CN109721320A - 一种节能石膏板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能石膏板，其特征是原料配比确定如下：石膏：48份，钠盐渣：17份，硅灰：11份，沸石粉：4份，高效减水剂：0.5份，水：19.5份；钠盐渣粒径小于2mm。对石膏板进行酚醛树脂浸润处理。本发明具有力学性能好、绿色环保的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种石膏板，特别涉及一种节能石膏板。
背景技术
钠盐渣未被充分开发利用，对环境造成了污染，增加了环境负荷，因此开发利用这些渣体，使其资源化，就成为当今环境治理的一大课题。传统的建材工业面临新的机遇和挑战。石膏板是目前使用较广泛的建筑材料之一，作为胶结材之一的石膏是传统的高能耗产业。要保持石膏材料的可持续发展，减少胶结材中的石膏用量是一种行之有效的方法。因此，将钠盐渣部分取代石膏用量，势必会起到减轻环境和能源压力的作用。另外，石膏板的抗折性能并不好，如何改善其力学性能也是工程人员要面对的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钠盐渣的资源化利用和节能石膏板力学性能不高的问题。
本发明中原料配比采用石膏、钠盐渣、硅灰、沸石粉、高效减水剂。
钠盐渣的作用如下：钠盐渣的碱度在1.8以上，有利于石膏的水化反应，非常适合于作为石膏板的掺合料。由于其活性是潜在的，需经磨细才能使其潜能发挥出来，随着粉磨的进行，除了颗粒细度增大，物料还发生了机械力活化作用，钠盐渣粒径小于2mm。钠盐渣掺入石膏中可以降低胶凝材料水化热，可以改善石膏的绝热温升，使石膏板的结构更密实，提高抗渗性及对海水、酸及硫酸盐的抗化学侵蚀能力，具有抑制碱-集料反应的效果。
硅灰的作用如下：试验表明本发明中掺入细掺合料对改善石膏板的孔结构和界面粘结、增加密实度、提高耐久性是十分重要。硅灰是冶金厂生产硅铁和工业硅过程中产生的烟状细粉。当硅石、焦碳和生铁在电炉中高温情况下，部分硅与空气中的氧反应生成一氧化硅，一氧化硅烟气在上升过程中进一步氧化成二氧化硅，并冷却凝聚成细微的环状颗粒，无定型活性二氧化硅含量为93％～98％。硅灰为活性火山质材料，它与粉煤灰相比，不但比表面积大，而且还具有很高的火山灰活性指数，活性二氧化硅含量为粉煤灰的2倍。硅灰掺入石膏板后，可使固体颗粒间的孔隙由形成的硅酸钙水化物粒子所填充，硅灰与新形成的氧化钙通过化学反应又形成新的硅酸钙水化物，不但提高了石膏板强度，并从根本上改善孔隙结构，增强密实性。
沸石粉的作用如下：沸石粉是火山熔岩形成的一种架状结构的铝硅酸盐矿物。沸石具有独特的吸附性、催化性、离子交换性，离子的选择性、耐酸性、热稳定性、多成份性及很高的生物活性和抗毒性。沸石中的阳离子还有较强的选择性离子交换性能，可将重金属离子和氰化物除掉，使有益的金属离子被释放出来。将沸石掺合料细磨或超细磨，在石膏板拌和时掺入，可使石膏板具有自清洁功能。
聚羧酸高效减水剂的作用如下：细掺合料过量的掺入会使石膏板早期强度下降，泌水增加。由于活性差的粉体的增加，使石膏板需水量大增，导致了强度及耐久性下降。当高效减水剂出现后，掺合料才得以新生并促进磨细、超磨细掺合料的发展。高效减水剂使掺合料能充分发挥微填充与火山灰效应，使硬化石膏板的有害孔大幅度减少，促进了石膏板强度提高。
对原料配比进行了大量复合试验，石膏板原料复合试验结果如表1所示。
石膏板强度随钠盐渣掺量的增大先增大后减小，钠盐渣掺量过大对石膏板抗压强度不利，而未掺钠盐渣的石膏板强度明显不如掺钠盐渣的石膏板强度高，未掺钠盐渣的石膏板强度为掺钠盐渣的石膏板最高强度的76.5％。分析未掺钠盐渣的石膏板和掺钠盐渣的石膏板硬化30d后石膏板的SEM显微形貌，可以看到一些团状的胶凝产物，水化晶体明显比钠盐渣的石膏板要少，而掺钠盐渣的石膏板有大量毛绒状的物质与凝胶相互交错，形成致密的结构，故硬化石膏板的强度有较大幅度的提高。
