一种高耐水碳化固结纤维水泥板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高耐水碳化固结纤维水泥板及其制备方法，属于建筑材料领域。将纤维、胶凝组分和水混合，得到浆料；所述纤维为玻璃纤维和木质纤维或者聚乙烯醇纤维和木质纤维；所述胶凝组分包括硅酸钙矿粉、富含硅酸钙矿相的钢渣粉和富含硅酸钙矿相的镁渣粉中的一种或多种；将所述浆料依次进行脱水、压浆和静养、在CO2氛围下养护，得到所述高耐水碳化固结纤维水泥板。本发明专利技术通过掺加玻璃纤维来替代植物木质纤维，玻璃纤维表面的疏水基团可有效降低纤维水泥板的吸水率；本发明专利技术所用胶凝组分具有优异的CO2反应活性，能够与CO2发生矿化反应，形成以碳酸钙为组成的基体结构，是纤维水泥板的主要强度来源。的主要强度来源。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐水碳化固结纤维水泥板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，尤其涉及一种高耐水碳化固结纤维水泥板及其制备方法。

技术介绍

[0002]以水泥或其他胶凝材料为基本材料和胶黏剂，以植物纤维或其它纤维为增强材料，经制浆、成型、养护等工序而制成的板材称为纤维水泥板。纤维水泥板的基本物理性能优越，多用于复合墙体面板、外墙保温板、隔墙和吊顶等建筑领域。
[0003]然而，随着纤维水泥板的广泛使用，越来越多的问题逐渐暴露出来。目前纤维水泥板最大的一个问题就是吸水率高，吸水易产生膨胀破坏。另外，纤维水泥板易产生分层现象，分层现象的出现可能是由于养护制度不合理，传统养护方式采用高温高压养护，这使得板内压力急剧上升，极易引起纤维水泥板分层，影响纤维水泥板的强度及美观。除此，分层现象的出现本质上是由于纤维与粉料及水化产物之间的结合力不强，在不同的环境下受不同外界因素的影响，纤维极易与粉料及水化产物分离，导致纤维水泥板产生分层破坏。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高耐水碳化固结纤维水泥板及其制备方法和应用。本专利技术提供的高耐水碳化固结纤维水泥板吸水率低且韧性高，不会存在分层。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种高耐水碳化固结纤维水泥板的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将纤维、胶凝组分和水混合，得到浆料；所述纤维包括木质纤维，还包括玻璃纤维或聚乙烯醇纤维(PVA纤维)；所述胶凝组分包括硅酸钙矿粉、富含硅酸钙矿相的钢渣粉和富含硅酸钙矿相的镁渣粉中的一种或多种；
[0008]将所述浆料依次进行脱水、压浆和静养、在CO2氛围下养护，得到所述高耐水碳化固结纤维水泥板。
[0009]优选地，所述玻璃纤维包括玻璃棉和非玻璃棉纤维，所述非玻璃棉纤维的直径为0.1～1.0mm，长度为1～8mm，长径比为3～80，所述玻璃棉的直径为20～100μm，长度为1～5mm。
[0010]优选地，所述聚乙烯醇纤维和木质纤维的长度独立地为1～5mm。
[0011]优选地，所述胶凝组分、非玻璃棉纤维、玻璃棉和木质纤维的质量比为(86～93):(3～5):(3～5):(1～2)。
[0012]优选地，所述纤维、胶凝组分和水混合的过程为：
[0013]将所述纤维、部分胶凝组分与水混合，得到胶凝组分
‑
纤维悬浮液；
[0014]将所述胶凝组分
‑
纤维悬浮液、剩余胶凝组分与水混合，得到所述浆料。
[0015]优选地，所述部分胶凝组分占胶凝组分的体积百分比为10～20％。
[0016]优选地，所述混合时还包括添加纤维分散剂，所述纤维分散剂包括六偏磷酸钠、羟
丙基甲基纤维素和苯酚
‑
四氯乙烷中的一种或多种。
[0017]优选地，所述混合时还包括添加表面活性剂，所述表面活性剂包括季胺盐类表面活性剂、有机硅偶联剂、马来酸酐枝接聚乙烯和磷酸酯偶联剂中的一种或多种。
[0018]优选地，所述胶凝组分、玻璃纤维或聚乙烯醇纤维、木质纤维和表面活性剂的质量比为(86～93):(3～6):(3～6):(1～2)。
[0019]本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制得的高耐水碳化固结纤维水泥板。
[0020]本专利技术提供了一种高耐水碳化固结纤维水泥板的制备方法，包括以下步骤：
[0021]将纤维、胶凝组分和水混合，得到浆料；所述纤维包括木质纤维，还包括玻璃纤维或聚乙烯醇纤维；所述胶凝组分包括硅酸钙矿粉、富含硅酸钙矿相的钢渣粉和富含硅酸钙矿相的镁渣粉中的一种或多种；将所述浆料依次进行脱水、压浆和静养、在CO2氛围下养护，得到所述高耐水碳化固结纤维水泥板。
