CN112624687A - 一种高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板，涉及建筑装饰材料技术领域，本发明高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板，抗压强度大于110MPa，抗弯强度大于23MPa，装饰效果好，防火性能优异，防火层质量轻，密度在0.8‑1.1g/cm3；在高温着火时，板材不会出现***爆裂，同时有一定的自动灭火功能，可以避免建筑物着火时造成外墙***结构总体性破坏，主要用于装饰效果和防火级别要求高的建筑上。

Description

一种高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板
技术领域：
本发明涉及建筑装饰材料技术领域，具体涉及一种高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板。
背景技术：
随着我国现代化建设的发展加快，高层建筑已经成为城市现代建筑的主流，建筑的美观和建筑的安全成为关注的焦点。尤其，对于大型的公共建筑不但追求优美独特的造型设计，同时对防火的性能提出更严格的要求。纤维增强混凝土材料，以其容易调色、随意的造型、表面肌理丰富、防火性能优异成为个性化建筑的主流材料。然而、普通纤维混凝土无论是玻璃纤维增强混凝土(GRC)或超性能混凝土(UHPC)材料的板材，着火温度高于500-600℃时，其强度会大幅度降低，同时出现板材的爆裂和粉化现象。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于针对现有纤维增强混凝土装饰板的不足之处，开发出一种不损失纤维增强混凝土制品的装饰效果的高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板，呈三层结构，包括由上而下设置的装饰面层、纤维增强结构层和防火层。
所述装饰面层由以下重量配比的原料加工制成：白色硅酸盐水泥20-30％、石英砂30-40％、硅灰10-15％、粉煤灰5-10％、高效聚羧酸减水剂2-3％、色粉0-5％、水10-20％。
所述纤维增强结构层由以下重量配比的原料加工制成：白色硅酸盐水泥30-40％、石英砂20-30％、硅灰5-10％、漂珠8-10％、高效聚羧酸减水剂1-3％、耐碱玻璃纤维3-6％、水12-20％。
所述防火层由以下重量配比的原料加工制成：白色硅酸盐水泥20-25％、氢氧化铝25-30％、轻质活性碳酸钙5-8％、珍珠岩5-15％、银白蛭石4-10％、耐碱玻璃纤维0.2-0.5％、增稠剂0.3-0.5％、水18-20％。
所述纤维增强结构层的内部安放钢筋和不锈钢网片。
所述氢氧化铝的平均粒径在50μm，热解温度在300-350℃。
所述增稠剂选用美国陶氏化学ACRYLSOL RM-9107W。
上述高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板的加工方法，包括以下步骤：
(1)准备产品成型模具，喷涂脱模剂；
(2)按照原料配比配制面层浆料，喷涂于模具内，面层厚度在3-5mm；
(3)按照原料配比配制结构层浆料，待面层干燥后，喷涂结构层浆料，逐层喷涂，每次喷涂厚度4-5mm，当结构层浆料厚度达到8-10mm时，放入钢筋和不锈钢网片，中间铺设不锈钢网片，四周边缘铺设钢筋，辊筒压实，继续喷涂结构层浆料，结构层厚度在20-30mm；
(4)按照原料配比配制防火隔离层浆料，浇注，振捣，收光背面，防火层厚度在15-20mm；
(5)在温度30-35℃、湿度90％以上的养护室内养护20-24小时后脱模；
(6)将产品放置在常温阴凉的养护车间养护40-48小时以上；
(7)表面喷涂防护材料。
所述模具为钢模、木模、玻璃钢模或硅胶模。
所述脱模剂为市面上西卡水基脱模剂
Figure BDA0002834373410000021
W-320。
所述钢筋的直径为8-10mm，不锈钢网片的直径为3-6mm。
所述不锈钢网片是由304不锈钢或430不锈钢焊接而成的网状结构。
铺排不锈钢网片的目的是增加板材的抗弯性能，同时不锈钢网片为优良的导热材料，降低板材局部温度过高而导致板材爆裂的风险。
