CN108017344B - 用于制备泄爆板材的木纤维增强无机胶凝材及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于制备泄爆板材的木纤维增强无机胶凝材，按重量份数计，由针叶木纤维4~8%、硅灰石CaSiO₃4~8%、石英33~45%、云母4~5%、膨润土0.5~1%、氢氧化钙20~25%、硅酸盐水泥10~15%、珍珠岩2~5%的原料制成；采用本申请的木纤维增强无机胶凝材制成的泄爆板轻质轻且强度高，不仅起到承担可泄爆功能外，其强度也符合工程中对构件强度的要求，持久耐用经25次冻融循环无质变。

Description

用于制备泄爆板材的木纤维增强无机胶凝材及制备方法

技术领域

本发明涉及泄爆板材料的技术领域，尤其是指一种用于制备泄爆板材的木纤维增强无机胶凝材及制备方法。

背景技术

现代化的化学工业、纺织工业（煤制气、石油化工、炸药工业、棉纺工业）等，其生产装置大型化，工艺过程连续化，其易燃易爆的原材料常在高温、高压下操作，一旦发生爆炸，极大的破坏力，对人的生命和财产安全危害极大。所以，做好厂房、仓库、设备的防爆、泄爆措施是安全生产运行的首要条件。而爆炸产生的能量——冲击波必须即时迅速释放，通过一种预先设计好的泄压部位，释放未燃混合物与燃烧产物，防止内部压力上升超过设计强度以保护建筑物，设备免受更大的伤害。

通常的爆炸有物理爆炸和化学爆炸：物理爆炸是由物理变化（温度、体积和压力等因素）引起的，如锅炉、蒸压釜的爆炸。

化学爆炸是由化学变化造成的。化学爆炸的物质不论是可燃物质与空气的，还是爆炸性物质（如炸药），都是相对不稳定的，在外界一定强度的能量作用下，能产生强烈的放热反应、产生高温、高压和冲击波、引起强烈的破坏，如粉尘爆炸（粮食、棉花等）化学药品爆炸。

虽然爆炸有各种破坏形式，但最危险、破坏力最强、破坏区域最大的还是冲击波的破坏效应。而且冲击波传播到很远距离后会引起二次破坏。

在工业建筑中的厂房、仓库、设备采取防爆措施防止事故发生，对应万一发生爆炸事故就必须预设泄爆装置，以最大限度地减轻因此造成的损失。

我国和国际上都对泄爆措施作了规定：我国的GB50016-2014《建筑设计防火规范》中的3.6章节：“有爆炸危险的厂房设置足够的泄压面积、可大大减轻爆炸时的破坏强度，避免因主体结构遭受破坏而造成人员重大伤亡和经济损失。”“为在发生爆炸后快速泄压和避免爆炸产生二次危害泄压设施的设计应考虑：泄压设施需采用轻质屋盖，轻质墙体……。”我国对泄压面积的构配件的单位质量不应大于60㎏/㎡。这结合我国的气候条件差异较大等实际情况作出的规定，但这一规定比美国消防协会《防爆、泄爆脂南》NFPA68要求的12.5㎏/㎡，最大为39.0㎏/㎡，以及德国工程师协会要求的10.0㎏/㎡高很多。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全、质轻、强度高、可工业化生产、易施工应用的用于制备泄爆板材的木纤维增强无机胶凝材及其制备方法。

为了实现上述的目的，本发明所提供的一种用于制备泄爆板材的木纤维增强无机胶凝材，按重量份数计，由针叶木纤维 4~8%、硅灰石CaSiO₃ 4~8%、石英 33~45%、云母 4~5%、膨润土 0.5~1%、氢氧化钙 20~25%、硅酸盐水泥 10~15%、珍珠岩 2~5%的原料制成。

进一步，按重量份计，由针叶木纤维 6.5%、硅灰石CaSiO₃ 5%、石英 44%、云母3.5%、膨润土 0.5%、氢氧化钙 22%、硅酸盐水泥 15%、珍珠岩 3.5%制成。

一种用于制备泄爆板材的木纤维增强无机胶凝材的制备方法，包括有以下步骤：

S1.按重量份数计称取由针叶木纤维、硅灰石、石英、云母、膨润土、氢氧化钙、硅酸盐水泥、珍珠岩的原料；

S2.将上述原料加入适量工业用水并加以搅拌以制备成浓度20%的浆料；

S3.将制备的浆料通过定模注浆脱水成型或铺浆脱水成含水率35~38%的板胚；

S4.将板胚在180℃~185℃，0.9~1MPa的密封压力下水化反应制成硬质板材；

S5.将硬质板材修饰至所需的应用尺寸。

本发明采用上述的方案，其有益效果在于： 采用本申请的木纤维增强无机胶凝材制成的泄爆板轻质轻且强度高，不仅起到承担可泄爆功能外，其强度也符合工程中对构件强度的要求，持久耐用经25次冻融循环无质变。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