[0022]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0023]对于纤维水泥板吸水率高的问题，通过掺加玻璃纤维来替代植物木质纤维，玻璃纤维表面的疏水基团可有效降低纤维水泥板的吸水率；
[0024]本专利技术所用胶凝组分具有优异的CO2反应活性，能够与CO2发生矿化反应，形成以碳酸钙为组成的基体结构，是纤维水泥板的主要强度来源；进一步地，本专利技术所用纤维分散剂在不影响基体性能的同时，通过破坏纤维间分子作用力达到分散纤维的作用；
[0025]本专利技术通过提高纤维的分散性(胶凝组分分批加入、加入纤维分散剂或表面活性剂)来提高纤维水泥板的韧性，所制备的纤维水泥板具有优异的力学性能和耐久性；
[0026]本专利技术所制胶凝组分
‑
纤维悬浮液，预先加入胶凝组分可充分利用其高表面能和微粉滚珠作用提高纤维的分散性；本专利技术充分发挥玻璃纤维/PVA纤维、玻璃棉和木质纤维的优点及其相互之间的搭接关系，利用玻璃棉和木质纤维的高比表面积吸附粉料颗粒，以提高浆料的裹浆性，加入玻璃纤维或PVA纤维进一步提升纤维水泥板的韧性，同时木质纤维的亲水属性为养护工艺提供必要环境，而玻璃纤维和玻璃棉表面或PVA纤维的疏水基团有效地降低了纤维水泥板的吸水率，从而提高纤维水泥板的耐水性和力学性能；
[0027]本专利技术制备的纤维水泥板的基体组成为碳酸钙，致密性高，且制备过程无需高温养护，具有常温制备的特性，在减少能耗的同时，避免了在传统蒸压养护过程中板内压力过大而产生鼓包现象，从而导致材料的强度降低。此外，利用胶凝组分的高表面能和微粉滚珠作用或外加纤维分散剂，可有效提高纤维的分散性；玻璃纤维和玻璃棉的大量掺入，降低了纤维水泥板的吸水率，提高了纤维水泥板的耐水性能。本专利技术制得的纤维水泥板采用CO2氛围进行养护，基体通过与CO2进行矿化反应产生强度，相较于传统蒸压养护工艺，现有工艺绿色节能且可持续；
[0028]本专利技术所用表面活性剂可有效增强纤维与粉料及产物之间的结合，其高聚物中的长链烷基极性基团可与玻璃纤维或PVA纤维表面通过化学反应、机械缠绕等方式紧密交联。另一方面，表面活性剂的长链中的不饱和键可与胶凝组分中的硅羟基通过化学键合、静电吸附方式紧密结合，使得胶凝材料在碳化前紧密地吸附在纤维表面，在碳化反应过程中，生成的碳化产物紧密地胶结在纤维周围，这增强了纤维水泥板的内部结合，抑制其产生分层，所制备的纤维水泥板具有优异的力学性能和耐久性。
具体实施方式
[0029]本专利技术提供了一种高耐水碳化固结纤维水泥板的制备方法，包括以下步骤：
[0030]将纤维、胶凝组分和水混合，得到浆料；所述纤维包括木质纤维，还包括玻璃纤维或聚乙烯醇纤维；所述胶凝组分包括硅酸钙矿粉、富含硅酸钙矿相的钢渣粉和富含硅酸钙矿相的镁渣粉中的一种或多种；
[0031]将所述浆料依次进行脱水、压浆和静养、在CO2氛围下养护，得到所述高耐水碳化固结纤维水泥板。
[0032]在本专利技术中，若无特殊说明，使用的原料均为本领域市售商品。
[0033]在本专利技术中，所述玻璃纤维优选包括玻璃棉和非玻璃棉纤维，所述非玻璃棉纤维的直径优选为0.1～1.0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐水碳化固结纤维水泥板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将纤维、胶凝组分和水混合，得到浆料；所述纤维包括木质纤维，还包括玻璃纤维或聚乙烯醇纤维；所述胶凝组分包括硅酸钙矿粉、富含硅酸钙矿相的钢渣粉和富含硅酸钙矿相的镁渣粉中的一种或多种；将所述浆料依次进行脱水、压浆和静养、在CO2氛围下养护，得到所述高耐水碳化固结纤维水泥板。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃纤维包括玻璃棉和非玻璃棉纤维，所述非玻璃棉纤维的直径为0.1～1.0mm，长度为1～8mm，长径比为3～80，所述玻璃棉的直径为20～100μm，长度为1～5mm。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇纤维和木质纤维的长度独立地为1～5mm。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述胶凝组分、非玻璃棉纤维、玻璃棉和木质纤维的质量比为(86～93):(3～5):(3～5):(1～2)。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维、胶凝组分和水混合的过程为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志超，谢大民，王发洲，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：