CN104926236A - 一种低密度纤维增强硅酸钙防火板及其制备方法 - Google Patents

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本发明公开了一种低密度纤维增强硅酸钙防火板及其制备方法，该方法包括：步骤1，将植物纤维、水泥、石英石混合制浆，其中，钙硅摩尔比0.80～0.82，植物纤维的质量占总原料重量的8%～12%；步骤2，板材成坯，制备料坯；步骤3，预反应：将该料坯置于反应釜，在反应釜内压力1.2±0.1Mpa下，自蒸汽进入反应釜内起，以30℃/h的升温速率，平稳升温到250℃，然后进行恒温保压不低于24h；步骤4，蒸压养护；步骤5，脱模烘干和砂光整边，制得所述的低密度纤维增强硅酸钙防火板。本发明制得的防火板密度更低，膨胀系数以及100%含水饱和率的膨胀量更小，其可塑性增加，对固定螺钉等的握裹能力更强，从而解决掉其极易崩边及施工难度大等问题。

Description

一种低密度纤维增强硅酸钙防火板及其制备方法
技术领域
 本发明属于建筑材料领域，涉及建筑安全被动防火系统的材料技术，具体地说，涉及一种低密度纤维增强硅酸钙防火板。
背景技术
目前市场上的高密度纤维增强硅酸钙防火板是经制浆、成型、高温蒸压养护和砂光磨边等工艺制作而成；其密度为950＜D≤1400，D代表密度，单位Kg/m3。现有的纤维增强硅酸钙防火板均是中高密度板，材料重量大，材质脆硬，安装时极易崩边、破损，增加材料损耗和施工难度。
市场需要提供一种密度为600≤D≤800的低密度防火板，以降低材料的重量，增强材料的强度和韧性，解决材料在安装过程中的崩边现象，降低施工难度和综合成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低密度纤维增强硅酸钙防火板，降低材料的重量，增强材料的强度和韧性，解决材料在安装过程中的崩边现象，降低施工难度和综合成本。
为达到上述目的，本发明提供了一种低密度纤维增强硅酸钙防火板的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤1，制浆：将植物纤维、水泥、石英石混合制浆，其中，钙硅摩尔比0.80～0.82，植物纤维的质量占总原料重量的8%～12%；
步骤2，板材成坯：步骤1制备的料浆经真空系统的抽滤，薄料层缠绕在成型筒上，经过若干层缠绕达到设定的料坯厚度时，切断料坯；
步骤3，预反应：将步骤2制得的料坯置于反应釜，在反应釜内压力1.2±0.1Mpa下，自蒸汽进入反应釜内起，以30℃/h的升温速率，将釜内温度平稳升高到250℃，然后进行恒温保压不低于24h；
步骤4，蒸压养护：预反应结束后，将料坯依次送入蒸压釜内，蒸压釜的釜压1.0±0.1MPa，自蒸汽进蒸压釜起以40℃/h的升温速率稳步升温至180~200℃，进行保压恒温不少于15个小时，然后放汽降压；
步骤5，脱模烘干和砂光整边，制得所述的低密度纤维增强硅酸钙防火板。
上述的制备方法，其中，所述的植物纤维为灌木纤维。
上述的制备方法，其中，所述的植物纤维为新西兰灌木纤维。高强度的进口植物纤维（新西兰灌木纤维）可大幅度提高防火板的物理力学性能，同时改善防火板的稳定性和隔热性。
上述的制备方法，其中，所述的水泥为波特兰水泥。
上述的制备方法，其中，步骤2中的料坯厚度为8mm～20mm。
上述的制备方法，其中，步骤2中，切割后的料坯，还采取模板与板坯交替堆垛的方式堆垛，以充分保证料坯平整。
上述的制备方法，其中，步骤4中，放汽降压的速度需均匀缓慢，釜压降为0时时间不少于4个小时。
上述的制备方法，其中，步骤4中保压恒温的温度为200℃。
本发明还提供了一种采用上述的制备方法制得的低密度纤维增强硅酸钙防火板，其密度为600-800kg/m3；pH值为8.8-9.2。
为了实现纤维增强硅酸钙防火板的低密度，降低重量，增加其强度和韧性，增强其可施工性，本发明的纤维增强硅酸钙防火板在生产工艺流程中增加了预反应阶段，即根据工艺要求，在规定时间内使釜内压力达到设计所需，要求自蒸汽进釜内起，以30℃/h的升温速率，将釜内温度平稳升高到250℃（釜内压力1.2±0.1Mpa），然后进入恒温保压设定。恒温保压设定持续24个小时以上。同时，采用进口植物纤维和波特兰水泥，将进口植物纤维的比例从5%左右提高到8%以上，并按照特定比例配比石英石原料，使其在预反应阶段产生充分的化学反应，提高防火板的物理力学性能，同时改善防火板的稳定性和隔热性，化学反应式：
Ca（OH）2+SiO2=CaSiO3+H2O
变化过程
C+S+H→C2SH(A)→CSH(B)→C5S6Hn→C5S6H5→C6S6H
上述充分的化学反应（至少24小时）产生更稳定的轻料，从而实现低密度。
本发明提供的低密度纤维增强硅酸钙防火板以硅、钙及植物纤维为主要原材料，采用先进的流浆法生产工艺，经高温蒸压养护而成。本发明的低密度纤维增强硅酸钙板实现了轻质高强和同质透心，膨胀系数以及100%含水饱和率的膨胀量更小，可塑性增加，对固定螺钉等的握裹能力更强，从而解决掉其极易崩边及施工难度大等问题。同时，所述产品随着密度的降低，能够降低建筑物荷载，增强建筑物的安全性能，同时降低人工劳动强度。而且，其具有优良的防火性能，在明火中不会发生炸裂与燃烧，也不会产生烟气与有毒气体，是目前建筑安全领域最具发展潜力的轻质防火材料。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案做进一步地详细说明。
实施例
本发明提供的一种低密度纤维增强硅酸钙防火板的制备方法包括：制浆、板材成坯、预反应、高温蒸压养护、脱模烘干和砂光磨边等步骤。
步骤1，制浆：将植物纤维、进口水泥、石英石和其他原料（该其他原料指水、助剂等常规添加物料），按照钙硅摩尔比0.80～0.82的比例，进口植物纤维的质量占总原料重量8%～12%的比例，通过制浆机制浆。所述的植物纤维优选进口灌木纤维，更优地，选择新西兰灌木纤维，所述的进口水泥是指波特兰水泥。
步骤2，板材成坯：步骤1制得的料浆经流浆箱均匀流出，通过真空系统的抽吸滤水，薄料层缠绕在成型筒上，经过多层缠绕达到设定的料坯厚度（一般为8mm～20mm）时，自动出刀切断料坯。制板机采用一定直径的成型筒，一次下坯经切割后成标准板坯（1220mm×2440mmm），切割后的板坯经堆垛机，采取一张模板一张板坯交替堆垛的方式，充分保证板坯平整。
步骤3，预反应：防火板要做到低密度，需要增加预反应阶段，板坯置于反应釜，在反应釜内压力1.2±0.1Mpa下，自蒸汽进入反应釜内起，以30℃/h的升温速率，将釜内温度平稳升高到250℃，然后进入恒温保压设定。在水热条件下，Ca(OH)2首先与SiO2颗粒表面发生反应，生成高碱性水化硅酸钙 ，随后高碱性水化硅酸钙又同内部未反应的SiO2颗粒反应，相继生成低碱性水化硅酸钙，直至生成硬硅钙石(C6S6H)，其变化过程如下：
C+S+H→C2SH(A)→CSH(B)→C5S6Hn→C5S6H5→C6S6H
上述进行充分化学反应的时间不低于24h，这是保证低密度的必要时间条件。
步骤4，蒸压养护：预反应结束后，将板坯依次送入蒸压釜内，并两端固定。将蒸汽通入密封圈，打开进气阀，直至釜内压力升至工作压力时，方可打开釜端蒸汽管路中进釜体的截止阀，使密封圈的蒸汽也来自于釜内。升压（温）阶段：根据工艺要求，在规定时间内使釜内压力达到所需温度，要求自蒸汽进蒸压釜起1小时升温40℃左右4小时左右稳步升温至180℃-200℃左右，优选200℃，蒸压釜的釜压1.0±0.1MPa。保压（温）阶段，当釜内达到工艺规定的压力（蒸压釜的釜压1.0±0.1MPa）后，进入保压恒温状态，恒温时间按规定维持不少于15个小时。保压（温）结束后，打开排气阀进行放汽降压，汽降压速度需均匀缓慢，釜压降为0时时间不少于4个小时。
步骤5，脱模烘干和砂光整边：脱模烘干和砂光整边，制得所述的低密度纤维增强硅酸钙防火板。测试该低密度纤维增强硅酸钙防火板的理化性能，并与现有的纤维增强硅酸钙板进行比较，如表1所示。
表1：实施例与现有纤维增强硅酸钙板理化性能技术参数对照
                                                 
