一种水泥基复合材料毯及其沟渠和护坡施工工艺的制作方法

一种水泥基复合材料毯及其沟渠和护坡施工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种水泥基复合材料毯及其沟渠和护坡施工工艺，该毯包括上织物层、底织物层和设置在上织物层和底织物层之间的网状纤维织物层，上织物层、底织物层和网状纤维织物层通过纤维丝线针刺连接或缝纫连接，上织物层和底织物层之间设置加水即可固化的水泥基复合材料填充。该毯的成本低，综合性能优越，使用方便，其施工艺简便易行，节约成本，用于各类使用场合，尤其适于交通不便和恶劣施工条件。
【专利说明】一种水泥基复合材料毯及其沟渠和护坡施工工艺
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种复合材料毯，尤其是涉及一种建筑等多用途水泥基复合材料毯及其沟渠和护坡施工工艺 。
【背景技术】
[0003]随着社会经济的发展，建筑工程业和土木工程业也得到了迅速发展，对施工的质量要求越来越高，施工领域拓展到了施工条件比较恶劣的地方，比如在地形高险、复杂区域的沟渠、护坡、矿区等。使用现有的建筑用复合材料如混凝土、浆砌片石等时需临时混合搅拌，人工拌和使物料混合不均匀，会产生大量粉尘，工人的劳动强度较大、工作环境差，工人费时费力且工作效率低；另外，使用现有的建筑用复合材料由于各种原因其施工质量难于保证且综合成本会大大提闻。

【发明内容】

[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低、综合性能优越、使用方便，可用于恶劣施工条件的建筑等多用途水泥基复合材料毯及其简便易行的沟渠和护坡施工工艺。
[0005]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种水泥基复合材料毯，包括上织物层、底织物层和设置在所述的上织物层和所述的底织物层之间的网状纤维织物层，所述的上织物层、所述的底织物层和所述的网状纤维织物层通过纤维丝线针刺连接或缝纫连接，所述的上织物层和所述的底织物层之间设置加水即可固化的水泥基复合材料填充，所述的上织物层由无纺布、机织布或针织布构成，所述的底织物层由编织布、机织布、针织布或无纺布构成。
[0006]优选地，所述的网状纤维织物层、所述的上织物层及所述的底织物层三者相平行，可形成厚度均匀且性能更优越的水泥基复合材料毯。
[0007]优选地，所述的网状纤维织物层为单层或多层结构，可形成不同性能等级多用途的水泥基复合材料經。
[0008]优选地，对通过针刺工艺产生的并置于底织物层的外表面的纤维丝线进行IOO0C "3000C的高温热处理后，在底织物层的外表面形成若干个热收缩球状结，所述的热收缩球状结紧密贴附在底织物层的外表面。这样，通过针刺工艺产生的纤维丝线不易被拔出，水泥基复合材料毯的各个层之间的固定更为牢固，使本发明水泥基复合材料毯厚度范围得到扩大，可达2mnT40mm，并使本发明水泥基复合材料毯适用不同厚度要求的施工场合。
[0009]优选地，所述的底织物层的外侧设置有保护层，所述的保护层的材质为PVC、致密材料、防水防潮材料、浙青、改性浙青、涂胶层、防水糊或粘合材料；所述的保护层的材质为浙青、改性浙青时，使用加热方法可使本水泥基复合材料毯牢固贴附于岩石、混凝土、隧道等表面，然后用岩铆、水泥钉固定牢固，不易脱落，起到防渗、防水、防漏、防裂的作用，使得本发明毯可作为防水材料使用。
