CN100345793C - 高强度硫化硅酸钙成形体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了硫化硅酸钙成形体，其主要包括雪硅钙石并且具有粉末X衍射图，其中雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强Ib和最小衍射峰强Ia满足关系Ib/Ia≥3.0，所述Ia是在分别为雪硅钙石的(220)晶面和(222)晶面的两个衍射峰之间的衍射角范围内观察到的最小衍射峰强；使用水银孔率测定法获得的微分孔分布曲线，其中在微分孔分布曲线最大峰高的1/4高度测量的孔径分布对数宽度为0.40-1.20，并且公开了增强硅酸钙复合结构及其生产方法。本发明的硫化硅酸钙成形体和增强硅酸钙复合结构在显示表观比重为0.14-1.0(并且因此轻质)的同时，还作为建筑材料具有优异性质，如高强度，高弹性模量，高中和反应抗性，高尺寸稳定性和高碎裂抗性。

Description

高强度硫化硅酸钙成形体
发明背景
发明领域
本发明涉及硫化硅酸钙成形体和增强硅酸钙复合结构，并且还涉及该产品的生产方法。更具体地说，本发明涉及硫化硅酸钙成形体，其主要含有雪硅钙石和显示粉末X射线衍射图，其中雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强Ib和最小衍射峰强Ia满足关系Ib/Ia≥3.0，所述Ia是在分别为雪硅钙石的(220)晶面和(222)晶面的两个衍射峰之间的衍射角范围内观察到的最小衍射峰强；表观比重为0.14-1.0；以及使用水银孔率测定法获得的微分孔分布曲线，其中在微分孔分布曲线最大峰高的1/4高度处测量的孔径分布对数宽度为0.4-1.20。本发明还涉及增强硅酸钙复合结构，该复合结构包括硫化硅酸钙成形体和增强铁棒或者增强线网。本发明进一步涉及生产硫化硅酸钙成形体和增强硅酸钙复合结构的方法。
现有技术
着眼于降低建筑物重量，近年来一直存在对不燃烧轻质建筑材料的需求。
作为符合需求的建筑材料，迄今已经使用了压热轻质混凝土(下文通常简称为“ALC”)和纤维增强硅酸钙板(下文通常简称为“硅酸钙板”)。ALC的生产方法包括：提供作为主要原材料的水泥材料和硅石粉，以及可选择地，选自生石灰粉，石膏等中的至少一种材料；将这些材料一起混合获得混合物；将水加入到混合物中获得淤浆；将淤浆与发泡剂混合获得泡沫淤浆；以及将泡沫淤浆倾入到模具中，然后进行压热器处理。ALC的表观比重为约0.5-0.6，因此具有轻的重量。另外ALC包含大量高结晶雪硅钙石(5CaO·6SiO2·5H2O)，并因此具有极好的长期耐候性、极好的防火性和极好的耐久性。因此ALC已经被广泛用作建筑物的外墙材料、地板材料和内墙材料。
ALC的弹性模量范围为1,700-2,500N/mm2。ALC的耐压强度范围为4-5N/mm2。另一方面，至于弯曲强度(弯曲强度是用作板型材料物质的一个重要性质)，ALC自身的弯曲强度低至约1N/mm2。因此ALC已经以内置增强铁棒的复合结构形式用作建筑物部分如墙、地板和吊顶(roof bed)的材料。然而ALC的弹性模量与比重的比(下文通常简称为“相对弹性模量”)不是令人满意的高，因此，甚至当ALC以上述复合结构的形式用作板时，ALC可能经受大的偏转。因此ALC的问题在于ALC不能用于由长间距放置的支撑件所承载的建筑物部分。进一步，ALC的缺点在于当其被用作住宅的地板时，ALC对于由重冲击而产生的噪音显示弱的隔音性，因为ALC的相对弹性模量不够令人满意。因此，在这种情况下，必须进行复杂操作，如将灰砂用在ALC板上以减轻ALC的缺陷。
另一方面，当混凝土材料以具有内置增强铁棒的增强结构形式加以使用时，应考虑混凝土材料的耐压强度来确定增强结构的设计强度。ALC的问题在于其具有低耐压强度，因此不可避免地限制了ALC的应用。尤其是，ALC不能用于高层建筑物中。另外，与木材等材料的受钉支持强度相比，常规ALC的受钉支持强度非常低，因此限制了ALC在建筑物中、尤其是在其部位如屋顶或者屋顶板的基础材料的钉钉部位的应用。随弹性模量与耐压强度之间的关系如耐压强度/弹性模量的比，使受钉支持强度改变。ALC的这种比值低，因此当钉进入ALC时，ALC不能承受由钉入所引起的局部变形，从而在进入ALC的钉的周围引起微小破坏。因此ALC没有令人满意的受钉支持强度。
为改善ALC的性质，已经尝试了各种方法。这些方法的例子包括控制ALC室大小分布方法；增加ALC内封闭室比值方法和提高包含在ALC内的雪硅钙石结晶度的方法。
假设ALC表面和内部的室起裂缝的作用，因此显著降低了ALC的强度。以这种假设为基础进行了研究。例如日本未审查专利申请公开说明书Hei8-67577公开了一种方法，其中降低ALC内的室数量，从而获得具有高比重的ALC。然而该方法的问题在于当试图保持ALC的高耐压强度时，ALC的表观比重必须为至少约1.1。即，当ALC的表观比重为1.0或更小时，ALC的耐压强度显著降低。另外，由上述专利文献的方法生产的上述ALC显示的粉末X射线衍射图中，对于雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强Ib和最小衍射峰强Ia，Ib/Ia值小于3.0，所述Ia是在分别为雪硅钙石的(220)晶面和(222)晶面的两个衍射峰之间的衍射角范围内观察到的最小衍射峰强。这意味着包含在上述ALC中的雪硅钙石与通常包含在常规ALC中的雪硅钙石相比具有低结晶度，因此使用上述专利文献的方法生产的ALC没有令人满意的耐候性。特别是，这种类型的ALC易于发生碳化反应(即中和反应)，其中ALC与空气中所包含的二氧化碳反应并分解成硅酸钙和非结晶硅酸盐。也就是说，这种类型的ALC对中和反应没有令人满意的抗性。因此上述ALC存在的问题在于将ALC用作外部建筑材料必然受到限制。
进一步，日本未审查专利申请公开说明书Hei7-101787公开了一种不使用发泡剂生产硫化轻质混凝土材料的方法，其中硫化材料的表观比重为0.7或更大，耐压强度大于20N/mm2。然而当这篇专利文献中的硫化材料的表观比重为1.0或更小时，硫化材料主要由具有极低结晶度的硅酸钙水合物组成，因此不具有令人满意的耐候性，尤其是对上述与空气中的二氧化碳的中和反应的抗性非常弱。因此硫化材料的问题在于将硫化材料用作外部建筑材料必然受到限制。
近年来，对于内置增强铁棒的建筑材料(如外部建筑材料和地板材料)，需要延长建筑材料的长度和扩大由支撑件所承载的建筑材料的所在间距。着眼于此观点，要求建筑材料具有三倍于常规ALC的长度。例如，WO99-42418公开了不使用发泡剂生产轻质混凝土材料的方法。这种轻质混凝土材料的例子包括表观比重为0.52且耐压强度为10N/mm2的材料和表观比重为0.69且耐压强度为大于19N/mm2的材料。然而，这篇专利文献公开的轻质混凝土材料显示用水银孔率测定法测量的微分孔分布曲线，其中在微分孔分布曲线最大峰高的1/4高度处测量的孔径分布对数宽度(这个对数宽度在下文通常简称为“1/4高度对数宽度”)大于1.2。当这种类型的轻质混凝土材料与具有与轻质混凝土材料相同的表观比重的常规ALC比较时，这种类型轻质混凝土材料的耐压强度为常规ALC的至多两倍。进一步，这种类型轻质混凝土材料的问题在于耐压强度/弹性模量的比值不令人满意。另外，仍然存在的问题在于这种类型的轻质混凝土材料生产中不使用发泡剂，因此用于生产常规ALC的常规设备不能用于生产这种类型的轻质混凝土材料，因此必然降低了这种轻质混凝土材料的生产率。另外，不可能获得一种具有可充分补偿其生产率降低的性质的轻质混凝土材料。
另一方面，纤维增强硅酸钙板(硅酸钙板)的生产方法包括将结晶硅质材料和/或非结晶硅质材料与钙质材料反应，通过压热器处理将反应混合物和增强纤维一起硫化。硅酸钙板主要由纤维，雪硅钙石，硬硅钙石和具有极低结晶度的硅酸钙水合物(下文中硅酸钙水合物通常简称为“CSH”)所组成。将硅酸钙板的用途粗略分为表观比重为0.3或更小的隔热材料，表观比重为0.3-0.4的防火涂层材料和表观比重为0.6-1.2的防火建筑材料。使用压滤法生产表观比重为0.4或更小的硅酸钙板。另一方面，使用制纸片法(paper sheet making)生产表观比重为0.6或更大的硅酸钙板。
硅酸钙板中含有的纤维数量可达硅酸钙板量的5-20wt％，因此硅酸钙板具有极好的弯曲强度、优异的硬度和高的可加工性。然而，另一方面，硅酸钙板具有高吸水性和干燥后的高收缩性，因此硅酸钙板具有的尺寸精确性差。进一步，硅酸钙板的缺点不仅在于硅酸钙板生产时产生大量灰尘，而且在于硅酸钙板具有低的表面硬度，因此易于产生裂纹。另外，主要含有CSH的硅酸钙板具有的耐候性和耐久性差。因此，必然限制了这种类型的硅酸钙板作为外部建筑材料的应用，并且这种类型的硅酸钙板主要用作内部建筑材料。进一步，这种硅酸钙板的缺点在于同其弯曲强度相比其具有低的耐压强度和极低的弹性模量，因此作为结构材料，不可能使用这种类型的硅酸钙板内具有的内置增强铁棒的结构形式。
如日本未审查专利申请公开说明书Hei3-237051(对应美国专利US 5,330,573)公开了一种硅酸钙型材(Shaped materiel)及其生产方法，其中硅酸钙型材含有雪硅钙石，CSH，石英和增强纤维，其表观比重为0.55，弯曲强度为10N/mm2或更大。在这篇专利文献的方法中，将硅质材料和钙质材料与水在50℃或更低的温度下混合以提高雪硅钙石在硅酸钙型材中的含量。然而，在该硅酸钙型材的粉末X射线衍射图中，雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强Ib和最小衍射峰强Ia的值Ib/Ia小于3.0，所述Ia是在分别为雪硅钙石的(220)晶面和(222)晶面的两个衍射峰之间的衍射角范围内观察到的最小衍射峰强。即，与通常包含在常规ALC中的雪硅钙石相比包含在这种硅酸钙型材中的雪硅钙石的结晶度非常低，因此这种硅酸钙型材不具有令人满意的耐候性，特别是对上述与空气中的二氧化碳的中和反应不具有令人满意的抗性。因此，这篇专利文献的硅酸钙型材不能用于外部建筑材料。进一步，由于包含在硅酸钙型材内的雪硅钙石的低结晶度，这种硅酸钙型材的弹性模量非常低，因此不可能使用这篇专利文献的硅酸钙型材作为结构材料。
发明概述
在这种情况下，本发明者着眼于开发一种高强度的硫化硅酸钙成形体和高强度的增强硅酸钙复合结构，以及生产硫化硅酸钙成形体和增强硅酸钙复合结构的方法而进行了广泛、透彻的研究。在研究中，本发明者已经注意到用于形成硫化硅酸钙成形体的物质的结晶度和硫化硅酸钙成形体的显微结构。
结果意外的发现含有大量高结晶雪硅钙石和新颖显微结构(其中微室为均匀分布)的硫化硅酸钙成形体的生产方法包括：
提供含水和固体材料的含水淤浆，所述固体材料包括硅质材料，水泥材料，钙质材料，选自硫酸铝和硫酸铝水合物的至少一种材料，以及除硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物，其中50wt％或更大的硅质材料为结晶硅质材料；
将含水淤浆倾入到模具中；以及
预硫化含水淤浆，然后进行压热器处理。本发明者还发现，即使当水的重量/固体材料总重量的比值高时，使用硫酸铝和/或硫酸铝水合物也使硫化硅酸钙成形体的生产成为可能而不引起固-液分离，因此可使具有低表观比重的硫化硅酸钙成形体的生产成为可能，其中可控制成形体内粗室的量控制在所需要的合适水平。另外发现无需通过使用发泡剂在成形体内引入粗室即可生产这种具有低表观比重的硫化硅酸钙成形体。
进一步还发现，由于上述新颖显微结构，即使当硫化硅酸钙成形体含有通过使用发泡剂而形成的粗室时，硫化硅酸钙成形体的强度、弹性模量和比值(耐压强度/弹性模量)每个都是常规压热轻质混凝土的数倍高。另外还发现在不使用发泡剂生产硫化硅酸钙成形体时，生产的硫化硅酸钙成形体不含有粗室，这种硫化硅酸钙成形体的上述每种性质是含有粗室成形体的1.5-2倍。此外，还发现硫化硅酸钙成形体不仅抗碎裂性(应注意常规ALC的缺陷在于其可能发生碎裂)有很大改善和显著的受钉性质(如高的受钉支持强度)，而且还具有高度的可加工性。另外还发现同那些常规纤维增强硅酸钙板相比该硫化硅酸钙成形体具有高弹性模量、高耐压强度和高耐久性。基于这些发现完成了本发明。
相应地，本发明的目的是提供硫化硅酸钙成形体，其在表观比重为0.4-1.0(因而具有轻的重量)的同时，作为建筑材料显示出优良性质，如高耐压强度，高弹性模量，耐压强度/弹性模量的高比值和对上述中和反应的高抗性。
本发明的另一个目的是提供硫化硅酸钙成形体，所述硫化硅酸钙成形体具有优良的尺寸稳定性，优良的耐碎裂性、受钉性质及上述的优良性质。
本发明的另一个目的是提供增强硅酸钙复合结构，该结构除了具有上述优良性质外，还具有为用于结构材料而设计的优良强度。
本发明的另一个目的是提供生产上述硫化硅酸钙成形体和增强硅酸钙复合结构的方法。
本发明的上述的和其它的目的、特征和优点将通过下面详细的说明书和附加权利要求书及附图而变得更加清楚。
附图简述
在附图中：
图1(A)和1(B)各表示硫化硅酸钙成形体的粉末X射线衍射图，其中指出了如何获得Ia和Ib的值，并且其中“CPS”是“每秒计数”的缩写；
图1(A)表示实施例1生产的硫化硅酸钙成形体的粉末X射线衍射图，其中还指出了如何获得Ia和Ib的值；
图1(B)表示比较例32生产的硫化硅酸钙成形体的粉末X射线衍射图，其中还指出了如何获得Ia和Ib的值；
图2(A)到2(C)各表示使用水银孔率测定法获得的硫化硅酸钙成形体的微分孔分布曲线，其中还表明了1/4高度对数宽度的确定方法；
图2(A)表示实施例1生产的硫化硅酸钙成形体的一种微分孔分布曲线形式，其中表明了1/4高度对数宽度的确定方法；
图2(B)表示比较例21生产的硫化硅酸钙成形体的另一种微分孔分布曲线形式，其中表明了1/4高度对数宽度的确定方法；
图2(C)仍表示另一种微分孔分布曲线形式，其中表明了1/4高度对数宽度的确定方法；
图3表示实施例1生产的硫化硅酸钙成形体的粉末X射线衍射图，其中指出了I(002)和I(220)值的确定方法；并且其中“CPS”是“每秒计数”的缩写；
图4表示使用水银孔率测定法获得的硫化硅酸钙成形体的微分孔分布曲线，其中实线(A)表示实施例2生产的硫化硅酸钙成形体的微分孔分布曲线，而虚线(B)表示比较例2生产的硫化硅酸钙成形体的微分孔分布曲线；
图5(A)到5(B)各是硫化硅酸钙成形体的扫描电子显微照片；
图5(A)是实施例1生产的硫化硅酸钙成形体的扫描电子显微照片(放大倍数×2,500)的代表例，其中使用成形体在雪硅钙石被观测截面评价雪硅钙石占有的面积比；
图5(B)表示实施例1生产的硫化硅酸钙成形体的扫描电子显微照片(放大倍数×5,000)；
图5(C)表示比较例27生产的硫化硅酸钙成形体的扫描电子显微照片(放大倍数×5,000)；
图5(D)表示比较例32生产的硫化硅酸钙成形体的扫描电子显微照片(放大倍数×5,000)；
图6表示使用水银孔率测定法获得的硫化硅酸钙成形体的微分孔分布曲线，其中实线(A)表示实施例20生产的硫化硅酸钙成形体的微分孔分布曲线，而虚线(B)表示比较例15生产的硫化硅酸钙成形体的微分孔分布曲线；
图7表示使用水银孔率测定法获得的硫化硅酸钙成形体的微分孔分布曲线，其中实线(A)表示实施例18生产的硫化硅酸钙成形体的微分孔分布曲线，而虚线(B)表示比较例27生产的硫化硅酸钙成形体的微分孔分布曲线；
图8(A)到8(C)各表示硫化硅酸钙成形体的粉末X射线衍射图，其中“CPS”是“每秒计数”的缩写；
图8(A)表示实施例1生产的硫化硅酸钙成形体的粉末X射线衍射图；
图8(B)表示比较例15生产的硫化硅酸钙成形体的粉末X射线衍射图；
图8(C)表示比较例27生产的硫化硅酸钙成形体的粉末X射线衍射图；和
图9为说明性示意图，表示将增强铁棒放置在实施例39和比较例42生产的各个增强硅酸钙复合结构中。
发明详述
根据本发明，提供了硫化硅酸钙成形体，所述硫化硅酸钙成形体主要含有雪硅钙石并且具有：粉末X射线衍射图，其中雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强Ib和最小衍射峰强Ia满足关系Ib/Ia≥3.0，所述Ia是在分别为雪硅钙石的(220)晶面和(222)晶面的两个衍射峰之间的衍射角范围内观察到的最小衍射峰强；表观比重为0.14-1.0；以及使用水银孔率测定法获得的微分孔分布曲线，其中在微分孔分布曲线最大峰高的1/4高度处测量的孔径分布对数宽度为0.40-1.20。
为了容易理解本发明，下面列举了本发明的必要特征和各种优选实施方案。
1.一种硫化硅酸钙成形体，主要含有雪硅钙石其具有：粉末X射线衍射图，其中雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强Ib和最小衍射峰强Ia满足关系Ib/Ia≥3.0，所述Ia是在分别为雪硅钙石的(220)晶面和(222)晶面的两个衍射峰之间的衍射角范围内观察到的最小衍射峰强；表观比重为0.14-1.0；以及使用水银孔率测定法测量获得的微分孔分布曲线，其中在微分孔分布曲线最大峰高的1/4高度处测量的孔径分布对数宽度为0.40-1.20。
2.如上面第1条所述的硫化硅酸钙成形体，其表观比重为0.14-0.9。
3.如上面第1条所述的硫化硅酸钙成形体，其表观比重为0.2到低于0.7。
4.根据上面第1-3条中任一条所述的硫化硅酸钙成形体，其中在粉末X射线衍射图中满足关系Ib/Ia≥4.0。
5.根据上面第1-4条中任一条所述的硫化硅酸钙成形体，其中由下面公式(1)定义的参数a是7或者更大，并且由下面公式(2)定义的参数b是1.20或者更大，
a＝(Y×10-3)/(D1.5)           (1)
其中Y和D分别代表硫化硅酸钙成形体的弹性模量(N/mm2)和表观比重；
b＝S/(Y×10-3)1.5             (2)
其中S代表硫化硅酸钙成形体的耐压强度(N/mm2)，以及Y的定义同上。
6.如上面第5条所述的硫化硅酸钙成形体，其中由公式(2)定义的参数b是1.3或更大。
7.根据上面第1-6条中任一条所述的硫化硅酸钙成形体，其中在硫化硅酸钙成形体截面的10mm正方形上，以每一个室截面的长轴长度计，室大小大于200μm的室数量大于20，并且其中如使用水银孔率测定法所确定的，孔径为0.1μm或更小的孔的孔体积的数量是：
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.5-1.0时，为V1(D)-98vol％；
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.3至低于0.5时，为V2(D)-95vol％；
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.14至低于0.3时，为V3(D)-90vol％；
其中每个vol％以硫化硅酸钙成形体总的孔体积计，并且V1(D)，V2(D)和V3(D)分别通过下面公式(3)，(4)和(5)计算：
V1(D)＝50×D+40             (3)；
V2(D)＝100×D+15            (4)；和
V3(D)＝200×D-15            (5)。
8.根据上面第1-6条中任一条所述的硫化硅酸钙成形体，其中在硫化硅酸钙成形体截面的10mm正方形上，以每一个室截面的长轴长度计，室大小大于200μm的室数量为20或更小，并且其中如使用水银孔率测定法所确定的，孔径为0.1μm或更小的孔的孔体积数量是：
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.8-1.0时，为90-98vol％；
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.5至低于0.8时，为V4(D)-97vol％；或者
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.14至低于0.5时，为V5(D)-92vol％；
其中每个vol％以硫化硅酸钙成形体总的孔体积计，并且V4(D)和V5(D)分别通过下面公式(6)和(7)计算：
V4(D)＝100×D+10             (6)，和
V5(D)＝150×D-15             (7)。
9.根据上面第1-8条中任一条所述的硫化硅酸钙成形体，其进一步包括共存高结晶物质并且具有粉末X射线衍射图，其中雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强Ib与共存高结晶物质的最大衍射峰强Ic满足关系Ic/Ib≤3.0。
10.包含上面第1-9条中任一条所述的硫化硅酸钙成形体和增强铁棒或者增强网线的硅酸钙复合结构。
11.生产主要含有雪硅钙石的硫化硅酸钙成形体的方法，该方法包括：
提供包括水和固体材料的含水淤浆，所述固体材料包括硅质材料，水泥材料，钙质材料，选自硫酸铝和硫酸铝水合物的至少一种材料，以及除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物；
将含水淤浆倾入到模具中；以及
预硫化含水淤浆，然后进行压热器处理；
其中50wt％或更大的硅质材料为结晶硅质材料；以及
其中包含于含水淤浆中的选自硫酸铝和硫酸铝水合物中的至少一种材料的数量以Al2O3数量计为固体材料总重量的0.09-10wt％，并且包含于含水淤浆中的除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物以SO3计为固体材料总重量的0.15-15wt％，以及其中SO3的数量为对应于选自硫酸铝和硫酸铝水合物中的至少一种材料的SO3的数量和对应于除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物的SO3的数量的总和。
12.如上面第11条所述的方法，其中将含水淤浆的预成形体从模具中脱模并进行压热器处理，所述含水淤浆的预成形体通过对含水淤浆进行预硫化获得。
13.如上面第11条或第12条所述的方法，其中含水淤浆的含水量以水重量与固体材料总重量的比值计为0.67-3.5，并且其中将含水淤浆与作为发泡剂的铝粉混合，其中铝粉的用量以固体铝的重量计为固体总重量的0.002-0.8wt％，因此获得泡沫性含水淤浆；
将泡沫性含水淤浆倾入到模具中。
14.如上面第11条或第12条所述的方法，其中含水淤浆的含水量以水重量与固体材料总重量的比值计为0.67-3.5，并且其中将含水淤浆与发泡剂混合，所述发泡剂的制备是将空气引入预发泡剂或者预发泡剂的水溶液而完成的，其中发泡剂的用量是含水淤浆体积的5-300vol％，因此获得预发泡的含水淤浆；
将预发泡的含水淤浆倾入到模具中。
15.如上面第11条或第12条所述的方法，其中含水淤浆为非发泡含水淤浆，其含水量以水重量与固体材料总重量的比值计为0.77-5；
将非发泡含水淤浆倾入到模具中。
16.根据上面第11-15条中任一条所述的方法，其中包含水和固体材料的含水淤浆，所述固体材料包含硅质材料，水泥材料，钙质材料，选自硫酸铝和硫酸铝水合物中的至少一种材料，以及除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物，该含水淤浆的制备方法包括步骤：
(1)将水，硅质材料，水泥材料，选自硫酸铝和硫酸铝水合物中的至少一种材料，除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的其它硫酸盐化合物，部分钙质材料混合，因此得到混合物；以及
(2)将剩余的钙质材料加入到由步骤(1)获得的混合物中，然后混合。
17.根据上面第11-15条中任一条所述的方法，其中包含水和固体材料的含水淤浆，所述固体材料包含硅质材料，水泥材料，钙质材料，选自硫酸铝和硫酸铝水合物中的至少一种材料，以及除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物，所述含水淤浆的制备方法包括步骤：
(1)将水，硅质材料，水泥材料，选自硫酸铝和硫酸铝水合物中的至少一种材料，以及部分钙质材料混合，因此得到混合物；以及
(2)将除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的其它硫酸盐化合物和剩余的钙质材料加入到由步骤(1)获得的混合物中，然后混合。
18.根据上面第11-17条中任一条所述的方法，其中除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物是石膏二水合物。
