[发明专利]一种复合板材及其制作方法

权利要求书

1.一种复合板材，其特征是：该板材包括：纤维编织网、短切纤维、精细混凝土和保温材料，具体如下： 

（1）、纤维编织网：采用高抗拉强度且耐腐性好地纤维编织而成，纤维有：碳纤维、芳纶纤维、耐碱玻璃纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维或聚乙烯纤维；采用一种纤维编织成网或者径向和纬向分别采用两种不同纤维编织成网；采用环氧树脂、固化剂、稀释剂固化编织网，所述的环氧树脂、固化剂、稀释剂的质量比为65～70：60～80：30～35，砂子采用硅砂； 

（2）、精细混凝土：混凝土粗骨料的最大粒径小于4mm；精细混凝土配比：52.5硅酸盐水泥500kg/m³，超细粉煤灰180kg/m³，硅粉40kg/m³，减水剂4.0kg/m³，粒径0～0.6mm的硅砂800kg/m³，粒径0.6～1.2mm的硅砂400kg/m³,水252kg/m³； 

（3）、保温材料为岩棉板、玻璃棉、水泥发泡板等无机材料； 

（4）、短切纤维：采用乙烯醇纤维、聚乙烯纤维、碳纤维、芳纶纤维、耐碱玻璃纤维、玄武岩纤维、聚丙烯纤维其中的一种或多种。取体积的0.5%—1.0%； 

（5）、本复合板采用喷射方式浇筑精细混凝土，由于高压作用，提高了精细混凝土的密实性，具有初凝块，早起强度发展快的特点，加强复合板材的界面连接性能，且对保温材料表面进行一定的粗糙处理。 

2.一种权利要求1所述的复合板材的制作方法，其特征是：制作板材的方法有连续浇筑方法和不连续浇筑方法： 

所述的连续浇筑方法的具体步骤如下： 

（1）、按设计计算出所需纤维编织网的总面积； 

（2）、根据设计板的尺寸和限裂要求，确定纤维编织网的网格尺寸和所需布置的层数； 

（3）、将环氧树脂、固化剂和稀释剂按65～70：60～80：30～35的比例混合搅拌，待其充分混合后，人工用刷子将拌合物均匀涂刷在纤维编织网的两表面涂，保证环氧树脂浸入到纤维粗纱中和浸渍的均匀性，最后将表面多余的拌合物刮掉；待纤维编织网表面均匀布满环氧树脂后，将细砂均匀涂在纤维编织网表面,待环氧树脂硬化后即可使用； 

（4）、支模，精细混凝土按配比：52.5硅酸盐水泥500kg/m³，超细粉煤灰180kg/m³，硅粉40kg/m³，减水剂4.0kg/m³，粒径0～0.6mm的硅砂800kg/m³，粒径0.6～1.2mm的硅砂400kg/m³,水252kg/m³搅拌，先将水泥、I级粉煤灰、硅灰和硅砂用搅拌机搅拌2分钟，搅拌均匀后加入水搅拌，然后加入减水剂，搅拌3分钟，最后加入体积比为0.5%-1.0%、长度为8mm-12mm的短切纤维，再搅拌4分钟； 

（5）、浇筑3-5mm厚的精细混凝土，用小型平板振动器振实抹平，铺设 第一层纤维编织网，拉直、放平并使纤维与边模尽量平行，再浇筑2-3mm厚的精细混凝土，铺设第二层纤维编织网； 

（6）、当铺设两层以上纤维编织网时，施工方法同步骤4； 

（7）、再浇筑2-3mm厚精细混凝土，铺设保温板，保温板表面粗糙处理，保证与混凝土充分接触； 

（8）、在保温板上再浇筑2-3mm厚精细混凝土，铺设纤维编织网，在纤维编织网上再浇筑2-3mm厚的精细混凝土，再铺设一层纤维编织网； 

（9）、当铺设两层以上编织网时，施工方法同步骤7； 

（10）、再浇筑外表面3-5mm厚混凝土层； 

（11）、24小时后拆模，在标准养护室中养护28天； 

所述的不连续浇筑方法包括二个部分： 

其中，第一部分的具体步骤如下： 

（1）、按设计计算出所需纤维编织网的总面积； 

（2）、根据设计板的尺寸和限裂要求，确定纤维编织网的网格尺寸和所需布置的层数； 

（3）、将环氧树脂、固化剂和稀释剂按65～70：60～80：30～35的比例混合搅拌，待其充分混合后，人工用刷子将拌合物均匀涂刷在纤维编织网的两表面涂，保证环氧树脂浸入到纤维粗纱中和浸渍的均匀性，最后将表面多余的拌合物刮掉；待纤维编织网表面均匀布满环氧树脂后，将细砂均匀涂在纤维编织网表面,待环氧树脂硬化后即可使用； 

（4）、支模，精细混凝土按配比：52.5硅酸盐水泥500kg/m³，超细粉煤灰180kg/m³，硅粉40kg/m³，减水剂4.0kg/m³，粒径0～0.6mm的硅砂800kg/m³，粒径0.6～1.2mm的硅砂400kg/m³,水252kg/m³搅拌，先将水泥、I级粉煤灰、硅灰和硅砂用搅拌机搅拌2分钟，搅拌均匀后加入水搅拌，然后加入减水剂，搅拌3分钟，最后加入体积比为0.5%-1.0%、长度为8mm-12mm的短切纤维，再搅拌4分钟； 

（5）、浇筑TRC板，浇筑3-5mm厚的精细混凝土，用小型平板振动器振实抹平，铺设第一层纤维编织网，拉直、放平并使纤维与边模尽量平行，再浇筑2-3mm厚的精细混凝土，铺设第二层纤维编织网； 

（6）、当铺设两层以上编织网时，施工方法同步骤3； 

（7）、浇筑3-5mm精细混凝土，形成TRC板； 

（8）、24小时后拆模； 

第二部分的具体步骤如下： 

（1）、将保温板两面用水湿润，进行粗糙处理，把搅拌好的精细混凝土喷射到保温板和TRC的表面；再把做好的TRC板贴到保温板的两侧。 

3.复合板材设计方法 

本复合板材的承载能力依赖于板各层的厚度，板材总高度，和核心材料的刚度。纤维混凝土层不仅承受界面力，而且承受弯曲和剪切荷载。弯曲力、剪切力和界面力的量值根据复合材料的弹性理论确定。复合板材根据承受风载和温度荷载的发展模型进行设计，并且满足正常使用状态下的变形限制。在进行设计时基于以下的假设： 

(1)变形可以分为弯曲变形和剪切变形。 

(2)核心材料和表面材料为各向同性。 

(3)核心材料处没有正应力，其剪应力为恒定。 

(4)核心材料在横断面上的刚度足以控制层间裂缝。 

设计计算过程中，忽略保温材料的受力作用，忽略非受力纤维的影响，忽略夹芯板材的滑移变形。 

根据截面平衡方程：f_tA_t=f_cbh_c

f_t——为纤维网的抗拉强度 

f_c——为精细混凝土的抗压强度 

b——为截面宽度 

h_c——为精细混凝土受压区有效高度 

A_t——为所需纤维束的面积 

h₀——复合板材的有效高度。