GRC制品

摘要

本发明公开了一种GRC制品，其原料包括：水泥、玻璃纤维、石英砂、水和胶浆、减水剂、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐。本发明将减水剂、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐组合作为增强因子并用作GRC制品的原料，与水泥、玻璃纤维、水混合，减水剂、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐相互之间可产生协同作用，使GRC制品具有非常好的抗弯和抗拉能力，最大限度地延长GRC制品的使用寿命，GRC制品用于建筑中，可以使GRC制品与建筑本身同龄。此外，本发明所使用的原料均来自天然或者废气物的再加工，绿色环保。

权利要求

1.一种GRC制品，其特征在于，按重量份计，其原料包括：

2.根据权利要求1所述的GRC制品，其特征在于，按重量份计，其原料包括：

3.根据权利要求1所述的GRC制品，其特征在于，所述玻璃纤维中的二氧化锆的重量百分比大于等于16.5％。

4.根据权利要求1所述的GRC制品，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸系减水剂。

5.根据权利要求1所述的GRC制品，其特征在于，所述水泥为强度52.5的硅酸盐白水泥。

6.根据权利要求1所述的GRC制品，其特征在于，所述火山灰中含有活性二氧化硅和活性氧化铝。

7.根据权利要求1至6任一项所述的GRC制品，其特征在于，GRC制品的原料中还包括色料。

说明书

GRC制品

技术领域

[0001] 本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种GRC制品。

背景技术

[0002] GRC(Glass Fiber Reinforced Concrete)又名GFRC，中文名称为玻璃纤维增强水泥或者玻璃纤维增强混凝土，是一种以玻璃纤维作为增强材料，以水泥砂浆为基础材料混合而成的一种复合材料，现有的GRC产品存在抗拉、抗弯能力、抗冲击强度不足的问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种GRC制品，具有非常好的抗拉、抗弯和抗冲击强度。

[0004] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0005] 提供一种GRC制品，其原料包括：水泥、玻璃纤维、石英砂、水和胶浆、减水剂、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐。

[0006] 其中，玻璃纤维(Glass Fiber)是一种性能优异的无机非金属材料，作为GRC制品的内部骨架，种类繁多，其耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，GRC制品中加入玻璃纤维可提高GRC制品的拉伸强度；石英砂是经石英石破碎加工而成的石英颗粒，其主要成分为二氧化硅，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，可提高GRC制品的内部强度；胶浆购于西卡，为瑞士进口材料；减水剂是一种在维持混凝土塌落度不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂，采用减水剂作为GRC制品的原料，减水剂对水泥颗粒有分散作用，能减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性，或者减少单位水泥用量，节约水泥；本发明中的偏高岭土购自于西卡，为进口材料，又名星粉，可以提高GRC制品的强度、寿命和工作性能，有效提高GRC制品的强度，缓解GRC制品的老化和降解；火山灰由岩石、矿物和火山玻璃碎片组成，呈酸性，直径小于2mm，加入到GRC制品中，可增加GRC粘度和柔韧度，增加GRC凝固前的筋度和凝固后的强度，其酸性特质可消除水泥的泛碱现象，火山灰具有天然抗风化作用，可以使GRC制品具有强耐候性，此外，还能减少GRC制品泌水，提高GRC制品的表面密实度和抗硫酸盐侵蚀的能力；本发明中的甲基硅酸盐为立体网状结构，是一种来自海洋深处的重砂超细粉末，又名深海收缩粉，甲基硅酸盐与水泥水化过程中产生的气泡(CO2等气体)以及水反应，形成甲基硅醇类物质，变成网状有机硅，因此甲基硅酸盐作为GRC制品的原料，可消除水泥水化过程中产生的气泡和多余的水分，提高防潮、防渗透、防水和抗污能力，也提高了GRC制品的寿命。

