一種復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板及其制備方法，所述的板由連續(xù)碳纖維織物和短切纖維復(fù)合增強(qiáng)材料與堿激發(fā)礦渣砂漿共同組成：其中連續(xù)碳纖維織物和短切纖維為增強(qiáng)材料，在織物/纖維之間填充的堿激發(fā)礦渣砂漿為基體材料。本發(fā)明復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的制備方法簡(jiǎn)單，采用無(wú)需加熱加壓的常溫常壓養(yǎng)護(hù)制備工藝，單位能耗低且無(wú)三廢排放，是一種綠色的制備工藝。按照以上制備方法制得的復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的彎曲性能優(yōu)異、耐沖擊、抗凍融能力較強(qiáng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種復(fù)合増強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)(建筑材料結(jié)構(gòu))領(lǐng)域，涉及一種工程用織物/纖維復(fù)合增強(qiáng)板，具體說(shuō)是一種復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板，可用于外墻板或夾芯板等。
【背景技術(shù)】
[0002]建筑業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，近十幾年來(lái)得到了飛速發(fā)展，巨大的市場(chǎng)對(duì)建筑材料的需求與日倶增。非承重外墻掛板是一種新式建筑材料，因其預(yù)制成型、質(zhì)輕壁薄的特點(diǎn)，不僅可以配合現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)施工，還可以配合預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)施工，既減少施工工藝又降低了現(xiàn)場(chǎng)施工工序，配合外飾材料使用時(shí)還具備美觀的特性，在法國(guó)、德國(guó)、澳大利亞、日本等國(guó)研發(fā)應(yīng)用較為成熟。我國(guó)的非承重外墻掛板市場(chǎng)起步較晚，大多使用的是玻璃幕墻、硅酸鹽水泥板等傳統(tǒng)板材。玻璃幕墻具有光污染、應(yīng)力集中時(shí)易爆裂等缺點(diǎn)。水泥產(chǎn)業(yè)則是典型的高污染高耗能產(chǎn)業(yè)，每生產(chǎn)I噸硅酸鹽水泥需向大氣排放0.8噸左右的二氧化碳?xì)怏w，兩磨一燒工藝消耗大量能源，同時(shí)還造成噪音和粉塵污染。因此，研發(fā)新型綠色環(huán)保外掛板材有著環(huán)境友好與可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)需求。堿激發(fā)礦渣是磨細(xì)高爐礦渣粉經(jīng)堿激發(fā)劑激發(fā)形成膠凝能力的一種堿激發(fā)材料，由于在相同或相近條件下其力學(xué)性能、耐久性能等同或優(yōu)于硅酸鹽水泥，自問(wèn)世以來(lái)便受到了較大的關(guān)注。堿激發(fā)礦渣砂漿由磨細(xì)?；郀t礦渣粉、堿激發(fā)劑、砂和水共同組成，除此之外還可以復(fù)摻粉煤灰、偏高嶺土等，生產(chǎn)過(guò)程中單位二氧化碳排放與能量消耗低于硅酸鹽水泥砂漿，是一種綠色環(huán)保建筑材料。因此，堿激發(fā)礦渣砂漿是一種比較理想的硅酸鹽水泥砂漿替代品。
[0003]為使硅酸鹽水泥外掛板材獲得較好的彎曲性能、韌性和抗開(kāi)裂性能，制造時(shí)通常會(huì)使用鋼筋或短切纖維等材料對(duì)其增韌。然而，使用鋼筋作為增強(qiáng)材料時(shí)，施工較為復(fù)雜困難，且鋼筋存在銹蝕的危險(xiǎn)。使用短切纖維作為增強(qiáng)材料時(shí)，因其在基體中的亂向分布，強(qiáng)度不能充分發(fā)揮，需要大摻量使用。此外，在制備及施工澆筑中會(huì)受到纖維結(jié)團(tuán)的困擾和重力效應(yīng)、邊界效應(yīng)的影響，降低纖維的隨機(jī)均勻分布，削弱了短切纖維的增強(qiáng)效果。連續(xù)纖維織物增強(qiáng)是一種高效的增強(qiáng)技術(shù)，連續(xù)纖維織物是利用編織技術(shù)將連續(xù)纖維粗紗織成平面或立體紡織物，因其可沿基體中的應(yīng)力主方向布置，其增強(qiáng)效率相對(duì)于短切纖維有較大提高;又因其耐腐蝕的特性，基體的保護(hù)層厚度可以很薄，利于建造薄壁輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)。