CN102503269B

CN102503269B - 一种高防火硅酸钙板及其生产工艺

Info

Publication number: CN102503269B
Application number: CN 201110329611
Authority: CN
Inventors: 曹国英
Original assignee: Chongqing Hanghui Construction Materials Co Ltd
Current assignee: Chongqing Hanghui Construction Materials Co Ltd
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2031-10-26
Also published as: CN102503269A

Abstract

本发明公开了一种高防火硅酸钙板及其生产工艺，本硅酸钙板由如下质量百分含量的各组分构成，硅酸钠1%-3%、氧化铁红0.5%-2%、云母10%-20%、石棉9%-12%、纸纤维2.5%-3.5%、石英砂38%-45%、水泥8-18%、电石泥10-30%，水8-12%。本发明防火性能优异，耐火极限甚至可大于目前标准中最高极限的4小时。其它性能也比较高，完全达到相关标准质量要求。同时就地取材，原料价格便宜，某些原料还可以废物利用，变废为宝，减少了原矿物质消耗，十分环保。

Description

一种高防火硅酸钙板及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种建筑材料改进技术，具体是指一种高防火硅酸钙板及其生产工艺，属于建筑材料技术领域。

背景技术

硅酸钙板是现代建筑中重要的墙体材料之一，因其具有低，中，高密度（0.8-1.5克/立方厘米）、防火（其燃烧性能达到GB8624不燃A级）、隔音性强，防腐防潮、强度高（10-17兆帕）、容易加工、施工轻便、表面平整美观等优点，在现代的各种建筑中得到广泛使用，用作室内隔墙、间墙、地板、吊顶、家具等。现有的硅酸钙板生产主要采用大量的原矿物质及其加工材料，如珍珠砂、石英粉、河沙、瓷土、高岭土、水泥、电石渣、消石灰粉等，在矿物质价格不断攀升，人力劳动成本提高及人类对环境、防火意识加强的今天，所以其生产成本较高，市场竞争力不强，特别是近几年发生在上海、福建等地的几次特大房屋火灾事件，从而表明必须急迫提高建筑材料防火性能。有通过采用河沙或者海沙取代大部分或全部石英砂来节约成本，如申请号为200810028484.5，申请日为2008年6月3日，发明名称为：一种硅酸钙板及其制备方法的专利申请，其特征在于原材料其组分及其质量百分比为：河沙或海沙30～50%、膨胀珍珠岩1～5%、云母0.5～1.5%、石棉7～10%、纸纤维2～5%、白棉纤维1～2%、电石泥按干重计15～18%、水泥10～30%、粉煤灰2～13%、将上述配方的原材料经制浆、脱水、压制成型、蒸养，打磨成硅酸钙板。此方法生产的硅酸钙板原材料品种多，防火级别低，多种原料不易就地取材，从而造成成本高，不能达到价廉物美的效果。在当今城市人口密集，建筑材料防火等级必须提高的要求下其防火质量不能满足现今需要，而且外观不够细腻美观。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种高防火、成本低廉的硅酸钙板，本发明同时还提供了这种硅酸钙板的生产工艺。

本发明的技术方案是这样实现的：一种高防火硅酸钙板，本硅酸钙板由如下质量百分含量的各组分构成，硅酸钠1%-3%、氧化铁红0.5%-2%、云母10%-20%、石棉9%-12%、纸纤维2.5%-3.5%、石英砂38%-45%、水泥8-18%、电石泥10-30%，水8-12%。

所述电石泥由如下质量百分含量的成分构成：SiO₂3.74%、Fe₂O₃0.45%、CaO69.2%、MgO0.8%、Al₂O₃2.16%，余下为杂质。

上述硅酸钙板的生产工艺为：

（1）硅酸钠与云母的制备：将硅酸钠与云母计量后，加水混合搅拌均匀，得到硅酸钠-云母混合浆备用；

（2）石英砂的制备：将石英砂计量后兑水研磨，控制其浓度为60-65%，得到石英砂浆备用；

（3）氧化铁红和电石泥的制备：将计量好的氧化铁红和电石泥兑水搅拌，得到浓度为20-35%的氧化铁红-电石泥混合浆；

（4）先将第（1）步得到的硅酸钠-云母混合浆放入搅拌机内，再放入第（3）步制备好的氧化铁红-电石泥混合浆，搅拌均匀后再放入石英砂浆和水泥，再进行搅拌，搅拌均匀后最后放入石棉和纸纤维，搅拌均匀得到板坯料浆待用；