此外，掺硅灰的石膏板强度比未掺硅灰的石膏板强度要高，而对于最高强度的石膏板，硅灰也有适宜的掺量。SEM显微形貌显示硅灰颗粒填充于石膏粒子之间和界面的空隙中以及水化产物的晶格中，起到类似“滚珠”的作用，对结构强度的提高有一定的作用。
表1石膏板原料复合试验
根据试验结果，原料配比确定如下：
(1)石膏：47～49份，
(2)钠盐渣：16～18份，
(3)硅灰：10～12份，
(4)沸石粉：3～5份，
(5)高效减水剂：0.5份，
(6)水：18～22份。
为了加强石膏板力学性能，对石膏板进行酚醛树脂浸润处理，浸润采用专用装置，专用装置包括橡胶吸盘、柔性浸润网、柔性薄膜、进料管、单向阀、吸气管、浸润液储存瓶、空压机、气压调节阀，柔性薄膜两侧设置橡胶吸盘，橡胶吸盘位于石膏板的两端，橡胶吸盘的宽度为100～150mm，柔性薄膜与橡胶吸盘之间采用强力胶粘黏，石膏板上表面铺设柔性浸润网，柔性薄膜上预先设置吸气管和进料管，吸气管和进料管间隔为0.8～1.5m，进料管为直径为150～180mm的硬塑管，吸气管为直径为120～150mm的硬塑管，橡胶吸盘、柔性薄膜、柔性浸润网、吸气管和进料管形成了浸润腔，进料管中间设置单向阀以免浸润腔压力变化时浸润液倒流，吸气管和空压机连接，吸气管中间设置气压调节阀以保持压力均匀。
施工步骤采用如下：
(1)在石膏板表面覆盖一层柔性浸润网；
(2)在石膏板安装橡胶吸盘，将柔性薄膜与橡胶吸盘之间采用强力胶粘黏，并在柔性薄膜预留孔安装进料管、单向阀、浸润液储存瓶，然后安装吸气管、气压调节阀、空压机；
(3)然后实施浸润，开动抽真空系统，使柔性浸润腔内产生负压，酚醛树脂单体被吸入浸润腔，保持浸润腔中负压为-0.08
MPa～-0.1MPa，以便使整个需浸润的石膏板表面始终浸泡在浸润液中；
(4)经过2～3小时，待浸润腔内的浸润液初凝后结束浸润；
(5)2d后，待浸润液已基本固化后拆除浸润腔。
经过浸润后石膏板的力学性能明显改善，表2为石膏板抗压强度和抗折强度的对比，表中反映石膏板的抗折强度有较显著的改善，抗压强度也有一定的提高，显然石膏板的浸润工艺取得了较好的效果。
表2石膏板抗压强度和抗折强度的对比
本发明具有力学性能好、绿色环保的优点，具有较好的应用前景。
附图说明
图1为浸润专用装置示意图。
各附图中：1、橡胶吸盘，2、柔性浸润网，3、柔性薄膜，4、进料管，5、单向阀，6、吸气管，7、浸润液储存瓶，8、空压机，9、气压调节阀，10、石膏板。
具体实施方式
本实施例原料配比确定如下：
(1)石膏：48份，
(2)钠盐渣：17份，钠盐渣粒径小于2mm，
(3)硅灰：11份，
(4)沸石粉：4份，
(5)高效减水剂：0.5份，
(6)水：19.5份。
石膏板10成型后进行酚醛树脂浸润处理，浸润采用专用装置，专用装置包括橡胶吸盘1、柔性浸润网2、柔性薄膜3、进料管4、单向阀5、吸气管6、浸润液储存瓶7、空压机8、气压调节阀9，柔性薄膜3两侧设置橡胶吸盘1，橡胶吸盘1位于石膏板10的两端，橡胶吸盘1的宽度为120mm，柔性薄膜3与橡胶吸盘1之间采用强力胶粘黏，石膏板10上表面铺设柔性浸润网2，柔性薄膜3上预先设置吸气管6和进料管4，吸气管6和进料管4间隔为1.2m，进料管4为直径为160mm的硬塑管，吸气管6为直径为130mm的硬塑管，橡胶吸盘1、柔性薄膜3、柔性浸润网2、吸气管6和进料管4形成了浸润腔，进料管4中间设置单向阀5，吸气管6和空压机8连接，吸气管6中间设置气压调节阀9。
施工步骤采用如下：
(1)在石膏板10表面覆盖一层柔性浸润网2；
(2)在石膏板10安装橡胶吸盘1，将柔性薄膜3与橡胶吸盘1之间采用强力胶粘黏，并在柔性薄膜3预留孔安装进料管4、单向阀5、浸润液储存瓶7，然后安装吸气管6、气压调节阀9、空压机8；
(3)然后实施浸润，开动抽真空系统，使柔性浸润腔内产生负压，酚醛树脂单体被吸入浸润腔，保持浸润腔中负压为-0.08MPa～-0.1MPa，以便使整个需浸润的石膏板10表面始终浸泡在浸润液中；