19.根据上面第11-18条中任一条所述的方法，其中结晶硅质材料是块状硅质材料精细微粉型，其中使用布莱因渗透方法(blainepermeation method)测量微粉的比表面积为5,000-300,000cm2/g。
20.根据上面第11-19条中任一条所述的方法，其中在模具内放置增强铁棒或者增强线网，因此可生产增强硅酸钙复合结构。
在本发明中，“硫化硅酸钙成形体(cured form of calcium silicate)”表述方式是用作建筑材料的成形体(cured form)的通用术语，所述硫化硅酸钙成形体的生产是对含有硅酸钙化合物的组合物进行硫化。关于硫化硅酸钙成形体的形状没有特殊限制。硫化硅酸钙成形体的代表例包括混凝土，硫化灰泥，压热轻质混凝土(ALC)，纤维增强硅酸钙板和硅酸钙板。本发明的增强硅酸钙复合结构意思是可用作建筑材料的结构，该结构包括本发明的硫化硅酸钙成形体和增强铁棒或者增强线网。
本发明的硫化硅酸钙成形体的特征之一为硫化硅酸钙成形体主要包括雪硅钙石(5CaO·6SiO2·5H2O)。雪硅钙石是典型的结晶硅酸钙水合物，其通常包含在ALC等的组织内。雪硅钙石以板形颗粒或者条形颗粒的形式存在。
在本发明中，使用扫描电子显微镜观察硫化硅酸钙成形体的截面，以及使用粉末X射线衍射学对硫化硅酸钙成形体进行分析来判断硅酸钙是否主要含有雪硅钙石。具体判断方式如下：
首先，在硫化硅酸钙成形体的粉末X射线衍射图中，当没有衍射峰的峰强高于雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强(即，高于雪硅钙石晶面的衍射峰强中的最大强度)时，可判断为硫化硅酸钙成形体主要含有雪硅钙石。然而应注意，当硫化硅酸钙成形体进一步含有选自结晶硅石、碳酸钙和石膏中的至少一种共存高结晶物质时，即使硫化硅酸钙成形体主要含有雪硅钙石，则共存物质的衍射峰强(其中当硫化硅酸钙成形体含有两种或更多种共存物质时，共存物质的衍射峰强意思是共存物质衍射峰强中的最大峰强)也有可能超过雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强。因此，其次使用放大倍数为×2,500的扫描电子显微镜对成形体截面进行如下观察。在截面上随机选择20部分(每一部分大小为35.4μm×18.9μm)，其中20部分中的每一部分都位于成形体基质中(即，除了使用发泡剂而形成的粗室部分之外)。然后使用放大倍数为×2,500的扫描电子显微镜观察这20部分，对于20部分中的每一部分，获得雪硅钙石的板形颗粒和条形颗粒占有部分的面积与大小为35.4μm×18.9μm部分的面积的比值，然后计算因此获得的20个面积比值的平均值。当20个面积比值平均值为50％或更大时，可判断为成形体主要含有雪硅钙石(见图5(A))。优选20个面积比值的平均值为60％或更大，更优选为80％或更大。术语“粗室部分”意思是粗室本身加上其附近距离粗室约5μm以内的部分。因为粗室部分含有空隙空间，雪硅钙石可能在粗室部分内形成。甚至在硫化硅酸钙成形体含有上述的至少一种共存高结晶物质和雪硅钙石的情形中，以及在上述20个面积比值的平均值为50％或更大的情形中，优选在硫化硅酸钙成形体的粉末X射线衍射图中，雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强Ib与共存高结晶物质的衍射峰强Ic满足关系Ic/Ib≤3.0，更有利为Ic/Ib≤2.0，其中当硫化硅酸钙成形体含有两种或更多种共存物质时，强度Ic意思是共存物质衍射峰强中的最大峰强。在上述使用放大倍数为×2,500的扫描电子显微镜的观察中，术语雪硅钙石的“板形颗粒或者条形颗粒”意思是具有以下特征的颗粒。进一步使用放大倍数为×5,000的扫描电子显微镜观察雪硅钙石颗粒。颗粒的两个彼此基本平行的表面之间的距离等于颗粒的最小长度(颗粒的最小长度下文通常简称为颗粒的“厚度”)。当颗粒的最大长度为颗粒最小长度的5倍或者更大时，定义颗粒为雪硅钙石的板形颗粒或者条形颗粒(见图5(B))。不必说明，颗粒的最大长度和厚度各表示两维空间投影长度。关于雪硅钙石颗粒的大小没有特殊限定。然而优选雪硅钙石颗粒的最大长度为几个微米到10μm。
一般而言，雪硅钙石与低结晶硅酸钙水合物(CSH)共存。已知CSH具有多种颗粒形式。因为CSH通常以微粒形式如纤维状，球状或者块状存在，因此可通过电子显微镜观察来区别CSH和雪硅钙石颗粒(见图5(C)和图5(D))。只要雪硅钙石骨架不发生断裂，本发明的硫化硅酸钙成形体就可包含这种CSH。然而，因为硫化硅酸钙成形体中存在CSH，破坏成形体的作为建筑材料所需要的性质(如强度，耐候性和耐久性)，因此优选尽可能降低CSH在硫化硅酸钙成形体中的含量。进一步，只要雪硅钙石骨架不发生断裂，本发明的硫化硅酸钙成形体还可包含少量的轻质聚集体、增强纤维、树脂等等。
在本发明的硫化硅酸钙成形体显示的粉末X射线衍射图中，雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强Ib和最小衍射峰强Ia满足关系Ib/Ia≥3.0，其中Ia是在分别为雪硅钙石的(220)晶面和(222)晶面的两个衍射峰之间的衍射角范围内观察到的最小衍射峰强。如上所述，当在硫化硅酸钙成形体中包含大量CSH时，降低成形体作为建筑材料的各种性质。在本发明中，“粉末X射线衍射图”的表达式意思是使用Cu Kα作为X射线获得的粉末X射线衍射图。当在硫化硅酸钙成形体中含有大量CSH时，硫化硅酸钙成形体经过反复干燥和受潮后其尺寸稳定性会降低。进一步，当将硫化硅酸钙成形体置于空气中很长一段时间时，CSH易于与空气的二氧化碳发生碳化反应，因此其有可能分解成碳酸钙和无定型硅酸盐。碳化反应伴随硫化硅酸钙成形体体积的收缩，因此硫化硅酸钙成形体发生破裂和组织破坏。当硫化硅酸钙成形体的表观比重为1.0或者更小时，硫化硅酸钙成形体的缺点在于硫化硅酸钙成形体具有某种程度的透气性，因此甚至在硫化硅酸钙成形体体内也可能发生碳化反应。当硫化硅酸钙成形体被用作外部建筑材料时这种缺点是致命的。在CSH与雪硅钙石共存的硫化硅酸钙成形体的粉末X射线衍射图中，在分别为雪硅钙石的(220)晶面和(222)晶面的两个衍射峰之间的衍射角范围内观察到CSH宽的衍射峰。CSH的衍射峰通常以范围约29.1°至约29.4°(2θ)的角出现。当CSH含量小于雪硅钙石含量时，CSH的衍射峰被合并在雪硅钙石的衍射峰内，因此通常不可能检测到CSH衍射峰的强度。
然而，另一方面，当在硫化硅酸钙成形体中含有大量CSH时，在分别为雪硅钙石的(220)晶面和(222)晶面的两个衍射峰之间的衍射角范围内的衍射峰强高于背景峰强，因此可判断硫化硅酸钙成形体是否含有CSH。当硫化硅酸钙成形体不含有CSH并且主要含有高结晶雪硅钙石时，上述角范围内的最小峰强等于背景峰强。
进一步，即使在硫化硅酸钙成形体不含有CSH的情形中，当雪硅钙石的结晶度低时，Ib/Ia比值也变小。其原因是分别为雪硅钙石的(220)晶面和(222)晶面的两个衍射峰位置彼此靠近，以至于两个峰在其基线处重叠。当雪硅钙石的结晶度低时，会降低硫化硅酸钙成形体的强度和耐候性。
因此当硫化硅酸钙成形体不含有CSH时，Ib/Ia比值(即雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强Ib和在分别为雪硅钙石的(220)晶面和(222)晶面的两个衍射峰之间的衍射角范围内观察到的最小衍射峰强Ia的比值)越大，则雪硅钙石的结晶度越高。当硫化硅酸钙成形体含有CSH时，Ib/Ia比值越大，雪硅钙石的结晶度越高，并且硫化硅酸钙成形体中的CSH含量越低。
在本发明中，总是要求Ib/Ia比值为3或更大，优选4或更大，更优选5或更大。在硫化硅酸钙成形体的表观比重为0.5或更大的情形下，当Ib/Ia比值为5或更大时，硫化硅酸钙成形体的耐压强度和弹性模量有利地变高。很多情况下，使用高结晶硅石材料生产市售的压热轻质混凝土，使得包含在ALC中的雪硅钙石的结晶度高，并且因此Ib/Ia比值高。尽管Ib/Ia比值高，压热轻质混凝土的强度低。其原因如下。ALC中有大量硅石材料未发生反应，因此雪硅钙石不能成为ALC的主要成分。进一步，如下所述，存在于ALC基质中的孔具有宽孔径分布。因此ALC的强度低。每个强度Ia和Ib都包括了背景强度，而下面描述的I(220)不包括背景强度。图1指出了Ia和Ib值的例子。Ia定义为在分别是雪硅钙石的(220)晶面和(222)晶面的两个衍射峰之间的衍射角范围内观察到的最小衍射峰强，其中该强度包括背景强度。Ib定义为雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强，其中该强度包括背景强度。
本发明的硫化硅酸钙成形体的表观比重为0.14-1.0，优选0.14-0.9，更优选0.2或更高至低于0.7。在本发明中，术语“表观比重”意思是将成形体在105℃干燥24小时后测量的表观比重，即绝对干燥比重。当表观比重低于0.14时，不能达到本发明的高强度目的。另一方面，当表观比重高于1时，硫化硅酸钙成形体变得太重，以至于硫化硅酸钙成形体不适于用作轻质建筑材料。
通过水银孔率测定法获得本发明的硫化硅酸钙成形体的微分孔分布曲线，其中在微分孔分布曲线最大峰高的1/4高度测量的孔径分布对数宽度为0.40-1.20，优选0.40-1.10，更优选0.40-1.00。
水银孔率测定法是一种方法，其中应用外部压力迫使水银进入硫化硅酸钙成形体的孔内，根据所施加的压力函数记录被迫进入孔内的水银数量，并且根据这一记录获得成形体的孔径分布。在用于获得成形体的孔径分布的计算中，假设孔为圆柱形。在水银孔率测定法中，可测量孔径大小为6nm-360μm的孔。这些孔径值不代表孔的真正孔径，但是可作为存在于成形体中孔的孔径标准。水银孔率测定法尤其适用于分析本发明的硫化硅酸钙成形体的孔结构。由水银孔率测定法获得有关测得的孔径的累积孔体积。将相对于测得孔径的累积孔分布曲线微分获得微分孔径曲线。通常对于表观比重低至0.14-1.0的硫化硅酸钙成形体，在孔径为6nm-50μm范围存在微分孔分布。
微分孔分布曲线最大峰高的1/4高度的孔径分布(硫化硅酸钙成形体的)对数宽度(如上所述，这一对数宽度通常简称为“1/4高度对数宽度”)是用于成形体孔径分布的标准。根据对数宽度，1/4高度对数宽度意思是微分孔分布曲线最大峰高的1/4高度的孔径分布对数宽度。确定1/4高度对数宽度的方法如图2所示。具体而言，1/4高度对数宽度的定义如下。在对累积孔分布曲线进行微分后获得的微分孔分布曲线中，当有两个孔径对应最大峰高的1/4高度时(这种情况如图2(A)和图2(B)所示)，大一些的孔径定义为A2，而小一些的孔径定义为A1。1/4高度对数宽度定义为A2常用对数与A1常用对数的差。当有两个以上的孔径对应于最大峰高的1/4高度时(这种情况如图2(C)所示)，最大孔径定义为A2，而最小孔径定义为A1。1/4高度对数宽度定义为A2常用对数与A1常用对数的差。当1/4高度对数宽度大于1.20时，孔径分布在孔径为50μm范围有宽的分布。对于在形成成形体骨架并承受压力的部分中存在的孔径，这表示硫化硅酸钙成形体均匀性差(骨架部分在下文通常简称为成形体的“基质”)。在这种情况下，压力可能集中在硫化硅酸钙成形体的小部分上，以至于硫化硅酸钙成形体的弹性模量、耐压强度和耐压强度/弹性模量的比值降低。1/4高度对数宽度越低，成形体的性质(如强度)越好。然而，即使在本发明的方法中，也很难获得1/4高度的对数宽度小于0.40的硫化硅酸钙成形体。在常规建筑材料中，如压热轻质混凝土，孔存在于除上述粗室部分(通过使用发泡剂引入)以外的部分中，即，孔存在于形成成形体骨架的基质中，具有宽的分布。本发明假设，在常规建筑材料中，不仅粗室部分而且上述具有宽孔径分布的孔的存在使得难以改善常规建筑材料的性质(如强度和弹性模量)。
通常，CSH以微粒形式如纤维状、球状或者块状存在，与结晶雪硅钙石相比，CSH颗粒细小。进一步，CSH含有大量孔径为0.1μm或者更小的孔(这种孔称为“胶孔)。因此甚至当硫化硅酸钙成形体含有大量CSH时，1/4高度的对数宽度可能变得非常小。然而，即使在1/4高度的对数宽度小的硫化硅酸钙成形体中，当大量CSH被包含在硫化硅酸钙成形体中或者当硫化硅酸钙成形体中的雪硅钙石的结晶度低时，硫化硅酸钙成形体也不显现高弹性模量、高耐压强度或者耐压强度/弹性模量的高比值。
本发明的硫化硅酸钙成形体的特征在于硫化硅酸钙成形体主要含有雪硅钙石；硫化硅酸钙成形体中的雪硅钙石具有高结晶度，即，上述Ib/Ia比值为3.0或者更大；以及硫化硅酸钙成形体具有由板形或者条形雪硅钙石颗粒组成的基质，其中存在于雪硅钙石颗粒之间的孔径为均匀分布，即，在基质中的孔为均匀分布。由于这些特征，甚至当硫化硅酸钙成形体含有通过使用发泡剂而形成的粗室时，硫化硅酸钙成形体的耐压强度、弹性模量和比值(耐压强度/弹性模量的比值)各是常规压热轻质混凝土的1.7-2.2倍。同样，当硫化硅酸钙成形体不含有粗室时，硫化硅酸钙成形体的上述每个性质为含有粗室成形体的1.5-2倍。
由主要含有雪硅钙石的基质实现本发明的硫化硅酸钙成形体的新的显微结构。依靠这个基质，硫化硅酸钙成形体的耐压强度、弹性模量和比值(耐压强度/弹性模量的比值)各高于常规压热轻质混凝土的性质。甚至当硫化硅酸钙成形体含有通过使用发泡剂而形成的粗室时，硫化硅酸钙成形体的上述每个性质是常规压热轻质硅酸钙的1.7-2.2倍；以及当硫化硅酸钙成形体不含有粗室时，硫化硅酸钙成形体的上述每个性质为含有粗室的成形体的1.5-2倍，上述事实的重要意义解释如下。
对于常规ALC，通过存在于ALC中的粗室取得高生产率。使用本发明的方法可生产新建筑材料(即硫化硅酸钙成形体)，其中上述性质各为常规建筑材料(如ALC)的数倍，其优势在于，通过使用本领域通用的常规设备，或者将这些设备与最少的附加设备组合使用可高生产率地生产硫化硅酸钙成形体。此外，当硫化硅酸钙成形体不含有通过使用发泡剂时所形成的粗室时，该硫化硅酸钙成形体的优势在于可进一步大大改善硫化硅酸钙成形体的性质，从而即使当硫化硅酸钙成形体用于内置增强铁棒的复合结构形式时，硫化硅酸钙成形体的使用没有受到限制，这就解决了现有技术伴随的问题。具体而言，硫化硅酸钙成形体不仅可用于由长的间隔放置支撑件承载的部分建筑物内，而且可用于高层建筑物内。这种用途非常令人意想不到，并且该使用效果足以补偿生产率的降低。
当本发明的硫化硅酸钙成形体含有大量的室大小大于200μm的室时，如由水银孔率测定法确定的孔径为0.1μm或者更小的孔的孔体积的数量为：
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.5-1.0时，优选V1(D)-98vol％，更优选V12(D)-98vol％；
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.3至低于0.5时，优选V2(D)-95vol％，更优选V22(D)-95vol％；或者
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.14至低于0.3时，优选V3(D)-95vol％，更优选V32(D)-95vol％；
其中每个vol％以硫化硅酸钙成形体总孔体积计，并且V1(D)，V2(D)，V3(D)，V12(D)，V22(D)，V32(D)分别通过下面的公式(3)，(4)，(5)，(3’)，(4’)，(5’)计算：
V1(D)＝50×D+40             (3)，
V2(D)＝100×D+15            (4)，
V3(D)＝200×D-15            (5)，
V12(D)＝50×D+45            (3’)，
V22(D)＝100×D+20           (4’)，和
V32(D)＝200×D-10           (5’)。
另一方面，当本发明的硫化硅酸钙成形体不含有大量的室大小大于200μm的室时，如由水银孔率测定法确定的孔径为0.1μm或者更小的孔的孔体积的数量为：
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.8-1.0时，优选90-98vol％，更优选95-98vol％；
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.5至低于0.8时，优选V4(D)-97vol％，更优选V42(D)-97vol％；或者
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.14至低于0.5时，优选V5(D)-92vol％，更优选V52(D)-92vol％，
其中每个vol％以硫化硅酸钙成形体总孔体积计，并且V4(D)，V5(D)，V42(D)，V52(D)分别通过下面公式(6)，(7)，(6’)，(7’)计算：
V4(D)＝100×D+10             (6)，
V5(D)＝150×D-15             (7)，
V42(D)＝100×D+15            (6’)，和
V52(D)＝150×D-10            (7’)。
当孔径为0.1μm或者更小的孔的孔体积的数量位于上述硫化硅酸钙成形体表观比重的范围内，硫化硅酸钙成形体具有进一步高的弹性模量，进一步高的耐压强度和进一步高的耐压强度/弹性模量的比值。进一步，在上述硫化硅酸钙成形体的每一个表观比重范围内，孔径为0.1μm或者更小孔的孔体积比值的优选范围的上限是可以由现在所使用的用于生产硫化硅酸钙成形体的方法获得的上限。
在本发明中，术语“硫化硅酸钙成形体含有大量的室大小大于200μm的室”意思是，对于含有通过使用如在常规ALC中所使用的发泡剂而形成的室大小为100μm-1mm的室的硫化硅酸钙成形体，本发明硫化硅酸钙成形体具有下面所述的特殊性质。即这种术语意思是在硫化硅酸钙成形体截面的10mm正方形上，依据每一个室截面的长轴长度，室大小大于200μm的室的数量大于20。术语“室”意思是在如下硫化硅酸钙成形体的生产过程中(其中可以使用也可不使用发泡剂)形成的空隙。当将原材料一起混合得到含水淤浆或者当预硫化含水淤浆而获得含水淤浆的预成形体时，气体可能进入含水淤浆或者其预成形体而形成空隙并且这种形成的空隙保留在硫化硅酸钙成形体中。硫化硅酸钙成形体中的这种空隙定义为室。室通常为球形，椭圆体形，小滴样形或者这些形状的组合形状。因此可容易的将室与由于裂缝、碎裂等形成的空隙区分开。
另一方面，术语“硫化硅酸钙成形体不含有大量的室大小大于200μm的室”表示硫化硅酸钙成形体不含有由于使用发泡剂而形成的室大小为100μm-1mm的室。更具体地说，这种术语意思是在硫化硅酸钙成形体截面的10mm正方形上，依据每一个室截面的长轴长度，室大小大于200μm的室的数量为20或者更小。
室截面的长轴长度表示室截面的最大长度。室截面有圆形，椭圆形，小滴样形，这些形状的组合形状，或者其它形状等等。使用立体显微镜等可容易地观察到该室。
在上述每个硫化硅酸钙成形体表观比重范围内，上述的孔径为0.1μm或者更小的孔的孔体积数量是存在于成形体基质中的孔的细度(或者致密程度)的标准。结合孔分布(其由1/4高度的对数宽度评价)和孔径为0.1μm或者更小的孔的孔体积数量，可获得用于评价硫化硅酸钙成形体基质中孔径的细微程度和均匀性(其中基质是承重骨架)的标准。当硫化硅酸钙成形体含有上述的孔径为0.1μm或者更小的的孔的孔体积数量，该数量根据表观比重范围确定，这意味着在每个上述硫化硅酸钙成形体的表观比重范围内，基质中孔的孔径为最小，并且孔径分布是均匀的。通过主要含有雪硅钙石的基质来实现硫化硅酸钙成形体的这种优良显微结构。由于优良显微结构大大改善了成形体性质。
本发明中，由下面公式(1)定义的参数a优选7或者更大，更优选8.5或者更大，仍更优选9或者更大，并且由下面公式(2)定义的参数b优选1.20或者更大，更优选1.30或者更大，仍更优选1.40或者更大，最优选1.50或者更大，
a＝(Y×10-3)/(D1.5)                  (1)
其中Y和D分别代表硫化硅酸钙成形体的弹性模量(N/mm2)和表观比重；
b＝S/(Y×10-3)1.5                    (2)
其中S代表硫化硅酸钙成形体的耐压强度(N/mm2)，Y的定义同上。
通过主要含有雪硅钙石的基质来实现本发明的硫化硅酸钙成形体的优良显微结构。由于这种优良显微结构，硫化硅酸钙成形体的优势不仅在于同常规ALC相比硫化硅酸钙成形体具有高弹性模量和高耐压强度，而且在于硫化硅酸钙成形体的耐压强度/弹性模量的比值有很大改善，而这种改善在常规建筑材料如ALC中是不可能达到的。当由公式(1)定义的参数值a小于7时，可能有不利情况发生，即使将增强铁棒置于硫化硅酸钙成形体内得到增强材料，获得的增强材料可能发生大的弯曲，因此增强材料作为建筑材料使用(尤其在由长的间隔放置的支撑件承载的部分建筑物内)必然受到限制。
由常规方法生产的常规压热轻质混凝土和材料的参数b(由公式(2)定义)约为1，所述常规方法基本上与生产ALC的方法相同或相似，因此存在不利限制因素，其中仅仅简单地依靠材料的弹性模量确定材料的耐压强度。本发明人第一次成功地开发了具有增大的耐压强度/弹性模量比值的材料，因此解决了上述的不利限制问题。
通常，材料断裂时的应力，即临界应力，用公式表示：临界应力＝(断裂强度)/(弹性模量)。临界应力值与上面公式(2)定义的参数b值相等。因此可以说本发明的硫化硅酸钙成形体具有现有技术中还没有达到的临界应力值。相应地，可以在有大的局部应变发生的情况下使用硫化硅酸钙成形体。例如，当使用钉或者螺丝固定本发明的硫化硅酸钙成形体或者当使用钉或者螺丝将建筑材料固定在硫化硅酸钙成形体上时，硫化硅酸钙成形体具有高保留强度。进一步，硫化硅酸钙成形体也能用在需要具有高的保留强度的吊顶。
在本发明的优选实施方案中，本发明的硫化硅酸钙成形体满足了公式(1)和公式(2)定义的要求。这种硫化硅酸钙成形体作为建筑材料具有优良性质。
在本发明中，材料的弹性模量表示材料的动态弹性模量，即由材料的共振频率计算得到的弹性模量。动态弹性模量不同于静态弹性模量，静态弹性模量是由对施加于材料上的应力所发生的位移响应计算得到。使用动态弹性模量评价材料的优势在于其可使评价各个方向的平均性能即材料的内在性质成为可能。
用氮吸附法(BET吸收方法，即布鲁厄-艾米特-特勒方程吸附法)检测本发明的硫化硅酸钙成形体的比表面积，比表面积优选25-85m2/g，更优选60m2/g或者更小，仍更优选50m2/g或者更小。已有文献报道雪硅钙石的结晶度越高，则雪硅钙石的比表面积越小，并且具有高结晶度的雪硅钙石的比表面积为约40-50m2/g(见“Sekkou to Sekkai(石膏和石灰)”(日本石膏和石灰协会出版)，第214期(1988)，第129页。在这篇文献中，陈述了CSH的比表面积为200-250m2/g，这个值非常高。比表面积被认为是硫化硅酸钙成形体内雪硅钙石结晶度和CSH含量的标准，即表征含有雪硅钙石建筑材料的特征之一。当比表面积大于85m2/g时，硫化硅酸钙成形体内雪硅钙石结晶度或者CSH含量降低，因此不仅成形体的强度和弹性模量会降低，而且作为建筑材料成形体的性质(如耐候性和尺寸稳定性)也会降低。另一方面，当比表面积显著降低时，意味着硫化硅酸钙成形体含有大量的具有低比表面积的物质(除了雪硅钙石之外)，因此优选比表面积为20m2/g或者更大。
正如在通过用水银孔率测定法测量孔体积的情形中一样，硫化硅酸钙成形体的比表面积主要依靠硫化硅酸钙成形体的表观比重而改变。依靠硫化硅酸钙成形体表观比重的范围确定硫化硅酸钙成形体比表面积的优选范围如下。当表观比重为0.5-1.0时，比表面积优选20-60m2/g，更优选50m2/g或者更小；当表观比重为0.35至低于0.5时，比表面积优选20-70m2/g，更优选60m2/g或者更小；以及当表观比重为0.14至低于0.35时，比表面积优选20-85m2/g，更优选70m2/g或者更小。当硫化硅酸钙成形体的比表面积显著降低时，意味着硫化硅酸钙成形体含有大量具有低比表面积的物质(除了雪硅钙石之外)。因此优选比表面积为20m2/g或者更大。