然而，連續(xù)纖維織物增強(qiáng)板材也存在一些缺點(diǎn)，主要集中在織物與基體的粘結(jié)性能等方面。當(dāng)織物與基體的粘結(jié)能力變差的時(shí)候，板材受力時(shí)會(huì)出現(xiàn)織物從基體中脫粘剝離的現(xiàn)象，大幅降低承載能力。以連續(xù)纖維織物為增強(qiáng)主體，復(fù)摻適量的短切纖維是一種新穎的增韌技術(shù)，當(dāng)織物與基體出現(xiàn)脫粘剝離時(shí)，摻入的短切纖維仍可以傳遞應(yīng)力、限制裂縫的發(fā)展，減輕因織物脫粘對(duì)板的彎曲性能造成的負(fù)面影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明的目的在于提供一種高抗彎強(qiáng)度、高韌性、不易破碎、耐沖擊的復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板及其制備方法，所述的砂漿板由連續(xù)碳纖維織物、短切纖維和堿激發(fā)礦渣砂漿共同組成，其中連續(xù)碳纖維織物和短切纖維為增強(qiáng)材料，在織物與纖維之間填充的堿激發(fā)礦渣砂漿為基體材料。該發(fā)明成分組成簡(jiǎn)單，工藝較為簡(jiǎn)易，板的力學(xué)性能優(yōu)異。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的一種復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]所述礦渣砂漿板由連續(xù)碳纖維織物和短切纖維復(fù)合成增強(qiáng)材料與堿激發(fā)礦渣砂漿所組成:其中連續(xù)碳纖維織物和短切纖維為增強(qiáng)材料，堿激發(fā)礦渣砂漿為基體材料，構(gòu)成復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板。
[0007]所述連續(xù)碳纖維織物是內(nèi)置于堿激發(fā)礦渣砂漿內(nèi)起增強(qiáng)作用的，所述連續(xù)碳纖維織物未經(jīng)表面處理直接使用，或浸漬環(huán)氧樹(shù)脂后使用；連續(xù)碳纖維織物的抗拉強(qiáng)度大于2500MPa，彈性模量大于200GPa，伸長(zhǎng)率大于1.5%；根據(jù)產(chǎn)品性能要求，其鋪設(shè)層數(shù)為I?5層，各層間距不超過(guò)20mm，保護(hù)層厚度不小于5mm。
[0008]所述短切纖維是為了限制板在受彎時(shí)裂縫的擴(kuò)展，增加其韌性;短切纖維為低彈性模量的有機(jī)纖維，是聚丙烯纖維或聚氯乙烯纖維，纖維的長(zhǎng)度在0.5mm范圍內(nèi)，纖維直徑在5μπι?200μπι范圍內(nèi)；根據(jù)產(chǎn)品性能要求，纖維體積分?jǐn)?shù)在0.5%?2.0%范圍內(nèi)調(diào)整。
[0009 ]所述堿激發(fā)礦渣砂漿由膠凝材料、堿激發(fā)劑、砂和水共同組成。
[0010]所述的堿激發(fā)礦渣砂漿中，膠凝材料是磨細(xì)?；郀t礦渣粉，或是以磨細(xì)粒化高爐礦渣粉為主，單獨(dú)復(fù)摻偏高嶺土或納米材料，或復(fù)摻以上兩種材料;磨細(xì)?；郀t礦渣粉占膠凝材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的60%以上，偏高嶺土摻量不超過(guò)膠凝材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的40%，納米材料摻量不超過(guò)膠凝材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的I % ;磨細(xì)粒化高爐礦渣粉的等級(jí)應(yīng)不低于S95級(jí)，比表面積大于400m2/kg;偏高嶺土的比表面積大于100mVkg;納米材料是納米二氧化鈦，或是納米二氧化娃，顆粒粒徑不大于10nm0
[0011]所述的堿激發(fā)礦渣砂漿中，堿激發(fā)劑由水玻璃和氫氧化鈉共同組成，堿激發(fā)劑中堿含量，即堿激發(fā)劑中氧化鈉占膠凝材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.0%?6.0%，模數(shù)，即堿激發(fā)劑中二氧化硅與氧化鈉的物質(zhì)量之比為0.5?2.0。
[0012]所述的堿激發(fā)礦渣砂漿的砂是河砂，或是石英砂，砂的最大粒徑不大于1.18_。
[0013]堿激發(fā)礦渣砂漿的配合比中，水與膠凝材料的質(zhì)量比即水膠比在0.35?0.55之間，砂與膠凝材料的質(zhì)量比即骨膠比依照產(chǎn)品性能在1.5?3.0之間。
