专利名称：新型镁质复合材料及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于建筑、交通、土工、市政、农业、水利等工程领域的无机化学建筑材料。
在目前的现有技术中，可用于上述领域的材料不外乎下列几种，即钢筋混凝土、石材、木料、钢材、铝合金及塑料，这些材料都有各自不同的缺点。例如钢筋混凝土和石材比较笨重，同时无法进行锯、刨、钉、拧螺丝等；木材价较高，另外还怕火、怕湿、怕虫、防盗性能差；铝合金价格太贵，铝和钢易导热，保温隔热性能差；塑料易老化，使用寿命短，同时防火性能差。为了克服上述材料的缺点，节约资源，保护生态平衡，优化自然环境，提高建筑物使用功能，近年来各种镁质复合材料层出不穷。但这些复合材料又难以解决耐水性差、易变形、易返卤、易老化的技术问题。1995年2月8日中国专利局公开了一件申请号为94107320.3、名称为((一种菱镁胶凝材料及其用途》的发明专利申请。该项专利申请的技术方案虽然在一定程度上解决了镁质复合材料的上述缺点，但其本身也存在一些缺点。第一该方案配方太复杂，可操作性差，成本也高；第二该胶凝材料的防火性、强度、容重、耐水性、耐腐性等技术指标仍然有很多不尽人意的地方。
本发明的目的是提供一种不燃、耐火、防水、防蛀、防虫、防盗、耐热、耐寒、高强度、重量轻、抗腐蚀性和抗冻融性强、不变形、不返卤、保温隔热性能好、成本低、制作方便、无毒无害、无“三废”、保护环境的新型镁质复合材料及其用途。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下新型镁质复合材料的配方中除了包括轻烧镁和氯化镁外，还包括增强剂、集料和劲材三种组分。其中1.轻烧镁氧化镁含量大于85％，粒度大于180目，活性钙含量小于2％。氧化镁主要起粘结作用，用量大则韧性高，但硬度低。
2.氯化镁氯化镁含量大于45％，硫酸根含量小于2％，氯化钠含量小于2.0％，氯化钾含量小于0.5％，氯化镁水溶液百分比浓度为(26-50)％。氯化镁在组分中主要起凝固作用，它与氧化镁共同构成胶凝材料，用量越大则材料硬度越高，但用量过大易吸潮返卤、变形开裂、降低强度。
3.增强剂是聚丙烯酰胺乳液，其百分比浓度为25％。它具有增强制品的韧性、耐磨、耐热、耐寒、耐腐、抗水、抗老化等综合增强改性作用。用量越多，制品的质量越好，但最多不超过轻烧镁用量的50％。
4.集料即粉煤灰与锯末的混合物。锯末与粉煤灰的重量比为1∶1.5。粉煤灰起耐火不燃作用，锯末有增强韧性的作用。同时粉煤灰和锯末都有填充增容、减轻重量及降低成本的作用，但用量过多则使制品强度下降。
5.劲材即玻璃纤维或聚丙烯纤维。玻璃纤维的长度为20～40mm，聚丙烯纤维的长度为40～70mm。劲材的作用是增强制品的物理力学强度，用量越多则制品的力学性能越好。但为了制作方便，不宜太多。否则，将发生“刺猬”现象，既增大成本，又难以确保制品质量。
上述五种组分的重量份数如下轻烧镁 100份氯化镁水溶液55～75份增强剂 25～50份集料5～40份劲材1～24份本发明的制备工艺是首先按照配方备料，并将集料和劲材掺拌均匀备用；其次把轻烧镁加入氯化镁水溶液中搅拌均匀，随即加入增强剂搅拌均匀，再加入已掺拌均匀的集料和劲材，并搅拌成混合均匀的浆料；最后把浆料浇注在特制的模具里，经压实、抹平、抹光，待固化成型后脱模、养护、修整、组装、涂饰即可。