[0010]优选地，本发明毯的长度方向上的两侧面设置有封合边，防止所述的可固化的水泥基复合材料外溢。
[0011]优选地，所述的水泥基复合材料包括混合均匀的可固化的水泥基复合材料粉末和短纤维，所述的短纤维为玻璃纤维、天然纤维、PE纤维、PVA纤维或混凝土纤维，其长度为2mnT30mm，所述的可固化的水泥基复合材料粉末为水泥粉末和以下物质中的至少一种的混合物:粉煤灰、微硅粉、硅灰石粉、矿粉、石英砂、干砂、陶砂、细骨料、橡胶粉、膨胀剂、木质纤维粉、颜料干粉、速凝剂干粉、缓凝剂干粉和超高韧性水泥基复合材料干粉，所述的膨胀剂为U型混凝土膨胀剂、氧化钙或硫铝酸钙，填充不同组分的水泥基复合材料并加水后可实现该毯的高强度、高拉伸性、高抗折性、高抗剪切性、高抗渗性、高抗冻性、高弹性、抗冲击性、抗穿刺性、抗震性、耐磨性、耐湿热性、早强性、速凝性、缓凝性、早强防冻性、薄壁、轻质、高延展性、防渗控裂性、自愈合性、隔音性和耐湿热性中的至少一种性能；在水泥基复合材料中加入添加剂，在上述的至少一种性能的基础上进一步提高该毯的早强性、速凝性、缓凝性、早强防冻性、自愈合性、观赏性中的至少一种性能，所述的添加剂为水与以下物质中的至少一种的混合或合成液体:早强剂、防冻剂、引气剂、憎水剂、调凝剂、防渗剂、保水剂和消泡剂。
[0012]优选地，所述的憎水剂为硬脂酸钙、硫酸铝、无水氧化铁和硅烷中的至少一种；所述的防渗剂为FNC型水泥基无机防渗剂；所述的早强剂为无水硫酸钠或铵明矾；所述的调凝剂为木质素磺酸钙；所述的引气剂为十二烷基苯磺酸钠或PC-2型混凝土高效引气减水剂；所述的保水剂为甲基纤维素醚；所述的速凝剂干粉为铝氧熟料和石灰石的混合物、铝矿粉、铝酸钠、711混凝土速凝剂、煅烧磨粉和碳酸锂等材料中的一种；所述的煅烧磨粉为煅烧铝矿粉、煅烧明矾石磨粉、煅烧地开石磨粉和煅烧粉煤灰中的一种或两种；所述的缓凝剂干粉为柠檬酸、木质素磺酸钙、酒石酸、葡萄糖酸钠、蜜糖、淀粉、锌盐、硼酸盐、磷酸盐和AT缓凝减水剂中的至少一种；所述的防冻剂为无水硫酸钠、硝酸钠、亚硝酸钠、尿素、LD型复合高效混凝土防冻剂、MD和MN-D型混凝土早强复合防冻剂中的至少一种；所述的消泡剂为SPA-202或RE2971消泡剂。
[0013]速凝剂可以缩短复合材料的固化时间，加入含有速凝剂成分的添加剂后，水泥基复合材料粉末15分钟内初凝，2小时内凝固达到一定强度。添加缓凝剂，本发明中水泥基复合材料毯铺设并浇水后，可固化的水泥基复合材料的凝固时间延长，在2小时I小时内仍然可以对本发明多功能复合材料毯的大小和形状等进行必要的修剪和加工。
[0014]上述水泥基复合材料毯的沟渠和护坡施工工艺包括以下步骤:
1)将成捆的水泥基复合材料毯沿沟渠或护坡横向放置并沿沟渠或护坡纵向铺设或将成捆的水泥基复合材料毯沿沟渠或护坡纵向放置并沿沟渠或护坡横向铺设，铺设时沿沟渠或护坡水流方向，上一块毯的底织物层叠压下一块毯的上织物层2cnT20cm，并将毯的底部及侧面整理平整，使水沿纵向顺利流下；在沟渠施工中，毯的边沿应低于地面，使用钉子将毯子等距离钉结实，浇水后再在距地面最近毯的边沿盖土形成斜面并夯实，使水顺利流入沟内；在护坡施工中，使用带倒须的金属钉或锚杆将毯子等距离钉结实固定，并在毯的边缘盖土形成斜面并夯实；
2)对已铺设好的相邻两块毯进行接缝处理，所述的接缝处理方法为:在相邻两块毯的叠压处撒水泥粉或水泥基复合材料粉末或水泥基复合材料粉末砂浆，洒水后即可凝固；或者所述的接缝处理方法为:先将相邻两块毯叠压处的上层毯沿其长度方向整齐地去掉宽2cnT20cm的底织物层，再将叠压处的下层毯沿其长度方向整齐地去掉相应的2cnT20cm宽的上织物层，然后两毯叠压，使相邻两块毯在叠压处的水泥基复合材料合二为一，浇水后两块毯自然凝固为一体。