[0014]所述復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的厚度在20?50mm范圍內(nèi)。
[0015]本發(fā)明的復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的制備方法包含以下步驟:
[0016]第一步:根據(jù)產(chǎn)品性能要求，選擇連續(xù)碳纖維織物的層數(shù)、間距、保護(hù)層厚度，短切纖維的種類(lèi)、長(zhǎng)度、直徑、體積分?jǐn)?shù)和板的厚度；
[0017]第二步:按照第一步選擇的參數(shù)，將連續(xù)碳纖維織物固定在模具中并對(duì)每層織物施加一定張力以保持平整狀態(tài)；
[0018]第三步:根據(jù)產(chǎn)品性能要求，選擇合適的堿激發(fā)礦渣砂漿配合比參數(shù)；
[0019]第四部:按照第三步選擇的堿激發(fā)礦渣砂漿配合比參數(shù)，將準(zhǔn)確稱(chēng)量的膠凝材料和砂先混合均勻，隨后與配制的堿激發(fā)劑及水一起混合，最后加入短切纖維混合均勻，制得纖維增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿；
[0020]第五步:將第四步制備的堿激發(fā)礦渣砂漿澆筑到第二步制備的已固定連續(xù)碳纖維織物的模具中，在20°C?25°C環(huán)境中養(yǎng)護(hù)24小時(shí)，脫模后用打磨機(jī)將板的四個(gè)側(cè)邊打磨平整，在相同環(huán)境中繼續(xù)養(yǎng)護(hù)至14天齡期，即可制得所述復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板。
[0021]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0022]本發(fā)明復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板與鋼筋水泥基砂漿板或纖維增強(qiáng)水泥基砂漿板相比，具有綠色環(huán)保、質(zhì)輕壁薄的特點(diǎn)，所用膠凝材料主要為工業(yè)廢渣，使得工業(yè)固體廢棄物得到合理有效地資源化利用，無(wú)需考慮鋼筋的銹蝕或纖維的分散性能，板可以很薄;連續(xù)碳纖維織物為無(wú)機(jī)纖維織物，性能優(yōu)異，原料易于獲得、便于生產(chǎn)，制造過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體，對(duì)環(huán)境污染小;短切纖維生產(chǎn)技術(shù)成熟。
[0023]本發(fā)明復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的制備方法簡(jiǎn)單，采用無(wú)需加熱加壓的常溫常壓養(yǎng)護(hù)制備工藝，單位能耗低且無(wú)三廢排放，是一種綠色的制備工藝。
[0024]本發(fā)明復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的性能優(yōu)異，線性抗彎強(qiáng)度達(dá)到8.0MPa以上，極限抗彎強(qiáng)度達(dá)到20.0MPa以上，抗沖擊強(qiáng)度超過(guò)9.0kJ/m3，吸水率小于10.0% ,能承受25次以上凍融循環(huán)。需要指出，目前國(guó)家尚無(wú)織物/纖維復(fù)合增強(qiáng)板標(biāo)準(zhǔn)及堿激發(fā)礦渣砂漿標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明的性能指標(biāo)依照《玻璃纖維增強(qiáng)水泥外墻板》(JC/T 1057-2007)檢測(cè)。本發(fā)明復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的性能指標(biāo)完全符合《玻璃纖維增強(qiáng)水泥外墻板》(JC/T 1057-2007)中相關(guān)的技術(shù)要求。
【附圖說(shuō)明】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0026]圖1為復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的示意圖。
[0027]其中有:連續(xù)碳纖維織物1、短切纖維2、堿激發(fā)礦渣砂漿3，連續(xù)碳纖維織物的層數(shù)、間距和上下保護(hù)層厚度可調(diào)，短切纖維的種類(lèi)、幾何尺寸和體積分?jǐn)?shù)可調(diào)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]—種復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板，其特征在于所述板由連續(xù)碳纖維織物1、短切纖維2和堿激發(fā)礦渣砂漿共同組成:其中連續(xù)碳纖維織物和短切纖維為增強(qiáng)材料，在纖維與織物之間填充的堿激發(fā)礦渣砂漿3為基體材料。
