一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材，包括如下质量百分比的原料：水泥63～80％，微硅粉6～12％，偏高岭土4～10％，硅灰石4～10％，PVA纤维1.5～2.2％，木浆纤维3～5％，膨润土0.6～1.2％。本发明专利技术的纤维增强硅酸盐板材是具有较高抗冲击性的轻质高强板材，可以通过严格的户外使用环境耐久性能测试，适合各种栈道的使用。同时，板材表面形成天然木纹，板材通体颜色或表面颜色也可以调成各种木材的颜色，板材的密度与天然木也基本在一个等级，用其制造的栈道自然感很好。

Fiber reinforced silicate board for outdoor road plank, preparation method and application thereof

The invention discloses a method for outdoor plank of fiber reinforced silicate sheet, which comprises the following raw materials: cement quality percentage of 63 ~ 80%, 6 ~ 12% micro silicon powder, metakaolin 4 ~ 10%, 4 ~ 10% wollastonite fiber, PVA 1.5 ~ 2.2%, 3 ~ 5% wood pulp fiber, bentonite 0.6 ~ 1.2%. The fiber reinforced silicate board of the invention is a lightweight high-strength board with high impact resistance, and can be tested by the durability of a strict outdoor environment, and is suitable for the use of various road plank. At the same time, the formation of the natural wood grain surface of the plate, the plate surface color or color can also be transferred into a variety of wood color, sheet density and natural wood is basically in a class, with its manufacture of plank natural feeling is very good.

【技术实现步骤摘要】
一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材及其制备方法和应用
本专利技术涉及硅酸盐板材
更具体地，涉及一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材及其制备方法和应用。
技术介绍
随着人居与休闲环境的不断改善，小区或旅游景点里，修建了越来越多的栈道，需要用到大量的栈道板。漫步在公园的木栈道上，欣赏园林景观，是不少市民喜爱的休闲方式。现在的木栈道以及木塑栈道，采用的板材主要为防腐木和木塑以及少量竹栈道，存在许多先天不足，如使用寿命短，且易受虫蛀，易腐烂，不防火，还要大量耗费宝贵的森林资源，不利于环境保护。铺设防火、防腐、防潮性能好的纤维硅酸盐栈道板既坚固耐用，又绿色环保，也十分美观。经过实际调查，目前的栈道用板主要是木质栈道板和木塑复合栈道板以及少量竹栈道。木和塑本质均不适合户外使用，所以一般情况下，木栈道板需要经过防腐处理，才能保证使用；作为木塑复合产品的木塑栈道板，也需要先进的复合技术，才能使其户外适用性能超过天然木材。即便如此，由于先天的原因，木栈道板和木塑栈道板的使用期限都不长，一般5年左右需做一次大的维护，某些低品质的产品甚至在2年之内就会出现问题。资料介绍，仅福州市区，近几年，每年对栈道的维护费用均在2000万元以上。硅酸盐材质轻质板材由于其良好的气候稳定性，且防腐防蛀，很适合户外使用。目前市场上没见到硅酸盐板材用于户外栈道的报道，纤维硅酸盐栈道板作为栈道板使用时需要解决一些技术问题，主要表现在：1)硅酸盐轻质板材是一种脆性材料，抗冲击性能差，当人在栈道上面跑跳时易发生脆断，存在使用安全风险，这种风险虽然可以通过系统的配合降低，但增加了系统造价；2)硅酸盐轻质板材的表观自然质感远不如木质板，在目前很多追求高自然属性的景光栈道中很难被接受。采用流浆法或抄取法生产的硅酸盐板材抗折强度高，但由于其是多层叠合结构，在有冻融的环境使用时易出现层间结构破坏。因此，本专利技术提供了一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材，具有较高抗冲击性并且表面有天然木质感的轻质高强板材，板材可以通过严格的户外使用环境耐久性能测试，适合各种栈道的使用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材。传统的采用木质栈道板和木塑复合栈道板的栈道使用期限短，硅酸盐材料具有更好的耐候性能，但是硅酸盐轻质板材抗冲击性能较低，易发生脆断。本专利技术的纤维增强硅酸盐板材是具有较高抗冲击性的轻质高强板材，可以通过严格的户外使用环境耐久性能测试，适合各种栈道的使用。同时，板材表面形成天然木纹，板材通体颜色或表面颜色也可以调成各种木材的颜色，板材的密度与天然木也基本在一个等级，用其制造的栈道自然感很好。本专利技术的另一个目的在于提供一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材的制备方法。流浆法和抄取法生产的厚板层间结合差，板材抗冻性差，本专利技术通过配方设计、工艺改善及设备调整，实现了带有木纹的20mm～40mm纤维增强硅酸盐板材的生产，这种板材有优良的物理力学性能，可以作为户外栈道板使用。本专利技术的第三个目的在于提供一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材的应用。为达到上述第一个目的，本专利技术采用下述技术方案：一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材，包括如下质量百分比的原料：优选地，所述纤维增强硅酸盐板材包括如下质量百分比的原料：本专利技术使用硅酸盐水泥作为主材，复合微硅粉、偏高岭土、硅灰石改性；使用PVA纤维和木浆纤维作为增强材料；浆料制造过程使用膨润土作为悬浮分散剂。本专利技术所设计的配方，用高弹性模量的PVA纤维和高帚化度的木纤维复合作为增强纤维，保证了板材的高抗折强度和高抗冲击性能；用微硅粉、偏高岭土、硅灰石复合作为硅酸盐水泥的改性材料，保证了板材的在湿度和温度变化下的尺寸稳定性。优选地，所述纤维增强硅酸盐板材还包括1％～5％的无机颜料。为使板材有各种的通体颜色效果，在配方中可以另外加入各种颜色的无机颜料。优选地，所述水泥为硅酸盐水泥，强度等级42.5以上。优选地，所述微硅粉的比表面积为15m2/g以上。优选地，所述偏高岭土的活性指数为100以上。优选地，所述硅灰石为针状硅灰石，粒径40目～100目。优选地，所述PVA纤维的长度为5mm～8mm，纤度为2.0±0.25dtex，强度为11.5CN/dtex以上，模量为280CN/dtex以上，90℃热水减量1％以下。优选地，所述木浆纤维为针叶木浆纤维，充分帚化后(符GB/T22836帚化度3级)使用。优选地，所述膨润土的膨胀容为35ml/g以上。为达到上述第二个目的，本专利技术采用下述技术方案：一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材的制备方法，采用流浆法或抄取法制造，包括如下步骤：1)将木浆板进行碎浆、磨浆后制备成纸浆备用；将膨润土和微硅粉乳化后备用；2)各材料按比例进行混合后，加水搅拌并控制合适浓度，通过流浆或抄取形成薄料层，再通过成型筒将各薄料层叠合，一次形成整体板坯；在成型筒多层叠合过程中，各层间均匀持续喷注聚丙烯酰胺溶液；3)形成板坯后，用带有天然木纹的模板通过平压工艺，使产品结构进一步平衡，并形成表面木纹；4)平压完成后，进行脱模养护，使用自然养护工艺，养护7天后可以进行后道加工，切割成不同尺寸的板材，最后将获得的板材包装入库。本专利技术使用自然养护工艺，在养护环节不耗能。由于各材料的复合改性效果，产品的湿膨胀系数可以维持在低的水平。由于采用自然养护工艺，不耐压蒸的PVA纤维可以被使用，从而使产品的抗折强度和抗冲击性能大幅提高。优选地，步骤1)中膨润土以10％浓度在乳化机乳化1h后使用，微硅粉以30％浓度在乳化机乳化1h后使用。优选地，步骤2)中所述浓度为10％～30％，根据不同生产线可取不同值；优选地，步骤2)中所述薄料层厚度为1.0mm～1.5mm；所述板坯厚度为20mm～40mm；优选地，步骤2)中所述聚丙烯酰胺溶液为阴离子型，分子量为600万～1800万，浓度0.1％，喷注量为料层干料重量的200ppm～600ppm；在小料层经成型筒多层叠合过程中，各层间均匀持续喷注聚丙烯酰胺溶液，能充分保证成型筒叠合过程层间的脱水顺畅，并提高层间界面强度，使成型筒一次叠合成超过20mm厚度板坯的难度大幅降低，并能确保最终产品的抗冻融性能。优选地，所述纤维增强硅酸盐板材制备采用的设备包括木浆纤维碎浆机，木浆纤维磨浆机，微硅粉/膨润土乳化机，料浆搅拌机，制板机，喷浆机，压机，切割机，开槽机和倒角机；所述制板机为流浆制板机或抄取制板机。本专利技术获得的纤维增强硅酸盐板材的物理力学性能如下：表观密度：1.25～1.65g/cm3，湿涨率：≤0.35％，饱水抗折强度：≥18MPa，抗冲击强度：≥8J/m2，握螺钉力：≥1000N，弯曲弹性模量：≥8000MPa，落锤冲击：不出现贯穿裂纹，燃烧性能：符合GB8624，A1级，抗冻性：100次循环判定合格，耐热雨性能：100次循环判定合格，耐热水性能：100天浸泡判定合格，耐干湿性能：100次循环判定合格，放射性：Ira≤1.0，Iγ≤1.0，产品的外观：表面带有天然木纹，板材通体或表面有各种仿木颜色。为达到上述第三个目的，本专利技术采用下述技术方案：一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材在室外景观的地面铺装领域的应用，所述室外景观包括廊亭、栈桥、临水平台、湿地公园栈道、海边栈道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材，其特征在于，包括如下质量百分比的原料：