一种用于制备泄爆板材的木纤维增强无机胶凝材，按重量份数计，针叶木纤维 4~8%、硅灰石CaSiO₃ 4~8%、石英 33~45%、云母 4~5%、膨润土 0.5~1%、氢氧化钙 20~25%、硅酸盐水泥 10~15%、珍珠岩 2~5%的原料制成。

实施例一：

在本实施例中，一种用于制备泄爆板材的木纤维增强无机胶凝材，按重量份计，针叶木纤维 4%、硅灰石CaSiO₃ 4%、石英 33%、云母 4%、膨润土 0.5%、氢氧化钙 20%、硅酸盐水泥 10%、珍珠岩 2%的原料制成。

在本实施例中，针叶木纤维为多年生的经脱胶可分帚的纤维，硅灰石CaSiO₃ 为链状结构硅酸盐矿物，石英为架状结构硅酸盐矿物，云母为层状结构硅酸盐矿物，膨润土为SiO₂+Al₂O₃+H₂O，氢氧化钙为碳酸盐类矿物，硅酸盐水泥为42.5（硅酸三钙、二钙），珍珠岩为SiO₂≥70%堆积密度80㎏/m³。

实施例二：

在本实施例中，与实施例一相比较的区别特征在于：一种用于制备泄爆板材的木纤维增强无机胶凝材，按重量份计，针叶木纤维 8%、硅灰石CaSiO₃ 8%、石英 45%、云母 5%、膨润土 1%、氢氧化钙 25%、硅酸盐水泥 15%、珍珠岩 5%的原料制成。

实施例三：

在本实施例中，一种用于制备泄爆板材的木纤维增强无机胶凝材，按重量份计，其最佳的重量数比由针叶木纤维 6.5%、硅灰石CaSiO₃ 5%、石英 44%、云母 3.5%、膨润土0.5%、氢氧化钙 22%、硅酸盐水泥 15%、珍珠岩 3.5%制成。

另外，本申请还公开了一种用于制备泄爆板材的木纤维增强无机胶凝材的制备方法，包括有以下步骤：

S1.按重量份数计称取由针叶木纤维、硅灰石、石英、云母、膨润土、氢氧化钙、硅酸盐水泥、珍珠岩的原料；

S2.将上述原料加入适量工业用水并加以搅拌以制备成浓度20%的浆料；

S3.将制备的浆料通过定模注浆脱水成型或铺浆脱水成含水率35~38%的板胚；

S4.将板胚在180℃~185℃，0.9~1MPa的密封压力下水化反应制成硬质板材；

S5.将硬质板材修饰至所需的应用尺寸。

在本实施例中，将步骤S5中的硬质板材修饰至9mm*2420*1220mm的泄爆用板材，其中，本实施例中的泄爆用板材的物理性能达到：

密度1.05g/cm³(相当于9*2440*1220mm每㎡重量9.45㎏/㎡)；抗折强度：14.3Mpa；不燃性分级：A级。

由上述制成的泄爆用板材满足泄爆板构件的重量10㎏/㎡，符合了德国工程师协会对泄爆构件重量的限值。同时满足了美国消防协会《防爆、泄爆指南》NFPA68要求构件重量12.5㎏/㎡，最大为39.0㎏/㎡的要求以及我国GB50016-2014的60㎏/㎡的要求。其次，泄爆用板材的14.3Mpa的抗折强度也符合工程中对构件强度的要求。

本发明的泄爆板具有质轻、强度高、持久耐用等特点，在应用中无不良物质、气体散发，本质安全，并且在经25次冻融循环无质变。

以上所述之实施例仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改均为本发明的等效实施例。故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之思路所作的等同等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.用于制备泄爆板材的木纤维增强无机胶凝材，其特征在于：按重量份数计，由针叶木纤维6.5%、硅灰石CaSiO₃ 5%、石英44%、云母3.5%、膨润土0.5%、氢氧化钙22%、硅酸盐水泥15%、珍珠岩3.5%的原料制成；

所述用于制备泄爆板材的木纤维增强无机胶凝材的制备方法，包括有以下步骤：

S1.按重量份数计称取针叶木纤维、硅灰石、石英、云母、膨润土、氢氧化钙、硅酸盐水泥、珍珠岩；

S2.将上述原料加入适量工业用水并加以搅拌以制备成浓度20%的浆料；

S3.将制备的浆料通过定模注浆脱水成型或铺浆脱水成含水率35~38%的板胚；

S4.将板胚在180℃~185℃，0.9~1MPa的密封压力下水化反应制成硬质板材；

S5.将硬质板材修饰至所需的应用尺寸。

2.一种如权利要求1所述的用于制备泄爆板材的木纤维增强无机胶凝材的制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：

S1.按重量份数计称取针叶木纤维、硅灰石、石英、云母、膨润土、氢氧化钙、硅酸盐水泥、珍珠岩；

S2.将上述原料加入适量工业用水并加以搅拌以制备成浓度20%的浆料；

S3.将制备的浆料通过定模注浆脱水成型或铺浆脱水成含水率35~38%的板胚；

S4.将板胚在180℃~185℃，0.9~1MPa的密封压力下水化反应制成硬质板材；

S5.将硬质板材修饰至所需的应用尺寸。