专利名称：碳纤维蒸压加气混凝土板及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用碳纤维作为加强组成部分，采用蒸压加气混凝土作为 建筑用预制板及其作为楼板、屋面板的应用。
背景技术：
现有的预制板材比重比较大，造成楼体重量偏大，基础成本过高。加气混 凝土比重比较小，但其强度不好，无法作为承重部件使用。并且许多年以来， 人们习惯采用钢筋作为抗拉部件，由于加气混凝土的主要成分之一是石灰，钢 筋埋在这种加气混凝土中，很快就被腐蚀变脆，在环境载荷的波动下，结构件 易于产生疲劳效应，材料老化、由此产生损伤积累，抗力衰减，导致突发事故。 这是对建筑物寿命的重大威胁。而且目前来讲，对于其内部损伤程度一直无法 进行监测。
发明内容
本发明的目的是提供一种轻体的高强度预制板，该预制板不但耐腐蚀性能 好，还能及时进行监测。
上述的目的通过以下的技术方案实现
碳纤维蒸压加气混凝土板，其组成包括建筑用混凝土结构板，所述的混 凝土为蒸压加气混凝土，所述的结构板的混凝土中分布有碳纤维。
上述的碳纤维蒸压加气混凝土板，所述的碳纤维是纤维长度3-10毫米的
PAN基碳纤维增强水泥基复合材料，碳纤维复合的加入量为总重的0.74-3%， 表面活性剂加入量为总重的0.5-1%。
上述的碳纤维蒸压加气混凝土板，所述的表面活性剂为活硅灰和/或磨细高 炉矿渣和/或甲基纤维素和/或羧甲基纤维素，所述的混凝土所用的水泥为最大颗
粒直径小于45微微米的细磨硅酸盐水泥，所述的水泥配方中的中的细集料为硅 砂或粉煤灰或火山微珠或其复合物，其最大直径不大于0.2毫米。
一种上述的含有碳纤维的蒸压加气混凝土板在作为楼板、屋面板方面的应用。上述的含有碳纤维的蒸压加气混凝土板在作为混凝土应力温度检测方面的 应用。
这个技术方案有以下有益效果
1. 由于蒸压加气混凝土的密度是普通传统混凝土的1/5，本发明采用加 气混凝土作为楼板、屋面板等强度构件或者墙体构件，可以极大地减 轻建筑物的整体重量，减轻地基基础和低楼层压力，降低建筑成本。
2. 本发明中在采用轻质材料的同时，采用高强的碳纤维作为强度构件， 碳纤维加入0.74%以上就可以满足正常的建筑结构的功能要求，保证 结构的安全。
3. 我国目前正在推高新的轻体材料，降低墙体重量、提高保温程度、提 高隔音程度是重要的指标，本发明采用加气混凝土作为不同楼层之间 的楼板或/和墙板，可以大幅度的提高楼体各户之间的隔热板保温性 能，这对于目前根据用户需要设定个性化的室内温度，保证各自购买 的热量不流失，具有显著的技术推进作用。
4. 本发明采用碳纤维替代传统的钢筋，可以消除加气混凝土对钢筋的降 解和劣化作用，混凝土从根本上解决了强度材料的耐腐蚀问题，降低 建筑成本，提高的建筑物的使用寿命。
5. 采用预制构件方式，混凝土的凝结过程和质量检测在工厂完成，能及 时剔出有问题的构件，并可以根据要求制成各种需要的形状，现场直 接进行安装施工速度快，质量能够得到保证，建筑施工现场没有混凝 土的湿浇作业，减少了对环境的粉尘和噪声污染。
6. 本发明采用碳纤维与加气混凝土结合制成的构件，不但具有高强度、 高弹性、高度的耐腐蚀性能，提高了建筑构件的强度和韧性，经检测 含有碳纤维的加气混凝土具有显著的振动阻尼特性，可以较好的吸收 振动波，使得防地震能力和抗弯强度提高几十倍。
7. 由于碳纤维是一种高强度、高弹性、导电性能良好的构件，本发明采 用碳纤维与加气混凝土结合制成的构件，在物理性能方面尤其是在电
学性能方面具有良好的表现，通过设置在建筑物上的传感器，可以通 过电信号清楚地反映受力情况和内部的损伤程度，客观真实的了解和监控建筑的健康安全程度，以便发现问题及时进行补救。解决了对建 筑物质量无法进行跟踪监控问题。
8. 本发明通过加气混凝土和碳纤维的结合，解决了长期以来存在的建筑 墙体重量较大，分户保温隔音程度不好、以及建筑物中强度构件的耐 腐蚀和腐蚀程度监测问题，纠正了加气混凝土只能做非承重构件的传 统偏见，实现了建筑楼体材料的重大改革，具有广泛的市场前景。