本发明新型镁质复合材料可代木代钢、代石代塑、代铝合金制造各种用途的门窗、隔墙、板材、活动房、墙裙、楼梯扶手、墙地砖、吊顶、包装箱、路标、里程碑、护栏、桥梁、涵洞、粮库、支架、渡槽、家具、工艺品、雕塑等。
上述各种制品中，凡是受力构件，都设置涂有防锈漆的钢筋作骨架，其结构与钢筋混凝土相似；凡是非受力构件，特别是一些板状构件，都在其接近表面的内部设置一或几层玻璃丝网布以增加构件的韧性及其强度；凡是几个构件需要联结或组装在一起的，在浇注时预先设置供联结、组装和安装五金件用的金属预埋件。
用本新型镁质复合材料制作的门，在其门框和门扇内设置涂有防锈漆的钢筋作骨架，在门扇的内、外两块面板里各置一层玻璃丝网布。在两块面板的中间设置用轻质材料制成的芯材，以便减轻重量和提高隔热保温性能。在门框和门扇相对应的位置上预先设置供安装铰链、门锁等五金件用的金属预埋件。
用本新型镁质复合材料制作的窗，在其窗框和窗扇内设置涂有防锈漆的钢筋作骨架，并在相对应的地方设置供安装铰链等五金件用的金属预埋件。
用本新型镁质复合材料制作的地砖，在其内部靠近上、下两表面处，各设置一层玻璃丝网布，以便增加其强度和韧性。
分析本发明的上述技术方案，可以看出由于配方中无机及不燃材料占总重的90％以上，所以本发明具有耐火不燃的特点；由于配方中用聚丙烯酰胺乳液作增强剂、用玻璃纤维作为增强的劲材、同时在具体构件上又采取了涂有防锈漆的钢筋或玻璃丝网布作为进一步的增强措施，所以本发明具有高强度、坚固耐用；同时聚丙烯酰胺乳液还可使制品具有抗水、耐腐、耐磨、耐热、耐寒、不变形、不返卤、抗老化的性能；由于配方中大多数成分，特别是集料的容重小，所以本发明有质轻的优点；由于配方中使用了锯末和粉煤灰，它们的导热率低，因而使制品具有保温隔热的特点，同时锯末和粉煤灰都是工业废料，污染环境，所以不仅降低了成本，而且还有利于保护环境；由于本发明的配方只有五种组分构成，且各种制品均采用整体浇注一次成型，所以本发明具有制作方便的优点。
下面给出新型镁质复合材料经测试所达到的主要技术指标1.抗压强度47.0MPa。
2.抗折强度41.7MPa。
3.软化系数0.77。
4.干容重1.2g/Cm3。
5.吸水率0.15％。
6.抗蚀系数0.72，抗腐蚀性强。
7.抗冻融性强，抗压强度损失11％，质量损失4.8％。
8.防火性，不燃性材料，其制品的耐火极限78分钟980℃。
下面给出配方的实施例(以重量份数表示)配方1适用制作桥梁、涵洞。
轻烧镁100氯化镁水溶液(百分比浓度50％) 55集料 40劲材 24增强剂50配方2适于制作各种用途的门窗。
轻烧镁100氯化镁水溶液(百分比浓度40％) 68集料 25劲材 12增强剂37配方3适于制作家具、隔墙。
轻烧镁100
氯化镁水溶液(百分比浓度44％) 60集料 25劲材 10增强剂35配方4适于制作吊顶、宝丽板。
轻烧镁100氯化镁水溶液(百分比浓度34％) 75集料 5轻材 1增强剂25下面结合附图及实施例，对新型镁质复合材料制品的结构作进一步的说明
图1是用新型镁质复合材料制作的门结构图。
图2是用新型镁质复合材料制作的窗结构图。
图3题用新型镁质复合材料制作的地板砖结构图。