[0029]連續(xù)碳纖維織物是內(nèi)置于堿激發(fā)礦渣砂漿內(nèi)起增強(qiáng)作用的。所述連續(xù)碳纖維織物可以未經(jīng)表面處理直接使用，也可以浸漬環(huán)氧樹(shù)脂后使用，連續(xù)碳纖維織物的抗拉強(qiáng)度大于2500MPa，彈性模量大于200GPa，伸長(zhǎng)率大于1.5 %。根據(jù)產(chǎn)品性能要求，其鋪設(shè)層數(shù)為I?5層，各層間距Omm?20mm，上下保護(hù)層厚度不小于5mm。
[0030]所述短切纖維為低彈性模量的有機(jī)纖維，可以是聚丙烯纖維或聚氯乙烯纖維，根據(jù)產(chǎn)品性能要求，纖維的長(zhǎng)度在0.6mm-1.5mm范圍內(nèi)，纖維直徑在5μπι?200μπι范圍內(nèi)，體積分?jǐn)?shù)在0.5%?2.0%范圍內(nèi)調(diào)整。
[0031 ]所述的堿激發(fā)礦渣砂漿由以下組分制得:
[0032]1.膠凝材料可以只是磨細(xì)?；郀t礦渣粉，也可以是以磨細(xì)?；郀t礦渣粉為主，復(fù)摻偏高嶺土或納米材料。磨細(xì)?；郀t礦渣粉占膠凝材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的60 %?100%，偏高嶺土摻量不超過(guò)膠凝材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的40 %，納米材料摻量不超過(guò)膠凝材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的I %。磨細(xì)?；郀t礦渣粉的等級(jí)應(yīng)不低于S95級(jí)，比表面積大于400m2/kg;偏高嶺土的比表面積大于1000m2/kg ；納米材料可以是納米二氧化鈦，也可以是納米二氧化娃，顆粒粒徑不大于I OOnm;
[0033]2.堿激發(fā)劑由水玻璃和氫氧化鈉共同組成，堿激發(fā)劑中堿含量(堿激發(fā)劑中氧化鈉占膠凝材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù))為3.0%?6.0%，模數(shù)(堿激發(fā)劑中二氧化硅與氧化鈉的物質(zhì)量之比)為0.5?2.0;
[0034]3.砂可以是河砂，也可以是石英砂，砂的最大粒徑不大于1.18mm；
[0035]4.堿激發(fā)礦渣砂漿配合比中，水與膠凝材料的質(zhì)量比(水膠比)和砂與膠凝材料的質(zhì)量比(骨膠比)可依照產(chǎn)品性能在0.35?0.55之間以及1.5?3.0之間進(jìn)行調(diào)整。
[0036]所述復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的厚度在20?50mm范圍內(nèi)。
[0037]該制備方法包含以下步驟:
[0038]第一步:根據(jù)產(chǎn)品性能要求，選擇合適的連續(xù)碳纖維織物的層數(shù)、間距、上下保護(hù)層厚度，短切纖維的種類(lèi)、幾何尺寸、體積分?jǐn)?shù)和板的厚度；
[0039]第二步:按照第一步選擇的參數(shù)，將連續(xù)碳纖維織物固定在合適的模具中并對(duì)每層織物施加一定張力以保持平整狀態(tài)；
[0040]第三步:根據(jù)產(chǎn)品性能要求，選擇合適的堿激發(fā)礦渣砂漿配合比參數(shù)，如:膠凝材料種類(lèi)、堿激發(fā)劑的堿含量和模數(shù)、水膠比、骨膠比等；
[0041]第四部:按照第三步選擇的堿激發(fā)礦渣砂漿配合比參數(shù)，將準(zhǔn)確稱(chēng)量的膠凝材料和砂先混合均勻，隨后與配制的堿激發(fā)劑及水一起混合，最后加入短切纖維混合均勻，制得纖維增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿；
[0042]第五步:將第四步制備的堿激發(fā)礦渣砂漿澆筑到第二步制備的已固定連續(xù)碳纖維織物的模具中，在20°C?25°C環(huán)境中養(yǎng)護(hù)24小時(shí)，脫模后用打磨機(jī)將板的四個(gè)側(cè)邊打磨平整，在相同環(huán)境中繼續(xù)養(yǎng)護(hù)至14天齡期，即可制得所述復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板。
[0043]實(shí)施例一
[0044]復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板，其組成如下:
