泡水可弯曲定型石膏基板及其制备方法以及制作异形建筑的应用方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体为泡水可弯曲定型石膏基板及其制备方法以及制作异形建筑的应用方法。

背景技术

装饰石膏板是以建筑石膏为主要原料，掺加少量纤维材料制成的板材，如石膏印花板、穿孔吊顶板、石膏浮雕吊顶板以及纸面石膏饰面装饰板等。石膏板具有轻质、防火、防潮、易加工和安装简单等特点。

现有的石膏板多为平面的硬直板，并且，现有石膏板在泡水后会出现溃散和强度降低的情况，由于石膏板自身的溃散，导致石膏板被干燥后也无法恢复至原来的状态，导致泡水再干燥的石膏板无法满足使用要求。

另外，由于现有的石膏板多为平面的硬直板，针对部分曲面造型的建筑时，会采用硅胶、木板或钢板事先制作出与该建筑相同的模具，再将配比形成的石膏板浆料倒入模具中，等石膏固化且脱模后，便形成具有对应曲面的建筑。若曲面建筑的体积较大，则需要将曲面造型分割为多个模具再进行组装，在多个曲面造型相互组装后再安装在建筑墙体时，由于现场安装环境复杂，无法保证每个曲面造型受力均匀地安装在建筑墙体上，相邻的且受力不均的两个曲面造型之间会存在挤压力，容易导致曲面造型出现扭曲变形或开裂的问题。

再者，由于现有的石膏板浆料的主要成分为石膏，其密度较高，其重量较大，因此，多个曲面建筑组装安装后，过大的重量会进一步增大相邻两个曲面造型的挤压力，导致曲面建筑出现扭曲变形的问题，严重的还会导致大块石膏脱落，存在安全隐患。

发明内容

本发明的一个优势在于提供泡水可弯曲定型石膏基板，其中纸浆能够增加石膏基板的柔韧性，玻璃纤维能够增加石膏基板的连接力，使得石膏基板在泡水后不会断裂，能够弯曲定型。

本发明的一个优势在于提供泡水可弯曲定型石膏基板，其中玻璃纤维的单丝直径10～20μm，在重量一定的情况下，玻璃纤维的直径越小，能够形成更多的玻璃纤维，更好地增加石膏基板的连接力。

