專利名稱：碳纖維蒸壓加氣混凝土板及應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用碳纖維作為加強組成部分，采用蒸壓加氣混凝土作為 建筑用預制板及其作為樓板、屋面板的應用。
背景技術：
現(xiàn)有的預制板材比重比較大，造成樓體重量偏大，基礎成本過高。加氣混 凝土比重比較小，但其強度不好，無法作為承重部件使用。并且許多年以來， 人們習慣采用鋼筋作為抗拉部件，由于加氣混凝土的主要成分之一是石灰，鋼 筋埋在這種加氣混凝土中，很快就被腐蝕變脆，在環(huán)境載荷的波動下，結(jié)構(gòu)件 易于產(chǎn)生疲勞效應，材料老化、由此產(chǎn)生損傷積累，抗力衰減，導致突發(fā)事故。 這是對建筑物壽命的重大威脅。而且目前來講，對于其內(nèi)部損傷程度一直無法 進行監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種輕體的高強度預制板，該預制板不但耐腐蝕性能 好，還能及時進行監(jiān)測。
上述的目的通過以下的技術方案實現(xiàn)
碳纖維蒸壓加氣混凝土板，其組成包括建筑用混凝土結(jié)構(gòu)板，所述的混 凝土為蒸壓加氣混凝土，所述的結(jié)構(gòu)板的混凝土中分布有碳纖維。
上述的碳纖維蒸壓加氣混凝土板，所述的碳纖維是纖維長度3-10毫米的
PAN基碳纖維增強水泥基復合材料，碳纖維復合的加入量為總重的0.74-3%， 表面活性劑加入量為總重的0.5-1%。
上述的碳纖維蒸壓加氣混凝土板，所述的表面活性劑為活硅灰和/或磨細高 爐礦渣和/或甲基纖維素和/或羧甲基纖維素，所述的混凝土所用的水泥為最大顆
粒直徑小于45微微米的細磨硅酸鹽水泥，所述的水泥配方中的中的細集料為硅 砂或粉煤灰或火山微珠或其復合物，其最大直徑不大于0.2毫米。
一種上述的含有碳纖維的蒸壓加氣混凝土板在作為樓板、屋面板方面的應用。上述的含有碳纖維的蒸壓加氣混凝土板在作為混凝土應力溫度檢測方面的 應用。
這個技術方案有以下有益效果
1. 由于蒸壓加氣混凝土的密度是普通傳統(tǒng)混凝土的1/5，本發(fā)明采用加 氣混凝土作為樓板、屋面板等強度構(gòu)件或者墻體構(gòu)件，可以極大地減 輕建筑物的整體重量，減輕地基基礎和低樓層壓力，降低建筑成本。
2. 本發(fā)明中在采用輕質(zhì)材料的同時，采用高強的碳纖維作為強度構(gòu)件， 碳纖維加入0.74%以上就可以滿足正常的建筑結(jié)構(gòu)的功能要求，保證 結(jié)構(gòu)的安全。
3. 我國目前正在推高新的輕體材料，降低墻體重量、提高保溫程度、提 高隔音程度是重要的指標，本發(fā)明采用加氣混凝土作為不同樓層之間 的樓板或/和墻板，可以大幅度的提高樓體各戶之間的隔熱板保溫性 能，這對于目前根據(jù)用戶需要設定個性化的室內(nèi)溫度，保證各自購買 的熱量不流失，具有顯著的技術推進作用。
4. 本發(fā)明采用碳纖維替代傳統(tǒng)的鋼筋，可以消除加氣混凝土對鋼筋的降 解和劣化作用，混凝土從根本上解決了強度材料的耐腐蝕問題，降低 建筑成本，提高的建筑物的使用壽命。
5. 采用預制構(gòu)件方式，混凝土的凝結(jié)過程和質(zhì)量檢測在工廠完成，能及 時剔出有問題的構(gòu)件，并可以根據(jù)要求制成各種需要的形狀，現(xiàn)場直 接進行安裝施工速度快，質(zhì)量能夠得到保證，建筑施工現(xiàn)場沒有混凝 土的濕澆作業(yè)，減少了對環(huán)境的粉塵和噪聲污染。