9. 本发明中将一定尺寸和形状的碳纤维按照本发明的特定比例加入到 水泥中，不但显著地改善了水泥的强度和弹性，而且赋予水泥自感应 能力，使其能够感应应变、应力和因操作程度导致的内部特性，因为 实验证明，水泥基复合材料的电阻变化与其内部的结构变化具有对应 关系。就是说在构件受力的弹性阶段中，其电阻变化随内部应力线形 增加，当接近构件的极限载荷时，电阻逐渐增大，预示构件即将破坏。 而基准水泥及的材料导电性能几乎无变化，直到临近破坏时，电阻变 化率剧烈增大。这反映了不同混凝土内部的应力--应变关系。根据含 有碳纤维混凝土的这一特性，通过测试碳纤维混凝土的工作状态，可 以实现对结构工作状态的在线检测。在加入碳纤维的加气混凝土中， 混凝土本身就是传感器，可以对混凝土内部的拉、压、弯、静载荷和 动载荷等外因作用下的弹性变形和塑性变形以及损伤开裂进行监控。 实验还证明，在水泥中加入本发明给出量的碳纤维，使得含碳纤维水 泥可以做为应变传感器，并且它的领敏度高于一般的电阻应变片，并 且在疲劳实验中证实，无论拉伸或者压縮的情况下，气体即导电率会 发生不可逆转的降低。此外，含碳纤维的混凝土不单有压敏性还有温 敏性，即随着温度变化发生电阻的变化，其内部温差会产生电位差的 热电性，实验证明，在最高温度为7(TC，最大温差在15'C的范围内， 温差电动势与温差之间具有良好稳定的线性关系，当碳纤维的加入量 达到一定本发明给出的范围，即在临界值附近时，其温差电动势具有 极大值，敏感性较高，因此可以利用这种材料对建筑物内部和周围环 境变化进行实时监测，也可以实现对大体积混凝土的温度自身监控， 以及用于热敏元件或火警报警、火警预警等具有智能要求的混凝土中。
10.本发明提供了轻体的蒸压加气混凝土的预制板作为楼板、屋面板等建
筑用结构件的技术方案，这种轻体楼板中通过碳纤维与加气混凝土的 结合的技术方案，实现了减轻重量、提高保温和隔音效果、耐腐蚀以 期延长寿命、进行安全监测、可以在快捷、环保的条件进行现场施工 等效果，具有显著的技术进步。
附图l是本产品的结构示意图。
本发明的
具体实施例方式
实施例l:
碳纤维蒸压加气混凝土板，其组成包括建筑用混凝土结构板，所述的混 凝土为蒸压加气混凝土 1，所述的结构板的混凝土中分布有碳纤维2。
所述的碳纤维是纤维长度3-10毫米范围的PAN基碳纤维增强水泥基复合 材料，碳纤维复合的加入量为总重的0.74-3%,例如1%、 1.5%、 2%、 2.5%表 面活性剂的加入量为总重的0.5-1%。
实施例1所述的碳纤维蒸压加气混凝土板，所述的表面活性剂为活硅灰和/ 或磨细高炉矿渣和/或甲基纤维素和/或羧甲基纤维素，各成分之间可以采用现有 技术的配比，所述的混凝土所用的水泥为最大颗粒直径小于45微微米的细磨硅 酸盐水泥，所述的水泥配方中的中的细集料为硅砂或粉煤灰或火山微珠或其复 合物，各成分之间可以采用现有技术的配比，其最大直径不大于0.2毫米。
一种上述的含有碳纤维的蒸压加气混凝土板在作为楼板、屋面板、墙体板 方面的应用。 实施例4:
上述的含有碳纤维的蒸压加气混凝土板在作为混凝土应力温度检测方面的 应用
权利要求
1.一种碳纤维蒸压加气混凝土板，其组成包括建筑用混凝土结构板，其特征是所述的混凝土为蒸压加气混凝土，所述的结构板的混凝土中分布有碳纤维。
2. 根据权利要求1所述的碳纤维蒸压加气混凝土板，其特征是所述的碳 纤维是纤维长度3-10毫米的PAN基碳纤维增强水泥基复合材料，碳纤维复合 的加入量为总重的0.74-3%，表面活性剂加入量为总重的0.5-1%。
3. 根据权利要求2所述的碳纤维蒸压加气混凝土板，其特征是所述的表面活性剂为活硅灰和/或磨细高炉矿渣和/或甲基纤维素和/或羧甲基纤维素，所述的混凝土所用的水泥为最大颗粒直径小于45微微米的细磨硅酸盐水泥，所述 的水泥配方中的中的细集料为硅砂或粉煤灰或火山微珠或其复合物，其最大直 径不大于0.2毫米。
4. 一种上述的含有碳纤维的蒸压加气混凝土板在作为楼板、屋面板方面的应用。
5. —种上述的含有碳纤维的蒸压加气混凝土板在作为混凝土应力温度检测 方面的应用。
全文摘要
碳纤维蒸压加气混凝土板及应用。现有的预制板材比重比较大，造成楼体重量偏大，基础成本过高。加气混凝土比重比较小，但其强度不好，无法作为承重部件使用。本发明的产品组成包括建筑用混凝土结构板1，所述的混凝土为蒸压加气混凝土，所述的结构板的混凝土中分布有碳纤维2。本产品用作建筑用的预制构件，如楼板、屋面板、墙体板等等。
文档编号E04C1/40GK101294430SQ20071007215
公开日2008年10月29日 申请日期2007年4月29日 优先权日2007年4月29日
发明者宋昌永, 郭振东, 陈月明 申请人:哈尔滨工业大学空间钢结构幕墙有限公司