优选的是在本发明的硫化硅酸钙成形体的粉末X射线衍射图中，雪硅钙石(002)晶面的衍射峰强I(002)与雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强I(220)的比值满足关系I(002)/I(220)≥0.25，更有利为I(002)/I(220)≥0.35。可以理解，在雪硅钙石的板形或者条形颗粒中，颗粒的厚度方向(即与平面垂直的方向)为晶体的C轴。因而，当相对强度I(002)/I(220)增加时，可改善晶体C轴的相对有规性，因此增加板形或者条形结晶的厚度。在JCPDS Card No.19-1364中，描述了在理想的雪硅钙石结晶中I(002)/I(220)比为0.8。当I(002)/I(220)比接近0.8时，雪硅钙石的厚度增加，从而增加了结晶强度。结果是，含有雪硅钙石结晶的硫化硅酸钙成形体的强度也增加了。另外，随着结晶的有规性增大时，不仅硫化硅酸钙成形体的弹性模量增加，而且成形体作为建筑材料的性质(如耐候性，如抗碳化性)也得到改善。I(002)和I(220)的计算方法如图3所示。I(002)是通过衍射角6-9°(2θ)周围背景的线性近似法获得的真正衍射强度(见图3)。相似地，I(220)是通过衍射角20-40°(2θ)周围背景的线性近似法获得的真正衍射强度。
优选本发明的硫化硅酸钙成形体含有0.1-3.0wt％的防水剂。防水剂的例子包括硅氧烷化合物，烷氧基硅烷化合物，脂肪酸，脂肪酸盐和树脂乳化剂，所述树脂乳化剂包括水和选自环氧树脂，聚氨酯树脂，硅氧烷树脂，醋酸乙烯树脂，丙烯酸树脂和苯乙烯/丁二烯树脂的至少一种树脂。这些防水剂可单独使用或者联合使用。在这些防水剂中，尤其优选硅氧烷化合物，如硅氧烷油(如聚二甲基硅氧烷，其中甲基为未取代或者被氢，苯基，三氟丙基等所取代)；和烷氧基硅烷化合物，如烷基烷氧基硅烷(如甲基三乙氧基硅烷，乙基三乙氧基硅烷，丙基三乙氧基硅烷或者异丁基三乙氧基硅烷)。
本发明的硫化硅酸钙成形体具有新的显微结构。依靠硫化硅酸钙成形体的新显微结构和防水剂中疏水基团作用的联合作用，硫化硅酸钙成形体具有优良的拒水性。其理由假设如下。在每个上述硫化硅酸钙成形体的表观比重范围内，基质内孔的孔径为最小化且孔径分布均匀。通过这种新显微结构与防水剂的协同作用，达到优良的拒水性。更具体地说，当水与成形体表面的接触角大于90°时，即使当接触角相同时，需要更大的水渗透压使水浸入具有更小孔径分布的硫化硅酸钙成形体的孔内。硫化硅酸钙成形体内防水剂的含量优选0.1-3.0wt％，更优选0.5-2wt％。当防水剂的含量小于0.1wt％时，不能发挥所需的拒水性。另一方面，当防水剂的含量大于3.0wt％时，不能获得具有本发明所表征的优良显微结构和优良强度的硫化硅酸钙成形体。
优选本发明的硫化硅酸钙成形体含有0.05-3vol％的增强纤维。增强纤维的例子包括无机纤维，如耐碱玻璃纤维，碳纤维，不锈钢纤维和陶瓷纤维；以及有机纤维，如芳族聚酰胺纤维，聚乙烯醇纤维和聚丙烯纤维。这些增强纤维可以单独使用或者联合使用。在这些增强纤维中，优选芳族聚酰胺纤维，耐碱玻璃纤维和碳纤维。最优选芳族聚酰胺纤维。
常规压热轻质混凝土的缺点是其含有粗室，因此，甚至将增强纤维掺入到ALC中，得到的增强ALC不可能具有改善的碎裂抗性和改善的冲击强度，所述冲击强度是作为建筑材料的一个重要性质。另一方面，甚至当硫化硅酸钙成形体包含粗室时，细微孔可以在本发明的硫化硅酸钙成形体内均匀分布，因此本发明的硫化硅酸钙成形体可以具有更大改善的冲击强度。在本发明中使用的增强纤维的纤维长度通常为1-20mm，优选3-10mm，更优选5-8mm。成形体中增强纤维的数量优选为硫化硅酸钙成形体体积的0.05-3vol％，更优选0.1-2vol％，其中成形体的体积包括其内含有的孔的体积。当增强纤维数量小于0.05vol％时，使用增强纤维来改善硫化硅酸钙成形体的强度不令人满意。另一方面，当增强纤维的数量大于3vol％时，在混合用于生产硫化硅酸钙成形体的原材料(包括增强纤维)过程中可能形成纤维洞，使得增强纤维难以均匀分布在成形体中。
本发明的增强硅酸钙复合结构包括本发明的硫化硅酸钙成形体和内置其中的增强铁棒或者增强线网。通常将增强铁棒或者增强线网嵌入硫化硅酸钙成形体。术语“增强铁棒”一般表示含有多个交叉放置的增强铁棒的结构，其中增强铁棒在交叉点被焊接在一起。术语“增强线网”表示被加工成线网形式的铁结构。增强线网的代表例包括板条线。每个增强铁棒和增强线网的形状和大小，增强铁棒的厚度，网状增强线网的网孔大小和嵌入硅酸钙复合结构内的增强铁棒或者增强线网的放置(如定位)都取决于增强硅酸钙复合结构的大小、使用等因素而确定。优选在使用之前，用防腐剂处理增强铁棒和增强线网以改善其耐久性。
作为防腐剂，可使用常规防腐剂如合成树脂。
通过在硫化硅酸钙成形体内嵌入增强铁棒或者增强线网，得到的增强硅酸钙复合结构的断裂抗性有很大改善。尤其是，本发明的硫化硅酸钙成形体与常规建筑材料相比，由于其高结晶度，极高压缩弹性模量，因此使用增强铁棒或者增强线网可非常有效地增强硫化硅酸钙成形体。进一步，硫化硅酸钙成形体具有上述均匀细微孔，因此，与常规压热轻质混凝土相比，硫化硅酸钙成形体与增强铁棒的粘合性有很大改善。
关于本发明的硫化硅酸钙成形体的生产方法，说明如下。
用于生产本发明的硫化硅酸钙成形体的方法包括：
提供含水和固体材料的含水淤浆，所述固体材料含硅质材料，水泥材料，钙质材料，选自硫酸铝和硫酸铝水合物的至少一种材料，以及除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物；
将含水淤浆倾入模具中；以及
预硫化含水淤浆，然后进行压热器处理；
其中50wt％或者更高的硅质材料是结晶硅质材料；以及
其中包含在含水淤浆中的选自硫酸铝和硫酸铝水合物的至少一种材料的数量以Al2O3数量计为固体材料总重量的0.09-10wt％，以及包含在含水淤浆中的除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物的数量以SO3数量计为固体材料总重量的0.15-15wt％，并且其中SO3数量是对应于选自硫酸铝和硫酸铝水合物中至少一种的SO3数量和对应于除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物的SO3数量的总和。
在本发明中，术语“预成形体”表示在模具内将含水淤浆预硫化获得的而尚未进行压热器处理的物质。
术语“硅质材料”表示含有70wt％或者更多SiO2的材料。硅质材料的例子包括块状硅质材料，硅质沙，石英(块状硅质材料，硅质沙和石英分别是结晶的)，含有高含量的块状硅质材料，硅质沙或者石英的岩石，硅藻土，煅制二氧化硅(silica fume)，粉煤灰，天然粘土矿物和硅藻土、煅制二氧化硅(silica fume)、粉煤灰或天然粘土矿物的煅烧产品。结晶硅质材料的例子包括块状硅质材料，硅质沙，石英，含有高含量的块状硅质材料，硅质沙或者石英的岩石。术语“结晶硅质材料”表示在硅质材料的粉末X射线衍射图中可观察到α-石英，方石英等物质的尖衍射峰。非结晶硅质材料的例子包括硅藻土，煅制二氧化硅(silica fume)和粉煤灰。术语“非结晶硅质材料”表示在硅质材料的粉末X射线衍射图中不能观察到尖衍射峰。
在本发明中，术语“水泥材料”表示主要含有硅酸盐成分和钙成分的水泥。水泥材料的例子包括普通波特兰水泥，早强高(high-early)波特兰水泥和二钙硅酸盐水泥。术语“钙质材料”表示钙含量以CaO计为材料重量的50wt％或者更大的含钙材料。钙质材料的例子包括生石灰和熟石灰。
在用于生产本发明的硫化硅酸钙成形体的方法中，50wt％或者更高的硅质材料要求是结晶硅质材料，其原因如下。在硅质材料中，与结晶硅质材料相比，非结晶硅质材料(如煅制二氧化硅)具有非常高的反应性。由于非结晶硅质材料的这种高反应性，当将非结晶硅质材料与水泥材料和钙质材料一起进行预硫化获得预成形体时，即使在室温，也非常容易生成含有CaO/SiO2摩尔比约为1的CSH。CSH是非常稳定的物质。因此，甚至当预成形体在高温高压下进行压热器处理时，CSH向雪硅钙石的转化极慢，因此获得的硫化硅酸钙成形体不可避免的包含大量CSH，CSH降低了硫化硅酸钙成形体的尺寸稳定性和耐候性。进一步，由于大量CSH的存在而显著降低硫化硅酸钙成形体内雪硅钙石的结晶度。另外硫化硅酸钙成形体内的孔没有小孔径和均匀孔分布，因此硫化硅酸钙成形体不具有令人满意的高弹性和高耐压强度。相应地，硅质材料中的结晶硅质材料含量需要达到50wt％或者更高。优选结晶硅质材料含量为硅质材料的60wt％或者更高。
在结晶硅质材料中，从价格方面考虑，优选结晶块状硅质材料。在块状硅质材料中，优选使用块状硅质材料精细微粉型，使用布莱因渗透方法(Blaine permeation)测量其比表面积为5,000cm2/g或者更大，更有利的为7,000cm2/g或者更大。块状硅质材料极细微粉的缺点在于很难处理这种形式的块状硅质材料。因此，优选块状硅质材料微粉的比表面积为30,000cm2/g或者更小。因为块状硅质材料微粉为结晶，在含水淤浆的预硫化过程中块状硅质材料微粉几乎不发生反应。然而，在预成形体的压热器处理过程中块状硅质材料微粉具有高反应性，其可能产生大量具有高结晶度的雪硅钙石。使用比表面积为5,000cm2/g或者更大的块状硅质材料微粉的优点在于甚至当块状硅质材料在压热器处理后未发生反应，保留在成形体基质内的块状硅质材料界面上所形成的空隙大小可以被压缩至小的水平。
如果要获得含有大量的室大小大于200μm的室的硫化硅酸钙成形体(即，不使用发泡剂而获得表观比重为0.5或者更小的硫化硅酸钙成形体)，或者要获得使用发泡剂后表观比重为0.3或者更小的硫化硅酸钙成形体，必须增加水/固体材料的比值。在这种情况下，优选使用非结晶硅质材料作为硅质材料的一部分，以阻止固体在成形体生产过程中发生沉淀并且改善预硫化过程中的硫化速度。然而在这种情况下，使用大量非结晶硅质材料的缺点在于所形成的雪硅钙石的数量降低并且雪硅钙石的结晶度降低。鉴于此，硅质材料内的非结晶硅质材料的含量优选为硅质材料重量的5wt％至低于50wt％，更优选5-40wt％。“水/固体材料比”表示水的重量与固体材料总重量的比值，其中，当至少一种固体材料含有结晶水时，结晶水的重量不含在固体的总重量中，而含在水的重量中。在含水淤浆中选自硫酸铝和硫酸铝水合物的至少一种材料的含量以Al2O3计为固体材料总重量的0.09-10wt％。当水/固体材料比小于0.95时，在含水淤浆中选自硫酸铝和硫酸铝水合物的至少一种材料的含量优选0.09-3wt％，更优选0.12-2wt％。另一方面，当水/固体材料比为0.95至低于1.9时，含水淤浆中选自硫酸铝和硫酸铝水合物的至少一种材料的数量优选0.15-6wt％，更优选0.2-4wt％。进一步，当水/固体材料比为1.9或者更大时，在含水淤浆中选自硫酸铝和硫酸铝水合物的至少一种材料的数量优选0.2-10wt％，更优选0.25-6wt％。当在含水淤浆中选自硫酸铝和硫酸铝水合物的至少一种材料的数量小于0.09wt％时，不能达到本发明的效果。另一方面，当在含水淤浆中选自硫酸铝和硫酸铝水合物的至少一种材料的数量大于10wt％时，含水淤浆的粘性太高，因此淤浆的可模压性不令人满意。
术语“硫酸铝”表示含有由分子式Al2(SO4)3所代表的化合物的物质。术语“硫酸铝水合物”表示硫酸铝的水合产品。硫酸铝水合物的例子包括含有硫酸铝和结晶水的物质，如分子式Al2(SO4)3.17H2O所代表的物质。在本发明中，要求Al2(SO4)3在硫酸铝水合物中的含量为水合物重量的80wt％或者更大，其中结晶水的重量被排除在水合物重量之外。硫酸铝和硫酸铝水合物各可以粉末、溶液或者淤浆形式使用。
含水淤浆中除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物的数量以SO3的含量计为固体材料总重量的0.15-15wt％，优选0.2-10wt％，其中SO3数量是对应于选自硫酸铝和硫酸铝水合物的至少一种材料中的SO3数量和对应于除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物的SO3数量的总和。当含水淤浆中除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物的数量小于0.15wt％时，会降低预成形体的硫化速度。另一方面，当含水淤浆中除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物的数量大于15wt％时，选自硫酸铝和硫酸铝水合物的至少一种材料的数量和除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物的数量的总量太大，因此降低了硫化硅酸钙成形体中雪硅钙石含量。
在本发明中，对除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物没有特殊限制，只要硫酸盐化合物含有SO3或者SO4。这种硫酸盐化合物的例子包括：亚硫酸；硫酸；无水石膏(CaSO4)，水合石膏，如二水石膏(CaSO4·2H2O)和半水合石膏(CaSO4·1/2H2O)；和金属硫酸盐。金属硫酸盐的例子包括碱土金属硫酸盐如硫酸镁；碱金属硫酸盐如亚硫酸钠，亚硫酸钾，硫酸钠和硫酸钾；硫酸铜和硫酸银。上述硫酸盐化合物可单独使用也可联合使用。使用除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物是为了形成大量的高结晶雪硅钙石，由此获得具有细微孔和均匀孔径分布的成形体。在上述硫酸盐化合物中，尤其优选二水石膏，因为二水石膏包含在水泥材料中，所述水泥材料被用作生产本发明的硫化硅酸钙成形体的主要原材料之一。
在本发明的方法中，联合使用选自硫酸铝和硫酸铝水合物的至少一种材料和除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物的优点在于，甚至当水/固体材料比很高时，也可以防止固体材料沉淀和促进含水淤浆的预硫化，从而获得的硫化硅酸钙成形体具有改善的强度和改善的弹性模量。因此，用于生产本发明的硫化硅酸钙成形体时，联合使用选自硫酸铝和硫酸铝水合物的至少一种材料和除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物是关键。
在用于生产本发明的硫化硅酸钙成形体的方法中，优选将选自硫酸铝和硫酸铝水合物的至少一种材料，其它固体材料和水在40-100℃混合10分钟或者更长时间，更有利地混合30分钟或者更长时间，以获得含水淤浆。在上述条件下通过混合原材料(包括水和固体材料)，可能不仅防止固-液分离，甚至当水/固体材料比高达5时，而且在短时间内预硫化模具内的含水淤浆，因而获得的预成形体为足以从模具可脱模的固体。
优选含水淤浆的水/固体材料的比为0.67-5。通过硫化这种形式的含水淤浆(水/固体材料的比为0.67-5)或者硫化其与适量的发泡剂(如铝粉)所组成的混合物形式，可能生产出具有所需低表观比重和具有合适控制质量的粗室的硫化硅酸钙成形体。
进一步，通过联合使用硫酸铝和/或硫酸铝水合物与上述的结晶块状硅质材料微粉，可获得硫化硅酸钙成形体，其中在硫化硅酸钙成形体基质中的孔的孔径达到最小，并且其中的孔径分布均匀。在这种成形体中，大大改善了弹性模量、耐压强度和耐压强度与弹性模量的比值。尚未阐明联合使用硫酸铝和/或硫酸铝水合物与结晶块状硅质材料微粉可能生产这种优良硫化硅酸钙成形体的原因，但可以猜测为，由于联合使用硫酸铝和/或硫酸铝水合物与结晶块状硅质材料微粉，改善了含水淤浆的分散状态和均匀性，可产生大量高结晶雪硅钙石，并且在基质和剩余的块状硅质材料之间形成的空隙的直径会变小。
在本发明中，当要获得不含有大量的室大小大于200μm的室的硫化硅酸钙成形体时，以水/固体材料比为0.77-5，将固体材料(包括硅质材料，水泥材料，硫酸盐化合物和钙质材料)和水混合得到含水淤浆。当要获得上述的不含有大量的室大小大于200μm的室的硫化硅酸钙成形体时，并且此成形体因此具有高强度、高弹性模量和低表观比重时，水/固体材料比为0.77-5，优选0.9-4，更优选1.2-3。
另一方面，当要获得含有大量的室大小大于200μm的室的硫化硅酸钙成形体时，优选以水/固体材料比为0.67-3.5，更有利为0.85-3.3，仍更有利为0.96-2.7，将固体材料和水混合得到含水淤浆，然后加入作为发泡剂的铝粉，从而获得泡沫含水淤浆，并将获得的泡沫含水淤浆倾入到模具中。铝粉的用量以固体铝重量计为固体材料总重量的0.002-0.8wt％。当水/固体材料比小于1.1时，铝粉用量优选0.002-0.15wt％，更优选0.003-0.1wt％。另一方面，当水/固体材料比为1.1至低于1.5时，铝粉用量优选0.005-0.2wt％，更优选0.008-0.15wt％。进一步，当水/固体材料比为1.5至低于2.2时，铝粉用量优选0.008-0.3wt％，更优选0.015-0.2wt％。另外，当水/固体材料比为2.2或者更大时，铝粉用量优选0.02-0.6wt％，更优选0.03-0.4wt％。当铝粉被加入到含水淤浆中时，对铝粉的形式没有特殊限制。加入铝粉的形式为通常用于ALC生产中的铝粉。例如，可以将这种类型的铝粉加入到含水淤浆中。可选择地，可以将铝粉以铝淤浆的形式加入到含水淤浆中，所述铝淤浆是将铝粉和作为原材料的一部分水混合得到的。进一步，可以将铝粉以铝糊的形式加入到含水淤浆中，所述铝糊用于压热轻质混凝土的生产中(见美国专利US4,318,270)。根据含水淤浆的水/固体材料比值和成形体所需表观比重来确定作为发泡剂的铝粉的用量。含水淤浆中泡沫的形成可以通过不使用铝粉的方法完成。这种方法的优选例子包括常规的预发泡方法，其中将空气引入预发泡剂或者预发泡剂水溶液以形成泡沫，然后将泡沫与含水淤浆混合(见日本未审查专利申请公开说明书Sho63-295487)，和包括另一种方法，其中将预发泡剂与含水淤浆混合，并且用预发泡机使获得的淤浆形成泡沫。对这种类型的预发泡剂没有特殊限制，可以使用本领域所用的常规预发泡剂。预发泡剂的例子包括合成表面活性剂型的预发泡剂，树脂皂型的预发泡剂和水解蛋白型的预发泡剂。
在本发明方法首先提供的含水淤浆中，Ca/SiO2摩尔比为0.5-1.5，优选0.6-1.3，更优选0.65-1.1。当Ca/SiO2摩尔比为大于1.5时，可能会引发不利，其中硅质材料数量不足以形成雪硅钙石，因此不仅显著降低了产生的雪硅钙石的数量，而且不能形成高结晶雪硅钙石。另一方面，当Ca/SiO2摩尔比为小于0.5时，硅质材料数量令人满意，但是大量硅质材料未反应，因此降低了产生的雪硅钙石的数量。
关于在何种温度将固体材料与水混合在一起得到含水淤浆没有特殊限制。然而，应该注意到，通过混合，如果水泥材料的最初水合作用和硅质材料与钙质材料的反应在将含水淤浆倾入到模具之前进行，则含水淤浆被倾入到模具之后可以有效地进行预硫化。如果混合温度太低，水泥材料的最初水合作用及硅质材料与钙质材料的反应不能令人满意地进行，因此含水淤浆倾入到模具之后的预硫化速度会不利地降低。考虑到这点，优选固体材料与水混合之后温度立即为40-100℃，更有利为50-100℃。关于获得含水淤浆的混合时间没有特殊限制。然而，当混合时间太短时，不可能得到其中每个固体材料令人满意地均匀分散的含水淤浆，以及水泥材料的最初水合作用和硅质材料与钙质材料的反应都不能令人满意地进行。另一方面，当混合时间太长时，水泥材料的最初水合作用和硅质材料与钙质材料的反应过度进行，因此含水淤浆的预硫化速度会不利地降低。考虑到这点，混合时间优选为10分钟至低于5小时，更优选30分钟至低于3小时。
进一步，当将全部数量的钙质材料一次性与硅质材料和水泥材料混合时，钙质材料可能降低水泥材料的最初水合速度。因此，当要加速含水淤浆倾入到模具之后的预硫化速度时，由本发明提供的含水淤浆优选通过含有下面步骤的方法制备：(1)将水与除了钙质材料之外的固体材料混合得到混合物，其中在40-100℃混合10分钟至低于5小时；(2)将钙质材料加入到步骤(1)获得的混合物中，然后在40-100℃混合30秒钟至低于1小时。将得到的含水淤浆倾入到模具中。在上述方法的步骤(1)中，可使用部分钙质材料而不是使用全部数量的钙质材料。在这种情况下，在步骤(2)中使用剩余的钙质材料。下文中，步骤(1)中原材料的装料被称作“一级装料”，步骤(2)中原材料的装料被称作“二级装料”。
使用除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物不仅可有效防止固体材料的沉淀，而且可有效加速含水淤浆的预硫化。当在上述步骤(1)中将除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物与其它固体材料和水在40℃或者更高温度下混合10分钟或者更长时间时，其防止固体材料沉淀的效果是显著的。另一方面，当在上述步骤(2)中将部分或者全部数量的除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物加入后，然后在40℃或者更高温度下混合30秒钟或者更长时间时，则含水淤浆的预硫化(在步骤(2)之后进行)的加速效果是显著的。
当水/固体材料比高时(尤其当水/固体材料比为2或者更高时)，从防止固体材料沉淀的角度考虑，优选在上述步骤(1)中将除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物加入到的其它固体材料和水中。另一方面，当水/固体材料比低时，优选在上述步骤(2)中加入除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物。
使用选自硫酸铝或者硫酸铝水合物的至少一种化合物可有效防止固体材料的沉淀并且可有效加速含水淤浆的预硫化。为达到这种效果，优选在上述步骤(1)中将选自硫酸铝或者硫酸铝水合物的至少一种化合物与其它固体材料和水在40-100℃混合10分钟至低于5小时。
由上面所述，显然对于每种钙质材料、选自硫酸铝或者硫酸铝水合物的至少一种化合物和除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物来说，使用这些化合物所达到的效果取决于是否在步骤(1)(即，一级装料)或者在步骤(2)(即，二级装料)中使用这些材料。考虑到水/固体材料比，混合条件(混合温度和混合时间等等)和使用的方法等等以确定是否将材料一次性全部装料，或者以几次分份装料。
当在二级装料中使用除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物和钙质材料时，没有特殊限制在何种温度将这些材料与从上述步骤(1)中所获得的混合物混合。然而，如果混合温度太低，会降低步骤(2)之后的含水淤浆的预硫化速度。因此，优选将上述两种材料加入到从步骤(1)中所获得的混合物之后温度立即为40-100℃。相似地，没有特殊限制将上述两种材料与从步骤(1)中所获得的混合物混合的混合时间。然而，当混合时间太短时，不可能得到其中固体材料为均匀分散的含水淤浆。另一方面，当混合时间太长时，会降低含水淤浆的预硫化速度。因此，优选混合时间为30秒钟至低于1小时，更优选为1分钟至低于10分钟。
可以使用市售的搅拌机将固体材料与水混合在一起。在这些搅拌机中，优选使用装有用于低粘度砂浆的高速旋转刀片的搅拌机，如装有挡板的桨式搅拌机。例如，可通过使用上述装有用于低粘度灰泥的高速旋转刀片的搅拌机的方法来混合固体材料和水。具体而言，在这种方法中，将固体材料加入到已经在60℃加热的水中得到混合物，然后将混合物在上述搅拌机中于60℃下常压混合2小时。对于搅拌机的转速没有特殊限制。然而，当搅拌机转速太低时，固体材料可能发生沉淀。因此搅拌机的转速通常为100-2,500rpm。可在空气或者惰性气体气氛，如氮气中进行固体材料与水的混合。然而，从易于操作的角度考虑，优选在空气中进行混合。进一步，优选在上述步骤(2)之后短时间内(例如约1-5分钟)减压下进行进一步混合，由此减少搅拌混合物过程中形成的泡沫的数量。在这种情况下，优选步骤(2)中的混合时间和步骤(2)之后的减压混合时间的总时间小于1小时，更有利的为10分钟或者更短。
在本发明的方法中，只要不破坏硫化硅酸钙成形体的性质可以加入任何添加剂。添加剂的例子包括：有机轻质聚集体，如纸浆，泡沫苯乙烯小珠和有机微球；无机轻质聚集体，如珍珠岩和硅橡胶球；增稠剂，如甲基纤维素和聚丙烯酸；通常用于水泥材料中的分散剂，如减水剂和高效减水剂；碳酸盐化合物，如碳酸钙和白云石；硫化促进剂，如硅酸钠；通常用于水泥材料中的硫化阻滞剂，如硫酸木质素和葡萄糖酸木质素；以及泡沫阻滞剂，如磷酸。添加剂的用量为本领域的常规用量。添加剂可与原材料同时加入。可选择的，可在上述步骤(2)之后，即在所有原材料完全混合之后加入添加剂。当添加剂的混合时间太短时，不能获得其中添加剂为均匀分散的含水淤浆。另一方面，当混合时间太长时，在所有步骤中的总混合时间不利延长。考虑这点，优选混合时间为1-5分钟。