6. 本發(fā)明采用碳纖維與加氣混凝土結(jié)合制成的構(gòu)件，不但具有高強度、 高彈性、高度的耐腐蝕性能，提高了建筑構(gòu)件的強度和韌性，經(jīng)檢測 含有碳纖維的加氣混凝土具有顯著的振動阻尼特性，可以較好的吸收 振動波，使得防地震能力和抗彎強度提高幾十倍。
7. 由于碳纖維是一種高強度、高彈性、導電性能良好的構(gòu)件，本發(fā)明采 用碳纖維與加氣混凝土結(jié)合制成的構(gòu)件，在物理性能方面尤其是在電
學性能方面具有良好的表現(xiàn)，通過設置在建筑物上的傳感器，可以通 過電信號清楚地反映受力情況和內(nèi)部的損傷程度，客觀真實的了解和監(jiān)控建筑的健康安全程度，以便發(fā)現(xiàn)問題及時進行補救。解決了對建 筑物質(zhì)量無法進行跟蹤監(jiān)控問題。
8. 本發(fā)明通過加氣混凝土和碳纖維的結(jié)合，解決了長期以來存在的建筑 墻體重量較大，分戶保溫隔音程度不好、以及建筑物中強度構(gòu)件的耐 腐蝕和腐蝕程度監(jiān)測問題，糾正了加氣混凝土只能做非承重構(gòu)件的傳 統(tǒng)偏見，實現(xiàn)了建筑樓體材料的重大改革，具有廣泛的市場前景。
9. 本發(fā)明中將一定尺寸和形狀的碳纖維按照本發(fā)明的特定比例加入到 水泥中，不但顯著地改善了水泥的強度和彈性，而且賦予水泥自感應 能力，使其能夠感應應變、應力和因操作程度導致的內(nèi)部特性，因為 實驗證明，水泥基復合材料的電阻變化與其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)變化具有對應 關系。就是說在構(gòu)件受力的彈性階段中，其電阻變化隨內(nèi)部應力線形 增加，當接近構(gòu)件的極限載荷時，電阻逐漸增大，預示構(gòu)件即將破壞。 而基準水泥及的材料導電性能幾乎無變化，直到臨近破壞時，電阻變 化率劇烈增大。這反映了不同混凝土內(nèi)部的應力--應變關系。根據(jù)含 有碳纖維混凝土的這一特性，通過測試碳纖維混凝土的工作狀態(tài)，可 以實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的在線檢測。在加入碳纖維的加氣混凝土中， 混凝土本身就是傳感器，可以對混凝土內(nèi)部的拉、壓、彎、靜載荷和 動載荷等外因作用下的彈性變形和塑性變形以及損傷開裂進行監(jiān)控。 實驗還證明，在水泥中加入本發(fā)明給出量的碳纖維，使得含碳纖維水 泥可以做為應變傳感器，并且它的領敏度高于一般的電阻應變片，并 且在疲勞實驗中證實，無論拉伸或者壓縮的情況下，氣體即導電率會 發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的降低。此外，含碳纖維的混凝土不單有壓敏性還有溫 敏性，即隨著溫度變化發(fā)生電阻的變化，其內(nèi)部溫差會產(chǎn)生電位差的 熱電性，實驗證明，在最高溫度為7(TC，最大溫差在15'C的范圍內(nèi)， 溫差電動勢與溫差之間具有良好穩(wěn)定的線性關系，當碳纖維的加入量 達到一定本發(fā)明給出的范圍，即在臨界值附近時，其溫差電動勢具有 極大值，敏感性較高，因此可以利用這種材料對建筑物內(nèi)部和周圍環(huán) 境變化進行實時監(jiān)測，也可以實現(xiàn)對大體積混凝土的溫度自身監(jiān)控， 以及用于熱敏元件或火警報警、火警預警等具有智能要求的混凝土中。
10.本發(fā)明提供了輕體的蒸壓加氣混凝土的預制板作為樓板、屋面板等建
