[发明专利]一种水化碳化复合纤维水泥板及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种水化碳化复合纤维水泥板及其制备方法和应用，属于建筑材料技术领域。本发明通过水化与碳化的复合作用提升了纤维水泥板的层间结合力和整体碳化程度，解决了碳矿化纤维水泥板层间结合力较低导致的饱水抗折强度低、耐久性差的问题。实施例的结果表明，本发明制备的纤维水泥板致密程度明显提升，吸水率低，耐水性大大提升，饱水抗折强度明显上升，使纤维水泥板具有更优异的力学性能与耐久性能。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种水化碳化复合纤维水泥板及其制备方法和应用。

背景技术

现有纤维水泥板是一种以硅酸盐水泥为粘接剂，以植物纤维和其他纤维为韧性增强材料，通过水化反应形成基体结构与强度的复合材料，兼具水泥与木材的双重优点，在内外墙板、活动房等领域应用广泛。然而，现有纤维水泥板存在一些问题。例如，水泥的水化基体由C-S-H凝胶组成，通过脆性高的硅氧键结合，导致材料的脆性较高，通常引入有机合成纤维以增强材料的韧性。但纤维水泥板目前采用的高温高压制备工艺容易使有机合成纤维中的有机物降解，从而降低有机合成纤维的韧性，因而通常的增强纤维以能耐高温的纤维素纤维为主，但其极高的比表面积导致材料的吸水率偏高，当暴露在干湿交变或冻融交替环境下极易吸水溶胀，导致其力学性能衰减、耐久性下降，这也是限制纤维水泥板在外墙板领域应用的重要原因。而目前通过碳矿化得到的纤维水泥板解决了传统纤维水泥板易分层、吸水率高、高温养护导致的内部结构不均匀、强度低等问题。

然而，现有的碳矿化纤维水泥板仍然存在饱水性能较差的问题，相比于干燥抗折强度，其饱水抗折强度下降十分明显，而饱水抗折强度是室外装饰板的重要参数。这无疑大大限制了碳矿化纤维水泥板的应用。产生这一问题的主要原因是目前制备碳矿化纤维水泥板过程中，水泥和纤维混合形成浆料，将数十层浆料通过简单的层叠得到板坯，同层的浆体由于纤维的联结作用结合良好，但层间的浆体由于纤维联结极少而结合很弱，导致层间结合较差。另外，碳矿化过程中生成的产物大多以颗粒形式堆积而成，颗粒间的搭接交联很少，进一步加剧了层间结合力低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水化碳化复合纤维水泥板及其制备方法和应用，解决碳矿化纤维水泥板层间结合力较低导致的饱水抗折强度低、耐久性差的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种水化碳化复合纤维水泥板的制备方法，包括以下步骤：

将纤维素纤维和有机合成纤维分散于水，得到纤维悬浮液；

将所述纤维悬浮液、胶凝组分和水混合，得到浆料；

采用抄取法将所述浆料抄取至传输带上，形成浆料层，在所述浆料层上铺设水泥层，重复进行所述抄取和铺设的过程，形成层叠的浆料层和水泥层，直至得到所需厚度的板坯；

将所述板坯依次进行密封静置、静养处理和压制成型后，在CO₂氛围下进行养护，得到水化碳化复合纤维水泥板。

优选的，所述纤维素纤维的长度为1～5mm，所述有机合成纤维包括PVA纤维和/或玻璃纤维。

优选的，所述胶凝组分包括硅酸钙矿粉、包含硅酸钙矿相的钢渣粉和包含硅酸钙矿相的镁渣粉中的一种或多种；所述硅酸钙矿粉包括γ型硅酸二钙、二硅酸三钙和硅酸一钙中的一种或多种；所述胶凝组分的平均粒度＜50μm。

优选的，所述浆料中还包括添加剂，所述胶凝组分、添加剂、纤维素纤维和有机合成纤维的质量比为(55～75):(19～48):(2～4):(2～4)；所述添加剂包括膨胀珍珠岩、硅灰、石灰石粉和贝壳粉中的一种或几种。

优选的，单层浆料层的厚度为150～200μm；单层水泥层的厚度为50～100μm。

优选的，所述密封静置的时间为1～3天；所述静养处理的温度为40～50℃，时间为1～4h，相对湿度≤50％。