本发明在纤维增强装饰板后面增加一层防火隔离层，防火隔离层内填充导热系数低的的无机多孔材料和热解材料，当防火隔离层在温度达300-400℃时，无机隔离层材料内氢氧化铝分解反应，产生耐高温的氧化铝粉末和水，大量吸收热，降低火焰温度；同时逐层剥离产生大量的无机不燃干粉，干粉中的碳酸钙遇到高温的火焰，会分解产生不燃的氧化钙和二氧化碳等阻燃气体和阻燃固体粉末自动扑灭火焰，防止对装饰板主体材料的破坏。并且在板材内部铺设不锈钢钢筋网，板材边缘四周安放钢筋，增加其导热性能，使板材遇火时能够均匀受热，降低因内部温差到产生巨大的热应力导致板材破裂。
本发明的有益效果是：本发明高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板，抗压强度大于110MPa，抗弯强度大于23MPa，装饰效果好，防火性能优异，防火层质量轻，密度在0.8-1.1g/cm3；在高温着火时，板材不会出现***爆裂，同时有一定的自动灭火功能，可以避免建筑物着火时造成外墙***结构总体性破坏，主要用于装饰效果和防火级别要求高的建筑上。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)准备产品成型的模具，喷涂脱模剂；
(2)按照重量配比：白色硅酸盐水泥30％、石英砂35％、硅灰7％、粉煤灰10％、高效聚羧酸减水剂2％、色粉4％、水12％，配制面层浆料，喷射于模具内，分两次喷涂面层共5mm；
(3)等面层材料模具内晾干20min左右，用GRC专用喷枪喷涂结构层浆料，其中白色硅酸盐水泥35％、石英砂30％、硅灰5％、漂珠8％、高效聚羧酸减水剂2％、耐碱玻璃纤维5％、水15％，结构层浆料逐层喷射，每次喷涂5mm左右，结构层浆料在10mm厚时，再放入钢筋和不锈钢网片，辊筒压实喷涂结构层浆料，结构层厚为20mm；
(4)按照原料配比：白色硅酸盐水泥25％、氢氧化铝30％、轻质活性碳酸钙5％、珍珠岩10％、银白蛭石10％、耐碱玻璃纤维0.2％增稠剂0.3％、水19.5％，配制防火隔离层浆料，浇注模具内，振捣，收光背面；
(5)在温度设置在30℃、湿度设置在90％的养护室内养护24小时后脱模；
(6)将产品放置在常温阴凉的养护车间养护48h；
(7)表面喷涂防护材料。
实施例2
(1)准备产品成型的模具，喷涂脱模剂；
(2)按照装饰面层原料配比，硅酸盐白水泥30％、石英砂30％、硅灰10％、粉煤灰10％、高效聚羧酸减水剂2％、色粉4％、水14％，配制面层浆料，喷射于模具内，分两次喷涂面层共4mm；
(3)等面层材料模具内晾干20min左右，用GRC专用喷枪喷涂结构层浆料，其中硅酸盐白水泥40％、石英砂30％、硅灰10％、漂珠8％、高效聚羧酸减水剂1％、耐碱玻璃纤维5％、水16％，结构层浆料逐层喷射，每次喷涂5mm左右，结构层浆料在10mm厚时，再放入钢筋和不锈钢网片，辊筒压实喷涂结构层浆料，结构层厚为20mm；
(4)按照原料配比：硅酸盐水泥20％、氢氧化铝30％、轻质活性碳酸钙5％、珍珠岩10％、银白蛭石15％、耐碱玻璃纤维0.5％、增稠剂0.5％、水19％，配制防火隔离层浆料，浇注模具内，振捣，收光背面；
(5)在温度设置于35℃、湿度设置于95％的养护室内养护24小时后脱模；
(6)将产品放置在常温阴凉的养护车间养护48小时；
(7)表面喷涂防护材料。
实施例3
(1)准备产品成型的模具，喷涂脱模剂；
(2)按照装饰面层原料配比，硅酸盐白水泥30％、石英砂40％、硅灰5％、粉煤灰5％、高效聚羧酸减水剂1％、色粉3％、水16％，配制面层浆料，喷射于模具内，分两次喷涂面层共3-5mm；
(3)等面层材料模具内晾干20min左右，用GRC专用喷枪喷涂结构层浆料，其中结构层浆料逐层喷射，每次喷涂5mm左右，结构层浆料在10mm厚时，再放入钢筋和不锈钢网片，辊筒压实喷涂结构层浆料。结构层厚为20mm；
(4)按照原料配比配制防火隔离层浆料，硅酸盐水泥25％、氢氧化铝25％、轻质活性碳酸钙8％、珍珠岩13％、银白蛭石10％、耐碱玻璃纤维0.5％、增稠剂0.5％、水18％，配制防火隔离层浆料，浇注模具内，振捣，收光背面；
(5)在温度设置于35℃、湿度设置于96％以上的养护室内养护24小时后脱模；
(6)将产品放置在常温阴凉的养护车间养护48小时；
(7)表面喷涂防护材料。
表1混凝土板的主要性能指标
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 普通板GRC 对照例