[0045]1.增強(qiáng)材料為連續(xù)碳纖維織物和短切聚丙烯纖維。連續(xù)碳纖維織物的拉伸強(qiáng)度為3200MPa，彈性模量為215GPa，伸長(zhǎng)率2.0%，鋪設(shè)層數(shù)為2層，層間距為10mm，上下保護(hù)層厚度為1mm；短切聚丙稀纖維的長(zhǎng)度為12mm，直徑為25μηι，體積分?jǐn)?shù)為1.0% ；
[0046]2.板的厚度為20mm;
[0047]3.堿激發(fā)礦渣砂漿中的膠凝材料由S95級(jí)磨細(xì)粒化高爐礦渣粉組成，磨細(xì)粒化高爐礦渣粉含量占膠凝材料質(zhì)量100% ;
[0048]4.堿激發(fā)礦渣砂漿中的堿激發(fā)劑為水玻璃和氫氧化鈉，堿激發(fā)劑中堿含量為5.0%，模數(shù)為1.5;
[0049]5.堿激發(fā)礦渣砂漿的水膠比為0.4，骨膠比為1.5:1;
[0050]按本實(shí)施例配比制成的復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的相關(guān)性能指標(biāo)如下:
[0051 ] 28天抗彎強(qiáng)度:抗彎比例極限強(qiáng)度9.0MPa，抗彎極限強(qiáng)度22.4MPa;
[0052]抗沖擊強(qiáng)度:9.8kJ/m3;
[0053]吸水率:7.3%;
[0054]承受凍融循環(huán)次數(shù):92次。
[0055]實(shí)施例二
[0056]復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板，其組成如下:
[0057]1.增強(qiáng)材料為連續(xù)碳纖維織物和短切聚丙烯纖維。連續(xù)碳纖維織物的拉伸強(qiáng)度為310MPa，彈性模量為210GPa，伸長(zhǎng)率2.0% ,鋪設(shè)層數(shù)為3層，層間距為5mm，上下保護(hù)層厚度為1mm;短切聚丙稀纖維的長(zhǎng)度為8mm，直徑為25μηι，體積分?jǐn)?shù)為1.5% ；
[0058]2.板的厚度為35mm;
[0059]3.堿激發(fā)礦渣砂漿中的膠凝材料由S95級(jí)磨細(xì)?；郀t礦渣粉和偏高嶺土共同組成，磨細(xì)?；郀t礦渣粉含量占膠凝材料質(zhì)量90%，偏高嶺土占膠凝材料質(zhì)量10% ;
[0060]4.堿激發(fā)礦渣砂漿中的堿激發(fā)劑為水玻璃和氫氧化鈉，堿激發(fā)劑中堿含量為4.5%，模數(shù)為1.5;
[0061 ] 5.堿激發(fā)礦渣砂漿的水膠比為0.36，骨膠比為2.0:1。
[0062]按本實(shí)施例配比制成的復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的相關(guān)性能指標(biāo)如下:
[0063]28天抗彎強(qiáng)度:抗彎比例極限強(qiáng)度9.7MPa，抗彎極限強(qiáng)度22.6MPa;
[0064]抗沖擊強(qiáng)度:10.2kJ/m3;
[0065]吸水率:8.7%;
[0066]承受凍融循環(huán)次數(shù):107次。
[0067]實(shí)施例三
[0068]復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板，其組成如下:
[0069]1.增強(qiáng)材料為連續(xù)碳纖維織物和短切聚丙烯纖維。連續(xù)碳纖維織物的拉伸強(qiáng)度為3000MPa，彈性模量為210GPa，伸長(zhǎng)率2.0%，鋪設(shè)層數(shù)為4層，層間距為10mm，上下保護(hù)層厚度為5mm；短切聚丙稀纖維的長(zhǎng)度為12mm，直徑為25μηι，體積分?jǐn)?shù)為2.0% ；
[0070]2.板厚度為 50mm;
[0071 ] 3.堿激發(fā)礦渣砂漿中的膠凝材料由S95級(jí)磨細(xì)?；郀t礦渣粉和納米二氧化鈦共同組成，磨細(xì)?；郀t礦渣粉含量占膠凝材料質(zhì)量99.25%,納米二氧化鈦占膠凝材料質(zhì)量
0.75% ；
[0072]4.堿激發(fā)礦渣砂漿中的堿激發(fā)劑為水玻璃和氫氧化鈉，堿激發(fā)劑中堿含量為4.0%，模數(shù)為1.0;
[0073]5.堿激發(fā)礦渣砂漿的水膠比為0.45，骨膠比為2.5:1。
[0074]按本實(shí)施例配比制成的復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的相關(guān)性能指標(biāo)如下:
[0075]28天抗彎強(qiáng)度:抗彎比例極限強(qiáng)度13.6MPa，抗彎極限強(qiáng)度28.3MPa;
[0076]抗沖擊強(qiáng)度:13.3kJ/m3;
[0077]吸水率:6.8%;
[0078]承受凍融循環(huán)次數(shù):110次。