（5）板坯制造：板坯料浆经过振动筛，然后进入研磨机均匀上料，脱水后切割为要求尺寸的板坯；

（6）板坯蒸养：将板坯经过自然养护后，进行脱模，再置于蒸压釜中蒸养，形成半成品板材；

（7）成品板材：将所述半成品板材经过烘干机烘干后，然后经磨边和倒角即得硅酸钙板；烘干机烘干温度控制为夏季90-110℃，冬季100-110℃，最后得到的硅酸钙板含水率为8-12%。

其中，第（1）步中硅酸钠-云母混合浆的浓度为40%-60%。

其中，第（5）步脱水后板坯水份为32%-36%；脱水过程依次包括自然脱水、真空逐级脱水和成型筒挤压脱水。

其中，第（6）步中自然养护时间为夏天4-16小时，冬天7-24小时。

其中，第（6）步中蒸养工艺参数为：从零升到恒压时的压力时间控制为4小时，恒压12.5小时，从恒压时的压力降到零时间控制为3.5小时，恒压时压力控制为0.95-1.1Mpa。

第（7）步烘干机烘干后，先砂光板面后，再经磨边和倒角即得硅酸钙板。

第（4）步中石棉和纸纤维的添加顺序为，先放入纸纤维，然后放入石棉。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、防火性能优异。经测试，本发明的硅酸钙板的耐火极限性能为：根据GB/T8624—2008建筑材料及制品燃烧性能分级标准，9mm厚的本产品单层双面可大于目前本标准中最高极限的4小时。

2、其它性能也比较高。主要参数为：纵向抗折9.38兆帕；横向抗折11.22兆帕；平均抗折10.3兆帕；密度1.13克/立方厘米；螺钉拔出力60牛顿/毫米；含水率9.4%。对照建材行业标准JC/T564—2000《纤维增强硅酸钙板》的物理力学性能指标规定，完全达到本标准质量要求。

3、由于硅酸钠和氧化铁红，是现代建筑中的常用材料，价格便宜，易取。另外石英砂渣、水泥、电石泥渣等材料在各地方都比较易取，还可以保护生态环境，废物利用。在适当配料下生产本发明的高防火硅酸钙板质地更细腻，着色装饰视觉效果更好。

4、环保。与常用的硅酸钙板比较，本硅酸钙板充分利用化工行业生产聚氯乙烯消解电石排放的废渣-电石泥，再则充分利用生产玻璃原料尾渣-石英粉渣，就地取材，变废为宝，减少了原矿物质消耗，十分环保。

具体实施方式

本发明硅酸钙板由如下质量百分含量的各组分构成，硅酸钠1%-3%、氧化铁红0.5%-2%、云母10%-20%、石棉9%-12%、纸纤维2.5%-3.5%、石英砂38%-45%、水泥8-18%、电石泥（干重）10-30%，水8-12%。纸纤维可以选用废纸箱。

硅酸钠俗称泡花碱，为一种水溶性硅酸盐，其水溶液为水玻璃。其化学式为R₂O·n SiO₂，式中R₂O为碱金属氧化物，n为二氧化硅与碱金属氧化物摩尔数的比值，称为水玻璃的模数，常用模数为3.1-3.3。建筑上常用的水玻璃是硅酸钠（Na₂O·n SiO₂）的水溶液。因其粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好。当硅酸钠在本发明中与氧化铁红、石英砂及电石泥、水泥和其余纤维混合成型，经过蒸压养护硬化后形成的二氧化硅网状骨架，在高温下强度下降很小，同时制品中添加了云母及石棉纤维，耐热度可达1000℃。