[0007] 本发明将减水剂、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐组合作为增强因子并用作GRC制品的原料，与水泥、玻璃纤维、石英砂、水和胶浆混合，减水剂、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐相互之间可产生协同作用，使GRC制品具有非常好的韧性、抗弯和抗拉能力，最大限度地延长GRC制品的使用寿命，GRC制品用于建筑中，可以使GRC制品与建筑本身同龄。此外，本发明所使用的材料均来自天然或者废气物的再加工，具有良好的环保性。

[0008] 作为本发明的优选方案，按重量份计，GRC制品的原料包括：

[0009] 水泥50份；

[0010] 玻璃纤维4.5～6份，例如4.6份、4.7份、4.8份、4.9份、5份、5.1份、5.2份、5.5份、5.8份、6份；

[0011] 石英砂50份；

[0012] 水17份；

[0013] 胶浆2.8～6份，例如2.9份、3份、3.1份、3.2份、3.5份、3.8份、4份、4.2份、4.5份、4.8份、5份或5.5份；

[0014] 减水剂1.5～2.5份，例如1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份、2.1份、2.2份、2.3份或2.4份；

[0015] 偏高岭土1.5～2.5份，例如1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份、2.1份、2.2份、2.3份或2.4份；

[0016] 火山灰1.5～2.5份，例如1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份、2.1份、2.2份、2.3份或2.4份；

[0017] 甲基硅酸盐0.7～1.3份，例如0.75份、0.8份、0.85份、0.9份、0.95份、1份、1.1份或1.2份。

[0018] 本发明通过反复的试验和性能测试，对GRC制品的各个原料的配比进行适当的优化，以得到性能优异的GRC制品。

[0019] 作为本发明进一步的优选方案，按重量份计，GRC制品的原料包括：

[0020] 水泥50份，玻璃纤维6份，石英砂50份，水17份，胶浆4份，减水剂2份，偏高岭土2份，火山灰2份，甲基硅酸盐1份。

[0021] 本发明通过对GRC制品的各原料的配比进行进一步优化，以使GRC制品的抗拉强度、抗弯强度和使用寿命等综合性能最优。

[0022] 优选地，所述玻璃纤维中的二氧化锆的质量百分比大于等于16.5％，可使玻璃纤维具有高耐碱性，减小玻璃纤维的失重，从而提高水泥的强度。本发明的玻璃纤维优选为惠尔杰纤维(二氧化锆含量大于等于16.5％)。

[0023] 其中，所述减水剂为聚羧酸系减水剂，聚羧酸系减水剂是继木钙为代表的普通减水剂和以萘系为代表的高效减水剂之后发展起来的第三代高性能减水剂，其分散性好，减水率高，与水泥的相容性好，而且绿色环保。本发明的聚羧酸系减水剂优选西卡的聚羧酸系高性能减水剂SUNBO PC-106。

[0024] 优选地，所述水泥为强度为52.5的白水泥，是一种早强性、无放射性的绿色环保型产品，其色泽光亮、白度高，加入GRC制品中可有效提高GRC制品的强度和稳定性。本发明中的水泥优选为波特兰阿尔博52.5R白水泥，其中R表示水泥的强度。

[0025] 其中，所述火山灰中含有活性二氧化硅和活性氧化铝，活性二氧化硅和活性氧化铝与GRC制品中的其他原料如氢氧化钙等碱性组分发生火山灰反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙或水化硫铝酸钙等反应产物，从而消除GRC制品的泛碱现象。

[0026] 优选地，GRC制品的原料中还包括色料，色料包括蓝色、红色色浆等各种色浆，色浆的种类和用量依据具体颜色而定，可以是单支色浆，也可以是多支色浆调配而成。

[0027] 本发明的GRC制品的制备方法如下：

[0028] (一)、模具整理：

[0029] (1)、将模具组合，清理检查尺寸是否合乎精度标准，检查围模具是否变形；

[0030] (2)、在模具与GRC制品的接触面涂抹脱模油，使脱模油涂抹均匀；

[0031] 其中，模具所容许的误差：边长±1mm、对角线长之差±3mm。

[0032] (二)、GRC喷制：

[0033] (1)、制浆：按上述重量配比称取各原料，先加入水，再加入色料，开动搅拌机搅拌均匀后加入水泥，搅拌两分钟后加入石英砂，然后加入胶浆、减水剂、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐，搅拌均匀，制得水泥砂浆；