本发明的一个优势在于提供泡水可弯曲定型石膏基板的制备方法，在形成预定大小的板材后，会对石膏基板实施至少两次干燥，能够得到更少含水率的石膏基板。

本发明的一个优势在于提供泡水可弯曲定型石膏基板制作异形建筑的应用方法，借助泡水可弯曲定型石膏基板包覆在钢结构和骨架外部，能够避免现有预铸式石膏的繁琐制作工艺。

为达到本发明以上至少一个优势，本发明提供泡水可弯曲定型石膏基板，适于在泡水后能够弯曲，所述泡水可弯曲定型石膏基板包括以下重量占比的组分：

40％～50％石膏基粉；

25％～35％韧性材料；

3％～5％的玻璃纤维；和

20％～24％辅助连接材料。。

根据本发明一实施例，所述韧性材料被实施为纸浆，所述辅助连接材料包括重量占比4％～6％增强剂、4％～6％硅油、4％～6％防潮剂和4％～6％减水剂。

根据本发明一实施例，所述石膏基粉具体被实施为高强度石膏粉，高强度石膏粉的细度在100～120目。

根据本发明一实施例，所述玻璃纤维单丝直径在10～20μm，其中玻璃纤维线密度为0.8～1.2tex。

根据本发明一实施例，所述纸浆的打浆度具体被实施为18～24°SR。

根据本发明一实施例，所述纸浆的粘度被实施为18～22mPa·s。

为达到本发明以上至少一优势，本发明提供如上述任一实施例所述泡水可弯曲定型石膏基板的制备方法，包括以下步骤：

步骤S100，搅拌混合石膏基粉、玻璃纤维、韧性材料和辅助连接材料，得到预制物料；

步骤S200，向制得的预制物料中添加水并搅拌，得到石膏浆液；和

步骤S300，辊压石膏浆液形成预定大小的板材并干燥，得到石膏基板。

为达到本发明以上至少一优势，本发明提供泡水可弯曲定型石膏基板制作异形建筑的应用方法，包括以下步骤：

步骤A100，构造异形建筑的三维模型；

步骤A200，根据三维模型构造钢结构以及骨架；和

步骤A300，浸湿如上述任一实施例所述石膏基板，并将浸湿后的石膏基板包覆在所述骨架，从而构造成所述异形建筑。

根据本发明一实施例，在所述步骤A300中，包覆在所述骨架的所述石膏基板的层数至少为两层。

根据本发明一实施例，在所述步骤A200构造钢结构和骨架之前，测绘施工现场并形成房屋墙体三维模型，结合异形建筑三维模型和房屋墙体三维模型，并校核结合后三维模型是否存在不合理的部位，并形成校核后的异形建筑三维模型，以根据校核后的异形建筑三维模型构造钢结构和骨架。

附图说明

图1示出了本发明所述泡水可弯曲定型石膏基板的生产流程图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参考图1，依本发明一较佳实施例的泡水可弯曲定型石膏基板将在以下被详细地阐述。所述泡水可弯曲定型石膏基板在泡水后能够弯曲，且在石膏基板干燥后能够保持被弯曲后的形状。

所述泡水可弯曲定型石膏基板包括石膏基粉、韧性材料、玻璃纤维和辅助连接材料。以所述石膏基板的重量为例，其中所述石膏基粉的重量占比在40％～50％，所述韧性材料的重量占比在25％～35％，其中玻璃纤维的重量占比在3％～5％，其中所述辅助连接材料的重量占比在20％～24％。

所述韧性材料具体被实施为纸浆，所述辅助连接材料具体被实施为4％～6％增强剂、4％～6％硅油、4％～6％防潮剂和4％～6％减水剂，其中所述增强剂被实施为重量占比4％～6％的陶瓷纤维。

在所述石膏基粉中添加纸浆、玻璃纤维和陶瓷纤维，其中纸浆能够提高石膏基板在泡水后整体的紧密度，使得石膏基板在泡水后其内部不会发生溃散，并且，所述石膏基板具备可塑性，能够在外力作用下发生变形；其中玻璃纤维能够增强石膏基板内部的连接性，玻璃纤维能够将石膏基板中的纸浆和石膏基粉连接在一起，所述玻璃纤维的直径较小，且所述玻璃纤维的韧性较高，所述玻璃纤维与所述纸浆和所述石膏基粉混合在一起，所述玻璃纤维能够将石膏基粉和纸浆连接在一起，从而增加所述石膏基板内部的连接性，在所述石膏基板处于泡水状态下，并被外力弯曲时，所述玻璃纤维与所述石膏基粉和所述纸浆不会分离，使得所述石膏基板不会发生断裂；其中陶瓷纤维在石膏基板中起到增强硬度的作用，当石膏基板被再次干燥后，石膏基板能够恢复至具有原始硬度的状态。

本发明一实施例1：

所述泡水可弯曲定型石膏基板的重量百分比如下，石膏基粉40％、纸浆35％、玻璃纤维粉剂5％、陶瓷纤维3％、硅油3％以及加工助剂(增强剂、减水剂、防潮剂)14％。将上述重量百分比的材料均匀混合，再添加水搅拌形成石膏浆液，再将石膏浆液辊压为预定大小的板材并干燥，最终得到所述泡水可弯曲定型石膏基板。

以上述重量百分比的原材料制成的石膏基板，该石膏基板的检测数据如下，在未泡水的情况下，其纵向最大弯曲曲率半径为R600mm，其横向最大弯曲曲率半径为R800mm。当该石膏基板泡水后，该石膏基板纵向最大弯曲曲率半径为R150mm，横向最大弯曲曲率半径为R250mm。