[0079]實(shí)施例四
[0080]復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板，其組成如下:
[0081 ] 1.連續(xù)碳纖維織物的拉伸強(qiáng)度為3200MPa，彈性模量為215GPa，伸長(zhǎng)率2.0% ,鋪設(shè)層數(shù)為5層，層間距為5mm，上下保護(hù)層厚度為1mm;短切聚氯乙稀纖維的長(zhǎng)度為12mm，直徑為35μηι，體積分?jǐn)?shù)為1.0%;
[0082]2.板厚度為 45mm;
[0083]3.堿激發(fā)礦渣砂漿中的膠凝材料由S95級(jí)磨細(xì)?；郀t礦渣粉、偏高嶺土和納米二氧化硅共同組成，磨細(xì)?；郀t礦渣粉含量占膠凝材料質(zhì)量89.5 %，偏高嶺土占膠凝材料質(zhì)量10.0%，納米二氧化硅占膠凝材料質(zhì)量0.5% ;
[0084]4.堿激發(fā)礦渣砂漿中的堿激發(fā)劑為水玻璃和氫氧化鈉，堿激發(fā)劑中堿含量為5.0%，模數(shù)為2.0;
[0085]5.堿激發(fā)礦渣砂漿的水膠比為0.35;骨膠比為3: I。
[0086]按本實(shí)施例配比制成的復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的相關(guān)性能指標(biāo)如下:
[0087]28天抗彎強(qiáng)度:抗彎比例極限強(qiáng)度12.1MPa，抗彎極限強(qiáng)度33.7MPa;
[0088]抗沖擊強(qiáng)度:12.3kJ/m3;
[0089]吸水率:5.9%;
[0090]承受凍融循環(huán)次數(shù):97次。
[0091]上述四項(xiàng)實(shí)施例中復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板均按照之前所述的制備方法制得。
[0092]上述四項(xiàng)實(shí)施例都是按照《玻璃纖維增強(qiáng)水泥外墻板》(JC/T1057-2007)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定方法進(jìn)行試驗(yàn)。
[0093]上述四項(xiàng)實(shí)施例中復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)《玻璃纖維增強(qiáng)水泥外墻板》(JC/T 1057-2007)中的各項(xiàng)指標(biāo)要求，說(shuō)明堿激發(fā)礦渣砂漿的抗彎性能優(yōu)異，復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的極限抗彎性能、抗沖擊性能和抗凍融性能得到大幅提升，增強(qiáng)效果極為顯著。
[0094]當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)作出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板，其特征在于所述礦渣砂漿板由連續(xù)碳纖維織物(I)和短切纖維(2)復(fù)合成增強(qiáng)材料與堿激發(fā)礦渣砂漿(3)所組成:其中連續(xù)碳纖維織物(I)和短切纖維(2)為增強(qiáng)材料，堿激發(fā)礦渣砂漿(3)為基體材料，構(gòu)成復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板。2.按照權(quán)利要求1所述的復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板，其特征在于:所述連續(xù)碳纖維織物(I)是內(nèi)置于堿激發(fā)礦渣砂漿內(nèi)起增強(qiáng)作用的，所述連續(xù)碳纖維織物未經(jīng)表面處理直接使用，或浸漬環(huán)氧樹(shù)脂后使用；連續(xù)碳纖維織物的抗拉強(qiáng)度大于2500MPa，彈性模量大于200GPa，伸長(zhǎng)率大于1.5%;根據(jù)產(chǎn)品性能要求，其鋪設(shè)層數(shù)為I?5層，各層間距不超過(guò)20mm，保護(hù)層厚度不小于5_。3.按照權(quán)利要求1所述的復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板，其特征在于:所述短切纖維(2)是為了限制板在受彎時(shí)裂縫的擴(kuò)展，增加其韌性;短切纖維為低彈性模量的有機(jī)纖維，是聚丙烯纖維或聚氯乙烯纖維，纖維的長(zhǎng)度在0.6mm-l.5mm范圍內(nèi)，纖維直徑在5μπι?200μπι范圍內(nèi)；根據(jù)產(chǎn)品性能要求，纖維體積分?jǐn)?shù)在0.5%?2.0%范圍內(nèi)調(diào)整。