CN110423086A - 高防火性能复合硅酸钙板及其制备方法 - Google Patents

高防火性能复合硅酸钙板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了高防火性能复合硅酸钙板，包括如下重量百分比的原料：石英粉23.77％、硅藻土5.94％、石灰37.44％、水泥14.38％、硅灰石14.85％、云母3.71％、原木纸浆10.10％、珍珠岩4.16％；其制备方法包括如下步骤：原木纸浆的制备，料浆贮备，成坯，抄坯，堆垛，预养和脱模，蒸压，烘干，加工。本发明工艺简单，通过高沉降值的针状性硅灰石和较大粒径的片状云母提高硅酸钙板的高温稳定性，并通过工艺提高硅酸钙板的高温适用性能，从而实现硅酸钙板的高防火性能，提高产品强度。

Description

高防火性能复合硅酸钙板及其制备方法
技术领域
本发明属于硅酸钙板技术领域，特别涉及一种高防火性能复合硅酸钙板及其制备方法。
背景技术
硅酸钙板作为新型绿色环保建材，被应用于工商业工程建筑的吊顶天花和隔墙，家庭装修、家具的衬板、广告牌的衬板、仓库的棚板、网络地板以及隧道等室内工程的壁板。作为新型建材，除了稳固性，其更多地性能，例如防火性能也备受关注。通常，产生火灾的环境温度较高，因此，对硅酸钙板的耐火极限有较高要求，并且能在高温环境下适用性较强。
发明内容
本发明提供了高防火性能复合硅酸钙板及其制备方法，工艺简单，有效提高硅酸钙板的高温稳定性和高温适用性能，进而实现硅酸钙板的高防火性能，并提高产品强度。
为解决其技术问题，本发明提供的高防火性能复合硅酸钙板包括如下重量百分比的原料：石英粉23.77％、硅藻土5.94％、石灰37.44％、水泥14.38％、硅灰石14.85％、云母3.71％、原木纸浆10.10％、珍珠岩4.16％。
进一步地，上述石英粉中SiO2有效含量为97％及以上，并且粒径为200筛目及以上；上述硅藻土中SiO2有效含量为65％及以上，并且烧失量不大于5％；上述石灰为消石灰，该消石灰中Ca(OH)2有效含量为60％及以上、MgO有效含量小于4％，该消石灰的比表面积为300筛目以上，并且含水量小于4％；上述水泥为硅酸盐水泥，该硅酸盐水泥的强度等级为4.25以上；上述硅灰石为针状性硅灰石，该针状性硅灰石的CaO含量为45％以上、SiO2含量为50％以上，并且其沉降值为60％以上；上述云母为片状云母，该片状云母的粒径为20～40筛目；上述珍珠岩为膨胀珍珠岩，该膨胀珍珠岩的粒径为40～80筛目，并且其比重为80～120g/L。
进一步地，本发明提供的高防火性能复合硅酸钙板的制备方法包括如下步骤：
(1)原木纸浆的制备：包括碎纸和磨纸；
(2)料浆贮备：将上述原材料按照配比、根据一定的投放顺序投放至搅拌罐进行搅拌制浆，制好的浆料流送至储浆池备用；
(3)成坯：料浆流入毛布形成薄料层，薄料层经毛布和真空箱部分脱水，然后通过成型筒将薄料层叠合；
(4)抄坯：薄料层在成型筒上按圈缠绕至规定厚度，并自动拉坯落到接坯机的接坯皮带上；
(5)堆垛：板坯通过堆垛机完成横向切割，并采用一板一模的方式进行堆垛；
(6)预养和脱模：完成堆垛的板坯放至预养区域进行预养护，控制养护温度和养护时间，待板坯获得一定的强度后脱模；
(7)蒸压：将脱模后的板坯送至蒸压釜中进行蒸压，并控制蒸压温度；
(8)烘干：蒸压完成的板坯送至烘干机进行烘干处理；
(9)加工。
