[发明专利]金属板砼，制造及应用

说明书

一项涉及含有金属板和砼相互复合的，至少具有结构性能的复合材料，与其制造方法和用途。金属板与砼间由金属板毛面锚固砼、先金属板结合层胶接砼、金属板毛面胶接砼、砼镀接金属板中一种或一种以上的方法连接成整体，用于工程构件与器件的制造和修建，特别是用于制造具有结构和防渗、防腐、装饰、保温、隔音、屏蔽电磁场中一项或一项以上要求的，板状、管状、容器状、长条状及由其组成的工程构件，和用于已建工程构件结构加固、防渗、防腐、状饰中一项或一项以上要求的修建。

现有的金属与砼的复合材料，按金属的形状可分为筋状、丝状与板状。筋状、丝状的有钢筋砼，其砼包裹金属，在满足对金属的防护要求下，可以做得较薄，如可有8毫米以下厚的钢丝网水泥板，但是筋状与丝状的金属在复合材料中不能发挥金属的高抗气体与液体渗透的特性。板状金属与砼的复合，已有的按金属与砼的成型先后可分二种。一种是先成型钢板后成型砼，有钢管、钢容器内衬水泥砼或聚合物砼，管壁内带薄钢筒的钢筋砼压力管，钢板防水的水下砼隧道，压型钢板组合砼板（如世界知识产权组织专利WO8303276，在波纹薄钢板上冲压榫舌，压入浇灌未硬化的砼板中，榫舌加强金属板与砼的连接而组合成板），板状金属虽然可在复合材料中发挥金属高抗渗性能，但是，钢板上直接浇灌砼，砼与金属之间粘结扯离强度低，复合的砼需较厚，才能防止碎裂、脱落，如CEB-ECCS-FIP-IABSE就规定压型钢板凸肋上的砼覆盖层不小于50毫米。另一种是先成型砼后成型金属板，在硬化了的砼（或钢筋砼）表面用胶粘剂粘贴金属板（如苏联专利SU1057654，在已成型的砼表面粘贴金属薄板，以提高其强度），这虽可解决砼与金属粘结扯离强度低的问题，但是施工不便，如金属板粘贴加固桁架，节点处胶结层厚度控制和气泡的排除都比较困难，极薄的金属板比较好粘贴，但这种结构性增强，金属板不能过薄致使困难又难以克服。本发明的金属板砼，在加强金属与砼之间扯离强度的同时，避免了在成型好的砼表面粘贴金属板，既可发挥金属高抗渗性，又可做成和钢丝网水泥一样薄或更薄。

本发明中金属板分三种，一种是同一材质的单质板，另一种是二块或二块以上的单质板通过现有的焊、轧、压、熔浸、胶、镀、离子注入等方法组成的复合板。金属板材质为铁、铜、锌、铅、铝、镍、钛、铌、锆、钼、钽中一种或一种以上为基体材料（指上述所列金属含量超过80%）组成的合金。单质板的平均厚度最好为0.003～18毫米，局部可减薄或加厚。复合板平均厚度最好为0.1～30毫米。

本发明中的砼分三类。一类由无机胶凝材料、无机胶凝材料中一种或一种中加增强材料组成，如水泥浆，水泥砂浆，石棉水泥，水泥砼，瓷性砼，钢筋砼，预应力砼，轻骨料砼，耐热砼，导热砼，耐酸砼，耐碱砼，耐酸碱砼，树脂砂浆，聚合物砼，硫磺胶泥，硫磺砂浆，硫磺砼。无机胶凝材料有水泥、水溶性硅酸盐、磷酸盐、硫磺等。填料包括粉料、粉料加细集料、粉料加细集料和粗集料三种组合。另一类由有机胶凝材料加含集料的填料，或有机胶凝材料加含集料的填料再加增强材料组成，有机胶凝材料有热塑性和热固性树脂、橡胶等。既有无机胶凝材料又有有机胶凝材料的砼，由主要含量决定归属。第三类砼为第一类、第二类砼中，标号在3000号以上的部分（即瓷性砼），瓷性砼的制造方法现有热压法、日本专利JP60-2115567方法、有机无机复合法（如MDF水泥），高温固化或熔化等。导热砼由胶凝材料加入导热性能好的填料组成，导热性能好的填料有铸铁粉、铁屑和玻璃炭、硅铁等。耐酸碱砼由既耐酸又耐碱的胶凝材料，如环氧树脂、呋喃树脂，加入既耐酸又耐碱的填料，如质地为铸石、花岗岩、辉绿岩和石英岩的填料所组成。

由无机胶凝材料组成的砼，其集料应符合水泥砼对集料形状的要求。砼中最好再加入SM、CRS减水剂，亚硝酸钠、亚硝酸钙、磷酸钠、氨基醇衍生物、甘醇醚衍生物长寿剂，VEA、CSA膨胀剂，DSP添加剂，以及消泡剂等，当然也可以不加。砼中增强材料包括纤维状、片状、筋状的金属与非金属，如钢筋、钛丝、碳纤维、玻璃鳞片等，筋状材料可以施加预应力。砼的标号最好在500或1000号以上。砼成型可采用现有的方法，如抹压、喷涂、离心、离心辊压、离心振动、辊压、挤压、轧压、推挤、振动加压、浇灌振动、浇灌自流平等。砼可以局部加厚或减薄，同钢铁接触的水泥砼最好使用高碱度水泥，同食品与饮用水接触的砼应使用对健康安全的外加剂。