在上述添加剂中，优选纸浆，因为纸浆价廉而且经压热器处理受破坏程度不大。纸浆的例子包括原纸浆和再循环纸浆，每种纸浆可由宽叶树和针叶树制造而成。纸浆可有效地被用作增稠剂，分散稳定剂或者硫化收缩减少剂(shrinkage reducing agent)(其被用于含水淤浆的预硫化过程中)。优选粉状纸浆的理由如下。当水/固体材料比高时，粉状纸浆可防止固体材料的沉淀；粉状纸浆可赋予含水淤浆合适的粘度；在含水淤浆预硫化和随后的压热器处理中粉状纸浆可抑止裂缝的产生；以及粉状纸浆不仅可改善含水淤浆的模压性能而且可改善硫化硅酸钙成形体的强度。粉状纸浆的例子包括市售粉状纸浆，干燥粉状纸浆和通过高压均浆器对纸浆进行均化得到的粉状纸浆。在纸浆硫化硅酸钙成形体中的含量优选为0.1-3.0wt％，更优选0.2-2.0wt％。当纸浆含量小于0.1wt％时，不能达到上述效果。另一方面，当纸浆含量大于3.0wt％时，纸浆加入到含水淤浆后可显著增加含水淤浆的粘性，从而不仅不利于含水淤浆被倾入到模具中而且还可形成泡沫。
将混合原材料得到的含水淤浆倾入到模具中并且预硫化，然后进行压热器处理。如果需要，可在含水淤浆被倾入到模具中之前在含水淤浆中掺入拒水成分或者增强纤维。如果需要，可在模具中放置增强铁棒或者增强线网。在这种情况下，优选上述增强铁棒或者增强线网经过防锈处理。或者通过含水淤浆自身产生的热量加热或者通过外界对含水淤浆的加热而将模具内的含水淤浆进行预硫化。优选在40-100℃对含水淤浆进行预硫化1-48小时。作为模具，可使用压热室或者压热容器。优选对含水淤浆进行预硫化的同时阻止水从含水淤浆中蒸发。进一步，可通过加热模具同时防止水从模具上表面蒸发而进行预硫化。通过对含水淤浆进行预硫化获得预成形体。使用压热器对得到的预成形体在高温高压下进行压热器处理。如果需要，在对预成形体进行压热器处理之前，可将预成形体切割成所需要的形状。通过压热轻质混凝土生产中常用的任何常规方法可对预成形体进行切割。这种常规方法的例子包括使用金属丝的方法。为提高压热器处理的效率，优选在预成形体从模具中脱模之后进行压热器处理。优选预成形体压热器处理的温度为160℃(高斯压力：约5.3kgf/cm2)-220℃(高斯压力：约22.6kgf/cm2)。将预成形体进行压热器处理得到的成形体加以干燥，由此获得本发明的硫化硅酸钙成形体的干燥形式。
在本发明中，可以在将含水淤浆倾入到模具中之前在含水淤浆中加入防水剂，或者在预成形体中，或者在已经过压热器处理的硫化硅酸钙成形体中加入防水剂。优选成形体中防水剂的含量为0.1-3wt％，更优选0.5-2wt％。当将防水剂加入到含水淤浆中时，优选加入这样的防水剂。另一方面，当防水剂被加入到预成形体或者已经过压热器处理的硫化硅酸钙成形体中时，优选以喷雾等方式将防水剂加入，然后进行热处理，如干燥。当需要使整个成形体都具有拒水性时，优选将防水剂加入到含水淤浆中。
实施发明的最佳方式
在下文，参考下面的实施例和比较例将对本发明作更详细描述，这些实施例和比较例不应解释成对本发明范围的限制。
在下面的实施例和比较例中，采用下面的方法进行各种不同的测量和分析。
[弯曲强度和耐压强度]
将经过压热器处理的硫化硅酸钙成形体放置于具有恒定温度和恒定湿度的容器中，其中温度和相对湿度(RH)分别保持在20℃和60％。调整硫化硅酸钙成形体的条件以使成形体中的水含量为绝对干燥状态成形体重量的10±2％。将水含量为10±2％的这种成形体作为样品用于测量弯曲强度和耐压强度。根据JIS R5201进行测量硫化硅酸钙成形体的弯曲强度和耐压强度的检验。具体而言，对大小为40mm×40mm×160mm的样品进行弯曲强度试验，其中跨度为100mm。通过弯曲强度试验，将样品分成两个样品，以获得的每个样品为弯曲强度试验前样品大小的一半。使用获得的两个样品中的一个，如下测量耐压强度。测量样品可承受的最大载荷，其中将载荷放置于获得样品的40mm×40mm的样品上。最大载荷的测量值定义为成形体的耐压强度。当板形样品(即，通过脱水模制或者纸片制造方法获得的硫化硅酸钙成形体的型材)的厚度小于40mm时，使用粘合剂将多个厚度小于40mm的这些样品粘结在一起获得成形体块，然后从这个块中切取大小为40mm×40mm×40mm的立方体，该立方体作为测量耐压强度的样品。在这种情况下，以至少三个不同的彼此互相垂直的方向测量耐压强度，并将这些至少三个耐压强度测量值的平均值定义为硫化硅酸钙成形体的耐压强度。
[动态弹性模量]
根据JIS A-1127测量动态弹性模量，JIS A-1127规定了使用共振振动测量混凝土动态弹性模量的方法。为测量动态弹性模量，使用硫化硅酸钙成形体样品，其中样品的形状和水含量与弯曲强度检验中所使用样品的形状和水含量相同。使用PC自动扫描型动态杨氏模量检验器(MIN-011-0-08型；日本Marui & Co.，Ltd.生产和销售)测量样品的纵向振动。从纵向振动的主要振动频率计算样品的动态弹性模量。动态弹性模量的计算值定义为硫化硅酸钙成形体的动态弹性模量。
[冲击强度]
将经过压热器处理的硫化硅酸钙成形体放置于具有恒定温度和恒定湿度的容器中，其中温度和相对湿度(RH)分别保持在20℃和60％。调整硫化硅酸钙成形体的条件以使成形体中的水含量为绝对干燥状态成形体重量的10±2％。将水含量为10±2％的这种成形体作为样品用于测量冲击强度。根据却贝冲击试验(charpy impact test)使用数字冲击试验机(商标名：DG-UG；日本Toyo Seiki Seisaku-sho，Ltd.生产和销售)测量冲击强度。将大小为10mm×10mm×100mm的无凹槽样品在其两端以跨度为60mm固定。冲击强度的测量条件为锤的重量为1J，力矩为0.357Nm；锤旋转轴中心与打击点之间的距离为23.0cm；锤的起始角度为150°；摆动周期为0.969秒钟。锤的重量表示当锤被高举准备朝样品向下摆动时锤所具有的势能。
[硅酸钙预成形体的硬度]
使用日本生产的Yamanaka沙土硬度检验机(第351号：标准型)测量在模具中已预硫化5个小时的硅酸钙预成形体的硬度。在未与模具接触的硅酸钙预成形体表面上的三个不同的点测量硬度，其中三个点彼此相距3cm或者更大。将三个硬度测量值的平均值定义为硅酸盐预成形体的硬度。
[表观比重]
从经过压热器处理的硫化硅酸钙成形体中获得样品，该样品的大小与用于上述弯曲强度试验中的硫化硅酸钙成形体样品的大小相同。将该样品在105℃干燥24小时，然后测量样品的重量和尺寸(体积)。从样品的重量和体积的测量值计算样品的表观比重。
[观察室的直径]
使用立体显微镜(商标名：SZ；日本Olympus光学有限公司生产和销售)在放大倍数为×40时观察已经用于上述弯曲强度试验中的样品的截面(其中在弯曲强度试验中将样品分为两个样品获得截面)，计数截面上10mm正方形内室大小大于200μm(以每个室截面长轴的长度计)的室的数量。在截面上五个不同的10mm正方形内进行观察和计数。将这五个室数量的测量值的平均值定义为室的数量。
[水银孔率测定法：1/4高度对数宽度和孔体积比值]
可以使用水银孔率测定法测量硫化硅酸钙成形体的孔隙率和孔径分布特性。也可以使用水银孔率测定法测量硫化硅酸钙成形体的表面积。在这种方法中，将样品放置于含有水银的真空室中，从真空室的外部施加压力，因此将水银压入到样品的孔内。以施加的压力函数记录被压入孔内的水银的数量。以此记录为基础，可以计算样品的总的孔体积，也可以获得样品的孔径分布特性。
将经过压热器处理的硫化硅酸钙成形体研磨成粉。将硫化硅酸钙成形体微粉分类以收集大小为2-4mm的颗粒。将颗粒在105℃干燥24小时以获得用于水银孔率测定法的硫化硅酸钙成形体样品。通过水银孔率测定法使用测量孔径分布的器械(商标名：Pore Sizer 9320；Micromeritics Instrument Corporation生产和销售)测量样品的孔径分布。假设水银与样品的接触角为130°且水银的表面张力为484dyn/cm，将施加的压力值转变为孔径。
将累积孔体积对孔径制图以获得累积孔分布曲线。对累积孔分布曲线进行微分以获得微分孔分布曲线。微分孔分布曲线最大峰高的1/4高度处的孔径分布对数宽度(下文这种对数宽度通常简称为“1/4高度的对数宽度)定义如下：当有两个孔径对应于最大峰高的1/4高度时，大一些孔径定义为A2，小一些孔径定义为A1。1/4高度的对数宽度定义为A2的常用对数与A1的常用对数的差(这种情况如图2(A)和图2(B)所示)。当有两个以上的孔径对应于最大峰高的1/4高度时，最大孔径定义为A2，最小孔径定义为A1。1/4高度的对数宽度定义为A2的常用对数与A1的常用对数的差(这种情况如图2(C)所示)。
对于孔径范围为0.1μm或者更小的孔，这种孔的数量表示为孔径范围为0.1μm或者更小的孔的总体积占孔径范围为6nm-360μm的孔的总体积的百分比。
[用氮吸附法测量比表面积]
以与上述水银孔率测定法中基本相同的方式获得干燥样品，将该样品在真空条件下于70℃进一步干燥3小时，由此获得测量样品。通过BET吸附法(布鲁厄-艾米特-特勒方程吸附法)使用测量比表面积的器械(商标名：Autosorb 1-MP；美国Quantachrome Instruments生产和销售)测量获得样品的比表面积。对样品的六个不同部分进行测量。
[布莱恩渗透方法测量比表面积]
根据JIS R 5201中所规定的试验(用于测量比表面积)测量比表面积，JIS R 5201规定了用于测量水泥的各种性质的试验方法。
[粉末X射线衍射学：Ia和Ib的测量]
使用砂浆将与上述弯曲强度试验中的样品基本相同的样品研磨成粉以获得用于粉末X射线衍射学的样品。通过X射线衍射仪器(商标名：RINT 2000；日本Rigaku公司生产和销售)针对Cu的Kα线测量上述衍射峰强Ib和最小衍射强度Ia。测量条件为加速电压为40kV，加速电流为200mA，入光缝隙的缝隙宽度为0.15mm，扫描速度为4°/min，取样为0.02°。使用石墨单色仪对X射线进行单色衍射后计数衍射的X射线。
Ia定义成在分别为雪硅钙石的(220)晶面和(222)晶面的两个衍射峰之间的衍射角范围内观察到的最小衍射强度，其中强度包括背景强度。Ib定义为雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强，其中强度包括背景强度。如图1(A)和图1(B)所示，雪硅钙石(220)晶面和(222)晶面的衍射射线具有的衍射角分别为约29.5°和约28.9°。
[粉末X射线衍射学：I(002)和I(220)的测量]
使用的样品和测量条件基本与上述的Ia和Ib的测量方法中的样品和测量条件相同。通过6°-9°衍射角周围的背景线性近似法获得真正衍射强度I(002)。相似地，通过20°-40°衍射角周围的背景线性近似法获得真正衍射强度I(220)。如图3所示，雪硅钙石(002)晶面的衍射射线具有的衍射角为约7.7°(2θ)。
[板的弯曲强度]
根据JIS A 5461规定的“用于压热轻质混凝土板(9.5板)的弯曲强度试验”在L＝1,900mm条件下进行弯曲强度试验。从板弯曲强度试验可获得载荷/中心部分位移曲线。在载荷/中心部分位移曲线中，将对应于第一拐点的载荷(W)定义为初始裂化载荷，将对应于第一拐点的中心部分的位移(δ)定义为第一裂化偏转。板的硬度由下面公式给出：(11×W×L3)/(768×δ)。弯曲强度试验持续进行直到板折断为止。裂化载荷定义为载荷/中心部分位移曲线中的最大载荷。
[板的冲击响应试验]
在1,800跨度上简单地支撑着一片板。在接近板的中心点施加由JIS A 1418-2的附录2中规定的用于冲击力性质的条(1)中所定义的(用于测量建筑地板的冲击隔音性能的方法；第2部分：使用标准重冲击源的方法)标准重冲击的一击。使用非接触电容位移计测量冲击点下面的垂直位移直到观察不到位移为止。从测量结果获得冲击响应曲线。从冲击响应曲线可以获得强制性响应位移，振幅半衰期(即，从位移达到最大值的时间点与位移减少到最大值一半时的时间点之间的时间段)和共振频率。
[单面吸水性]
提供经过压热器处理的且大小为40mm×40mm×160mm的硫化硅酸钙成形体样品，其中样品已放置于具有恒定温度和恒定湿度的容器中干燥，所述容器中温度和相对湿度(RH)分别保持在20℃和60％，直到样品重量达到平衡重量。该样品用于测量单面吸水性。将样品浸入温度为20℃的水中，同时保持样品的40mm×40mm表面向上，以使水表面高出样品表面1cm。测量浸入水中一天和一周之后的样品重量。单面吸水性定义为成形体样品吸收的水重量与样品浸入水之前的重量的百分比。
[尺寸稳定性]
提供经过压热器处理的且大小为40mm×40mm×160mm的硫化硅酸钙成形体样品，其中样品已放置于具有恒定温度和恒定湿度的容器中干燥，所述容器中温度和相对湿度(RH)分别保持在20℃和60％，直到样品重量达到平衡重量。该样品用于测量应力。将应变仪(商标名：KFW-5-120-C1-11 L5M3R；日本Kyowa Electronic Instruments Co.，Ltd.生产和销售)连接到样品上。将样品浸入水中，同时保持样品的40mm×160mm表面向上以使水表面高出样品表面3cm，由此允许样品在样品的每个表面吸收水。在开始试验(即，从样品浸入水中起)后的第一天和第一周后，测量应力测量仪的应力数量。从应力测量仪的应力数量获得的测量值可以计算每1m成形体样品的应力数量。
[碳化收缩]
作为硫化硅酸钙成形体长期耐久性的标准，在加速碳化反应中测量了成形体的收缩。将经过压热器处理的且大小为20mm×40mm×160mm的硫化硅酸钙成形体放置于具有恒定温度和恒定湿度的容器中干燥，所述容器中温度和相对湿度(RH)分别保持在20℃和60％，直到样品重量达到平衡重量。将获得的硫化硅酸钙成形体引入加速中和试验室(即，加速碳化试验室)(商标名：ASAHI-LUNAIRE；日本ASAHI KAGAKU有限公司生产和销售)中，其中温度，相对湿度和二氧化碳气体浓度分别保持在20℃，60％和10vol％。成形体置于碳化试验室后三天，七天和十四天，使用显微镜测量量规长度(起始长度为150mm)的变化，并且通过下面公式计算碳化收缩：
收缩(％)＝100×(L0-L1)/L0
其中：
L0：在中和试验开始时(即，当成形体放置于碳化试验室时)量规长度；以及
L1：中和试验开始后(即，成形体放置于碳化试验室后)第三天，第七天或者第十四天的量规长度。
[受钉支持强度试验]
将经过压热器处理的硫化硅酸钙成形体放置于恒定温度和恒定湿度的容器中，其中温度和相对湿度(RH)分别保持在20℃和60％。干燥硫化硅酸钙成形体以使成形体中的水含量为绝对干燥状态的成形体的重量的10±2％。从水含量为10±2％的这种成形体可获得大小为180mm×180mm×50mm的样品。在样品的中心部分，使用转孔机形成一个大小为3.mmφ和深度为25mm的定位孔。然后用手将平头木螺钉(商标名：4-020-04145；日本Yahata Neji公司生产和销售)旋入孔内30mm深。根据建设部建筑研究所的指南使用拉出强度试验机(日本YAMAMOT KOJYUKI有限公司生产和销售；性能：1.5t；升程：10mm)测量拉出强度。将拉出强度的试验结果分为两组。即，当样品的受钉支持强度低时，螺丝正好从样品中拉出；当受钉支持强度高时，样品在螺丝的周围被破坏以至于在样品内形成锥形孔(锥孔破损)。
实施例1-19
(硫化硅酸钙成形体的生产，其中在硫化硅酸钙成形体截面上的10mm正方形内，以每个室截面的长轴长度计，室大小大于200μm的室的数量为20或者更小。)
在实施例1-19中，使用固体材料和水生产硫化硅酸钙成形体，其中每种固体材料的类型和数量与水的数量在表1和表2中示出。具体而言，使用块状硅质材料微粉，或者联合使用块状硅质材料微粉和煅制二氧化硅(埃及EFACO生产和销售)作为硅质材料；生石灰作为钙质材料；普通波特兰水泥(在表1-7中，这种物质被称作“OPC”)用作水泥材料；硫酸铝十八水合物用作硫酸铝；二水石膏用作除了硫酸铝和硫酸铝水合物之外的硫酸盐化合物；以及微粉纸浆用作有机纤维。硫酸铝十八水合物和二水石膏的数量在表1和表2中以其各自的无水形式的重量份表示。
在实施例1-19中分别进行下面的操作。作为原材料的一级装料，将块状硅质材料微粉，煅制二氧化硅(仅用于实施例8-11的装料)，生石灰，普通波特兰水泥，硫酸铝十八水合物和二水石膏(仅用于实施例8-11的装料)装料于体积为10升的不锈钢浴锅中，该浴锅含有的水已在60℃经加热。在常压下使用转速为1,200rpm的搅拌机(UltraStirrer DC-CHRM25；日本Iuchi Seieido有限公司生产和销售)搅拌不锈钢浴锅内容物两个小时，同时在60℃加热不锈钢浴锅并且防止水从不锈钢浴锅内蒸发。然后，将作为二级装料的原材料，生石灰和二水石膏(用于实施例8-11之外的实施例中的装料)装料于不锈钢浴锅中。与原材料的一级装料基本相同的条件搅拌不锈钢浴锅内容物1分钟。进一步，在实施例2，7，10，13和16中，将微粉纸浆装料于不锈钢浴锅中，以与上述基本相同的条件搅拌1分钟。
通过上述的将固体原材料和水装料于不锈钢浴锅中及随后搅拌不锈钢内容物，获得了淤浆。将获得的淤浆倾入到大小为25cm×15cm×7cm的模具中并且在60℃预硫化5小时，同时防止水从淤浆中蒸发，从而获得预成形体。将预成形体从模具中脱模，并在饱和水蒸气中180℃下高温高压压热器处理4小时，然后干燥，从而生成硫化硅酸钙成形体。
实施例1-19获得的硫化硅酸钙成形体的各种性质见表8和表9。对实施例1获得的硫化硅酸钙成形体进行加速碳化试验和受钉支持强度试验。加速碳化试验和受钉支持强度试验结果分别见表16和表17。还测量了实施例1获得的硫化硅酸钙成形体的单面吸水性和尺寸稳定性，结果见表18。
用粉末X射线衍射学分析了实施例1获得的硫化硅酸钙成形体。通过分析获得的粉末X射线衍射图见图1(A)，图3和图8(A)。用水银孔率测定法分析了实施例1获得的硫化硅酸钙成形体。通过分析获得的微分孔分布曲线见图2(A)。使用放大倍数为×2,500和×5,000的扫描电子显微镜观察了实施例1获得的硫化硅酸钙成形体。观察获得的放大倍数为×2,500和×5,000的扫描电子显微照片分别见图5(A)和5(B)。进一步，使用水银孔率测定法分析了实施例2和实施例18获得的硫化硅酸钙成形体。通过分析实施例2和实施例18获得的硫化硅酸钙成形体的微分孔分布曲线分别由图4和图7中的实线(A)所示。
使用扫描电子显微镜观察了实施例1-19生产的硫化硅酸钙成形体的截面。作为观察结果，发现实施例1-19生产的各个硫化硅酸钙成形体含有雪硅钙石的板形颗粒(这种颗粒的代表例见图5(A)和5(B)，所述图表示实施例1生产的硫化硅酸钙成形体的扫描电子显微照片)和极少量的块状硅质材料微粉颗粒。另外，在每个成形体截面上随机选择了20个部分(其中每个部分大小为35.4μm×18.9μm)，并且使用放大倍数为×2,500的扫描电子显微镜进行了观察。对于20部分中的每一部分，获得了雪硅钙石颗粒的占有部分面积与每一部分面积的比值，然后计算了由此获得的20个面积比值的平均值。结果发现，在每个成形体中，平均面积比值为80％或者更大。进一步，用粉末X射线衍射学分析了每个硫化硅酸钙成形体。结果发现在每个硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，雪硅钙石(220)晶面的衍射峰显示最大衍射强度，或者在显示的粉末X射线衍射图中，只观察到石英(101)晶面衍射峰，其衍射强度稍微高于雪硅钙石(220)晶面的衍射峰的最大强度。
实施例20-33
(硫化硅酸钙成形体的生产，其中在硫化硅酸钙成形体截面上的10mm正方形内，以每个室截面的长轴长度计，室大小大于200μm的室的数量为21或者更大。)
在实施例20-33中，除了实施例1-19中所使用的水和固体材料以外，还使用了作为发泡剂的铝粉和增稠剂的甲基纤维素作为用于生产硫化硅酸钙成形体的原材料，其中每种原材料的类型和数量见表3和表4。将二水石膏用于一级装料(实施例20，21，25-28和31)或者用于二级装料(实施例20，21，25-28和31)。微粉纸浆仅用在实施例23和实施例26中。
在实施例20-33中分别进行下面的操作。固体材料和水的装料及随后搅拌得到的混合物的操作与实施例1-19的操作方式基本相同。在所得的搅拌混合物中加入甲基纤维素，然后通过搅拌获得淤浆。将铝粉加入到获得的淤浆中，然后在60℃搅拌1分钟。将获得的淤浆倾入到大小为25cm×15cm×7cm的模具中得到发泡淤浆。以与实施例1-19的基本相同的方式从发泡淤浆生产硫化硅酸钙成形体。
实施例20-33获得的硫化硅酸钙成形体的各种性质见表10和表11。对实施例20获得的硫化硅酸钙成形体进行加速碳化试验和受钉支持强度试验。加速碳化试验和受钉支持强度试验结果分别见表16和表17。使用水银孔率测定法法分析实施例20获得的硫化硅酸钙成形体。通过分析获得的微分孔分布曲线由图6中的实线(A)所示。
对于实施例20-33生产的硫化硅酸钙成形体，用扫描电子显微镜观察了其截面。通过观察发现实施例20-33生产的每个硫化硅酸钙成形体包括粗室部分(含有粗室和分布在其附近的雪硅钙石板形颗粒)和含有雪硅钙石的板形颗粒(这种颗粒的代表例见图5(A)和图5(B)，所述图示出了由实施例1生产的硫化硅酸钙成形体获得的扫描电子显微照片)的基质及极少量的块状硅质材料微粉颗粒。另外，在每个成形体基质截面上随机选择了20个部分(其中每个部分大小为35.4μm×18.9μm)，并且使用放大倍数为×2,500的扫描电子显微镜进行了观察。对于20部分中的每一部分，获得了雪硅钙石颗粒占有部分的面积与每一部分面积的比值，然后计算了由此获得的20个面积比值的平均值。结果发现，在每个成形体中，平均面积比值为80％或者更大。进一步，用粉末X射线衍射学分析了每个硫化硅酸钙成形体。结果发现在每个硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，雪硅钙石(220)晶面的衍射峰显示最大衍射强度，或者在显示的粉末X射线衍射图中，只观察到石英(101)晶面的衍射峰，其衍射强度稍微高于雪硅钙石(220)晶面的衍射峰的最大强度。
实施例34
将含有2.5wt％室液的水溶液(Mearl P液体；日本Aso Foam Crete有限公司生产和销售)作为水泥材料装料于发泡器械(日本CELLUFOAM ENGINEERING LABORATORY有限公司生产和销售)中以生产泡沫，生产条件如下：空气压力为0.25kg/cm2，液体进料压力为0.25kg/cm2。生成的泡沫的密度为0.093g/cm3。以与实施例12基本相同的方式制备淤浆(不必说明，固体材料的类型和数量及水的数量与实施例12中的相同)。使用这种淤浆，以与实施例12基本相同方式生产硫化硅酸钙成形体，除了将上述生产的泡沫以淤浆体积的27vol％加入到淤浆中，并且对获得的含有泡沫的淤浆搅拌1分钟然后倾入模具中之外。
生产的硫化硅酸钙成形体的各种性质见表11。对于硫化硅酸钙成形体，用扫描电子显微镜观察了其截面。通过观察发现硫化硅酸钙成形体包括粗室部分(含有粗室和分布在其附近的雪硅钙石板形颗粒)和含有雪硅钙石的板形颗粒(这种颗粒的代表例见图5(A)和图5(B)，所述图示出了由实施例1生产的硫化硅酸钙成形体获得的扫描电子显微照片)的基质及极少量块状硅质材料微粉颗粒。另外，在成形体基质的截面上随机选择了20个部分(其中每个部分大小为35.4μm×18.9μm)，并且使用放大倍数为×2,500的扫描电子显微镜进行了观察。对于20部分中的每一部分，获得了雪硅钙石颗粒占有部分的面积与每一部分面积的比值，然后计算了由此获得的20个面积比值的平均值。结果发现，在成形体中，平均面积比值为80％或者更大。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现在硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，雪硅钙石(220)晶面的衍射峰显示最大衍射强度。
实施例35和36
在实施例35中，以与实施例12基本相同的方式制备淤浆(不必说明，固体材料的类型和数量及水的数量与实施例12中的相同)，并且以与实施例34基本相同的方式制备泡沫。然后使用淤浆和泡沫，除了所用泡沫的数量为淤浆体积的140vol％之外，以与实施例34基本相同方式生产硫化硅酸钙成形体。
另一方面，在实施例36中，以与实施例1基本相同的方式制备淤浆(不必说明，固体材料的类型和数量及水的数量与实施例1中的相同)，并且以与实施例34基本相同的方式制备泡沫。然后使用淤浆和泡沫，除了所用泡沫的数量为淤浆体积的58vol％之外，以与实施例34基本相同方式生产硫化硅酸钙成形体。