进一步地，上述步骤(2)料浆贮备中的投放顺序为：先将计量好的原木纸浆和水投放至搅拌罐，然后加入石灰、石英粉和硅藻土，搅拌6min，最后加入硅灰石、云母、珍珠岩和水泥，搅拌3min，料浆的浓度控制在17～19％，并且充分搅拌均匀。
进一步地，上述步骤(4)抄坯中，薄料层缠绕圈数的控制为：规定厚度要求为6mm，控制缠绕圈数6～7圈，规定厚度要求为8mm，控制缠绕圈数8～9圈，如此类推。
进一步地，上述步骤(6)预养和脱模中，养护温度不能低于30℃，养护时间控制在8h内。
进一步地，上述步骤(7)烘干中，控制蒸压温度呈梯度变化，并且分为升温阶段、恒温阶段和降温阶段。
进一步地，上述升温阶段的升温时间为3h，上述恒温阶段的恒温时间为10～12h，上述降温阶段的降温时间为3h。
本发明工艺简单，通过高沉降值的针状性硅灰石和较大粒径的片状云母提高硅酸钙板的高温稳定性，并通过工艺提高硅酸钙板的高温适用性能，从而实现硅酸钙板的高防火性能，提高产品强度。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细的描述。
本发明高防火性能复合硅酸钙板包括如下重量百分比的原料：石英粉23.77％、硅藻土5.94％、石灰37.44％、水泥14.38％、硅灰石14.85％、云母3.71％、原木纸浆10.10％、珍珠岩4.16％。具体的，石英粉中SiO2有效含量为97％及以上，并且粒径为200筛目及以上；硅藻土中SiO2有效含量为65％及以上，并且烧失量不大于5％；石灰为消石灰，该消石灰中Ca(OH)2有效含量为60％及以上，MgO有效含量小于4％，并且比表面积为300筛目以上、含水量为4％及以下；水泥为硅酸盐水泥，该硅酸盐水泥的强度等级为4.25以上；硅灰石为针状性硅灰石，该针状性硅灰石的CaO含量为45％以上、SiO2含量为50％以上，并且其沉降值为60％以上；云母为片状云母，该片状云母的粒径为20～40筛目；珍珠岩为膨胀珍珠岩，该膨胀珍珠岩的粒径为40～80筛目，并且其比重为80～120g/L。
根据不同密度的板材的生产需求，原料还包括适量的无机填充剂和外加剂。无机填充剂和外加剂加入使用前，需确定成分对制品不产生损坏作用，并需先经过试验，取得预期效果后掺入使用，然后根据试验结果适当调整制板工艺参数。根据需求，可选用其他低密度填料、以及促凝剂、缓凝剂、吸附剂、絮凝剂等。
本发明高防火性能复合硅酸钙板的制备方法包括如下步骤：
(1)原木纸浆的制备
(1.1)碎纸：准备好制浆纸料，启动碎纸机，加水和加制浆纸料的操作同步进行，控制纸浆浓度和碎纸时间。其中纸浆浓度一般控制在2.5～4％，具体视生产需求而定；以单个浆池为单位，每个浆池的碎纸时间控制在30～50min，具体视纸浆品种而定。
上述碎纸机为高浓度碎纸机。
(1.2)磨纸：碎纸后的纸浆送至磨浆机进行精磨加工，控制纸浆的叩解度在25～26％，具体视产品而定。
通过碎纸和磨纸工序中对纸浆浓度、碎纸时间和纸浆叩解度的把控，尽量降低操作过程中纤维的切断率，提高纸浆中纤维的使用长度。
(2)料浆贮备
将上述原材料按照配比计量，按一定的投放顺序投放至搅拌罐搅拌制浆，具体为，先将计量好的原木纸浆和水投放至搅拌罐，然后加入石灰(具体为消石灰)、石英粉和硅藻土，搅拌6min，最后加入硅灰石(具体为针状性硅灰石)、云母(具体为片状云母)、珍珠岩(具体为膨胀珍珠岩)和水泥(具体为硅酸盐水泥)，搅拌3min，料浆的浓度控制在17～19％，并且充分搅拌均匀，制好的料浆送至储浆池备用。