在图1至图3中所示的三种制品，都是用新型镁质复合材料(11)整体浇注一次而成的。
在图1中框1和扇2内设置了涂有防锈漆的主钢筋3和副钢筋4作骨架，在扇2内、外两块面板里各置了一层玻璃丝网布6，在框1和扇2相对应的位置上设置了供安装铰链和门锁7等五金件用的金属预埋件5，在扇的内部设置了芯材10，以便减轻门的重量。
在图2中框1和扇2内设置了涂有防锈漆的主钢筋3和副钢筋4作骨架，在框1和扇2相对应的位置上设置了供安装铰链等五金件用的金属预埋件5，8是玻璃。
在图3中，地砖9的上、下两面各置入了一层玻璃丝网布6。
权利要求
1.一种新型镁质复合材料，它包括轻烧镁和氯化镁，其特征在于它还包括增强剂、集料和劲材；其中，增强剂是浓度为25％的聚丙烯酰胺乳液；集料是粉煤灰与锯末的混合物，锯末与粉煤灰的重量比为1∶1.5；劲材是玻璃纤维或聚丙烯纤维，玻璃纤维的长度为20～40mm，聚丙烯纤维的长度为40～70mm。
2.根据权利要求1所述的新型镁质复合材料，其特征在于所说的轻烧镁、氯化镁、增强剂、集料和劲材的含量以重量份数计分别如下轻烧镁100氯化镁55～75增强剂25～50集料 5～40劲材 1～24
3.权利要求1所说的新型镁质复合材料的用途，其特征在于可用它来制造各种用途的门窗、隔墙、板材、活动房、墙裙、楼梯扶手、墙地砖、吊顶、路标、里程碑、护栏、桥梁、涵洞、包装箱、粮库、支架、渡槽、家具、工艺品、雕塑等，是理想的木、钢、石、塑、铝传统建筑材料的替代品；制造方法是用新型镁质复合浆料在特制的模具内一次整体浇注而成。
4.根据权利要求3所说的新型镁质复合材料制品，其特征在于对其中的受力构件，浇注时设置涂有防锈漆的钢筋作骨架；对其中的非受力构件，浇注时在其接近表面的内层设置玻璃丝网布以增加其强度；对其中需相互联结、组装的构件，浇注时设置供联结、组装用的金属预埋件。
5.根据权利要求4所说的新型镁质复合材料门，其特征在于在其框(1)和扇(2)内设置涂有防锈漆的主钢筋(3)和副钢筋(4)作骨架；在扇(2)的内、外两块面板里分别设置玻璃丝网布(6)；在置有玻璃丝网布(6)的两块面板中间是用轻质材料制成的芯材(10)；在框(1)和扇(2)上相互对应的地方设置供安装铰链和门锁(7)等五金件用的金属预埋件(5)。
6.根据权利要求4所说的新型镁质复合材料窗，其特征在于在框(1)和扇(2)内设置涂有防锈漆的主钢筋(3)和副钢筋(4)作骨架，在框(1)和扇(2)相对应的地方设置供安装铰链等五金件用的金属预埋件(5)。
7.根据权利要求4所说的新型镁质复合材料地砖，其特征在于在其靠近上、下两表面处，各设置一层玻璃丝网布。
全文摘要
本发明涉及一种用于建筑的无机化学复合材料。新型镁质复合材料配方包括轻烧镁、氯化镁、集料、劲材和增强剂。其中，集料为锯末与粉煤灰按1∶1.5重量比的混合物；劲材为长20～40mm玻璃纤维或长40～70mm聚丙烯纤维；增强剂为聚丙烯酰胺乳液。并按一定顺序制成浆料浇注在特制模具里固化成型。它有不燃耐火、防水防蛀、高强耐用、耐蚀耐寒、质轻价廉、不变形、不返卤、无毒无害、制作方便的优点，可替代木、钢、石、塑、铝制品。
文档编号C04B28/00GK1158827SQ9612235
公开日1997年9月10日 申请日期1996年11月18日 优先权日1996年11月18日
发明者赵凤楷 申请人:赵凤楷