[0034] 利用空压(5～7Kg/cm2)将玻璃纤维在同心同轴的喷枪内部将其切碎，并自动与所述水泥砂浆混合，制得玻璃纤维水泥砂浆；

[0035] (2)、制板：通过气压将水泥砂浆从喷枪喷出至模具上，制得3mm厚的面浆层，面浆层分两次喷制：第一次喷制1～1.5mm，5～10min后再喷制1.5mm左右；采用滚筒滚压压实，以将气泡逐出，增加密度，喷射方式以横向、纵向交互进行；待面浆层开始初凝时(用手指轻轻触摸不会粘手)开始背料层的喷制，背料层为玻璃纤维水泥砂浆喷射而成(喷射方式与面浆层相同)，其厚度和喷射的层数根据规定的厚度而定，每层喷射厚度约为3～4mm；

[0036] (三)、脱模和养护：

[0037] 脱模时，GRC板(GRC制品)需要有均匀的支点，脱模后立即进入养护区进行养护，养护期为28天；

[0038] (四)、表面处理及修补：

[0039] 脱模时的GRC构件容易受损剥落，或者在某些位置产生直径大于2mm的气泡和蜂窝等，应采用上述的水泥砂浆进行修补；

[0040] (五)、储存和搬运：

[0041] GRC制品的储存方式一般为平放，立放时因提供适当的支撑以防止其倾倒；

[0042] 储存场地应平整，不得积水，地面应有足够的承受力，储存器件不得有任何不均匀的沉陷；

[0043] 搬运时，GRC制品的表面不可碰损或有任何污染，且避免承受额外压力。

[0044] 上述GRC制品还需进行品质管制，测试样品须以28天材龄依据CNS、BSI或ASTM的测试规范进行测试。

[0045] 本发明的有益效果：本发明将减水剂、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐组合作为增强因子并用作GRC制品的原料，并与水泥、玻璃纤维、石英砂、水和胶浆混合，减水剂、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐相互之间可以产生协同作用，使GRC制品具有非常好的韧性、抗弯和抗拉能力，最大限度地延长GRC制品的使用寿命，GRC制品用于建筑中，可以使GRC制品与建筑本身同龄。此外，本发明所使用的原料均来自天然或者废气物的再加工，具有良好的环保性。

具体实施方式

[0046] 下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

[0047] 如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。

[0048] 实施例1

[0049] 按表1所示的重量称取各原料，先加入水，再加入色料，开动搅拌机搅拌均匀后加入水泥，搅拌两分钟后加入石英砂，然后加入胶浆、减水剂、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐，搅拌均匀，制得水泥砂浆；利用空压(6Kg/cm2)将玻璃纤维在同心同轴的喷枪内部将其切碎，并自动与水泥砂浆混合，制得玻璃纤维重量百分比为5％的玻璃纤维水泥砂浆；

[0050] 通过气压将水泥砂浆从喷枪喷出至模具上，制得3mm厚的面浆层，面浆层分两次喷制：第一次喷制1～1.5mm，5～10min后再喷制1.5mm左右；采用滚筒滚压压实，以将气泡逐出，增加密度，喷射方式以横向、纵向交互进行；约4～5min后，待面浆层开始初凝时(用手指轻轻触摸不会粘手)开始背料层的喷制，背料层为玻璃纤维水泥砂浆喷射而成(喷射方式与面浆层相同)，喷射两层，每层喷射厚度约为3mm；