【技术特征摘要】
1.一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材，其特征在于，包括如下质量百分比的原料：2.根据权利要求1所述的一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材，其特征在于，所述纤维增强硅酸盐板材包括如下质量百分比的原料：3.根据权利要求1所述的一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材，其特征在于，所述纤维增强硅酸盐板材还包括1％～5％的无机颜料。4.根据权利要求1所述的一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥，强度等级42.5以上；所述微硅粉的比表面积为15m2/g以上；所述偏高岭土的活性指数为100以上；所述硅灰石为针状硅灰石，粒径40目～100目；所述PVA纤维的长度为5mm～8mm，纤度为2.0±0.25dtex，强度为11.5CN/dtex以上，模量为280CN/dtex以上，90℃热水减量1％以下；所述木浆纤维为针叶木浆纤维，充分帚化后使用；所述膨润土的膨胀容为35ml/g以上。5.如权利要求1-4任一所述的一种用于户外栈道的纤维增强硅酸盐板材的制备方法，采用流浆法或抄取法制造，其特征在于，包括如下步骤：1)将木浆板进行碎浆、磨浆后制备成纸浆备用；将膨润土和微硅粉乳化后备用；2)各材料按比例进行混合后，加水搅拌并控制合适浓度，通过流浆或抄取形成薄料层，再通过成型筒将各薄料层叠合，一次形成整体板坯；在成型筒多层叠合过程中，各层间均匀持续喷注聚丙烯酰胺溶液；3)形成板坯后，用带有...

【专利技术属性】
技术研发人员：游易楚，曾文之，郑日镜，刘金玲，
申请(专利权)人：金强福建建材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35