、玻璃繩、陶瓷纖維繩、石綿繩、麻繩、竹繩及有機(jī)聚合物纖維制繩索，及它們的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的菱鎂筋型復(fù)合材料，其特征在于所述的筋型材料是纖維織造布復(fù)合鎂質(zhì)水泥膠結(jié)料裹制成形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的菱鎂筋型復(fù)合材料，其中的纖維織造布選自碳纖維布、玻璃布、陶瓷纖維布、石綿布、有機(jī)聚合物纖維布、及它們的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的菱鎂筋型復(fù)合材料，其特征在于所述的筋型材料是含有大量纖維的植物原材料作制芯材料，鎂質(zhì)水泥膠結(jié)料作包裹層復(fù)合成形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8所述的菱鎂筋型復(fù)合材料，其中有一種或多種填料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9所述的菱鎂筋型復(fù)合材料，其特征在于所述的筋型材料表面設(shè)置有鑼紋或其它形狀的紋路。
11.一種制造菱鎂筋型復(fù)合材料的方法，制作步驟如下(1)鎂質(zhì)水泥制成膠結(jié)料;(2)將部分膠結(jié)料注入模具內(nèi)下層;(3)將繩索伸展放置于模具內(nèi)膠結(jié)料上;(4)再注入部分膠結(jié)料于模具上層，兩次注入料將繩索包裹成形。
12.一種制造菱鎂筋型復(fù)合材料的方法，制作步驟如下(1)將鎂質(zhì)水泥制成膠結(jié)料;(2)將膠結(jié)料涂覆于纖維織造布上;(3)將織造布裹制成形，然后放入模具內(nèi)，并在其表面再涂覆一層膠結(jié)料定型。
13.一種制造菱鎂筋型復(fù)合材料的方法，制作步驟如下(1)鎂質(zhì)水泥制成膠結(jié)料;(2)將部分膠結(jié)料注入模具內(nèi)下層;(3)將竹桿或竹條或竹片或其它條形植物材料等植物原材料，或單根或數(shù)根條捆扎一體放置于模具內(nèi)膠結(jié)料上;(4)再注入部分膠結(jié)料于模具內(nèi)上層，兩次注入料將竹桿類植物材料包裹成形。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或13所述的制造菱鎂筋型復(fù)合材料的方法，其中的植物制繩索或植物原材可用瀝青乳液熱浸進(jìn)行防腐防水處理，或用礦物油或其它防水劑進(jìn)行防水處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種建筑用菱鎂筋型復(fù)合材料及制造方法。該菱鎂筋型復(fù)合材料由鎂質(zhì)水泥和纖維材料組成，其中的鎂質(zhì)水泥的基本組分為由至少一種鎂鹽、氧化鎂(或苦土)和水組成的可凝結(jié)硬化的混合物，根據(jù)對(duì)筋材使用性能的不同要求，還可添加各種外加改性劑，可配制成輕型高性能的筋型材料，可在硅酸鹽水泥砂石混凝土建筑中取代鋼筋材料。
文檔編號(hào)C04B28/10GK1086476SQ9211195
公開日1994年5月11日 申請(qǐng)日期1992年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月3日
發(fā)明者徐軍, 徐洪 申請(qǐng)人:徐軍