实施例35和36获得的硫化硅酸钙成形体的各种性质见表11。对于实施例35和36获得的硫化硅酸钙成形体，用扫描电子显微镜观察了其截面。通过观察发现，实施例35和36中的各个硫化硅酸钙成形体包括粗室部分(含有粗室和分布在其附近的雪硅钙石板形颗粒)和含有雪硅钙石的板形颗粒(这种颗粒的代表例见图5(A)和图5(B)，所述图示出了由实施例1生产的硫化硅酸钙成形体获得的扫描电子显微照片)的基质及极少量的块状硅质材料微粉颗粒。另外，在每个成形体截面上随机选择了20个部分(其中每个部分大小为35.4μm×18.9μm)，并且使用放大倍数为×2,500的扫描电子显微镜进行了观察。对于20部分中的每一部分，获得了雪硅钙石颗粒占有部分的面积与每一部分面积的比值，然后计算了由此获得的20个面积比值的平均值。结果发现，在每个成形体中，平均面积比值为80％或者更大。进一步，用粉末X射线衍射学分析了每个硫化硅酸钙成形体。结果发现在每个硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，雪硅钙石(220)晶面的衍射峰显示最大衍射强度。
实施例37
除了在二级装料中，将1.14份作为防水剂的硅酮油(KF96-100CS；日本Shin-Etsu化学有限公司生产和销售)与二水石膏一同装料之外，其中硅酮油主要含有聚二甲基硅氧烷，以与实施例1基本相同的方式生产硫化硅酸钙成形体。硫化硅酸钙成形体和实施例1获得的硫化硅酸钙成形体的各种性质一起示于表18。
实施例38
以与实施例1基本相同的方式生产硫化硅酸钙成形体，除了：将长度为6mm的芳族聚酰胺短纤维(Technora 320；日本Teijin有限公司生产和销售)加入到淤浆中(将固体材料和水完全混合后立刻加入随后对获得混合物进行搅拌)，使用全能搅拌机(omnimixer)对获得的含有芳族聚酰胺短纤维的淤浆进行混合，然后倾入到模具中，其中芳族聚酰胺短纤维的数量为经过压热器处理和干燥后最后获得的硫化硅酸钙成形体体积的0.5vol％，以及其中成形体的体积包括存在于其中的空隙体积。
实施例38获得的硫化硅酸钙成形体和实施例1获得的硫化硅酸钙成形体的各种性质一起示于表19。进一步，实施例38和实施例1获得的硫化硅酸钙成形体的耐压强度和冲击强度及实施例38和实施例1中使用的纤维的数量一起示于表20。对于实施例38获得的硫化硅酸钙成形体，用扫描电子显微镜观察了其截面。通过观察发现硫化硅酸钙成形体含有雪硅钙石的板形颗粒(这种颗粒的代表例见图5(A)和图5(B)，所述图示出了由实施例1生产的硫化硅酸钙成形体获得的扫描电子显微照片)、芳族聚酰胺短纤维及极少量的块状硅质材料微粉颗粒。另外，在成形体截面上随机选择了20个部分(其中每个部分大小为35.4μm×18.9μm)，并且使用放大倍数为×2,500的扫描电子显微镜进行了观察。对于20部分中的每一部分，获得了雪硅钙石颗粒占有部分的面积与每一部分面积的比值，然后计算了由此获得的20个面积比值的平均值。结果发现，平均面积比值为80％或者更大。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现在硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，只观察到石英(101)晶面衍射峰，其衍射强度稍微高于雪硅钙石(220)晶面衍射峰的最大强度。
实施例39
使用与实施例2相同类型的原材料获得淤浆，其中每种原材料数量为约实施例2中原材料数量的4,500倍。将获得的淤浆倾入到内部高度为600mm，内部长度为2,000mm和内部宽度为100mm的模具中预硫化5小时，所述模具中放置有直径为6mm的增强铁棒，从而获得硅酸钙预成形体。将获得的硅酸钙预成形体从模具中脱模，然后用线绳进行切割，由此获得厚度为100mm，长度为2,000mm和宽度为600mm的硅酸钙板。将该板经高温高压在180℃进行压热器处理4小时，然后干燥，从而获得板形式的增强硅酸钙复合结构。增强硅酸钙复合结构中的水含量为20wt％并且不会发生破裂。图9的说明性示意图表示了用于增强硅酸钙复合结构的增强铁棒的放置情况。
将板式增强硅酸钙复合结构进行弯曲强度试验和冲击响应试验。弯曲强度试验和冲击响应试验的结果分别见表21和表22。对于冲击响应试验，进行三次测量，计算平均值。进一步，对于增强硅酸钙复合结构的板的硅酸钙部分(即，排除增强铁棒的板部分)，测量了其性质。结果发现实施例39生产的板的硅酸钙部分的性质与实施例2获得的硫化硅酸钙成形体的那些性质几乎相同。
比较例1
除了未使用硫酸铝之外，以与实施例1基本相同的方式生产硫化硅酸钙成形体。将淤浆倾入到模具中，在60℃预硫化5小时。然而，固体材料发生沉淀(即，水从固体材料中分离出来)，因此不可能获得具有所需表观比重的硫化硅酸钙成形体。从固体材料分离出来的水的数量为所使用水重量的15wt％。
比较例2
除了未使用硫酸铝之外，以与实施例2基本相同的方式生产硫化硅酸钙成形体。硫化硅酸钙成形体的各种性质见表12。用水银孔率测定法分析了硫化硅酸钙成形体。硫化硅酸钙成形体的微分孔分布曲线见图4中的虚线(B)。对于硫化硅酸钙成形体，用扫描电子显微镜观察了其截面。通过观察发现硫化硅酸钙成形体含有雪硅钙石的板形颗粒、少量纤维状颗粒和少量的块状硅质材料的微粉颗粒。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现在硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，只观察到石英(101)晶面的衍射峰，其衍射强度稍微高于雪硅钙(220)晶面衍射峰的最大强度。
比较例3
除了未使用硫酸铝之外，以与实施例7基本相同的方式生产硫化硅酸钙成形体。获得的硫化硅酸钙成形体的各种性质见表12。对于硫化硅酸钙成形体，用扫描电子显微镜观察了其截面。通过观察发现硫化硅酸钙成形体含有雪硅钙石的板形颗粒、少量纤维状颗粒和少量块状硅质材料微粉颗粒。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现在硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，只观察到石英(101)晶面的衍射峰，其衍射强度稍微高于雪硅钙石(220)晶面衍射峰的最大强度。
比较例4
除了未使用硫酸铝之外，以与实施例9的基本相同方式生产淤浆。将淤浆倾入到模具中并在60℃预硫化5小时。然而，固体材料发生了沉淀(即，水从固体材料中分离出来)，并且因此不可能获得具有所需表观比重的硫化硅酸钙成形体。从固体材料中分离出来的水量为所用水重量的35wt％。
比较例5
除了未使用硫酸铝之外，以与实施例10基本相同方式生产硫化硅酸钙成形体。获得的硫化硅酸钙成形体的各种性质见表12。对于硫化硅酸钙成形体，用扫描电子显微镜观察了其截面。通过观察发现硫化硅酸钙成形体含有雪硅钙石的板形颗粒、少量纤维状颗粒和少量块状硅质材料的微粉颗粒。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现雪硅钙石(220)晶面的衍射峰具有最大强度。
比较例6
除了未使用硫酸铝之外，以与实施例16基本相同方式生产硫化硅酸钙成形体。硫化硅酸钙成形体的各种性质见表12。对于硫化硅酸钙成形体，用扫描电子显微镜观察了其截面。通过观察发现硫化硅酸钙成形体含有雪硅钙石的板形颗粒、少量纤维状颗粒和少量块状硅质材料的微粉颗粒。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现雪硅钙石(220)晶面的衍射峰具有最大强度。
比较例7
除了未使用硫酸铝之外，以与实施例20基本相同方式生产硅酸钙硫化。硫化硅酸钙成形体的各种性质见表12。对于硫化硅酸钙成形体，用扫描电子显微镜观察了其截面。通过观察发现硫化硅酸钙成形体包括粗室部分(含有粗室和分布在其附近的雪硅钙石板形颗粒)、含有雪硅钙石的板形颗粒的基质、少量纤维状颗粒和少量块状硅质材料的微粉颗粒。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现雪硅钙石(220)晶面的衍射峰具有最大强度。
比较例8
除了未使用硫酸铝之外，以与实施例22基本相同方式生产硫化硅酸钙成形体。在比较例8中，对于预成形体，其制备方法是将淤浆倾入到模具中并在60℃预硫化5小时，预成形体的硬度为0mm，而实施例22生产的预成形体的硬度为10mm。比较例的硫化硅酸钙成形体的各种性质见表12。对于硫化硅酸钙成形体，用扫描电子显微镜观察了其截面。通过观察发现硫化硅酸钙成形体包括粗室部分(含有粗室和分布在其附近的雪硅钙石板形颗粒)、含有雪硅钙石的板形颗粒的基质、少量纤维状颗粒和少量块状硅质材料的微粉颗粒。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现雪硅钙石(220)晶面的衍射峰具有最大强度。
比较例9
除了未使用硫酸铝之外，以与实施例23基本相同方式生产硫化硅酸钙成形体。在比较例9中，对于预成形体，其制备方法是将淤浆倾入到模具中并在60℃预硫化5小时，预成形体的硬度为4mm，而实施例23生产的预成形体的硬度为10mm。比较例9生产的硫化硅酸钙成形体的各种性质见表12。对于硫化硅酸钙成形体，用扫描电子显微镜观察了其截面。通过观察发现硫化硅酸钙成形体包括粗室部分(含有粗室和分布在其附近的雪硅钙石板形颗粒)、含有雪硅钙石的板形颗粒的基质、少量纤维状颗粒和少量块状硅质材料的微粉颗粒。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现雪硅钙石(220)晶面的衍射峰具有最大强度。
比较例10
除了未使用硫酸铝之外，以与实施例25基本相同方式生产硫化硅酸钙成形体。将淤浆倾入到模具中，并在60℃预硫化5小时，由此获得预成形体。然而，水从固体材料中分离出来，并聚集在预成形体的底部。因此不能获得具有所需表观比重的硫化硅酸钙成形体。从固体材料中分离出来的水量为所用水重量的25wt％。
比较例11
除了未使用硫酸铝之外，以与实施例26基本相同方式生产硫化硅酸钙成形体。在比较例11中，对于预成形体，其制备方法是将淤浆倾入到模具中并在60℃预硫化5小时，预成形体的硬度为2mm，而实施例26生产的预成形体的硬度为10mm。硫化硅酸钙成形体的各种性质见表12。对于硫化硅酸钙成形体，用扫描电子显微镜观察了其截面。通过观察发现硫化硅酸钙成形体包括粗室部分(含有粗室和分布在其附近的雪硅钙石板形颗粒)、含有雪硅钙石的板形颗粒的基质、少量纤维状颗粒和少量块状硅质材料的微粉颗粒。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现雪硅钙石(220)晶面的衍射峰具有最大强度。
比较例12
除了未使用硫酸铝之外，以与实施例31基本相同方式生产硫化硅酸钙成形体。硫化硅酸钙成形体的各种性质见表12。对于硫化硅酸钙成形体，用扫描电子显微镜观察了其截面。通过观察发现硫化硅酸钙成形体包括粗室部分(含有粗室和分布在其附近的雪硅钙石板形颗粒)、含有雪硅钙石的板形颗粒的基质、少量纤维状颗粒和少量块状硅质材料的微粉颗粒。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现在硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，只观察到石英(101)晶面的衍射峰，其衍射强度稍微高于雪硅钙石(220)晶面衍射峰的最大强度。
比较例13-16
在比较例13-16中的每个比较例中，将表5所示的原材料混合在一起获得淤浆，其中原材料混合后的淤浆温度立即为50℃。作为硅质材料，使用了通过布莱恩渗透方法测量的比表面积为2,500cm2/g的块状硅质材料微粉(下文中，“通过布莱恩渗透方法测量的比表面积”通常简称为“布莱恩值”)。作为发泡剂，按照表5所示的数量使用铝粉，该数量为相对于100重量份的硅质材料计的铝粉的重量份。加入铝粉的数量改变发泡的放大倍数。向上述获得的淤浆中加入铝粉。将获得的混合物(即，用于混凝土的原材料)立刻倾入到模具中并在60℃预硫化3小时，由此获得预成形体。将预成形体从模具中脱模并且在高温高压下于180℃进行压热器处理4小时，然后进行干燥，从而获得ALC(硫化硅酸钙成形体)。比较例13-16中获得的ALC具有不同的表观比重。
获得的ALC的各种性质见表13。将比较例15获得的ALC进行加速碳化试验和受钉支持强度试验。加速碳化试验和受钉支持强度试验结果分别见表16和表17。进一步，用水银孔率测定法分析了比较例15获得的ALC。通过分析获得的微分孔分布曲线由图6中的虚线(B)所示。用粉末X射线衍射学分析了比较例15获得的ALC。通过分析获得的粉末X射线衍射图见图8(B)。对于比较例13-16获得的ALC，用扫描电子显微镜观察了其截面。通过观察发现比较例13-16获得的每个ALC包括粗室部分(含有粗室和分布在其附近的雪硅钙石板形颗粒)、含有雪硅钙石的板形颗粒的基质、未反应的块状硅质材料的微粉颗粒和存在于块状硅质材料微粉颗粒周围的粗糙空隙。进一步，用粉末X射线衍射学分析了比较例13-16获得的ALC。结果发现在各个硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，只观察到石英(101)晶面的衍射峰，其衍射强度大大高于雪硅钙石(220)晶面衍射峰的最大强度，如图8(B)所示。
比较例17-19
从市售的三种类型的内置有增强铁棒的ALC中，各取不含有增强铁板的部分用于测量ALC的各种性质。结果见表13。对于三种ALC，用扫描电子显微镜观察了其截面。通过观察发现每个ALC包括粗室部分(含有粗室和分布在其附近的雪硅钙石板形颗粒)、含有雪硅钙石的板形颗粒的基质、未反应的块状硅质材料的微粉颗粒及存在于块状硅质材料微粉颗粒周围的粗糙空隙。进一步，用粉末X射线衍射学分析了三种ALC。结果发现在这三种ALC的所显示的各个粉末X射线衍射图中，只观察到石英(101)晶面的衍射峰，其衍射强度大大高于雪硅钙石(220)晶面衍射峰的最大强度。
比较例20
将31重量份的普通波特兰水泥，42重量份的生石灰，27重量份的布莱恩值为7,500cm2/g的块状硅质材料微粉颗粒和160重量份的水在使用搅拌机搅拌的同时于60℃下一起混合。然后停止搅拌，将混合物在60℃放置4小时以因此实现混合物的硫化。将获得的成形体进行微粉化。将50重量份获得的粉状成形体，8.4重量份的普通波特兰水泥，8.4重量份的生石灰，30.1重量份的布莱恩值为11,000cm2/g的块状硅质材料微粉颗粒，3重量份的二水石膏，53.9重量份的水和0.42重量份的由再循环纸浆经过微纤维化处理所得到的纤维在一起混合，从而获得淤浆。将获得的淤浆倾入到模具中，并在60℃预硫化12小时，同时阻止水从淤浆中蒸发，由此获得预成形体。将预成形体从模具中脱模并且在高温高压于180℃进行压热器处理4小时，然后干燥，最终获得硫化硅酸钙成形体。所用原材料的数量见表5，其中所示数量为相对于100重量份的硅质材料(即，块状硅质材料微粉型)计的原材料的重量份。
硫化硅酸钙成形体的各种性质见表13。用扫描电子显微镜观察了硫化硅酸钙成形体截面。结果发现硫化硅酸钙成形体含有雪硅钙石的板形颗粒和少量纤维性颗粒。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现在硫化硅酸钙成形体显示的粉末X射线衍射图中，雪硅钙石(220)晶面的衍射峰具有最大衍射强度。
比较例21
将31重量份的普通波特兰水泥，42重量份的生石灰，27重量份的布莱恩值为11,000cm2/g的块状硅质材料微粉颗粒和160重量份的水在使用搅拌机搅拌的同时于60℃下一起混合。然后停止搅拌，将混合物在60℃放置4小时以因此实现混合物的硫化。将获得的成形体进行微粉化。将40重量份获得的粉状成形体，13.6重量份的普通波特兰水泥，13.6重量份的生石灰，29.8重量份的布莱恩值为11,000cm2/g的块状硅质材料微粉型，3重量份的二水石膏，118重量份的水和1重量份的由再循环纸浆经过微纤维化处理所得到的纤维在一起混合以获得淤浆。将获得的淤浆倾入到模具中，以与比较例20基本相同的方式获得硫化硅酸钙成形体。所用原材料的数量见表5，其中所示数量为相对于100重量份的硅质材料(即，块状硅质材料微粉型)计的原材料的重量份。
硫化硅酸钙成形体的各种性质见表13。进一步，硫化硅酸钙成形体的受钉支持强度试验结果见表17，以及使用水银孔率测定法测量的硫化硅酸钙成形体的微分孔分布见图2(B)。进一步，用扫描电子显微镜观察了硫化硅酸钙成形体截面。结果发现硫化硅酸钙成形体含有雪硅钙石的板形颗粒和少量纤维性颗粒。另外，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现在硫化硅酸钙成形体显示的粉末X射线衍射图中，雪硅钙石(220)晶面的衍射峰具有最大衍射强度。
比较例22
将38.3重量份的普通波特兰水泥，43.2重量份的生石灰，4.3重量份的布莱恩值为11,000cm2/g的块状硅质材料微粉型，14.2重量份的煅制二氧化硅和416重量份的水在使用搅拌机搅拌的同时于60℃下一起混合4小时得到淤浆。将89.65重量份获得的淤浆，9.15重量份的布莱恩值为11,000cm2/g的块状硅质材料微粉型，1.2重量份的二水石膏，5.8重量份的水和0.8重量份的由再循环纸浆经过微纤维化处理所得到的纤维在一起混合获得淤浆。将获得的淤浆倾入模具中，并以与比较例20基本相同的方式获得硫化硅酸钙成形体。所用原材料的数量见表5，其中所示数量为相对于100重量份的硅质材料(即，块状硅质材料微粉型)计的原材料的重量份。
硫化硅酸钙成形体的各种性质见表14。用扫描电子显微镜观察了硫化硅酸钙成形体截面。结果发现硫化硅酸钙成形体含有雪硅钙石的板形颗粒和少量纤维性颗粒。另外，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现在硫化硅酸钙成形体显示的粉末X射线衍射图中，雪硅钙石(220)晶面的衍射峰具有最大衍射强度。
比较例23
除了向淤浆(含有由再循环纸浆经过微纤维化处理所得到的纤维)中加入作为发泡剂的0.065重量份的铝粉，然后在60℃混合30秒钟，并将获得淤浆倾入到模具中之外，以与比较例20基本相同的方式获得硫化硅酸钙成形体。硫化硅酸钙成形体的各种性质见表14。进一步，硫化硅酸钙成形体的受钉支持强度试验结果见表17。进一步，用扫描电子显微镜观察了其截面。结果发现硫化硅酸钙成形体包括粗室部分(含有粗室和分布在其附近的雪硅钙石板形颗粒)、含有雪硅钙石的板形颗粒的基质、少量纤维性颗粒和少量块状硅质材料微粉型。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现在硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，雪硅钙石(220)晶面的衍射峰具有最大衍射强度。
比较例24
除了向淤浆(含有由再循环纸浆经过微纤维化处理所得到的纤维)中加入作为发泡剂的0.107重量份的铝粉，然后在60℃混合30秒钟，并将获得淤浆倾入到模具中之外，以与比较例21基本相同的方式获得硫化硅酸钙成形体。硫化硅酸钙成形体的各种性质见表14。用扫描电子显微镜观察了硫化硅酸钙成形体的截面。结果观察发现硫化硅酸钙成形体包括粗室部分(含有粗室和分布在其附近的雪硅钙石板形颗粒)、含有雪硅钙石的板形颗粒的基质、少量纤维性颗粒和少量块状硅质材料微粉型。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现在硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，雪硅钙石(220)晶面的衍射峰具有最大衍射强度。
比较例25
将6重量份的普通波特兰水泥，39.4重量份的生石灰，13重量份熟石灰和44.8重量份的平均直径约20μm的硅石粉一起混合获得混合物。然后将混合物重量的3wt％的二水石膏加入到获得的混合物中。向混合物中加入水，以获得水/固体材料比为0.62的淤浆。将获得的淤浆加热到40℃，然后将淤浆倾入到JIS R 5201规定的用于进行砂浆强度试验的大小为10cm×10cm×40cm的模具中，其中没有在模具中放置增强铁棒并且模具的内表面覆盖有模具防粘剂。让模具在湿度为80％、温度为50℃的大气中放置10小时，由此实现淤浆的预硫化以获得预成形体。将预成形体从模具中脱模并在180℃的蒸汽中进行压热器处理7小时，从而获得硫化硅酸钙成形体。所用原材料的数量见表5，其中所示数量为相对于100重量份的硅质材料(即，块状硅质材料微粉型)计的原材料的重量份。
硫化硅酸钙成形体的各种性质见表14。用扫描电子显微镜观察了硫化硅酸钙成形体的截面。结果观察发现硫化硅酸钙成形体主要含有纤维性颗粒、剩余的块状硅质材料微粉型和存在于块状硅质材料微粉型周围的粗室，并且不含有板状结晶。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现硫化硅酸钙成形体没有显示其中石英(101)晶面的衍射峰具有最大衍射强度的粉末X射线衍射图，其中未观察到雪硅钙石的尖衍射峰。
比较例26
除了将14重量份的普通波特兰水泥，30.3重量份的生石灰，17.2重量份熟石灰和43.2重量份的平均直径约20μm的硅石粉一起混合获得混合物，然后将混合物重量的3wt％的二水石膏加入到获得的混合物中，并向混合物中加入水以获得水/固体材料比为0.66的淤浆之外，以与比较例25基本相同方式获得硫化硅酸钙成形体。所用原材料的数量见表5，其中所示数量为相对于100重量份的硅质材料(即，块状硅质材料微粉型)计的原材料的重量份。
硫化硅酸钙成形体的各种性质见表14。用扫描电子显微镜观察了硫化硅酸钙成形体的截面。结果观察发现硫化硅酸钙成形体主要含有纤维性颗粒、剩余的块状硅质材料微粉型和存在于块状硅质材料微粉型周围的粗室，并且不含有板状结晶。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现硫化硅酸钙成形体没有显示其中石英(101)晶面的衍射峰具有最大衍射强度的粉末X射线衍射图，其中未观察到雪硅钙石的尖衍射峰。
比较例27
除了将18重量份的普通波特兰水泥，32.2重量份的生石灰，10.7重量份熟石灰和41.7重量份的平均直径约20μm的硅石粉一起混合获得混合物，然后以混合物重量的3wt％将二水石膏加入到获得的混合物中，并向混合物中加入水，以获得水/固体材料比为0.79的淤浆之外，以与比较例25基本相同方式获得硫化硅酸钙成形体。所用原材料的数量见表6，其中所示数量为相对于100重量份的硅质材料(即，块状硅质材料微粉型)计的原材料的重量份。
硫化硅酸钙成形体的各种性质见表14。进一步，通过加速碳化试验获得的硫化硅酸钙成形体的收缩见表16。使用水银孔率测定法获得的硫化硅酸钙成形体的微分孔分布曲线由图7中的虚线(B)所示，(实施例18获得的)硫化硅酸钙成形体的微分孔分布曲线由图7中的实线(A)所示。进一步，硫化硅酸钙成形体的粉末X射线衍射图见图8(C)。另一方面，用扫描电子显微镜观察了硫化硅酸钙成形体的截面。结果观察发现硫化硅酸钙成形体主要含有纤维性颗粒、剩余的块状硅质材料微粉型和存在于块状硅质材料微粉型周围的粗室，并且不含有板状结晶。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现硫化硅酸钙成形体没有显示其中石英(101)晶面的衍射峰具有最大衍射强度的粉末X射线衍射图中，其中未观察到雪硅钙石的尖衍射峰。
比较例28
将0.74kg生石灰在温度为70℃的2.60kg的热水中进行水合作用以获得熟石灰淤浆。冷却获得的淤浆得到温度为32℃的淤浆，然后向其中加入0.20kg硅藻土(325目筛，SiO2含量为79.0wt％)和0.70kg的冷却水以获得水/固体材料比为3.5的淤浆。将获得的淤浆在88℃凝胶化2小时，然后立刻冷却到60℃。向凝胶中加入0.81kg实施例1中所使用的块状硅质材料微粉型，0.11kg的耐碱玻璃纤维和0.11kg的针叶树原纸浆。使用全能搅拌机对获得的混合物均匀搅拌2分钟。将获得的混合物倾入到内部大小为40mm×160mm×40mm的模具中，并且在12kgf/cm2的压力下进行脱水模制，同时通过线网排出水，从而获得厚度约20mm的型材。将型材在饱和蒸汽压中于180℃进行压热器处理8小时，然后在105℃干燥24小时，由此获得与型材具有相同厚度的硫化硅酸钙成形体。使用环氧粘合剂将每一片厚度约20mm的两片硫化硅酸钙成形体彼此重叠粘结在一起，从而获得块状硫化硅酸钙成形体。从获得的块状硫化硅酸钙成形体生产大小为40mm×40mm×40mm的立方体，该立方体用作测量硫化硅酸钙成形体的耐压强度的样品。所用原材料的数量见表6，其中所示数量为相对于硅质材料总重量100wt％(即，硅藻土和块状硅质材料微粉型)的原材料的重量份。