[0051] 脱模、养护，制得厚9mm的GRC制品。

[0052] 实施例2

[0053] 本实施例的GRC制品的制备方法中，背料层为三层，每层3mm，其余部分均与实施例1一致，制得厚12mm的GRC制品。

[0054] 实施例3

[0055] 本实施例的GRC制品的制备方法中，背料层为九层，每层3mm，其余部分均与实施例1一致，制得厚30mm的GRC制品。

[0056] 实施例4

[0057] 本实施例的GRC制品的制备方法中，GRC制品的各原料参见表1，其余部分均与实施例1一致。

[0058] 实施例5

[0059] 本实施例的GRC制品的制备方法中，GRC制品的各原料参见表1，其余部分均与实施例1一致。

[0060] 对比例1

[0061] 本实施例的GRC制品的制备方法中，GRC制品的各原料参见表1，背料层为两层，每层3mm，其他均与实施例1相同，制得厚9mm的GRC制品。

[0062] 对比例2

[0063] 本实施例的GRC制品的制备方法中，背料层为三层，每层3mm，其余部分均与对比例1一致，制得厚12mm的GRC制品。

[0064] 对比例3

[0065] 本实施例的GRC制品的制备方法中，背料层为九层，每层3mm，其余部分均与对比例1一致，制得厚30mm的GRC制品。

[0066] 对比例4

[0067] 本实施例与实施例1的区别仅仅在于：制备GRC制品的原料中未添加偏高岭土、火山灰、甲基硅酸盐，其余部分均与实施例2一致。

[0068] 对比例5

[0069] 本实施例与实施例1的区别仅仅在于：制备GRC制品的原料中未添加减水剂、火山灰、甲基硅酸盐，其余部分均与实施例2一致。

[0070] 对比例6

[0071] 本实施例与实施例1的区别仅仅在于：制备GRC制品的原料中未添加减水剂、偏高岭土、甲基硅酸盐，其余部分均与实施例2一致。

[0072] 对比例7

[0073] 本实施例与实施例1的区别仅仅在于：制备GRC制品的原料中未添加减水剂、偏高岭土、火山灰，其余部分均与实施例2一致。

[0074] 表1

[0075]

[0076]

[0077] 按相应的检验依据对实施例1～3及对比例1～7的GRC制品进行检测(每一样品分别取10块进行检测，检测结果取平均值)，其中，实施例1～3及对比例1～3的具体检测结果参见表2，对比例4～7的检测结果参见表3。

[0078] 表2

[0079]

[0080] 表3

[0081]

[0082]

[0083] 通过对比表2中的实施例1～3与对比例1～3的检测结果发现：

[0084] (1)、对于9mm厚的GRC制品，实施例1制得的9mm厚的GRC制品的干缩率和湿涨率均低于对比例1所制得的9mm厚的GRC制品，说明采用本发明的原料所制得的9mm厚的GRC制品不受环境湿度变化的影响，同时具有非常好的强度；

[0085] (2)、对于12mm厚的GRC制品，实施例2的GRC制品的体积密度大于对比例2的GRC制品的体积密度，吸水率远低于对比例2的GRC制品的体积密度，而在抗冻性测试中，对比例2的GRC制品在经过25次冻融循环后存在一定程度的起层和剥落等现象，而实施例2的GRC制品表现良好；此外，实施例2的GRC制品的抗弯强度、抗拉强度以及抗冲击强度均优于对比例2的GRC制品；这说明采用本发明的原料所制得的12mm厚的GRC制品具有高密实度、高强度，不变形、不开裂，性能稳定；

[0086] (3)、对于30mm厚的GRC制品，实施例3的GRC制品的抗压强度为62MPa，远高于对比例3的GRC制品。

[0087] 另外，从表3可知，本发明通过添加减水剂、偏高岭土、火山灰、甲基硅酸盐中的任一种原料相对于现有技术的GRC制品在性能上具有提升，当同时添加减水剂、偏高岭土、火山灰、甲基硅酸盐的组合物后，由于各物质之间产生的协同作用，使得GRC制品在性能上进一步提升。

[0088] 实施例4和实施例5的GRC制品的测试结果与实施例1的GRC制品的测试结果类似，在此不再赘述。

[0089] 综上所述，本发明的GRC制品中的减水剂、偏高岭土、火山灰和甲基硅酸盐相互之间可产生协同作用，使GRC制品不受环境湿度变化的影响，具有高密度和高强度，不变形、不开裂，性能稳定。

[0090] 以上实施例仅用来说明本发明的详细方法，本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。