抗压强度(MPa) 115 120 110 ≤50 100
抗弯强度(MPa) 28 26 27 ≤18 21
防火层密度(g/cm<sup>3</sup>) 0.9 1.0 1.1 - -
上表中的抗压强度测试方法依据T/CCPA7-2018《超高性能混凝土基本性能与试验方法》。
上表中的抗弯强度测试方法依据GB/T15231-2008《玻璃纤维增强水泥性能试验方法》。
上表中的普通板GRC是无防火层。
上表中的对照例是在纤维增强结构层中没有安放钢筋或者不锈钢网片的材料性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板，其特征在于：呈三层结构，包括由上而下设置的装饰面层、纤维增强结构层和防火层。
2.根据权利要求1所述的高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板，其特征在于：所述装饰面层由以下重量配比的原料加工制成：白色硅酸盐水泥20-30％、石英砂30-40％、硅灰10-15％、粉煤灰5-10％、高效聚羧酸减水剂2-3％、色粉0-5％、水10-20％。
3.根据权利要求1所述的高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板，其特征在于：所述纤维增强结构层由以下重量配比的原料加工制成：白色硅酸盐水泥30-40％、石英砂20-30％、硅灰5-10％、漂珠8-10％、高效聚羧酸减水剂1-3％、耐碱玻璃纤维3-6％、水12-20％。
4.根据权利要求1所述的高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板，其特征在于：所述防火层由以下重量配比的原料加工制成：白色硅酸盐水泥20-25％、氢氧化铝25-30％、轻质活性碳酸钙5-8％、珍珠岩5-15％、银白蛭石4-10％、耐碱玻璃纤维0.2-0.5％、增稠剂0.3-0.5％、水18-20％。
5.根据权利要求1所述的高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板，其特征在于：所述纤维增强结构层的内部安放钢筋和不锈钢网片。
6.根据权利要求1所述的高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板，其特征在于：所述氢氧化铝的平均粒径在50μm，热解温度在300-350℃。
7.根据权利要求1所述的高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板，其特征在于：所述增稠剂选用美国陶氏化学ACRYLSOL RM-9107W。
8.权利要求1所述的高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)准备产品成型模具，喷涂脱模剂；
(2)按照原料配比配制面层浆料，喷涂于模具内，面层厚度在3-5mm；
(3)按照原料配比配制结构层浆料，待面层干燥后，喷涂结构层浆料，逐层喷涂，每次喷涂厚度4-5mm，当结构层浆料厚度达到8-10mm时，放入钢筋和不锈钢网片，中间铺设不锈钢网片，四周边缘铺设钢筋，辊筒压实，继续喷涂结构层浆料，结构层厚度在20-30mm；
(4)按照原料配比配制防火隔离层浆料，浇注，振捣，收光背面，防火层厚度在15-20mm；
(5)在温度30-35℃、湿度90％以上的养护室内养护20-24小时后脱模；
(6)将产品放置在常温阴凉的养护车间养护40-48小时以上；
(7)表面喷涂防护材料。
9.根据权利要求8所述的高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板的加工方法，其特征在于：所述模具为钢模、木模、玻璃钢模或硅胶模；所述脱模剂为市面上西卡水基脱模剂
Figure FDA0002834373400000021
W-320。
10.根据权利要求8所述的高性能装饰防火一体化纤维增强混凝土板的加工方法，其特征在于：所述钢筋的直径为8-10mm，不锈钢网片的直径为3-6mm；所述不锈钢网片是由304不锈钢或430不锈钢焊接而成的网状结构。
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