4.按照權(quán)利要求1所述的復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板，其特征在于:所述堿激發(fā)礦渣砂漿(3)由膠凝材料、堿激發(fā)劑、砂和水共同組成。5.按照權(quán)利要求4所述的復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板，其特征在于:所述的堿激發(fā)礦渣砂漿中，膠凝材料是磨細(xì)?；郀t礦渣粉，或是以磨細(xì)?；郀t礦渣粉為主，單獨(dú)復(fù)摻偏高嶺土或納米材料，或復(fù)摻以上兩種材料;磨細(xì)?；郀t礦渣粉占膠凝材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的60 %以上，偏高嶺土摻量不超過(guò)膠凝材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的40%，納米材料摻量不超過(guò)膠凝材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的I % ;磨細(xì)粒化高爐礦渣粉的等級(jí)應(yīng)不低于S95級(jí)，比表面積大于400m2/kg;偏高嶺土的比表面積大于1000m2/kg;納米材料是納米二氧化鈦，或是納米二氧化娃，顆粒粒徑不大于10nm。6.按照權(quán)利要求4所述的復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板，其特征在于:所述的堿激發(fā)礦渣砂漿中，堿激發(fā)劑由水玻璃和氫氧化鈉共同組成，堿激發(fā)劑中堿含量，即堿激發(fā)劑中氧化鈉占膠凝材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.0%?6.0%，模數(shù)，即堿激發(fā)劑中二氧化硅與氧化鈉的物質(zhì)量之比為0.5?2.0。7.按照權(quán)利要求4所述的復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板，其特征在于:所述的堿激發(fā)礦渣砂漿的砂是河砂，或是石英砂，砂的最大粒徑不大于1.18mm。8.按照權(quán)利要求4所述的復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板，其特征在于:堿激發(fā)礦渣砂漿的配合比中，水與膠凝材料的質(zhì)量比即水膠比在0.35?0.55之間，砂與膠凝材料的質(zhì)量比即骨膠比依照產(chǎn)品性能在1.5?3.0之間。9.按照權(quán)利要求1所述的復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板，其特征在于:所述復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的厚度在20?50mm范圍內(nèi)。10.一種如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板的制備方法，其特征在于該制備方法包含以下步驟: 第一步:根據(jù)產(chǎn)品性能要求，選擇連續(xù)碳纖維織物的層數(shù)、間距、保護(hù)層厚度，短切纖維的種類(lèi)、長(zhǎng)度、直徑、體積分?jǐn)?shù)和板的厚度； 第二步:按照第一步選擇的參數(shù)，將連續(xù)碳纖維織物固定在模具中并對(duì)每層織物施加一定張力以保持平整狀態(tài)； 第三步:根據(jù)產(chǎn)品性能要求，選擇合適的堿激發(fā)礦渣砂漿配合比參數(shù)； 第四部:按照第三步選擇的堿激發(fā)礦渣砂漿配合比參數(shù)，將準(zhǔn)確稱(chēng)量的膠凝材料和砂先混合均勻，隨后與配制的堿激發(fā)劑及水一起混合，最后加入短切纖維混合均勻，制得纖維增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿； 第五步:將第四步制備的堿激發(fā)礦渣砂漿澆筑到第二步制備的已固定連續(xù)碳纖維織物的模具中，在20°C?25°C環(huán)境中養(yǎng)護(hù)24小時(shí)，脫模后用打磨機(jī)將板的四個(gè)側(cè)邊打磨平整，在相同環(huán)境中繼續(xù)養(yǎng)護(hù)至14天齡期，即可制得所述復(fù)合增強(qiáng)堿激發(fā)礦渣砂漿板。
【文檔編號(hào)】C04B16/06GK105859228SQ201610180613
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】張亞梅, 李濤, 戴建國(guó)
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)