硫化硅酸钙成形体的各种性质见表14。进一步，通过加速碳化试验获得的硫化硅酸钙成形体的收缩见表16。使用扫描电子显微镜观察了硫化硅酸钙成形体截面，其中截面为在测量耐压强度试验中生成的截面。结果发现硫化硅酸钙成形体主要含有纸浆和玻璃纤维，并且只含有少量板状结晶。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现硅在酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，石英(101)晶面的衍射峰具有最大衍射强度。
比较例29
测量了市售的带有阻燃涂层的硅酸钙板的各种性质。测量结果见表14。以与比较例28基本相同方式对硅酸钙板进行了耐压强度试验。用粉末X射线衍射学分析了硅酸钙板，结果发现硅酸钙板主要含有硬硅钙石。
比较例30
将2.16kg水加入到由0.4kg在比较例28中使用的硅藻土和0.32kg市售的纯度为99％的熟石灰组成的混合物中，然后在90℃加热3小时同时搅拌，从而实现凝胶化。向获得的凝胶样物质中加入0.2kg普通波特兰水泥，并将0.2kg块状硅质材料微粉型和0.016kg针叶树纸浆加入到获得的凝胶物质中，然后进行混合。将获得的混合物倾入到模具中，在40℃预硫化8小时以获得预成形体。将预成形体从模具中脱模并且在高温高压于180℃进行压热器处理8小时，然后干燥，从而获得硫化硅酸钙成形体。所用原材料的数量见表6，其中所示数量为相对于硅质材料总重量的100wt％(即，硅藻土和块状硅质材料微粉型)的原材料的重量份。
硫化硅酸钙成形体的各种性质见表14。进一步，通过加速碳化试验获得的硫化硅酸钙成形体的收缩见表16。使用扫描电子显微镜观察了硫化硅酸钙成形体截面。结果发现硫化硅酸钙成形体主要含有无定型颗粒和短纤维状颗粒。还发现硫化硅酸钙成形体只含有极少量的板状结晶。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现在硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，雪硅钙石(220)晶面的衍射峰具有最大衍射强度。
比较例31
在搅拌的同时，将含有浓度10wt％CaO的氢氧化钙悬浮水溶液加入到5wt％硫酸铝水溶液中，加入速度为0.6mol/min，由此获得CaO/Al2O3摩尔比为6的淤浆。调整淤浆温度达到60℃。在60℃搅拌淤浆1小时，从而获得合成钙矾石(ettringite)。将3wt％的所获得的合成钙矾石，26.9wt％熟石灰，27.6wt％硅质砂，10.0％的硅灰石，5.0wt％木纸浆和0.5wt％的耐碱玻璃纤维一起混合获得含有这些成分的混合物。向获得的混合物中加入水，由此获得具有10wt％固体含量的淤浆。使用单缸造纸机将这样获得的淤浆进行成型处理以获得厚度为约6mm的型材。将获得的型材在饱和蒸汽压中于180℃进行压热器处理6小时，然后在105℃干燥24小时，由此获得硫化硅酸钙成形体。所用原材料的数量见表6，其中所示数量为相对于100重量份的硅质材料(即，硅质砂)计的原材料的重量份。
硫化硅酸钙成形体的各种性质见表15。使用环氧粘合剂将每片厚度约6mm的七片硫化硅酸钙成形体彼此重叠粘结在一起，由此获得块状硫化硅酸钙成形体。从获得的块状硫化硅酸钙成形体生产大小为40mm×40mm×40mm的立方体，该立方体用作测量硫化硅酸钙成形体耐压强度的样品。使用扫描电子显微镜观察了硫化硅酸钙成形体样品的截面。结果发现硫化硅酸钙成形体主要含有纸浆、玻璃纤维和纤维性颗粒，并且含有少量块状硅质材料颗粒。还发现硫化硅酸钙成形体含有少量薄片状结晶。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现在硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，石英(101)晶面的衍射峰具有最大衍射强度。
比较例32
将由10重量份的熟石灰和10重量份的硅藻土组成的混合物在90℃加热2小时以实现凝胶化。将20重量份的获得的凝胶，27wt％熟石灰，27wt％的硅质砂，10wt％硅灰石，5wt％纸浆，1wt％玻璃纤维和10wt％的II型无水石膏一起混合。向获得的混合物中加入以石膏重量计的3wt％硫酸钾，然后搅拌。向获得的混合物中加入12倍于混合物重量的水，由此获得具有约3.1wt％固体含量的淤浆。将这样获得的淤浆经成型处理获得厚度约6mm的型材。将获得的型材在潮湿空气(湿度为95％)中于30℃硫化8小时。然后使用压力容器将型材于饱和蒸汽压中于180℃进行热液反应10小时，然后干燥，从而获得硫化硅酸钙成形体。所用原材料的数量见表6，其中所示数量为相对于100重量份的硅质材料(即，硅藻土和硅质砂)计的原材料的重量份。
硫化硅酸钙成形体的各种性质见表15。使用环氧粘合剂将每片厚度约6mm的七片硫化硅酸钙成形体彼此重叠粘结在一起，由此获得块状硫化硅酸钙成形体。从获得的块状硫化硅酸钙成形体生产大小为40mm×40mm×40mm的立方体，该立方体用作测量硫化硅酸钙成形体的耐压强度的样品。获得的硫化硅酸钙成形体的粉末X射线衍射图见图1(B)。使用扫描电子显微镜观察了硫化硅酸钙成形体样品的截面。结果发现硫化硅酸钙成形体主要含有纸浆、玻璃纤维和如图5(D)所示的纤维性颗粒，并且含有少量块状硅质材料颗粒。还发现硫化硅酸钙成形体含有少量薄片状结晶。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体的样品。结果发现在硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，石英(101)晶面的衍射峰具有最大衍射强度。
比较例33
将生石灰在温度为60℃的热水中进行水合作用，由此获得生石灰乳。然后将具有布莱恩值为7,500cm2/g的块状硅质材料精细微粉型加入到获得的生石灰乳中。向获得的混合物中加入水，从而获得具有Ca/SiO2摩尔比为1且水/固体材料比为1/30的原材料淤浆。使用压热器将这样获得的淤浆在温度为197℃的饱和蒸汽且压力为14kg/cm2条件下进行热液反应2.5小时，同时进行搅拌，由此获得准结晶(quasi-crystalline)淤浆。向100重量份(以固体含量计)的准结晶淤浆中加入3重量份的玻璃纤维，从而获得含水淤浆。向获得的含水淤浆中加入硫酸铝十八水合物和硅酮油(商标名：BY-16-805；日本ToraySilicone有限公司生产和销售)，所述硅酮油是粘度为30cp的甲基氢聚硅氧烷和在两个末端具有羟基的二甲基聚硅氧烷(粘度为90cp)的混合物(甲基氢聚硅氧烷/二甲基聚硅氧烷重量比＝1/1)，其中硫酸铝十八水合物的数量为相对于含水淤浆中所含固体的100重量份为1.5重量份，而硅氧烷油的数量为相对于含水淤浆中所含固体的100重量份为2.5重量份。获得的混合物在4kg/cm2压力下进行加压脱水模制，从而获得厚度约20mm的型材。将这样获得的型材在压热器中于15kg/cm2压力温度为200℃下硫化7小时，然后在130℃干燥，由此获得拒水硫化硅酸钙成形体。所用原材料的数量见表6，其中所示数量为相对于100重量份的硅质材料(即，块状硅质材料微粉型)计的原材料的重量份。
硫化硅酸钙成形体的各种性质见表15。使用环氧粘合剂将每片厚度约20mm的两片硫化硅酸钙成形体彼此重叠粘结在一起，由此获得块状硫化硅酸钙成形体。从获得的块状硫化硅酸钙成形体生产大小为40mm×40mm×40mm的立方体，该立方体用作测量硫化硅酸钙成形体的耐压强度的样品。使用扫描电子显微镜观察了硫化硅酸钙成形体样品的截面。结果发现硫化硅酸钙成形体含有玻璃纤维、推测是雪硅钙石的薄片状结晶和纤维性颗粒。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体的样品。结果发现在硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，雪硅钙石(220)晶面的衍射峰具有最大衍射强度。在粉末X射线衍射图中，还观察到了硬硅钙石的衍射峰。
比较例34
以Ca/(SiO2+Al)摩尔比为0.95的比例将硅藻土和生石灰混合以获得固体混合物。向固体混合物中加入12倍于固体混合物重量的水，从而得到淤浆。将如此获得的淤浆于大气压下在90℃加热3小时，从而生成硅酸钙凝胶。向这样获得的凝胶中加入以凝胶中所含有的固体总重量计为10wt％的硫酸铝，然后于4kg/cm2压力下进行加压脱水模制，由此获得厚度约20mm的型材。将这样获得的型材在饱和蒸汽压中于10kg/cm2压力下进行压热器处理，然后在120℃干燥，最终获得硫化硅酸钙成形体。所用原材料的数量见表6，其中所示数量为相对于100重量份的硅质材料(即，硅藻土)计的原材料的重量份。
硫化硅酸钙成形体的各种性质见表15。使用环氧粘合剂将每片厚度约20mm的两片硫化硅酸钙成形体彼此重叠粘结在一起，由此获得块状硫化硅酸钙成形体。从获得的块状硫化硅酸钙成形体生产大小为40mm×40mm×40mm的立方体，该立方体用作测量硫化硅酸钙成形体的耐压强度的样品。使用扫描电子显微镜观察了硫化硅酸钙成形体样品的截面。结果发现硫化硅酸钙成形体含有薄片状颗粒和纤维状颗粒。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体的样品。结果发现在硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，雪硅钙石(220)晶面的衍射峰具有最大衍射强度。
比较例35
提供由布莱恩值为11,000cm2/g的块状硅质材料精细微粉型和CaO浓度为74％的熟石灰组成的混合物，其中混合物的Ca/SiO2摩尔比为0.65。向混合物中加入水，由此获得固体含量为30wt％的淤浆。将淤浆于10kg/cm2压力下进行热液压热器处理1小时，然后在6小时之内慢慢冷却，从而获得结晶硅酸钙凝胶。然后，提供含有54.5wt％的上述结晶硅酸钙凝胶，11.5wt％市售的β型半水化合物，11.5wt％的布莱恩值为6,000cm2/g的粒状高炉矿渣，5wt％的纸浆，1.3wt％的玻璃纤维，0.2wt％的聚乙烯醇纤维，2wt％的珍珠岩，10.5wt％的硅灰石，1.5wt％的熟石灰，1.5wt％的硫酸铝和1.0wt％的拟蛋白质阻滞剂的混合物。向混合物中加入水，然后使用搅拌机进行混合，从而获得固体含量为10wt％的均匀原材料淤浆。使用压滤机将这样获得的原材料淤浆在4kg/cm2压力下进行加压脱水模制，由此获得厚度约20mm的半成品。将这样获得的半成品在60℃硫化10小时，然后干燥，最终获得硫化硅酸钙成形体。所用原材料的数量见表6，其中所示数量为相对于100重量份的硅质材料(即，块状硅质材料精细微粉型)计的原材料的重量份。
硫化硅酸钙成形体的各种性质见表15。使用环氧粘合剂将每片厚度约20mm的两片硫化硅酸钙成形体彼此重叠粘结在一起，由此获得块状硫化硅酸钙成形体。从获得的块状硫化硅酸钙成形体生产大小为40mm×40mm×40mm的立方体，该立方体用作测量硫化硅酸钙成形体的耐压强度的样品。使用扫描电子显微镜观察了硫化硅酸钙成形体样品的截面。结果发现硫化硅酸钙成形体主要含有纤维性颗粒。还发现硫化硅酸钙成形体含有少量薄片状结晶。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现在硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，只观察到石英(101)晶面的衍射峰，其衍射强度较雪硅钙石(220)晶面的衍射峰的最大强度高出很多。
比较例36
提供含有15.0重量份的波特兰水泥，60.0重量份的块状硅质材料，22.0重量份的熟石灰(其中熟石灰的数量以CaO的重量表示，且熟石灰中熟石灰/水泥重量比为约2)，3.0重量份的石膏和0.01重量份的铝粉的混合物。向混合物中加入水，由此获得水/固体材料比为0.66且CaO/SiO2摩尔比为0.6的含水淤浆。将含水淤浆加热到40℃。把含水淤浆倾入到JIS R 5201规定的用于进行砂浆强度试验的大小为4cm×4cm×16cm的模具中，其中模具中没有放置增强铁棒且模具的内表面覆盖有模具防粘剂。让模具在湿度为95％、温度为45℃的空气中放置10小时，由此实现淤浆的预硫化以获得预成形体。将获得的预成形体从模具中脱模并于180℃和10atm的高温高压下进行压热器处理8小时，最终获得硫化硅酸钙成形体。所用原材料的数量见表6，其中所示数量为相对于100重量份的硅质材料(即，块状硅质材料)计的原材料的重量份。
硫化硅酸钙成形体的各种性质见表15。用扫描电子显微镜观察硫化硅酸钙成形体截面。结果发现硫化硅酸钙成形体包括粗室部分(含有粗室和分布在其附近的雪硅钙石板形颗粒)、含有无定形颗粒的基质、短纤维性颗粒和极少量的雪硅钙石板形颗粒。在成形体截面上随机选择了20个部分，其中每个部分位于成形体的基质中，并且使用放大倍数为×2,500的扫描电子显微镜对这20个部分进行了观察。对于20份中的每一份，获得了雪硅钙石板形颗粒占有部分的面积与大小为35.4μm×18.9μm部分的面积的比值，然后计算了这样获得的20个面积比值的平均值。这20个面积比值的平均值为10％。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现在硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，只观察到石英(101)晶面的衍射峰，其衍射强度较雪硅钙石(220)晶面的衍射峰的最大衍射强度高出很多。
比较例37和38
在比较例37中，除了铝粉数量变为0.020重量份之外，以与比较例36基本相同的方式生产硫化硅酸钙成形体。在比较例38中，除了铝粉数量变为0.050重量份之外，以与比较例36基本相同的方式生产硫化硅酸钙成形体。在比较例37和38的每个比较例中，所用原材料的数量见表7，其中所示数量为相对于100重量份的硅质材料(即，块状硅质材料)计的原材料的重量份。
比较例37和38生产的硫化硅酸钙成形体的各种性质见表15。通过加速碳化试验获得的硫化硅酸钙成形体的收缩见表16。用扫描电子显微镜观察了比较例37和38生产的各个硫化硅酸钙成形体的截面。结果发现每个硫化硅酸钙成形体包括含有粗室的粗室部分、分布在粗室部分附近的雪硅钙石板形颗粒、以及含有无定型颗粒、短纤维性颗粒和极少量雪硅钙石的板形颗粒的基质。在成形体截面上随机选择了20个部分(其中每个部分大小为35.4μm×18.9μm)，其中20个部分分别在成形体的基质中，并且使用放大倍数为×2,500的扫描电子显微镜对这20个部分进行了观察。对于20份中的每一份，获得了雪硅钙石板形颗粒占有部分的面积与大小为35.4μm×18.9μm部分的面积的比值，然后计算了这样获得的20个面积比值的平均值。20个面积比值的平均值为10％。进一步，用粉末X射线衍射学分析了比较例37和38生产的硫化硅酸钙成形体。结果发现在每个硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，只观察到石英(101)晶面的衍射峰，其衍射强度较雪硅钙石(220)晶面的衍射峰的最大衍射强度高出很多。
比较例39
除了将铝粉作为发泡剂加入到含水淤浆中，然后在40℃混合30秒钟，并将获得的淤浆倾入到模具中之外，以与比较例27基本相同的方式生产硫化硅酸钙成形体。所用原材料的数量见表7，其中所示数量为相对于100重量份的硅质材料(即，块状硅质材料精细微粉型)计的原材料的重量份。
硫化硅酸钙成形体的各种性质见表15。用扫描电子显微镜观察了硫化硅酸钙成形体截面。结果发现每个硫化硅酸钙成形体主要含有纤维性颗粒、未反应的块状硅质材料细微粉颗粒和存在于块状硅质材料细微粉颗粒周围的粗糙空隙，并且不含有板形结晶。进一步，用粉末X射线衍射学分析了硫化硅酸钙成形体。结果发现在硫化硅酸钙成形体所显示的粉末X射线衍射图中，石英(101)晶面的衍射峰具有最大衍射强度，其中未观察到雪硅钙石的尖衍射峰。
比较例40
除了在温度为50℃且含有固体材料和水的含水淤浆中加入硅酮油“KF96-100CS”(商标名；日本Shin-Etsu Silicones公司生产和销售)，所述硅酮油的加入数量为固体材料总重量的0.5wt％，然后向获得的淤浆中加入铝粉之外，以与比较例15基本相同的方式生产压热轻质混凝土(即，硫化硅酸钙成形体)。测量了生产的压热轻质混凝土的单面吸水性和尺寸稳定性，结果见表18。对于除了单面吸水性和尺寸稳定性之外的每个性质，ALC与比较例15生产的压热轻质混凝土具有基本相同的性质。
比较例41
除了在将铝粉加入到淤浆中之前立刻加入0.5vol％的芳族聚酰胺短纤维(如实施例38中所用)之外，0.5vol％是以经压热器处理和干燥之后最后获得的压热轻质混凝土体积计，以与比较例15基本相同的方式生产压热轻质混凝土(即硫化硅酸钙成形体)。压热轻质混凝土的各种性质见表18，与之一起的还有比较例15获得的压热轻质混凝土的各种性质。同样，比较例41生产的压热轻质混凝土的耐压强度和冲击强度及使用的纤维的数量见表20，与之一起的还有比较例15生产的压热轻质混凝土的耐压强度和冲击强度及使用的纤维的数量。用扫描电子显微镜观察了比较例41生产的硫化硅酸钙成形体的截面。结果发现不含有芳族聚酰胺纤维的ALC部分与比较例15生产的ALC具有基本相同的显微结构。
比较例42
对于市售的宽度为600mm，长度为2,000mm和厚度为100mm的轻质混凝土板(日本Asahi Kasei Kabushiki Kaisha生产和销售)，这种轻质混凝土板已经与图9所示的具有相同形状和设计的铁棒所增强，在板的水含量为20wt％条件下测量其弯曲强度和冲击响应。轻质混凝土板的弯曲强度和冲击响应的测量结果分别见表21和表22。另一方面，单独提供另外一个具有相同大小和设计的板。对于除了铁棒之外(板的)部分，测量了所述部分的各种性质。结果发现，对于这三种性质中的每个性质，板与比较例15生产的ALC具有基本相同的性质。对于冲击响应，进行三次测量且计算平均值。
比较例43
为了生产增强硅酸钙复合结构，除了将比较例21中使用的淤浆倾入到模具中之外，进行与实施例39的基本相同方式的操作。然而，当将在60℃预硫化5小时而获得的预成形体从模具中脱模时，发现预成形体在垂直方向的体积减小了(即，发生沉淀)。结果是，生产的具有内置铁棒的硫化硅酸钙成形体在铁棒的周围发生显著裂缝。因此对于硫化硅酸钙成形体，不可能测量作为增强硅酸钙复合结构所必须的性质。
表1
原材料   实施例1     实施例2     实施例3     实施例4     实施例5   实施例6     实施例7   实施例8   实施例9
OPC (重量份)   41.2     41.17     41.2     41.2     41.2   41.2     41.17   53.9   53.9
生石灰 一级装料 (重量份)   13.9     13.94     13.9     13.9     13.9   13.9     13.94   18.2   18.2
生石灰 二级装料 (重量份)   32.5     32.52     32.5     32.5     32.5   32.5     32.52   42.5   42.5
块状硅质材料微粉型 (重量份)   100     100     100     100     100   100     100   80   70
(布莱恩值)   11000     11000     7500     5500     3500   2500     2500   11000   11000
煅制二氧化硅 (重量份)   0     0     0     0     0   0     0   20   30
石膏 一级装料 (重量份)   0     0     0     0     0   0     0   7.97   8
石膏 二级装料 (重量份)   6.91     6.91     6.91     6.91     6.91   6.91     6.91   0   0
硫酸铝 (重量份)   5.35     5.35     5.35     5.35     5.35   5.35     5.35   8.03   9.37
水 (重量份)   368     367     368     368     368   368     367   548   640
粉状纸浆 (重量份)   0     2.90     0     0     0   0     2.90   0   0
铝粉 (重量份)   0     0     0     0     0   0     0   0   0
甲基纤维素 (重量份)   0     0     0     0     0   0     0   0   0
CaO/SiO2 (摩尔比)   0.73     0.73     0.73     0.73     0.73   0.73     0.73   0.93   0.93
水/固体材料比 (摩尔比)   1.84     1.82     1.84     1.84     1.84   1.84     1.82   2.38   2.76
表2
  原材料   实施例10   实施例11   实施例12   实施例13   实施例14   实施例15   实施例16   实施例17     实施例18   实施例19
  OPC (重量份)   53.9   53.9   41.2   41.2   41.2   41.2   41.2   41.2     41.2   41.2
  生石灰   一级装料 (重量份)   18.2   24.3   13.9   13.9   13.9   13.9   13.9   13.9     13.9   13.9
  生石灰   二级装料 (重量份)   42.5   36.5   32.5   32.5   32.5   32.5   32.5   32.5     32.5   32.5
  块状硅质材料微粉型 (重量份)   70   60   100   100   100   100   100   100     100   100
(布莱恩值)   11000   11000   11000   11000   11000   11000   11000   7500     7500   11000
  煅制二氧化硅 (重量份)   30   40   0   0   0   0   0   0     0   0
  石膏   一级装料 (重量份)   8   8.19   0   0   0   0   0   0     0   0
  石膏   二级装料 (重量份)   0   0   7   7   6.84   6.79   6.79   6.79     6.79   6.79
  硫酸铝 (重量份)   9.37   14.0   4.01   3.0   3.39   1.98   1.98   1.98     1.98   1.98
  水 (重量份)   640   944   326   325   293   241   241   203     174   150
  粉状纸浆 (重量份)   6.56   0   0   1   0   0   1   0     0   0
  铝粉 (重量份)   0   0   0   0   0   0   0   0     0   0
  甲基纤维素 (重量份)   0   0   0   0   0   0   0   0     0   0
  CaO/SiO2 (摩尔比)   0.93   0.93   0.73   0.73   0.73   0.73   0.73   0.73     0.73   0.73