[0015]优选地，在相邻两块毯叠压处位置沿沟渠或护下挖一条宽度为2cnT20Cm、深度为毯厚广2倍的平整的带状槽，再将叠压处的毯置于该槽内，压平或锤平，外表更加美观。
[0016]与现有技术相比，本发明的优点在于:
1、成本低。本发明一种水泥基复合材料毯使用的材料成本较低；另外，水泥基复合材料毯在制造时使用了针刺、缝纫工艺和技术，使得制造成本大大降低；本发明水泥基复合材料毯可制成标准卷材成卷提供或按不同幅宽、长度散装定制提供，方便装卸和运输，这样使用本发明水泥基复合材料毯成本就比使用一般建筑用复合材料综合成本降低。
[0017]2、性能好。由于本发明一种水泥基复合材料毯的上织物层、底织物层和网状纤维织物层通过纤维丝线针刺连接或缝纫连接，上织物层和底织物层之间设置加水即可固化的水泥基复合材料填充，水泥基复合材料包括混合均匀的可固化的水泥基复合材料粉末和短纤维，使用时向铺设好的水泥复合材料毯均匀浇洒水或添加剂，水泥基复合材料毯即可实现固化，使用方便，并大幅度提高了本发明水泥基复合材料毯的延展性、抗裂性、抗渗性、抗冻性能，使本发明水泥基复合材料毯易弯曲，经随意裁剪后，即可适用于表面形状复杂的形体，甚至是具有双曲率的形体结构；此外，本发明水泥基复合材料毯强度高，耐久性、悬垂性好，能起到防水、防渗、抗裂的作用，可以做为一种防水防渗材料使用，能够抗风雨侵蚀、抗化学腐蚀和抗风化，即使在高温、阳光暴晒自然环境下也只会发生极少紫外线降解，并且能够吸收冲击能量，形成稳定的失效模式，在恶劣的施工条件下的使用寿命也很长。
[0018]3、使用方便。本发明毯使用方式多样:1)直接使用；2)多层毯叠加使用，在使用前先准备好多块毯，通过胶粘接或热熔接或热压接或编制的方法将各块毯沿重力方向依次叠加形成多层毯，再使用该多层毯，置于中间的毯不设保护层；3)两块毯相向叠加对齐，即一块底织物层面对另一块毯的底织物层面，并去掉各自底织物层后相向叠压浇水凝固，合二为一。使用简单方便。
[0019]4、本发明的施工工艺的优点:施工简便易行，节约成本并提高了工作效率。
【专利附图】

【附图说明】
[0020]图1为本发明实施例一的剖视图；
图2为本发明实施例二的剖视图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0022]实施例一:如图1所示，一种水泥基复合材料毯，包括上织物层1、底织物层2和设置在上织物层I和底织物层2之间的网状纤维织物层3，上织物层1、底织物层2和网状纤维织物层3通过纤维丝线4针刺连接，上织物层I和底织物层2之间设置加水即可固化的水泥基复合材料5填充，上织物层I由无纺布构成，底织物层2由编织布构成，网状纤维织物层3、上织物层I及底织物层2三者相平行，网状纤维织物层3为多层结构，对通过针刺工艺中产生的并置于底织物层2的外表面的纤维丝线4进行200°C的高温热处理后，在底织物层2的外表面形成若干个热收缩球状结6，热收缩球状结6紧密贴附在底织物层2的外表面。
[0023]实施例二:如图2所示，一种水泥基复合材料毯，包括上织物层1、底织物层2和设置在上织物层I和底织物层2之间的网状纤维织物层3，上织物层1、底织物层2和网状纤维织物层3通过纤维丝线4针刺连接，上织物层I和底织物层2之间设置加水即可固化的水泥基复合材料5填充，上织物层I由无纺布构成，底织物层2由编织布构成，网状纤维织物层