筑用結(jié)構(gòu)件的技術方案，這種輕體樓板中通過碳纖維與加氣混凝土的 結(jié)合的技術方案，實現(xiàn)了減輕重量、提高保溫和隔音效果、耐腐蝕以 期延長壽命、進行安全監(jiān)測、可以在快捷、環(huán)保的條件進行現(xiàn)場施工 等效果，具有顯著的技術進步。


附圖l是本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明的
具體實施例方式
實施例l:
碳纖維蒸壓加氣混凝土板，其組成包括建筑用混凝土結(jié)構(gòu)板，所述的混 凝土為蒸壓加氣混凝土 1，所述的結(jié)構(gòu)板的混凝土中分布有碳纖維2。
所述的碳纖維是纖維長度3-10毫米范圍的PAN基碳纖維增強水泥基復合 材料，碳纖維復合的加入量為總重的0.74-3%,例如1%、 1.5%、 2%、 2.5%表 面活性劑的加入量為總重的0.5-1%。
實施例1所述的碳纖維蒸壓加氣混凝土板，所述的表面活性劑為活硅灰和/ 或磨細高爐礦渣和/或甲基纖維素和/或羧甲基纖維素，各成分之間可以采用現(xiàn)有 技術的配比，所述的混凝土所用的水泥為最大顆粒直徑小于45微微米的細磨硅 酸鹽水泥，所述的水泥配方中的中的細集料為硅砂或粉煤灰或火山微珠或其復 合物，各成分之間可以采用現(xiàn)有技術的配比，其最大直徑不大于0.2毫米。
一種上述的含有碳纖維的蒸壓加氣混凝土板在作為樓板、屋面板、墻體板 方面的應用。 實施例4:
上述的含有碳纖維的蒸壓加氣混凝土板在作為混凝土應力溫度檢測方面的 應用
權(quán)利要求
1.一種碳纖維蒸壓加氣混凝土板，其組成包括建筑用混凝土結(jié)構(gòu)板，其特征是所述的混凝土為蒸壓加氣混凝土，所述的結(jié)構(gòu)板的混凝土中分布有碳纖維。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維蒸壓加氣混凝土板，其特征是所述的碳 纖維是纖維長度3-10毫米的PAN基碳纖維增強水泥基復合材料，碳纖維復合 的加入量為總重的0.74-3%，表面活性劑加入量為總重的0.5-1%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳纖維蒸壓加氣混凝土板，其特征是所述的表面活性劑為活硅灰和/或磨細高爐礦渣和/或甲基纖維素和/或羧甲基纖維素，所述的混凝土所用的水泥為最大顆粒直徑小于45微微米的細磨硅酸鹽水泥，所述 的水泥配方中的中的細集料為硅砂或粉煤灰或火山微珠或其復合物，其最大直 徑不大于0.2毫米。
4. 一種上述的含有碳纖維的蒸壓加氣混凝土板在作為樓板、屋面板方面的應用。
5. —種上述的含有碳纖維的蒸壓加氣混凝土板在作為混凝土應力溫度檢測 方面的應用。
全文摘要
碳纖維蒸壓加氣混凝土板及應用?，F(xiàn)有的預制板材比重比較大，造成樓體重量偏大，基礎成本過高。加氣混凝土比重比較小，但其強度不好，無法作為承重部件使用。本發(fā)明的產(chǎn)品組成包括建筑用混凝土結(jié)構(gòu)板1，所述的混凝土為蒸壓加氣混凝土，所述的結(jié)構(gòu)板的混凝土中分布有碳纖維2。本產(chǎn)品用作建筑用的預制構(gòu)件，如樓板、屋面板、墻體板等等。
文檔編號E04C1/40GK101294430SQ20071007215
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月29日
發(fā)明者宋昌永, 郭振東, 陳月明 申請人:哈爾濱工業(yè)大學空間鋼結(jié)構(gòu)幕墻有限公司