本发明属于建筑材料
技术领域：
，更具体地，涉及一种纤维增强水泥板及其制备方法和应用。
背景技术：
：现有的外墙装饰板主要由石材、瓷砖、水泥合成材料、木塑等制成。天然石材经开采、切割、打磨等工艺制成外墙装饰板，具有美观、耐久性好等优点，但其韧性较差容易发生脆性折断，并且其制作过程会对环境产生严重污染和资源浪费。木塑板材为以利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过35％-70％以上的木粉、稻壳、秸秆等植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注塑成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材，具有可塑性强、力学性能优良等优点，但耐高温性能差，200℃是木塑加工操作的上限。水泥合成材料主要有水泥刨花板类和水泥纤维板类，采用水泥或改性水泥与纤维或植物混合后成型，但是现有的水泥合成材料存在生产工艺复杂，板材保温性、耐久性不理想的问题。技术实现要素：本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种纤维增强水泥板，使得制备的水泥合成材料具有良好的保温性和耐久性，并且制备工艺简单，易于生产。为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种纤维增强水泥板的制备方法，该制备方法包括：(1)将水泥、改性植物纤维、合成纤维和水混合均匀，得到混合料；(2)将所述混合料进行入模振动；(3)将所述入模振动后的模型进行平整、养护和脱模，得到所述纤维增强水泥板。本发明的第二方面提供上述制备方法制备的纤维增强水泥板。本发明的第三方面提供上述纤维增强水泥板作为外墙装饰板的应用。本发明的技术方案具有如下有益效果：(1)节能效果明显。本发明的外墙用板材保温隔热性能良好，由于改性植物纤维本身的多孔结构和低导热率，当改性植物纤维的掺量达到一定比例后，使板材内部的细孔更多且分布更加均匀，由于细孔结构对空气层的稳定作用较空气静态稳定性增强，因此板材材料的导热率变小，进而使得本发明的板材具有良好的保温隔热性能。(2)本发明通过向板材中添加合成纤维，能够提高板材的抗渗性能；同时由于加入了合成纤维，使得板材的抗弯性能和抗裂性能提高，合成纤维在板材受弯破坏和收缩过程中起到良好的约束作用。(3)成本低、生产效率高。本发明中的改性植物纤维的添加体积基本能够达到总体积的一半，且改性植物纤维作为农副产品，价格低廉，可以有效地降低板材产品的成本；同时本发明的板材所用原料种类少、混合程序简单，可以有效地提高板材产品的生产效率。本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。本发明的第一方面提供一种纤维增强水泥板的制备方法，该制备方法包括：(1)将水泥、改性植物纤维、合成纤维和水混合均匀，得到混合料；(2)将所述混合料进行入模振动；(3)将所述入模振动后的模型进行平整、养护和脱模，得到所述纤维增强水泥板。本发明中，所述入模振动为将拌合好的混合料分散倒入模腔内，然后进行振捣；其中，所述振捣为将模型运至振动台上振动，振动至表面有浮浆、无多余气泡产生时停止振动。本发明中，改性植物纤维中的二氧化硅和水泥、水发生反应生成水化硅酸钙，反应物的出现增强了材料密实度，使得材料的抗渗性得到改善，但由于植物纤维较短在水泥中粘接力有限，在水压力下粘接面容易产生裂缝，对材料的抗渗性会产生一定影响；当加入合成纤维后，合成纤维与水泥的锚固长度较长粘接力较大，并且合成纤维以三维网状形式存在起到多向包络固定植物纤维的作用，这样在水压力作用下可减少改性植物纤维与水泥粘接面的裂缝出现。两种纤维的存在一个起到增强材料密实度的作用一个起到约束裂缝发生的作用，两种纤维的配合作用使材料的抗渗性能得到较大的提高。根据本发明，优选地，所述改性植物纤维由如下方法制得：将植物纤维用饱和石灰水浸泡、干燥，得到所述改性植物纤维。作为优选方案，本发明中，植物纤维用饱和石灰水浸泡的时间为22-26h。根据本发明，优选地，所述改性植物纤维为改性稻壳粉、改性麦壳粉、改性稻草粉和改性秸秆粉中的至少一种。根据本发明，优选地，所述合成纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯晴纤维和聚乙烯醇纤维中的至少一种。