3、上织物层I及底织物层2三者相平行，网状纤维织物层3为多层结构，对通过针刺工艺中产生的并置于底织物层2的外表面的纤维丝线4进行200°C的高温热处理后，在底织物层2的外表面形成若干个热收缩球状结6，热收缩球状结6紧密贴附在底织物层2的外表面，底织物层2的外侧设置有保护层7，保护层7的材质为PVC或浙青，使用浙青时，采用加热方法可使本水泥基复合材料毯牢固贴附于岩石、混凝土、隧道等表面，并用岩铆、水泥钉等固定，不易脱落，起到防渗、防水、防漏、防裂的作用，该发明毯的长度方向上的两侧面设置有封合边(图中未示出)，防止可固化的水泥基复合材料5外溢。
[0024]本发明的实施例三，除了对通过针刺工艺中产生的并置于底织物层2的外表面的纤维丝线4进行高温热处理的温度不同外，其其余特征均与以上实施例相同，对通过针刺工艺中产生的并置于底织物层3的外表面的纤维丝线4进行100°C高温处理。
[0025]本发明的实施例四，除了对通过针刺工艺中产生的并置于底织物层2的外表面的纤维丝线4进行高温热处理的温度不同外，其其余特征均与以上实施例相同，对通过针刺工艺中产生的并置于底织物层3的外表面的纤维丝线4进行150°C高温处理。
[0026]本发明的实施例五，除了对通过针刺工艺中产生的并置于底织物层2的外表面的纤维丝线4进行高温热处理的温度不同外，其其余特征均与以上实施例相同，对通过针刺工艺中产生的并置于底织物层3的外表面的纤维丝线4进行250°C高温处理。
[0027]本发明的实施例六，除了对通过针刺工艺中产生的并置于底织物层2的外表面的纤维丝线4进行高温热处理的温度不同外，其其余特征均与以上实施例相同，对通过针刺工艺中产生的并置于底织物层3的外表面的纤维丝线4进行300°C高温处理。
[0028]作为本发明的实施例七，一种水泥基复合材料毯，包括上织物层、底织物层和设置在上织物层和底织物层之间的网状纤维织物层，上织物层、底织物层和网状纤维织物层通过纤维丝线缝纫连接，上织物层和底织物层之间设置加水即可固化的水泥基复合材料填充，上织物层由机织布构成，底织物层由编织布构成，网状纤维织物层、上织物层及底织物三者相平行，网状纤维织物层为多层结构，底织物层的外侧设置有保护层，保护层的材质为PVC或浙青，使用浙青时，采用加热方法可使本水泥基复合材料毯牢固贴附于岩石、混凝土、隧道等表面，并用岩铆、水泥钉等固定，不易脱落，起到防渗、防水、防漏、防裂的作用。
[0029]以上实施例中的水泥基复合材料5包括可固化的水泥基复合材料粉末和短纤维，短纤维为玻璃纤维，其长度为15mm，可固化的水泥基复合材料粉末的组份为:水泥粉、矿粉、石英砂、干砂、细骨料和超高韧性水泥基复合材料干粉，添加剂为水与铵明矾的混合液。使用时对该毯均匀浇水与铵明矾的混合液使填充的可固化的水泥基复合材料粉末固化，即可得到具有超高韧性和优异的防渗控裂性能等综合性能的水泥基复合材料毯。[0030]本发明毯可直接使用；或者在使用前先准备好多块毯，通过胶粘接或热熔接或热压接或编制的方法将各块毯沿重力方向依次叠加形成多层毯，再使用该多层毯，置于中间的毯不设保护层；或者两块毯相向叠加对齐，即一块毯底织物层面对另一块毯底织物层面，并去掉各自底织物层后相向叠压浇水凝固，合二为一。
[0031]上述水泥基复合材料毯的沟渠和护坡施工工艺步骤如下:
