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| 发布时间:2015-05-25 15:36:04 浏览次数:1554次 |
GRC或称GFRC是英文Glass Fibre Reinforced Cement(Concrete)的缩写,中文名为玻璃纤维加强水泥(混凝土)制品。GRC作为一种装饰性材料,从上世纪70年代初期首先在美国开始应用,到如今在装饰性工程建设中越来越占有重要地位,被广泛应用于建筑外墙装饰、室内装饰、园林景观及仿真工艺等诸多方面。
目前,国内GRC行业正在蓬勃发展,许多厂家相继建立,笔者通过在不同GRC生产厂家的参观学习中了解到国内许多生产厂家在GRC的生产设备、测试设备以及材料选用的诸多方面都存在不足,因此本文对GRC生产工艺中应用最广泛的喷浆法工艺在材料选用、设备以及生产过程等方面做一些经验探讨。
1材料选用
GRC产品的材料包括水泥、砂、玻璃纤维、水、颜料以及各种外加剂。
1.1水泥
水泥的选用没有什么特别,凡符合国家标准GB-175的普通硅酸盐水泥以及建材行业标准JC-714的快硬硫铝酸盐水泥都可以使用。值得一提的是,根据国内GRC制品行业标准JC-T940-2004中4.2条的要求,在使用硅酸盐水泥时,必须掺入能吸收Ca(OH)2的消碱性材料或掺入丙烯酸乳液,但国际GRC协会的行业标准对此却没有明确要求。如果做有颜色的GRC产品,那么要选用白色水泥,选用的白色水泥性能要比较稳定,以免生产的产品出现色差。
1.2砂
砂的选用有严格规定,具体可参考JC-T940-2004中4.3条的规定。相对于国际GRC协会的行业标准来说,JC-T940-2004标准中对砂的含水量、硅石成分含量以及烧失量没有明确要求。对生产白色或需加颜料的GRC产品,则需用白色石英砂代替普通砂。
1.3玻璃纤维
玻璃纤维是GRC产品的主要组成成分,它在GRC产品中的含量占GRC质量的4%—5%,是整个产品强度构成的核心成分,因此,它的好坏是关系到GRC产品耐久性的关键。玻璃纤维要维持自身的强度长期不变,其抗碱性能十分重要。早期的GRC产品不能得到广泛推广就是因为玻璃纤维的抗碱性能达不到标准,导致玻璃纤维在水泥产品中逐步变脆从而使产品失去强度。玻璃纤维抗碱性能的好坏直接体现是其二氧化锆(ZrO2)的含量,二氧化锆(ZrO2)含量越高,其抗碱性能也就越好。
目前国内行业规范JC-T940-2004中对使用硅酸盐水泥的GRC产品,要求其玻璃纤维中二氧化锆(ZrO2)的含量不小于16%,这个要求其实并不高,相比国际GRC协会规范最低19%的含量来说低了3个百分点。之所以这样,我想是因为考虑到目前国内玻璃纤维生产水平的状况而定的,这也就不难解释为什么国内规范中要求在使用硅酸盐水泥时,必须掺入能吸收Ca(OH)2的消碱性材料这样的规定了。综上所述,GRC厂家如果要生产品质好的GRC产品,在选择玻璃纤维时要求生产厂家提供其二氧化锆(ZrO2)的含量证明是很有必要的。
图1所示是玻璃纤维的二氧化锆(ZrO2)含量与其质量损失的关系。
1.4水
水的选用一般用同搅拌混凝土相同标准的水即可,通常用的就是自来水。
1.5颜料
颜料是决定有色GRC产品外观颜色耐久性和稳定性的关键,其选用也相当重要。根据我们的经验,选用氧化铁颜料是比较好的,因为氧化颜料具有以下优异的物理和化学性能。
1)耐碱:氧化铁颜料在水泥、石灰等建筑材料中都非常稳定,并对水泥制品的风化不起作用,也不影响其强度。
2)耐酸:对一般弱酸、稀酸具有一定的稳定性。GRC产品表面处理时经常会用到稀盐酸对表面进行酸面处理,以达到某种要求的效果,因此,氧化铁颜料的耐酸性能很有效的满足了GRC产品表面酸处理是对颜色造成的不利影响。
3)耐光耐候:氧化铁颜料具有极佳的耐光耐候性能。GRC产品大多是用于外墙装饰,因此此性能保证了GRC产品外观颜色的耐久性。
1.6外加剂
GRC产品的外加剂有许多中,作用不一。有改善施工性能、有增加产品早期强度、有降低水泥碱性等等,生产时根据需要选用,并无定式。但值得注意的是,如果GRC产品中有钢筋或其它用于固定产品的预埋镀锌铁件,则应注意不要使用含氯化钙成分的外加剂,以免加速预埋件的腐蚀。
图1玻璃纤维的抗碱性与其ZrO2的含量的关系
2设备
GRC喷浆法生产工艺中的生产设备相对来说比较简单,主要包括:喷浆机、搅拌机、电子称、弹簧状滚筒和手持泥铲等,其它辅助设备包括空气压缩机、外加剂定量仪等。其主要设备工作关系如图2所示。
图2
2.1喷浆机
喷浆机是GRC生产的最主要设备,主要由料斗、控制箱、导臂和喷枪组成,其中又属喷抢最为主要和复杂,它是决定一台喷浆机好坏的关键。因此,如何选用喷浆机主要就是如何选用喷枪。喷浆机和喷枪如图3和图4所示。
图3图4
2.2搅拌机
搅拌机宜选用高剪搅拌设备,因为高剪搅拌能在较短的时间内使物料得到充分混合,从而缩短搅拌时间,提高工作效率。搅拌机如图5所示。
2.3电子称
电子称的选用没有特别要求,准备两台即可。一台最小称量50kg,精度±50g,用于称量搅拌料;另一台最小称量500g,精度±1g,用于袋试验石称量玻璃纤维。
2.4弹簧状滚筒
喷浆法施工的GRC产品不同于混凝土产品,不能振捣只能压实。弹簧状滚筒是GRC产品的压实工具,有不同大小,用于不同场合。如图6所示。
图5 图6
2.5其它工具
手持泥产工具用于将多余GRC浆料从产品中移除或在需要加厚的实心部位填料等。至于其它辅助设备就不在此一一举明。
3生产过程
GRC产品的生产过程可分为以下几个步骤:①配比设计→②模具准备→③设备检查及工具准备→④喷料搅拌→⑤喷浆机校准→⑥喷浆生产→⑦脱模、养护等几个步骤。各步骤环环相扣,互为依托,缺一不可。
3.1配比设计
GRC的配比设计是GRC生产的先决条件,可依照产品设计强度要求按规范JC-T940-2004中所推荐的配合比进行调试,也可参照国际GRC协会规范中推荐的配合比进行,两者的差别很小,只是国际GRC协会的配比设计中以GRC产品的抗弯极限强度大小分成了三个等级。表1和表2是国际GRC协会所推荐的配合比设计,仅供参考。
表1
表2
其中“P”表示在GRC的配合比中加入丙烯酸乳合剂。
3.2模具准备
GRC的生产模具形式各异,根据产品的数量多少、形状复杂程度、表面要求效果以及生产成本等可以使用木模、钢模,GRC模、玻璃钢模和硅胶模等,最主要是模具要满足尺寸正确、精度符合要求、结构牢固。
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