氧化铁红：分子式Fe₂O₃；物理性质：有天然的和人造的两种。天然的称西红，是基本上纯粹的氧化铁。红色粉末。由于生产方法和操作条件的不同，它们的晶体结构和物理性状都有很大的差别，色泽变动于橙光到蓝光至紫光之间。本发明氧化铁红用人造的即可，遮盖力和着色力都很大。密度5-5.25。有优越的耐光、耐高温性能，并耐大气影响、耐污浊气体、耐一切碱类。在浓酸中只有在加热情况下才逐渐被溶解。

云母属于铝硅酸盐矿物，具有连续层状硅氧四面体构造。分为三个亚类：白云母、黑云母和锂云母。白云母包括白云母及其亚种(绢云母)和较少见的钠云母；黑云母包括金云母、黑云母、铁黑云母和锰黑云母；锂云母是富含氧化锂的各种云母的细小鳞片。工业上尤其是电气工业中常用的是白云母和金云母。

白云母的化学式为KAl₂〔AlSi₃O₁₀〕〔OH〕₂，其中SiO₂ 45.2%、Al₂O₃ 38.5%、K₂O 11.8%、H₂O 4.5%，此外，含少量Na、Ca、Mg、Ti、Cr、Mn、Fe和F等。

本发明电石泥选用化工厂生产聚氯乙烯时或乙炔站消解电石排放的废渣，从而变废为宝，其质量百分含量构成为：SiO₂3.74%、Fe₂O₃0.45%、CaO69.2%、MgO0.8%、Al₂O₃2.16%，余下为杂质。使用时在搅拌罐中加水均匀搅拌，控制浓度在19%-20%。

本发明石英砂可以选用玻璃制造产生的石英砂渣，从而变废为宝：通常石英砂渣SiO₂≥90-99％，Fe₂O₃≤0.06—0.02％，耐火度1750℃，外观部分大颗粒，表面有黄皮包囊。粒度范围5-220目，可按用户要求粒度生产。

上述的硅酸钙板的生产工艺，其步骤为：

（1）硅酸钠与云母的制备：将硅酸钠与云母计量后，加水混合搅拌均匀，得到硅酸钠-云母混合浆备用；硅酸钠-云母混合浆的浓度为40%-60%；

（5）板坯制造：板坯料浆经过振动筛（兼有混合和过滤的作用），然后进入研磨机均匀上料，脱水后切割为要求尺寸的板坯；脱水过程依次包括自然脱水、真空逐级脱水和成型筒挤压脱水，脱水后板坯水份为32%-36%；

（6）板坯蒸养：将上步质检合格的板坯经过自然养护（自然养护时间为夏天4-16小时，冬天7-24小时）后，进行脱模，再置于蒸压釜中蒸养，形成半成品板材；质检不合格的料坯回收后再松解，并进入第（5）步。

（7）成品板材：将所述半成品板材经过烘干机烘干后，然后经磨边和倒角即得硅酸钙板；或者先砂光板面后，再经磨边和倒角即得硅酸钙板。烘干机烘干温度控制为夏季90-110℃，冬季100-110℃，最后得到的硅酸钙板含水率为8-12%。

上述步骤（5）、（6）、（7）与现有技术思路一样，区别在于控制参数不同，因为本发明的原料和现有技术不同，创新了这些参数，使硅酸钙板性能提升。

第（6）步中蒸养工艺参数为：从零升到恒压时的压力时间控制为4小时，恒压12.5小时，从恒压时的压力降到零时间控制为3.5小时，恒压时压力控制为0.95-1.1Mpa。

以下再给出一个具体实施例，以帮助理解。

硅酸钙板原料构成：硅酸钠18公斤、氧化铁红15公斤、云母160公斤、石棉120公斤、纸箱纤维30公斤、石英砂渣450公斤、水泥100公斤、电石泥干重195公斤（浆420公斤），用料共计1088公斤。

上述配料中也可加入50公斤生产回水沉淀后的废料，或板材砂光表面后的细粉35公斤等。

主要细节控制方法：

Figure 2011103296117100002DEST_PATH_IMAGE002

硅酸钠与云母的制备：将硅酸钠与云母计量后，将云母倒入已计量好的硅酸钠立式叶轮搅拌机中浸泡、搅拌，逐步加入少量的水达到云母可浸泡、搅拌3—5分钟即可。

石英砂渣的制备：输送到卧式球磨机，同时兑水研磨，然后抽入搅拌罐检测其浓度，在抽入计量罐计量，当硅酸钠与云母浸泡完成后将制备好的石英砂浆与已制备好的电石泥浆同时放入立式叶轮打浆机内综合打浆。