(4)经过2～3小时，待浸润腔内的浸润液初凝后结束浸润；
(5)2d后，待浸润液已基本固化后拆除浸润腔。
表3为石膏板抗压强度和抗折强度，表中反映石膏板的抗压强度和抗折强度较高，符合规范要求。
表3石膏板抗压强度和抗折强度
| 抗压强度(MPa) | 抗折强度(MPa) |
| 24.7 | 18.2 |
| 25 | 19.0 |
| 24.3 | 18.8 |
Claims (3)
1.一种石膏板，其特征是原料配比确定如下：石膏：48份，钠盐渣：17份，硅灰：11份，沸石粉：4份，高效减水剂：0.5份，水：19.5份；钠盐渣粒径小于2mm。
2.根据权利要求1所述的石膏板，其特征是石膏板成型后进行酚醛树脂浸润处理，浸润采用专用装置，专用装置包括橡胶吸盘、柔性浸润网、柔性薄膜、进料管、单向阀、吸气管、浸润液储存瓶、空压机、气压调节阀，柔性薄膜两侧设置橡胶吸盘，橡胶吸盘位于石膏板的两端，橡胶吸盘的宽度为100～150mm，柔性薄膜与橡胶吸盘之间采用强力胶粘黏，石膏板上表面铺设柔性浸润网，柔性薄膜上预先设置吸气管和进料管，吸气管和进料管间隔为0.8～1.5m，进料管为直径为150～180mm的硬塑管，吸气管为直径为120～150mm的硬塑管，橡胶吸盘、柔性薄膜、柔性浸润网、吸气管和进料管形成了浸润腔，进料管中间设置单向阀，吸气管和空压机连接，吸气管中间设置气压调节阀。
3.根据权利要求1所述的石膏板，其特征是石膏板成型后进行酚醛树脂浸润处理，施工步骤采用如下：
(1)在石膏板表面覆盖一层柔性浸润网；
(2)在石膏板安装橡胶吸盘，将柔性薄膜与橡胶吸盘之间采用强力胶粘黏，并在柔性薄膜预留孔安装进料管、单向阀、浸润液储存瓶，然后安装吸气管、气压调节阀、空压机；
(3)然后实施浸润，开动抽真空系统，使柔性浸润腔内产生负压，酚醛树脂单体被吸入浸润腔，保持浸润腔中负压为-0.08MPa～-0.1MPa，以便使整个需浸润的石膏板表面始终浸泡在浸润液中；
(4)经过2～3小时，待浸润腔内的浸润液初凝后结束浸润。
(5)2d后，待浸润液已基本固化后拆除浸润腔。
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| CN201910108536.8A CN109721320A (zh) | 2019-02-03 | 2019-02-03 | 一种节能石膏板 |
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| CN (1) | CN109721320A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115043639A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-13 | 中建材创新科技研究院有限公司 | 一种高强度高耐火纸面石膏板及其制备方法 |
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2019
- 2019-02-03 CN CN201910108536.8A patent/CN109721320A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115043639A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-13 | 中建材创新科技研究院有限公司 | 一种高强度高耐火纸面石膏板及其制备方法 |
| CN115043639B (zh) * | 2022-06-15 | 2024-03-19 | 中建材创新科技研究院有限公司 | 一种高强度高耐火纸面石膏板及其制备方法 |
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