本发明一实施例2：

提供如下重量百分比的原材料：所述石膏基粉45％、所述纸浆30％、所述玻璃纤维粉剂5％、所述陶瓷纤维3％、所述硅油3％以及所述加工助剂(所述加工助剂包括增强剂、减水剂和防潮剂)14％。将上述重量百分比的材料均匀混合，再添加水搅拌形成石膏浆液，再将石膏浆液辊压为预定大小的板材并干燥，最终得到所述泡水可弯曲定型石膏基板。

以上述重量百分比的原材料制成的石膏基板，该石膏基板的检测数据如下，在未泡水的情况下，其纵向最大弯曲曲率半径为R800mm，其横向最大弯曲曲率半径为R1200mm。当该石膏基板泡水后，该石膏基板纵向最大弯曲曲率半径为R600mm，横向最大弯曲曲率半径为R800mm。

本发明一实施例3：

提供如下重量百分比的原材料：所述石膏基粉50％、所述纸浆25％、所述玻璃纤维粉剂5％、所述陶瓷纤维3％、所述硅油3％以及所述加工助剂(所述加工助剂包括增强剂、减水剂和防潮剂)14％。将上述重量百分比的材料均匀混合，再添加水搅拌形成石膏浆液，再将石膏浆液辊压为预定大小的板材并干燥，最终得到所述泡水可弯曲定型石膏基板。

以上述重量百分比的原材料制成的石膏基板，该石膏基板的检测数据如下，在未泡水的情况下，其纵向最大弯曲曲率半径为R1900mm，其横向最大弯曲曲率半径为R2600mm。当该石膏基板泡水后，该石膏基板纵向最大弯曲曲率半径为R1400mm，横向最大弯曲曲率半径为R1800mm。

如表1所示，表1记载了上述各个实施例中主要成分的变化。

表1

由上述三个实施例可以得出：在所述石膏基板中添加的所述纸浆的比例越大(纸浆的重量占比范围在25％～35％)，所述石膏基板的韧性越强；在所述石膏基板中添加的所述玻璃纤维粉剂的比例越大(玻璃纤维的重量占比范围在3％～5％)，所述石膏基板内部连接的紧密度越高；在所述石膏基板中添加的所述陶瓷纤维的比例越大(陶瓷纤维的重量占比范围在3％～5％)，所述石膏基板的表面强度越高。

本发明额外增加一对比例，并提供以下重量占比的建筑石膏粉53％、改性淀粉5％、促凝剂10％、玻璃纤维7％、发泡剂13％和水泥7％。上述原材料为市面上普通石膏板的配合，按照上述原材料制得的石膏板，该石膏板的检测数据如下，在未泡水的情况下，石膏板最大弯曲半径为14500mm；在泡水的情况下，石膏板最大弯曲半径为9500mm。根据上述数据可以得出，现有石膏板在泡水或未泡水状态下几乎是无法弯曲。如表2所示，表2示出了上述各个实施例和现有石膏板在不同状态下的弯曲曲率半径。

表2

具体的，所述纸浆的打浆度(叩解度)具体被实施为18～24°SR，所述纸浆的打浆度反映了纸浆内部纤维被切断、分裂、润胀和水化等磨浆作用的效果。

所述纸浆的粘度具体被实施为18～22mPa·s(压力和时间的乘积)，纸浆粘度能够反映纸浆中纤维素分子链的平均长度,亦即反映纸浆纤维素的平均聚合度。所述纸浆在该粘度和该打浆度的状态下，能够连接固化后的石膏基粉，保证石膏基粉在被水固化后形成具有韧性的石膏基板。