氧化铁红、电石泥渣的制备：将计量好的氧化铁红、电石泥放入搅拌锅兑水搅拌，再抽入振动筛过滤，等待与前面所述石英砂浆同时送入综合搅拌机，搅拌3—5分钟。

将纤维材料（石棉和纸箱纤维）放入立式回转松解机制备待用。

将纤维材料与前面制备好浆料胶体最后放入综合搅拌机搅拌，待用。

板坯制造：料浆经过振动筛然后进入大型研磨机研磨，流经流浆机，再流入无端针织毛布经自然脱水、真空逐级脱水、缠绕到成型筒挤压脱水，当达到要求厚度时自动断坯，根据需要的尺寸切割、自动堆叠。发现不合格的产品进入二次松解搅拌，再次成型。

板坯蒸养：将上步骤

中质检合格的板坯经过静停自然养护（夏天：大于4小时，小于16小时。冬天：大于7小时，小于24小时）后，进行脱模，每一小垛不能超过20cm高度堆放，每一小车不能超过6小垛。然后再置于蒸压釜中蒸养，形成半成品板材；

板材成品：将半成品板材经过分垛成单张，再一张一张的送入梳式烘干机烘干，然后磨边、倒角或砂光，也可以根据要求砂光，磨边，倒角同步进行。

上述步骤

中料浆浓度控制在大于40%-60%。

上述步骤

中料浆浓度控制在60%-65%。

上述步骤

中先放入纸纤维，然后放入石棉。

上述步骤

中蒸养工艺参数为：升压4小时（0.0—1.0Mpa），恒压12.5小时，压力控制1.0兆帕，降压3.5小时（1.0—0.0Mpa）。

上述步骤中烘干机的高温区温度控制在夏季90-110度，冬季100-110度，板材烘干后含水率控制在10%左右。

Claims

1.一种高防火硅酸钙板，其特征在于：本硅酸钙板由如下质量百分含量的各组分构成，硅酸钠1%-3%、氧化铁红0.5%-2%、云母10%-20%、石棉9%-12%、纸纤维2.5%-3.5%、石英砂38%-45%、水泥8-18%、电石泥10-30%，水8-12%；上述组分之和为100%；所述电石泥是化工厂生产聚氯乙烯时或乙炔站消解电石排放的废渣，由如下质量百分含量的成分构成：SiO₂3.74%、Fe₂O₃0.45%、CaO69.2%、MgO0.8%、Al₂O₃2.16%，余下为杂质。

2.权利要求1所述的硅酸钙板的生产工艺，其特征在于，其步骤为：

3.根据权利要求2所述的硅酸钙板的生产工艺，其特征在于：第（1）步中硅酸钠-云母混合浆的浓度为40%-60%。

4.根据权利要求2所述的硅酸钙板的生产工艺，其特征在于：第（5）步脱水后板坯水份为32%-36%；脱水过程依次包括自然脱水、真空逐级脱水和成型筒挤压脱水。

5.根据权利要求2所述的硅酸钙板的生产工艺，其特征在于：第（6）步中自然养护时间为夏天4-16小时，冬天7-24小时。

6.根据权利要求2所述的硅酸钙板的生产工艺，其特征在于：第（6）步中蒸养工艺参数为：从零升到恒压时的压力时间控制为4小时，恒压12.5小时，从恒压时的压力降到零时间控制为3.5小时，恒压时压力控制为0.95-1.1Mpa。

7.根据权利要求2所述的硅酸钙板的生产工艺，其特征在于：第（7）步烘干机烘干后，先砂光板面后，再经磨边和倒角即得硅酸钙板。

8.根据权利要求2所述的硅酸钙板的生产工艺，其特征在于：第（4）步中石棉和纸纤维的添加顺序为，先放入纸纤维，然后放入石棉。