1)将成捆的水泥基复合材料毯沿沟渠或护坡横向放置并沿沟渠或护坡纵向铺设或将成捆的水泥基复合材料毯沿沟渠或护坡纵向放置并沿沟渠或护坡横向铺设，铺设时沿沟渠或护坡水流方向，上一块毯的底织物层叠压下一块毯的上织物层2cnT20cm，并将毯的底部及侧面整理平整，使水沿纵向顺利流下；在沟渠施工中，毯的边沿应低于地面，使用钉子将毯子等距离钉结实，再浇水后在距地面最近毯的边沿盖土形成斜面并夯实，使水顺利流入沟内；在护坡施工中，使用带倒须的金属钉或锚杆将毯子等距离钉结实固定，并在毯的边缘盖土形成斜面并夯实；
2)对已铺设好的相邻两块毯进行接缝处理，所述的接缝处理方法为:在相邻两块毯的叠压处撒水泥粉或水泥基复合材料粉末或水泥基复合材料粉末砂浆，洒水后即可凝固；或者所述的接缝处理方法为:先将相邻两块毯叠压处的上层毯沿其长度方向整齐地去掉宽2cnT20cm的底织物层，再将叠压处的下层毯沿其长度方向整齐地去掉相应的2cnT20cm宽的上织物层，然后两毯叠压，使相邻两块毯在叠压处的水泥基复合材料合二为一，浇水后两块毯自然凝固为一体。
[0032]在相邻两块毯叠压处位置沿沟渠或护坡横向下挖一条宽度为20cm、深度为毯厚2倍的平整的带状槽，再将叠压处的毯置于该槽内，压平或锤平，整洁美观。
[0033]上述水泥基复合材料毯的性能完全符合有关检测标准，具体的性能测试结果如下:
抗压强度:37MPa以上；弯曲强度:3.6MPa以上；抗冲击性:钢球质量lOOOg，落球冲击高度1400mm，冲击球以自由落体的方式冲击试件，试件抗冲击的平均数为64次；耐磨性试验:最大0.10g/cm2,与陶瓷的耐磨性相似；不透水性:24h后检查试件底面无水滴形成；抗冻性:经25次冻融循环，试件无起层和龟裂等破坏现象；不燃性:不燃材料Al级:炉内平均温升5°C，试样平均持续燃烧时间Os，试样平均质量损失10%。
【权利要求】
1.一种水泥基复合材料毯，包括上织物层、底织物层和设置在所述的上织物层和所述的底织物层之间的网状纤维织物层，其特征在于所述的上织物层、所述的底织物层和所述的网状纤维织物层通过纤维丝线针刺连接或缝纫连接，所述的上织物层和所述的底织物层之间设置加水即可固化的水泥基复合材料填充。
2.根据权利要求1所述的一种水泥基复合材料毯，其特征在于所述的网状纤维织物层、所述的上织物层及所述的底织物层三者相平行。
3.根据权利要求1或2所述的一种水泥基复合材料毯，其特征在于所述的网状纤维织物层为单层或多层结构。
4.根据权利要求3所述的一种水泥基复合材料毯，其特征在于对通过针刺工艺产生的并置于底织物层的外表面的纤维丝线进行100°C ~30(TC的高温热处理后，在所述的底织物层的外表面形成若干个热收缩球状结，所述的热收缩球状结紧密贴附在所述的底织物层的外表面。
5.根据权利要求4所述的一种水泥基复合材料毯，其特征在于所述的底织物层的外侧设置有保护层，所述的保护层的材质为PVC、致密材料、防水防潮材料、浙青、改性浙青、涂胶层、防水糊或粘合材料；所述的保护层使用浙青或改性浙青时，使用加热方法可使本水泥基复合材料毯牢固贴附于岩石、混凝土、隧道等表面，再加岩铆、水泥钉加固，起到防渗、防水、防漏、防裂的作用。
6.根据权利要求5所述的一种水泥基复合材料毯，其特征在于其长度方向上的两侧面设置有封合边，防止所述的可固化的水泥基复合材料外溢。