优选地，所述纸浆的白度为89％和尘埃为2个/mm

所述石膏基粉具体为高强度石膏粉，高强度石膏粉的细度在100～120目。在该目数下的高强度石膏粉较为细腻，高强度石膏的比表面积较大，与水的接触面积大，在与水结合后能够充分反应，能够形成强度更高的石膏基板。

所述玻璃纤维单丝直径在10～20μm，其中玻璃纤维线密度0.8～1.2tex＝g/L*1200(其中g为玻璃纤维的重量，单位为克，其中L为玻璃纤维的长度，单位为米)，优选地，所述玻璃纤维线密度为1tex。所述玻璃纤维重量一定的情况下，所述玻璃纤维的直径越小，所述玻璃纤维的数量越多，所述玻璃纤维分布在所述石膏基板中的密度更大。在所述石膏基板被干燥定型后，所述玻璃纤维能够将石膏基板中的纸浆以及高强度石膏粉连接在一起，增大所述石膏基板的弯曲率半径。

本发明还提供泡水可弯曲定型石膏基板的制备方法，包括以下步骤：

S100，搅拌混合石膏基粉玻璃纤维、韧性材料和辅助连接材料，得到预制物料；

S200，向制得的预制物料中添加水并搅拌，得到石膏浆液；

S300，辊压石膏浆液形成预定大小的板材并干燥，得到石膏基板。

优选地，所述步骤S300中干燥石膏浆液时会对石膏浆液实施至少两次干燥，以使干燥后的所述石膏基板的含水率≤2％。具体地，在石膏浆液形成预定大小的板材后，将其运输至干燥房中干燥24小时，再对干燥后的板材进行检验，查看板材是否出现龟裂，待板材检测完成后，再次将板材运输至干燥房中干燥24小时，从而完成板材的干燥。经过二次干燥后的石膏板材其含水率更低。

如图1所示，图1示出了固体添加料(高强度石膏粉、纸浆、玻璃纤维粉和增强剂(陶瓷纤维))和液体添加料(硅油、防潮剂和减水剂)的存放位置，在混合所有物料时，将其放入管道搅拌装置内，并同步添加水进行混合形成石膏浆液，再对石膏浆液辊压成型，然后再对成型后的板材实施第一次干燥，干燥完成后在实施二次干燥，从而形成石膏基板，再对石膏基板进行切边处理，去除石膏基板周围的毛刺，最后堆砌包装。

本发明还提供泡水可弯曲定型石膏基板制作异形建筑的应用方法，包括以下步骤：

A100，构造异形建筑的三维模型；

A200，根据三维模型构造钢结构以及骨架；

A300，浸湿所述石膏基板，并将浸湿后的石膏基板包覆在钢结构和骨架外部，从而构造成所述异形建筑。

优选地，在所述步骤A200中，会根据三维模型的异形部位对钢结构以及骨架进行划分，并在所述骨架上形成便于所述石膏基板安装的基面，便于后续所述石膏基板固定在所述骨架。

优选地，在所述步骤A300中，包覆在所述骨架的所述石膏基板的层数至少为两层。具体地，浇水浸泡所述石膏基板5分钟后，再将所述石膏基板覆盖在所述骨架上，并对所述石膏基板进行按压，再以打钉的方式将所述石膏基板固定于所述骨架，待一层所述石膏基板完全固定在所述骨架后，再将一层石膏基板覆盖在已经固定好的所述石膏基板上，并再以打钉的方式将石膏基板固定。在固定第二层石膏基板时，会在两层石膏基板之间涂覆白乳胶，并且第二层石膏基板错缝盖合在第一层石膏基板上，以使石膏基板安装在骨架后不会出现变形、开裂或扭曲的情况，能够良好地呈现出原先设计的所述异形建筑。所述异形建筑由所述泡水可弯曲定型石膏基板铺覆在所述骨架上而成，能够避免现有预铸式石膏的繁琐制作工艺，以简单稳定的方式建设异形建筑。