根据本发明，优选地，步骤(1)中，所述水泥、改性植物纤维和水的质量比为1：(0.25-0.3)：(0.43-0.47)；所述改性植物纤维和合成纤维的质量比为1：(0.025-0.0425)。本发明中，步骤(1)的各组分的混合方式可以为任何适合本发明的混合方式，优选地，将所述水泥和改性植物纤维混合均匀，混合时间为30-60s，然后与预先打散的所述合成纤维混合均匀，混合时间为5-15s，最后与水混合均匀，混合时间为60-80s，得到所述混合料；根据本发明，优选地，所述改性植物纤维的平均粒径不大于0.5mm；所述合成纤维的长度为8-10mm，直径为12-48μm。根据本发明，优选地，步骤(3)中，所述平整为压平或抹平。根据本发明，优选地，步骤(3)中，所述养护为在标养室养护28d，或者为蒸压养护8-10h。本发明的第二方面提供一种上述制备方法制备的纤维增强水泥板。本发明的第三方面提供一种上述纤维增强水泥板作为外墙装饰板的应用。以下通过实施例进一步说明本发明：以下各实施例和对比例所用的水泥均为p·o42.5号普通硅酸盐水泥。实施例1本实施例提供一种纤维增强水泥板，具体制备方法如下：(1)准备原料：水泥20kg、自来水9kg、聚丙烯纤维0.155kg；将稻壳粉用饱和石灰水浸泡24h后淘洗两遍晾干，得到改性稻壳粉6.0kg，平均粒径为0.5mm；其中，聚丙烯纤维的长度为9mm，直径为34μm；(2)拌和程序：先将水泥和改性稻壳粉倒入搅拌机中搅拌30s，然后将提前打散的聚丙烯纤维加入，边加入边搅拌，加入完毕后再搅拌10s，最后将提前预备好的水加入搅拌1min，得到混合料；(3)入模振动：将拌合好的混合料分散倒入模腔内，然后将模型运至振动台上振动，振动至表面有浮浆、无多余气泡产生时停止振动；(4)养护：将振动完毕的模型进行压平，放入标养室28d进行养护，然后脱模、码坯堆放。实施例2本实施例提供一种纤维增强水泥板，具体制备方法如下：(1)准备原料：水泥20kg、自来水9kg、聚丙烯纤维0.155kg；将麦壳粉用饱和石灰水浸泡24h后淘洗两遍晾干，得到改性麦壳粉5.6kg，平均粒径为0.5mm；其中，聚丙烯纤维的长度为9mm，直径为34μm；(2)拌和程序：先将水泥和改性麦壳粉倒入搅拌机中搅拌30s，然后将提前打散的聚丙烯纤维加入，边加入边搅拌，加入完毕后再搅拌10s，最后将提前预备好的水加入搅拌1min，得到混合料；(3)入模振动：将拌合好的混合料分散倒入模腔内，然后将模型运至振动台上振动，振动至表面有浮浆、无多余气泡产生时停止振动；(4)养护：将振动完毕的模型进行压平，蒸压养护9h，然后脱模、码坯堆放。实施例3本实施例提供一种纤维增强水泥板，具体制备方法如下：(1)准备原料：水泥20kg、自来水9kg、聚丙烯晴纤维0.201kg；将稻草粉用饱和石灰水浸泡24h后淘洗两遍晾干，得到改性稻草粉6.0kg，平均粒径为0.5mm；其中，聚丙烯晴纤维的长度为9mm，直径为15μm；(2)拌和程序：先将水泥和改性稻草粉倒入搅拌机中搅拌30s，然后将提前打散的聚丙烯晴纤维加入，边加入边搅拌，加入完毕后再搅拌10s，最后将提前预备好的水加入搅拌1min，得到混合料；(3)入模振动：将拌合好的混合料分散倒入模腔内，然后将模型运至振动台上振动，振动至表面有浮浆、无多余气泡产生时停止振动；(4)养护：将振动完毕的模型进行压平，放入标养室28d进行养护，然后脱模、码坯堆放。实施例4本实施例提供一种纤维增强水泥板，具体制备方法如下：(1)准备原料：水泥20kg、自来水9kg、聚乙烯醇纤维0.221kg；将秸秆粉用饱和石灰水浸泡24h后淘洗两遍晾干，得到改性秸秆粉5.2kg，平均粒径为0.5mm；其中，聚乙烯醇纤维的长度为9mm，直径为12μm；(2)拌和程序：先将水泥和改性秸秆粉倒入搅拌机中搅拌30s，然后将提前打散的聚乙烯醇纤维加入，边加入边搅拌，加入完毕后再搅拌10s，最后将提前预备好的水加入搅拌1min，得到混合料；(3)入模振动：将拌合好的混合料分散倒入模腔内，然后将模型运至振动台上振动，振动至表面有浮浆、无多余气泡产生时停止振动；(4)养护：将振动完毕的模型进行压平，放入标养室28d进行养护，然后脱模、码坯堆放。对比例1本对比例提供一种纤维增强水泥板，具体制备方法如下：(1)准备原料：水泥20kg、自来水9kg；将稻壳粉用饱和石灰水浸泡24h后淘洗两遍晾干，得到改性稻壳粉6.0kg，平均粒径为0.5mm；(2)拌和程序：先将水泥和改性稻壳粉倒入搅拌机中搅拌30s，然后将提前预备好的水加入搅拌1min，得到混合料；(3)入模振动：将拌合好的混合料分散倒入模腔内，然后将模型运至振动台上振动，振动至表面有浮浆、无多余气泡产生时停止振动；(4)养护：将振动完毕的模型进行压平，放入标养室28d进行养护，然后脱模、码坯堆放。