7.根据权利要求1所述的一种水泥基复合材料毯，其特征在于:所述的水泥基复合材料包括混合均匀的可固化的水泥基复合材料粉末和短纤维，所述的短纤维为玻璃纤维、天然纤维、PE纤维、PVA纤维或混凝土纤维，其长度为2mnT30mm，所述的可固化的水泥基复合材料粉末为水泥粉末和以 下物质中的至少一种的混合物:粉煤灰、微硅粉、硅灰石粉、矿粉、石英砂、干砂、陶砂、细骨料、橡胶粉、膨胀剂、木质纤维粉、颜料干粉、速凝剂干粉、缓凝剂干粉和超高韧性水泥基复合材料干粉，所述的膨胀剂为U型混凝土膨胀剂、氧化钙或硫铝酸钙，填充不同组分的水泥基复合材料并加水后可实现该毯的高强度、高拉伸性、高抗折性、高抗剪切性、高抗渗性、高抗冻性、高弹性、抗冲击性、抗穿刺性、抗震性、耐磨性、耐湿热性、早强性、速凝性、缓凝性、早强防冻性、薄壁、轻质、高延展性、防渗控裂性、自愈合性、隔音性和耐湿热性中的至少一种性能；在水泥基复合材料中加入添加剂，在上述的至少一种性能的基础上进一步提高该毯的早强性、速凝性、缓凝性、早强防冻性、自愈合性、观赏性中的至少一种性能，所述的添加剂为水与以下物质中的至少一种的混合或合成液体:早强剂、防冻剂、引气剂、憎水剂、调凝剂、防渗剂、保水剂和消泡剂。
8.根据权利要求7所述的一种水泥基复合材料毯，其特征在于所述的憎水剂为硬脂酸钙、硫酸铝、无水氧化铁和硅烷中的至少一种；所述的防渗剂为FNC型水泥基无机防渗剂；所述的早强剂为无水硫酸钠或铵明矾；所述的调凝剂为木质素磺酸钙；所述的引气剂为十二烷基苯磺酸钠或PC-2型混凝土高效引气减水剂；所述的保水剂为甲基纤维素醚；所述的速凝剂干粉为铝氧熟料和石灰石的混合物、铝矿粉、铝酸钠、711混凝土速凝剂、煅烧磨粉和碳酸锂等材料中的一种；所述的煅烧磨粉为煅烧铝矿粉、煅烧明矾石磨粉、煅烧地开石磨粉和煅烧粉煤灰中的一种或两种；所述的缓凝剂干粉为柠檬酸、木质素磺酸钙、酒石酸、葡萄糖酸钠、蜜糖、淀粉、锌盐、硼酸盐、磷酸盐和AT缓凝减水剂中的至少一种；所述的防冻剂为无水硫酸钠、硝酸钠、亚硝酸钠、尿素、LD型复合高效混凝土防冻剂、MD和MN-D型混凝土早强复合防冻剂中的至少一种；所述的消泡剂为SPA-202或RE2971消泡剂。
9.一种水泥基复合材料毯的沟渠和护坡施工工艺，其特征在于包括以下步骤: 1)将成捆的水泥基复合材料毯沿沟渠或护坡横向放置并沿沟渠或护坡纵向铺设或将成捆的水泥基复合材料毯沿沟渠或护坡纵向放置并沿沟渠或护坡横向铺设，铺设时沿沟渠或护坡水流方向，上一块毯的底织物层叠压下一块毯的上织物层2cnT20cm，并将毯的底部及侧面整理平整，使水沿纵向顺利流下；在沟渠施工中，毯的边沿应低于地面，使用钉子将毯子等距离钉结实，浇水后再在距地面最近毯的边沿盖土形成斜面并夯实，使水顺利流入沟内；在护坡施工中，使用带倒须的金属钉或锚杆将毯子等距离钉结实固定，并在毯的边缘盖土形成斜面 并夯实； 2)对已铺设好的相邻两块毯进行接缝处理，所述的接缝处理方法为:在相邻两块毯的叠压处撒水泥粉或水泥基复合材料粉末或水泥基复合材料粉末砂浆，洒水后即可凝固；或者所述的接缝处理方法为:先将相邻两块毯叠压处的上层毯沿其长度方向整齐地去掉宽2cnT20cm的底织物层，再将叠压处的下层毯沿其长度方向整齐地去掉相应的2cnT20cm宽的上织物层，然后两毯叠压，使相邻两块毯在叠压处的水泥基复合材料合二为一，浇水后两块毯自然凝固为一体。
10.根据权利要求9所述的一种水泥基复合材料毯的施工工艺，其特征于:在相邻两块毯叠压处位置沿沟渠或护坡挖一条宽度为2cnT20Cm、深度为毯厚f 2倍的平整的带状槽，再将叠压处的毯置于该槽内，压平或锤平。
【文档编号】E02D17/20GK103541366SQ201310460907
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】蔡晓民, 蔡鸿飞 申请人:宁波和谐信息科技有限公司