由于所述异形建筑由所述钢结构、所述骨架和所述石膏基板构成，且所述异形建筑先由钢结构和骨架设置在房屋墙体，再将所述石膏基板铺设在所述骨架，这样形成的异形建筑内部结构稳定，石膏基板固定在所述骨架，保证形成稳定可靠的异形建筑。与现有的预铸式石膏拼接而成的异形建筑相比，采用所述泡水可弯曲定型石膏基板制作异形建筑，能够大大降低异形建筑内部的应力，并保证异形建筑稳定地固定在房屋墙体，保证呈现出良好效果的异形建筑，并且，该异形建筑的施工过程不存在安全隐患。

优选地，在以打钉的方式固定所述石膏基板时，纵向和横向每间隔15～30cm便打钉固定，以使相邻的两个紧固钉间隔的距离不超过30cm，以保证石膏基板被稳定地固定在所述骨架。

在实际的施工过程，异形建筑需要安装在已经建设完成的房屋墙体上，而实际建设完成的房屋墙体与原先设计的房屋墙体会存在差异，按照原先设计的异形建筑的三维模型去建设异形建筑会导致异形建筑与实际建设完成的房屋墙体存在干涉，因此，需要基于实际的房屋墙体对异形建筑的三维模型做出合理的修改。

优选地，在所述步骤A200中构造钢结构和骨架之前，借助一3D测绘机器，对施工现场扫描建模，以根据实际建设完成的房屋墙体形成房屋墙体的三维模型，并将异形建筑的三维模型与房屋墙体的三维模型结合，再校核两者结合后的三维模型是否存在不合理的部位，并形成校核后的异形建筑三维模型，从而能够根据校核后的异形建筑三维模型构造钢结构和骨架，以保证异形建筑三维模型能够在房屋墙体上展现出良好的效果。

例如，当异形建筑的三维模型与房屋墙体的三维模型结合时，在三维模型中出现干涉的情况，即两个三维模型存在重合交叉的部位，此时需要对异形建筑的三维模型或房屋墙体的三维模型进行修改(在修改过程中，既能够对异形建筑的三维模型进行修改，又能够对房屋墙体的三维模型进行修改，而考虑到房屋墙体已经建造出来，主要针对房屋墙体不合理的位置进行修改，并看情况对所述异形建筑的三维模型进行修改)，以使异形建筑能够正常地建设在房屋墙体，并保证异形建筑呈现出良好的效果。

具体地，在建设异形建筑时，会对异形建筑的骨架和钢结构进行划分，将异形建筑骨架和钢结构分割为多个较小的单元，待每个单元都制作完成后，再拼接组装所有单元，从而形成整体的异形建筑的骨架和钢结构。

所述钢结构用于安装至房屋墙体，为异形建筑与墙体连接的主要部分。所述骨架被设置在钢结构中，并形成异形建筑的整体框架。所述泡水可弯曲定型石膏基板被固定在所述骨架，并作为异形建筑的外形，被人们直接观察到。将整个异形建筑的骨架和钢结构分隔为多个单元，并对多个单元对应异形建筑的位置进行排列编号，待所有单元全都制作完成后，按照编号对所有单元进行组装，从而形成异形建筑的骨架和钢结构，再将泡水可弯曲定型石膏基板包覆在异形建筑的骨架外，最终形成异形建筑。对异形建筑分隔划分，并单独制作，可以高精度的制作出原先设计的三维模型，保证制作出来的异形建筑能够呈现出最初设计的效果。另外，划分为多个单元后再装配施工，可以大幅提高管理效率和缩短工期，由于异形建筑的三维模型基于实际施工现场结合而成，能够一比一还原，并给现场安装提供生产数据，能够大幅提高生产安装精准度，安装简单，可以进行现场流水线作业。由于异形建筑由泡水可弯曲定型石膏基板包覆形成，异形建筑成型后不会产生二次应力释放，后期不会变形、开裂或扭曲。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的优势已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。