  水/固体材料比 (摩尔比)   2.68   3.99   1.64   1.63   1.48   1.23   1.22   1.03     0.88   0.77
表3
  原材料   实施例20     实施21     实施例22     实施例23   实施例24   实施例25   实施例26   实施例27
  OPC (重量份)   41.2     41.2     41.2     41.2   41.2   53.9   53.9   53.9
  生石灰 一级装料 (重量份)   13.9     13.9     13.9     13.9   13.9   18.2   18.2   18.2
  生石灰 二级装料 (重量份)   32.5     32.5     32.5     32.5   32.5   42.5   42.5   42.5
  块状硅质材料微粉型 (重量份)   100     100     100     100   100   70   70   70
(布莱恩值)   11000     11000     11000     11000   11000   11000   11000   11000
  煅制二氧化硅 (重量份)   0     0     0     0   0   30   30   30
  石膏 一级装料 (重量份)   6.79     6.84     0     0   0   8.02   8.02   8.02
  石膏 二级装料 (重量份)   0     0     6.91     6.91   6.9   0   0   0
  硫酸铝 (重量份)   1.98     3.41     5.35     5.35   5.35   9.37   9.37   9.37
  水 (重量份)   241     293.1     368     368   368   640   640   640
  粉状纸浆 (重量份)   0     0     0     2.9   0   0   6.56   0
  铝粉 (重量份)   0.065     0.092     0.107     0.107   0.250   0.353   0.353   0.477
  甲基纤维素 (重量份)   0.048     0.059     0.074     0.074   0.074   0.128   0.128   0.128
  CaO/SiO2 (摩尔比)   0.73     0.73     0.730     0.730   0.73   0.93   0.93   0.93
  水/固体材料比 (摩尔比)   1.23     1.48     1.84     1.82   1.84   2.76   2.68   2.76
表4
  原材料   实施例28     实施29   实施例30   实施例31   实施例32   实施例33
  OPC   (重量份)   41.2     41.2   41.2   41.2   41.2   41.2
  生石灰 一级装料   (重量份)   23.2     25.1   25.1   25.1   27.9   27.9
  生石灰 二级装料   (重量份)   23.2     21.4   21.4   21.4   18.6   18.6
  块状硅质材料微粉型   (重量份)   100     100   100   100   100   100
  (布莱恩值)   7500     7500   7500   2500   7500   7500
  煅制二氧化硅   (重量份)   0     0   0   0   0   0
  石膏 一级装料   (重量份)   6.75     0   0   6.75   0   0
  石膏 二级装料   (重量份)   0     6.75   6.75   0   6.79   6.79
  硫酸铝   (重量份)   0.986     0.986   0.986   0.986   1.98   1.98
  水   (重量份)   202     187   187   187   150   131
  粉状纸浆   (重量份)   0     0   0   0   0   0
  铝粉   (重量份)   0.041     0.055   0.030   0.030   0.023   0.018
  甲基纤维素   (重量份)   0.041     0.038   0.038   0.038   0.030   0.027
  CaO/SiO2   (摩尔比)   0.73     0.73   0.73   0.73   0.73   0.73
  水/固体材料比   (摩尔比)   1.03     0.95   0.95   0.95   0.77   0.67
表5
  原材料   比较例13   比较例14   比较例15     比较例16   比较例20   比较例21   比较例22   比较例25   比较例26
  OPC (重量份)   81.6   81.6   81.6     81.6   40.7   54.1   53.8   13.4   27.8
  生石灰 一级装料 (重量份)   16.3   16.3   16.3     16.3   46.7   59.1   60.7   87.9   41.4
  生石灰 二级装料 (重量份)   0   0   0     0   0   0   0   0   0
  熟石灰 (重量份)   0   0   0     0   0   0   0   29.0   82.2
  块状硅质材料微粉型 (重量份)   100   100   100     100   100   100   80   100   100
(布莱恩值)   2500   2500   2500     2500   7500   11000   11000   平均粒径20μm   平均粒径20μm
  煅制二氧化硅 (重量份)   0   0   0     0   0   0   20   0   0
  石膏 一级装料 (重量份)   7.09   7.09   7.09     7.09   8.50   8.84   9.71   6.90   7.50
  石膏 二级装料 (重量份)   0   0   0     0   0   0   0   0   0
  硫酸铝 (重量份)   0   0   0     0   0   0   0   0   0
  水 (重量份)   143   143   143     143   239.9   420   631   147   171
  粉状纸浆 (重量份)   0   0   0     0   1.19   2.95   6.47   0   0
  铝粉 (重量份)   0.058   0.086   0.124     0.225   0   0   0   0   0
  甲基纤维素 (重量份)   0.029   0.029   0.029     0.029   0   0   0   0   0
  CaO/SiO2 (摩尔比)   0.65   0.65   0.65     0.65   0.73   0.92   0.93   0.60   1.2
  水/固体材料比 (摩尔比)   0.70   0.70   0.70     0.70   1.22   1.84   2.74   0.62   0.66
表6
  原材料   比较例27     比较例28   比较例30     比较例31     比较例32     比较例33     比较例34   比较例35   比较例36
  OPC (重量份)   43.2     0.0   33.3     0     0     0.0     0.0   0   25.0
  生石灰 一级装料 (重量份)   77.2     73.3   0.0     0     0     93.3     88.0   0   0.0
  生石灰 二级装料 (重量份)   0     0   0     0     0     0     0   0   0.0
  熟石灰 (重量份)   26     0   53.3     117     100     0     0   80.9   48.3
  块状硅质材料微粉型 (重量份)   100     80   33     100     73     100     0   100   100
(布莱恩值)   平均粒径20μm     11000   11000     硅质砂     硅质砂     7500     -   11000   25000
  煅制二氧化硅 (重量份)   0     0   0     0     0     0     0   0   0
  硅藻土 (重量份)   0     20   67     0     27     0     100   0   0
  石膏 一级装料 (重量份)   7.40     0   0     0     27     0     0   0   5.00
  石膏 二级装料 (重量份)   0     0   0     0     0     0     0   37.1   0
  硫酸铝 (重量份)   0     0   0     29.7     0.80     2.8     18.80   4.8   0
  水 (重量份)   200     327   360     3295     7900     5800     1255   1585   98
  粉状纸浆 (重量份)   0     11   3     18.1     13.5     0     0   16.1   0
  耐碱玻璃纤维 (重量份)   0     11   0     1.8     2.7     5.8     0   4.2   0
  聚乙烯醇纤维 (重量份)   0     0   0     0     0     0     0   0.65   0
  硅灰石 (重量份)   0     0   0     36.2     27.0     0     0   33.9   0
  粒状高炉矿渣 (重量份)   0     0   0     0     0     0     0   37.1   0
  珍珠岩 (重量份)   0     0   0     0     0     0     0   6.5   0
  铝粉 (重量份)   0     0   0     0     0     0     0   0   0.017
  甲基纤维素 (重量份)   0     0   0     0     0     0     0   0   0
  硅氧烷 (重量份)   0     0   0     0     0     4.7     0   0   0
  拟蛋白质阻滞剂 (重量份)   0     0   0     0     0     0     0   3.2   0
  CaO/SiO2 (摩尔比)   1.2     0.83   0.73     1.02     0.91     1.0     1.13   0.77   0.60
  水/固体材料比 (摩尔比)   0.79     1.68   1.90     10.89     32.40     28.08     10.09   9.00   0.55
表7
  原材料     比较例37     比较例38   比较例39
  OPC     (重量份)     25.0     25.0   43.2
  生石灰   一级装料     (重量份)     0.0     0.0   77.2
  生石灰   二级装料     (重量份)     0.0     0.0   0
  熟石灰     (重量份)     48.3     48.3   26
  块状硅质材料微粉型     (重量份)     100     100   100
    (布莱恩值)     2500     2500   平均粒径20μm
  煅制二氧化硅     (重量份)     0     0   0
  石膏   一级装料     (重量份)     5.00     5.00   7.40
  石膏   二级装料     (重量份)     0     0   0
  硫酸铝     (重量份)     0     0   0
  水     (重量份)     98     98   200
  粉状纸浆     (重量份)     0     0   0
  铝粉     (重量份)     0.033     0.083   0.046
  甲基纤维素     (重量份)     0     0   0
  CaO/SiO2     (摩尔比)     0.60     0.60   1.2
  水/固体材料比     (摩尔比)     0.55     0.55   0.79
表8
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5   实施例6   实施例7   实施例8   实施例9
  表观比重   0.50   0.50   0.50   0.50   0.50   0.50   0.50   0.40   0.35
  粉末X射线衍射图中Ib/Ia   5.65   5.79   5.44   5.26   4.78   4.56   4.58   4.65   4.35
  用水银孔率测定法获得的1/4高度的对数宽度   0.69   0.86   0.79   0.87   0.99   1.01   1.12   0.72   0.89
  室大小大于200μm的室数量   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小
  孔径为0.1μm或更小的孔的孔体积比 Vol％   80.66   88.11   77.48   64.3   57.57   57.58   58.28   57.86   50.45
  粉末X射线衍射图中Ic/Ib   1.06(硅石材料)   1.02(硅石材料)   1.03(硅石材料)   0.96(硅石材料)   1.28(硅石材料)   1.37(硅石材料)   1.36(硅石材料)   0.46(硅石材料)   0.24(硅石材料)
  动态弹性模量 N/mm2   4620   4335   4520   4337   3913   3892   3820   2466   1929
  耐压强度 N/mm2   17.72   16.51   16.99   15.94   12.62   12.05   10.35   8.92   6.99
  弯曲强度 N/mm2   3.78   4.08   4.3   4.22   3.40   3.28   3.35   2.22   1.74
  由公式(1)定义的a值   13   12   13   12   11   11   11   10   9
  由公式(2)定义的b值   1.78   1.83   1.77   1.77   1.63   1.57   1.39   2.30   2.61
  比表面积 m2/g   42.3   48.5   44.6   43.2   40.5   36.5   30.6   52.0   53.5
  粉末X射线衍射图中I(002)/I(220)   0.39   0.39   0.42   0.42   0.4   0.43   0.39   0.32   0.31
表9
  实施例10   实施例11   实施例12   实施例13   实施例14   实施例15   实施例16   实施例17   实施例18   实施例19
表观比重   0.35   0.25   0.55   0.55   0.60   0.69   0.69   0.79   0.89   0.99
粉末X射线衍射图中Ib/Ia   4.34   3.90   6.01   5.25   5.77   5.55   5.59   5.17   4.94   4.76
用水银孔率测定法获得的1/4高度的对数宽度   0.90   0.99   0.79   0.80   0.82   0.72   0.79   0.88   0.85   0.70
室大小大于200μm的室数量   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小
孔径为0.1μm或更小的孔的孔体积比 Vol％   50.63   29.15   88.73   84.66   92.28   95.01   90.06   95.83   97.14   95.31
粉末X射线衍射图中Ic/Ib   0.22(硅石材料)   0.34(硅石材料)   0.89(硅石材料)   0.90(硅石材料)   0.87(硅石材料)   0.82(硅石材料)   0.79(硅石材料)   1.08(硅石材料)   1.19(硅石材料)   1.23(硅石材料)
动态弹性模量 N/mm2   1926   1197   4799   4955   5373   6950   6652   8061   9284   10181
耐压强度 N/mm2   6.68   2.96   20.70   19.23   23.7   30.05   27.70   40.18   45.90   53.83
弯曲强度 N/mm2   1.75   0.969   3.77   3.55   4.21   5.63   5.77   6.67   7.64   7.57
由公式(1)定义的a值   9   10   12   12   12   12   12   11   11   10
由公式(2)定义的b值   2.50   2.26   1.97   1.74   1.90   1.64   1.61   1.76   1.62   1.66
比表面积 m2/g   52.6   66.0   51.1   50.5   46.3   45.5   47.2   43.2   42.3   42.6
粉末X射线衍射图中I(002)/I(220)   0.35   0.44   0.47   0.45   0.42   0.39   0.38   0.46   0.44   0.47
表10
  实施例20   实施例21   实施例22   实施例23   实施例24   实施例25   实施例26   实施例27
表观比重   0.49   0.39   0.35   0.35   0.25   0.20   0.20   0.144
粉末X射线衍射图中Ib/Ia   5.88   6.02   5.82   6.15   5.92   4.52   4.58   4.42
用水银孔率测定法获得的1/4高度的对数宽度   0.94   1.12   1.02   1.07   1.07   0.95   0.97   0.96
室大小大于200μm的室数量   无数   无数   无数   无数   无数   无数   无数   无数
孔径为0.1μm或更小的孔的孔体积比 Vol％   75.89   66.75   61.42   62.60   58.96   33.31   32.5   31.25
粉末X射线衍射图中Ic/Ib   0.86(硅石材料)   0.78(硅石材料)   0.90(硅石材料)   0.87(硅石材料)   0.88(硅石材料)   0.31(硅石材料)   0.35(硅石材料)   0.30(硅石材料)
动态弹性模量 N/mm2   3609   2430   2048   2045   1195   1014   1005   456
耐压强度 N/mm2   10.18   6.84   5.32   5.26   2.87   1.43   1.4   0.79
弯曲强度 N/mm2   2.23   1.61   1.25   1.32   0.85   0.50   0.55   0.31
由公式(1)定义的a值   11   10   10   10   10   11   11   8
由公式(2)定义的b值   1.48   1.81   1.81   1.80   2.20   1.40   1.39   2.54
比表面积 m2/g   44.5   48.5   50.5   52.3   51.5   53.5   55.2   53.8
粉末X射线衍射图中I(002)/I(220)   0.4   0.32   0.38   0.39   0.38   0.31   0.34   0.33
表11
    实施例28   实施例29   实施例30   实施例31   实施例32   实施例33   实施例34   实施例35   实施例36
表观比重     0.61   0.61   0.68   0.68   0.82   0.93   0.43   0.21   0.31
粉末X射线衍射图中Ib/Ia     6.25   6.25   6.25   4.44   4.88   4.75   5.06   4.86   4.93
用水银孔率测定法获得的1/4高度的对数宽度     0.85   0.87   0.78   1.15   0.73   0.69   0.94   0.97   1.02
室大小大于200μm的室数量     无数   无数   无数   无数   无数   无数   无数   无数   无数
孔径为0.1μm或更小的孔的孔体积比 Vol％     88.35   86.92   90.03   78.69   93.60   97.50   68.71   49.92   65.20
粉末X射线衍射图中Ic/Ib     0.78(硅石材料)   0.98(硅石材料)   0.93(硅石材料)   2.50(硅石材料)   1.18(硅石材料)   1.26(硅石材料)   0.91(硅石材料)   0.88(硅石材料)   0.91(硅石材料)
动态弹性模量 N/mm2     5240   4850   5989   4953   6837   8061   2938   1014   1623
耐压强度 N/mm2     16.77   15.20   20.68   13.2   27.6   32.5   9.1   1.96   4.14
弯曲强度 N/mm2     3.82   3.0   4.45   2.74   4.80   5.97   3.49   0.96   1.58
由公式(1)定义的a值     11   10   11   9   9   9   10   11   9
由公式(2)定义的b值     1.40   1.42   1.41   1.20   1.54   1.42   1.81   1.92   2.00
比表面积 m2/g     45.2   43.5   45.2   39.6   41.2   40.3   49.6   52.3   54.2
粉末X射线衍射图中I(002)/I(220)     0.39   0.35   0.42   0.41   0.42   0.46   0.36   0.39   0.29
表12
  比较例2   比较例3   比较例5   比较例6   比较例7   比较例8   比较例9   比较例11   比较例12
表观比重   0.50   0.51   0.35   0.69   0.49   0.35   0.35   0.20   0.69
粉末X射线衍射图中Ib/Ia   5.01   4.82   3.32   5.23   5.62   5.72   5.36   4.23   2.89