对比例2本对比例提供一种纤维增强水泥板，具体制备方法如下：(1)准备原料：水泥20kg、自来水9kg、聚丙烯纤维0.155kg；其中，聚丙烯纤维的长度为9mm，直径为34μm；(2)拌和程序：将提前打散的聚丙烯纤维加入水泥中，边加入边搅拌，加入完毕后再搅拌30s，然后将提前预备好的水加入搅拌1min，得到混合料；(3)入模振动：将拌合好的混合料分散倒入模腔内，然后将模型运至振动台上振动，振动至表面有浮浆、无多余气泡产生时停止振动；(4)养护：将振动完毕的模型进行压平，放入标养室28d进行养护，然后脱模、码坯堆放。对比例3本对比例提供一种纤维增强水泥板，具体制备方法如下：(1)准备原料：水泥20kg、自来水9kg；将麦壳粉用饱和石灰水浸泡24h后淘洗两遍晾干，得到改性麦壳粉5.6kg，平均粒径为0.5mm；(2)拌和程序：先将水泥和改性麦壳粉倒入搅拌机中搅拌30s，然后将提前预备好的水加入搅拌1min，得到混合料；(3)入模振动：将拌合好的混合料分散倒入模腔内，然后将模型运至振动台上振动，振动至表面有浮浆、无多余气泡产生时停止振动；(4)养护：将振动完毕的模型进行压平，蒸压养护9h，然后脱模、码坯堆放。对比例4本对比例提供一种纤维增强水泥板，具体制备方法如下：(1)准备原料：水泥20kg、自来水9kg；将稻草粉用饱和石灰水浸泡24h后淘洗两遍晾干，得到改性稻草粉6.0kg，平均粒径为0.5mm；(2)拌和程序：先将水泥和改性稻草粉倒入搅拌机中搅拌30s，然后将提前预备好的水加入搅拌1min，得到混合料；(3)入模振动：将拌合好的混合料分散倒入模腔内，然后将模型运至振动台上振动，振动至表面有浮浆、无多余气泡产生时停止振动；(4)养护：将振动完毕的模型进行压平，放入标养室28d进行养护，然后脱模、码坯堆放。对比例5本对比例提供一种纤维增强水泥板，具体制备方法如下：(1)准备原料：水泥20kg、自来水9kg；将秸秆粉用饱和石灰水浸泡24h后淘洗两遍晾干，得到改性秸秆粉5.2kg，平均粒径为0.5mm；(2)拌和程序：先将水泥和改性秸秆粉倒入搅拌机中搅拌30s，然后将提前预备好的水加入搅拌1min，得到混合料；(3)入模振动：将拌合好的混合料分散倒入模腔内，然后将模型运至振动台上振动，振动至表面有浮浆、无多余气泡产生时停止振动；(4)养护：将振动完毕的模型进行压平，放入标养室28d进行养护，然后脱模、码坯堆放。对比例6本对比例提供一种纤维增强水泥板，具体制备方法如下：(1)准备原料：水泥20kg、自来水9kg、聚丙烯晴纤维0.201kg；其中，聚丙烯晴纤维的长度为9mm，直径为15μm；(2)拌和程序：将提前打散的聚丙烯晴纤维加入水泥中，边加入边搅拌，加入完毕后再搅拌30s，然后将提前预备好的水加入搅拌1min，得到混合料；(3)入模振动：将拌合好的混合料分散倒入模腔内，然后将模型运至振动台上振动，振动至表面有浮浆、无多余气泡产生时停止振动；(4)养护：将振动完毕的模型进行压平，放入标养室28d进行养护，然后脱模、码坯堆放。对比例7本对比例提供一种纤维增强水泥板，具体制备方法如下：(1)准备原料：水泥20kg、自来水9kg、聚乙烯醇纤维0.221kg；其中，聚乙烯醇纤维的长度为9mm，直径为12μm；(2)拌和程序：将提前打散的聚乙烯醇纤维加入水泥中，边加入边搅拌，加入完毕后再搅拌30s，然后将提前预备好的水加入搅拌1min，得到混合料；(3)入模振动：将拌合好的混合料分散倒入模腔内，然后将模型运至振动台上振动，振动至表面有浮浆、无多余气泡产生时停止振动；(4)养护：将振动完毕的模型进行压平，放入标养室28d进行养护，然后脱模、码坯堆放。测试例对实施例和对比例制备的纤维增强水泥板进行性能测试，其中，按照gb/t10294-2008标准进行导热系数测试，按照jgj/t70-2009标准进行抗渗压力测试，具体测试结果见表1。表1导热系数(w/(m·k))抗渗压力(mpa)实施例10.2030.40实施例20.2020.41实施例30.2030.40实施例40.2020.40对比例10.2020.24对比例20.5320.33对比例30.2010.23对比例40.2020.23对比例50.2010.22对比例60.5330.32对比例70.5350.32以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。当前第1页12