由上表可知，本发明的低密度纤维增强硅酸钙防火板经过预反应阶段的特殊工艺处理，pH值趋于中性，导热系数降低，防火保温性能增强，其理化性能更加稳定，所述低密度纤维增强硅酸钙板密度更低，实现了轻质高强和同质透心，膨胀系数以及100%含水饱和率的膨胀量更小，其可塑性增加，对固定螺钉等的握裹能力更强，从而解决掉其极易崩边及施工难度大等问题。同时，所述产品随着密度的降低，能够降低建筑物荷载，增强建筑物的安全性能，同时降低人工劳动强度。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种低密度纤维增强硅酸钙防火板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1，制浆：将植物纤维、水泥、石英石混合制浆，其中，钙硅摩尔比0.80～0.82，植物纤维的质量占总原料重量的8%～12%；
步骤2，板材成坯：步骤1制备的料浆经真空系统的抽滤，薄料层缠绕在成型筒上，经过若干层缠绕达到设定的料坯厚度时，切断料坯；
步骤3，预反应：将步骤2制得的料坯置于反应釜，在反应釜内压力1.2±0.1Mpa下，自蒸汽进入反应釜内起，以30℃/h的升温速率，将釜内温度平稳升高到250℃，然后进行恒温保压不低于24h；
步骤4，蒸压养护：预反应结束后，将料坯依次送入蒸压釜内，蒸压釜的釜压1.0±0.1MPa，自蒸汽进蒸压釜起以40℃/h的升温速率稳步升温至180~200℃，进行保压恒温不少于15个小时，然后放汽降压；
步骤5，脱模烘干和砂光整边，制得所述的低密度纤维增强硅酸钙防火板。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的植物纤维为灌木纤维。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的植物纤维为新西兰灌木纤维。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的水泥为波特兰水泥。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中的料坯厚度为8mm～20mm。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，切割后的料坯，还采取模板与板坯交替堆垛的方式堆垛，以充分保证料坯平整。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4中，放汽降压的速度需均匀缓慢，釜压降为0时的时间不少于4个小时。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4中保压恒温的温度为200℃。
9.一种采用权利要求1所述的制备方法制得的低密度纤维增强硅酸钙防火板。
10.如权利要求9所述的防火板，其特征在于，其密度为600-800kg/m3；pH值为8.8-9.2。
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