用水银孔率测定法获得的1/4高度的对数宽度   1.39   1.61   1.36   1.32   1.27   1.29   1.42   1.47   1.62
室大小大于200μm的室数量   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小   无数   无数   无数   无数   无数
孔径为0.1μm或更小的孔的孔体积比 Vol％   52.10   42.10   43.10   78.20   63.5   47.60   44.30   23.5   67.76
粉末X射线衍射图中Ic/Ib   1.04(硅石材料)   2.62(硅石材料)   0.41(硅石材料)   0.76(硅石材料)   0.91(硅石材料)   0.80(硅石材料)   0.82(硅石材料)   0.37(硅石材料)   3.85(硅石材料)
动态弹性模量 N/mm2   4310   3650   2095   6560   3250   2105   2050   996   4130
耐压强度 N/mm2   10.10   7.12   3.48   19.30   6.85   3.44   3.32   1.03   9.75
弯曲强度 N/mm2   3.12   2.07   1.40   4.7   1.72   1.21   1.31   0.58   2.23
由公式(1)定义的a值   12   10   10   11   9   10   10   11   7
由公式(2)定义的b值   1.13   1.02   1.15   1.15   1.17   1.13   1.13   1.04   1.16
比表面积 m2/g   53.1   45.3   57.3   46.6   48.2   52.3   51.5   56.3   39.6
粉末X射线衍射图中I(002)/I(220)   0.36   0.32   0.28   0.33   0.36   0.41   0.44   0.36   0.23
表13
  比较例13   比较例14   比较例15   比较例16   比较例17   比较例18   比较例19   比较例20   比较例21
表观比重   0.69   0.62   0.50   0.38   0.51   0.49   0.49   0.69   0.51
粉末X射线衍射图中Ib/Ia   4.98   5.38   5.22   5.38   5.21   4.50   4.44   5.48   5.75
用水银孔率测定法获得的1/4高度的对数宽度   1.51   1.54   1.75   1.50   1.62   1.54   1.67   1.32   1.50
室大小大于200μm的室数量   无数   无数   无数   无数   无数   无数   无数   20或更小   20或更小
孔径为0.1μm或更小的孔的孔体积比 Vol％   62.7   60.07   54.34   70.66   51.6   51.50   55.30   80.75   56.88
粉末X射线衍射图中Ic/Ib   2.62(硅石材料)   2.33(硅石材料)   2.27(硅石材料)   2.33(硅石材料)   2.82(硅石材料)   5.56(硅石材料)   2.50(硅石材料)   0.79(硅石材料)   0.55(硅石材料)
动态弹性模量 N/mm2   4568   3558   2825   1826   2680   2680   2520   6512   4370
耐压强度 N/mm2   9   6.20   4.95   2.56   4.60   4.68   3.40   18.60   10.3
弯曲强度 N/mm2   3.29   2.82   1.4   1.08   1.65   1.46   1.16   4.8   3.32
由公式(1)定义的a值   8   7   8   8   7   8   7   11   12
由公式(2)定义的b值   0.92   0.92   1.04   1.04   1.05   1.07   0.85   1.12   1.13
比表面积 m2/g   34.2   33.7   34.2   31.6   29.3   31.2   38.3   47.6   42.7
粉末X射线衍射图中I(002)/I(220)   0.36   0.41   0.36   0.39   0.33   0.32   0.23   0.34   0.32
表14
  比较例22   比较例23   比较例24   比较例25   比较例26   比较例27   比较例28   比较例29   比较例30
表观比重   0.35   0.49   0.35   1.08   0.98   0.88   0.74   0.29   0.45
粉末X射线衍射图中Ib/Ia   3.26   5.23   5.36   无雪硅钙石   无雪硅钙石   无雪硅钙石   1.24   无雪硅钙石   2.91
用水银孔率测定法获得的1/4高度的对数宽度   1.42   1.36   1.48   1.31   1.36   1.56   1.26   0.67   1.21
室大小大于200μm的室数量   20或更小   无数   无数   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小
孔径为0.1μm或更小的孔的孔体积比 Vol％   44.52   56.5   40.30   70.50   62.80   56.95   61.9   3.50   48.80
粉末X射线衍射图中Ic/Ib   0.36(硅石材料)   0.88(硅石材料)   0.84(硅石材料)   无雪硅钙石   无雪硅钙石   无雪硅钙石   3.00(硅石材料)   无雪硅钙石   0.97(硅石材料)
动态弹性模量 N/mm2   2131   3120   2050   6882   6250   4710   2050   561   2753
耐压强度 N/mm2   3.58   5.86   3.12   20.70   18.23   12.11   13.7   2.70   4.90
弯曲强度 N/mm2   1.40   1.42   1.35   3.66   2.43   2.45   4.21   2.00   0.4
由公式(1)定义的a值   10   9   10   6   6   6   3   4   9
由公式(2)定义的b值   1.15   1.06   1.06   1.15   1.17   1.18   4.67   6.42   1.07
比表面积 m2/g   56.3   47.5   52.3   87.8   86.5   82.7   39.0   32.7   99.8
粉末X射线衍射图中I(002)/I(220)   0.26   0.36   0.35   无雪硅钙石   无雪硅钙石   无雪硅钙石   0.18   无雪硅钙石   0.4
表15
  比较例31   比较例32   比较例33   比较例34   比较例35   比较例36   比较例37   比较例38   比较例39
表观比重   0.60   0.54   0.17   0.30   0.37   0.94   0.83   0.62   0.66
粉末X射线衍射图中Ib/Ia   2.77   2.28   4.55   3.92   2.73   2.76   2.69   2.76   无雪硅钙石
用水银孔率测定法获得的1/4高度的对数宽度   1.10   1.39   2.05   1.70   2.56   0.86   0.89   0.92   1.76
室大小大于200μm的室数量   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小   20或更小   无数   无数   无数   无数
孔径为0.1μm或更小的孔的孔体积比 Vol％   48.5   37.3   3.18   10.08   16.2   85.78   83.66   69.50   56.29
粉末X射线衍射图中Ic/Ib   5.00(硅石材料)   2.44(硅石材料)   0.24(硬硅钙石)   0.50(石膏)   1.67(硅石材料)   4.35(硅石材料)   5.26(硅石材料)   4.35(硅石材料)   无雪硅钙石
动态弹性模量 N/mm2   1988   2004   277   347.35   561   7105   5712   3360   2269
耐压强度 N/mm2   2.84   2.51   0.51   1.38   0.36   20.35   10.45   7.09   4.59
弯曲强度 N/mm2   1.43   1.25   0.17   0.46   0.15   5.24   4.18   2.42   1.20
由公式(1)定义的a值   4   5   4   2   2   8   8   7   4
由公式(2)定义的b值   1.01   0.88   3.49   6.74   0.86   1.07   0.77   1.15   1.34
比表面积 m2/g   52.8   58.6   66.3   58.3   66.5   81.7   78.4   80.8   93.3
粉末X射线衍射图中I(002)/I(220)   0.25   0.25   0.17   0.32   0.30   0.36   0.33   0.38   无雪硅钙石
表16
加速碳化试验   实施例1   实施例20   比较例15   比较例27   比较例28   比较例30   比较例37
收缩率(3天后)收缩率(7天后)收缩率(14天后) ％％％   000.01   000.02   00.040.18   0.450.550.65   0.080.240.33   0.050.20.28   0.10.360.44
表17
受钉支持强度试验   实施例1   实施例20   比较例15   比较例21   比较例23
表观比重   0.50   0.49   0.50   0.50   0.49
拉出强度   (kgf)   162   110   68.8   120   75
破坏性质   锥形破坏   锥形破坏   被拉出   锥形破坏   被拉出
表18
    实施例1     实施例37     比较例40
防水剂     未加入     加入     加入
表观比重     0.50     0.50     0.50
粉末X射线衍射图中Ib/Ia     5.65     5.36     5.11
用水银孔率测定法获得的1/4高度的对数宽度     0.69     0.71     1.77
室大小大于200μm的室数量     20或更小     20或更小     无数
孔径为0.1μm或更小的孔的孔体积比   Vol％     80.66     82.22     56.30
粉末X射线衍射图中Ic/Ib     1.06(硅石材料)     1.04(硅石材料)     2.62(硅石材料)
动态弹性模量   N/mm2     4620     4580     2750
耐压强度   N/mm2     17.72     17.12     4.65
弯曲强度   N/mm2     3.78     3.68     1.4
由公式(1)定义的a值     13     13     8
由公式(2)定义的b值     1.78     1.75     1.02
比表面积   m2/g     42.3     40.2     36.3
粉末X射线衍射图中I(002)/I(220)     0.39     0.43     0.33
单面吸水性1天后1周后 wt％wt％ 2662 59 2136
尺寸改变率1天后1周后 μm/mμm/m 580910 300560 452773
表19
  实施例38   实施例1   比较例41   比较例15
表观比重   0.50   0.50   0.50   0.50
粉末X射线衍射图中Ib/Ia   5.58   5.65   5.03   5.22
用水银孔率测定法获得的1/4高度的对数宽度   0.75   0.69   1.74   1.75
室大小大于200μm的室数量   20或更小   20或更小   无数   无数
孔径为0.1μm或更小的孔的孔体积比   Vol％   77.30   80.66   52.60   54.34
粉末X射线衍射图中Ic/Ib   1.02(硅石材料)   1.06(硅石材料)   2.63(硅石材料)   2.57(硅石材料)
动态弹性模量   N/mm2   4320   4620   2750   2825
耐压强度   N/mm2   18.20   17.72   5.02   4.95
弯曲强度   N/mm2   3.42   3.78   1.52   1.4
由公式(1)定义的a值   12   13   8   8
由公式(2)定义的b值   2.03   1.78   1.10   1.04
比表面积   m2/g   44.3   42.3   35.3   34.2
粉末X射线衍射图中I(002)/I(220)   0.35   0.39   0.39   0.36
表20
    实施例38     实施例1     比较例41     比较例15
  纤维     AF     AF
  纤维数量     Vol％     0.5     0     0.5     0
  耐压强度     N/mm2     18.2     17.72     5.02     4.95
  冲击强度     J/m2     2150     400     1150     350
AF：芳族聚酰胺纤维“Technora 320-6mm”(商标名；日本TeijinChemicals Ltd.生产和销售)
表21
    实施例39     比较例42
  板的重量     (kgf)     76     76
  初始裂化载荷     (kgf)     1678     776
  初始破坏挠曲     (mm)     6.95     5.19
  板的硬度     (kgf.cm2)     2.37×108     1.47×108
  裂化载荷     (kgf)     2017     1432
表22
    实施例39     比较例42
最大强制响应位移     (mm)     3.0     4.2
振幅半衰期     (sec)     0.265     0.375
共振频率     (Hz)     34.7     32
工业实用性
本发明的硫化硅酸钙成形体在显示优良性质如防火和轻质的同时还具有优良性质如高弹性模量、高耐压强度、高耐压强度/弹性模量的比值、对中和反应的高抗性及高度可加工性。因此本发明的硫化硅酸钙成形体可用作外部墙壁和内部墙壁等的材料。具体而言，本发明的硫化硅酸钙成形体可用作防火隔离墙、布料修饰墙(cloth finishingwall)、屋檐的防火天花板、防火涂层板、建筑物的外部板、住宅的地板、防火绝热板等的材料。
更具体地说，本发明的硫化硅酸钙成形体具有令人满意的抗重物冲击所引起的噪音的隔音性。进一步，本发明的硫化硅酸钙成形体可用于其中传统组合物的使用受到了不可避免的限制的多种建筑材料中，如由长的间隔放置的支撑件承载的建筑物的一部分、需要具有高的保留强度的吊顶中、高层建筑物等。另外可以使用常规ALC生产中所用的常规器械，从而可有效提高本发明的硫化硅酸钙成形体的生产率。
另外，甚至当硫化硅酸钙成形体含有粗室时，硫化硅酸钙成形体仍具有高弹性模量、高耐压强度和高的耐压强度/弹性模量的比值。因而，硫化硅酸钙成形体可提供具有优良性质的建筑材料，所述性质是常规建筑材料性质的数倍高。

Claims (20)

1.一种硫化硅酸钙成形体，其主要包括雪硅钙石并且具有：
粉末X衍射图，其中雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强Ib和最小衍射峰强Ia满足关系Ib/Ia≥3.0，所述Ia是在分别为雪硅钙石的(220)晶面和(222)晶面的两个衍射峰之间的衍射角范围内观察到的最小衍射峰强；
表观比重为0.14-1.0；以及使用水银孔率测定法获得的微分孔分布曲线，其中在微分孔分布曲线最大峰高的1/4高度测量的孔径分布对数宽度为0.40-1.20。
2.如权利要求1所述的硫化硅酸钙成形体，其具有表观比重0.14-0.9。
3.如权利要求1所述的硫化硅酸钙成形体，其具有表观比重0.2至低于0.7。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的硫化硅酸钙成形体，其中在所述粉末X射线衍射图中满足关系Ib/Ia≥4.0。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的硫化硅酸钙成形体，其中由下面公式(1)所定义的参数值a为7或者更高以及由下面公式(2)所定义的参数b为1.20或者更高，
a＝(Y×10-3)/(D1.5)            (1)
其中Y和D分别代表硫化硅酸钙成形体的弹性模量(N/mm2)和表观比重，
b＝S/(Y×10-3)1.5              (2)
其中S代表硫化硅酸钙成形体的耐压强度(N/mm2)，及Y的定义同上。
6.如权利要求5所述的硫化硅酸钙成形体，其中由公式(2)所定义的参数值b为1.30或者更高。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的硫化硅酸钙成形体，其中在硫化硅酸钙成形体截面上的10mm×10mm正方形内，以每一个室截面的长轴长度计，室大小大于200μm的室数量大于20，并且其中使用水银孔率测定法确定的孔径为0.1μm或更小的孔的孔体积的数量如下：
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.5-1.0时，为V1(D)-98vol％，
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.3至低于0.5时，为V2(D)-95vol％，
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.14至低于0.3时，为V3(D)-90vol％，
其中每个vol％以硫化硅酸钙成形体总孔体积计，并且V1(D)，V2(D)和V3(D)分别通过下面公式(3)，(4)和(5)计算：
V1(D)＝50×D+40             (3)，
V2(D)＝100×D+15            (4)，和
V3(D)＝200×D-15            (5)。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的硫化硅酸钙成形体，其中在硫化硅酸钙成形体截面上的10mm×10mm正方形内，以每一个室截面的长轴长度计，室大小大于200μm的室数量为20或者更小，并且其中使用水银孔率测定法确定的孔径为0.1μm或更小的孔的孔体积的数量如下：
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.8-1.0时，为90-98vol％，
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.5至低于0.8时，为V4(D)-97vol％；或者
当硫化硅酸钙成形体的表观比重D为0.14至低于0.5时，为V5(D)-92vol％，
其中每个vol％以硫化硅酸钙成形体总孔体积计，并且V4(D)和V5(D)分别通过下面公式(6)和(7)计算：
V4(D)＝100×D+10             (6)，和
V5(D)＝150×D-15             (7)。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的硫化硅酸钙成形体，其进一步包括共存高结晶物质并且具有粉末X射线衍射图，其中雪硅钙石(220)晶面的衍射峰强Ib和共存高结晶物质的最大衍射峰强Ic满足关系Ic/Ib≤3.0。
10.一种硅酸钙复合结构，其包括权利要求1-3中任一项所述的硫化硅酸钙成形体和增强铁棒或者增强线网。
11.一种主要包括雪硅钙石的硫化硅酸钙成形体的生产方法，该方法包括：
提供包括水和固体材料的含水淤浆，所述固体材料包括硅质材料，水泥材料，钙质材料，选自硫酸铝及其含有80wt％或以Al2(SO4)3的水合物的至少一种铝化合物，以及选自除硫酸铝及其水合物之外的硫酸盐和亚硫酸盐的至少一种SOn化合物，其中n为3或4，
将含水淤浆倾入到模具中，以及
预硫化所述含水淤浆，然后进行压热器处理；
其中50wt％或者更高的所述硅质材料是结晶硅质材料；以及
其中包含于所述含水淤浆中的所述至少一种铝化合物的数量以Al2O3数量计为所述固体材料总重量的0.09-10wt％，并且所述含水淤浆中的至少一种铝化合物和至少一种SOn化合物的总量以SO3数量计为所述固体材料总重量的0.15-15wt％，所述SO3的数量为对应于所述至少一种铝化合物的SO3的数量和对应于所述至少一种SOn化合物的SO3的数量的总和。
12.如权利要求11所述的方法，其中将含水淤浆的预成形体从所述模具中脱模并且进行压热器处理，所述含水淤浆的预成形体是通过对所述含水淤浆进行预硫化获得的。
13.如权利要求11或12所述的方法，其中所述含水淤浆的含水量以水的重量与所述固体材料总重量的比值计为0.67-3.5，并且其中将所述含水淤浆与作为发泡剂的铝粉混合，其中所述铝粉的使用数量以固体铝重量计为所述固体材料总重量的0.002-0.8wt％，以获得泡沫含水淤浆，
将所述泡沫含水淤浆倾入到模具中。
14.如权利要求11或12所述的方法，其中所述含水淤浆的含水量以水的重量与所述固体材料总重量的比值计为0.67-3.5，并且其中将所述含水淤浆与通过将空气导入预发泡剂中或者导入预发泡剂的水溶液中所制备的泡沫混合，其中所述泡沫的使用数量为所述含水淤浆体积的5-300vol％，以获得预发泡含水淤浆，
将所述预发泡含水淤浆倾入到模具中。
15.如权利要求11或12所述的方法，其中所述含水淤浆为非泡沫含水淤浆，该非泡沫含水淤浆的含水量以水的重量与所述固体材料总重量的比值计为0.77-5，
将所述非泡沫含水淤浆倾入到模具中。
16.根据权利要求11或12任一项所述的方法，其中所述含水淤浆包括所述水和所述固体材料，所述固体材料包括所述硅质材料，所述水泥材料，所述钙质材料，所述至少一种铝化合物和所述至少一种SOn化合物，该含水淤浆的制备方法包括下列步骤：
(1)将水，硅质材料，水泥材料，所述至少一种铝化合物，所述至少一种SOn化合物，和部分钙质材料一起混合，以获得混合物，以及
(2)将剩余的钙质材料加入到由步骤(1)所获得的混合物中，然后进行混合。
17.根据权利要求11或12任一项所述的方法，其中所述含水淤浆包括所述水和所述固体材料，该固体材料包括所述硅质材料，所述水泥材料，所述钙质材料，所述至少一种铝化合物和所述至少一种SOn化合物，该含水淤浆的制备方法包括下列步骤：
(1)将水，硅质材料，水泥材料，所述至少一种铝化合物和部分钙质材料一起混合，以获得混合物，以及
(2)将所述至少一种SOn化合物和剩余的钙质材料加入到由步骤(1)所获得的混合物中，然后进行混合。
18.根据权利要求11或12任一项所述的方法，其中所述至少一种SOn化合物是二水石膏。
19.根据权利要求11或12任一项所述的方法，其中所述结晶硅质材料通过布莱恩渗透方法测量的比表面积为5,000-300,000cm2/g。
20.根据权利要求11或12任一项所述的方法，其中所述模具在其中放置有增强铁棒或者增强线网，由此生产增强硅酸钙复合结构。
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