原材料的投放顺序直接影响硅酸钙板的产品性质。石灰和硅藻土具有黏稠性，加上粉质物石英粉，决定了板坯的粘性，在投放原木纸浆和水后先加入上述三者，进行充分的搅拌，使其与原木纸浆间混合均匀，可使板坯获得更好的粘性。水泥的搅拌时间受限制，需要在后加入。
根据生产连续性的要求，储浆池的容量控制在两池料浆左右为宜，利于控制30min内生产完毕，使得浆料在生产偏离正常状态时易于处理，避免大量浪费。
(3)成坯
料浆从储浆池先进入预搅拌罐，使浆料保持稳定的储量以及相对稳定的浓度，然后通过料浆管道进入流浆机，具体先流入流浆箱，过程中要注意控制进入流浆箱的料浆浓度在14～15％；流浆箱产生的高强度微湍动，可有效地分散纸浆的纤维，防止纤维沉淀和再絮聚，可有效地提高所用产品的强度；料浆经流浆箱后再流至运行中的毛布，并于毛布平铺形成薄料层；随着毛布运行，经过毛布自然脱水区和若干个真空箱，使薄料层的水分逐渐脱去一部分，脱水后的薄料层随毛布继续运行，通过成型筒将料层叠合。
脱水过程中注意控制板坯的水分，优选控制在28～30％，具体根据产品不同的密度进行适当的调整。
上述使用的流浆机，还包括打布器、毛布调偏装置、清洗管和小料层切断装置等工作部件。具体的，打布器和毛布调偏装置用于调整配合毛布的工作状态；小料层切断装置配合成型筒，用于切断薄料层；清洗管用于清洗毛布。
(4)抄坯
根据产品的厚度，薄料层于成型筒按圈缠绕，当缠绕至规定厚度，成型筒出刀切断薄料层，初成型的板坯被自动拉坯落到接坯机的接坯皮带上。薄料层缠绕圈数的控制具体为，规定厚度要求为6mm，控制缠绕圈数6～7圈，规定厚度要求为8mm，控制缠绕圈数8～9圈，如此类推。由此，控制产品的生产质量。
(5)堆垛
板坯从接坯机进入定位输送带定位后，经堆垛机的横切装置横向切割修边成2张标准板，并通过板坯吸盘将切割后的板坯堆垛到事先装备好的模板上，在板坯吸盘进行吸附板坯的同时，模板吸盘将模板送至堆垛的小车上，待板坯吸盘将板坯堆垛到模板上，如此一板一模，重复堆垛。
通过板坯吸盘和模板吸盘的自动化作业，提高了生产效率。
(6)预养和脱模
将上述完成堆垛的板坯放至预养区域进行预养护，控制养护温度和养护时间，待板坯获得一定的强度后脱模。其中养护温度不能低于30℃，养护时间控制在8h内。
(7)蒸压
按规定的每层高度，将脱模后的板坯送至蒸压釜中进行蒸压，每层板坯的高度宜控制在150mm。在蒸压过程中，要控制温度呈梯度变化，保证各个温度阶段的温度变化速度均匀。具体的，升温阶段时，升温时间优选为3h，升温速度要均匀，并且开始升温时，升温速度稍慢；恒温阶段时，恒温时间为10～12h；降温阶段时，降温时间优选为3h，降温速度要均匀
通过合理控制蒸压温度和蒸压时间，优化硅酸钙板的强度和高温伸缩率。
(8)烘干
蒸压完成的板坯送至烘干机进行烘干处理，使板坯的含水率达到不大于12％的验收标准。控制烘干机内的温度不超过130℃。
(9)加工
烘干完成的板坯最后需要进行砂光、磨边的加工，加工以产品的行业质量控制指标为准，并具体根据客户的需求进行。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.高防火性能复合硅酸钙板，其特征在于，包括如下重量百分比的原料：石英粉23.77％、硅藻土5.94％、石灰37.44％、水泥14.38％、硅灰石14.85％、云母3.71％、原木纸浆10.10％、珍珠岩4.16％。
2.根据权利要求1所述高防火性能复合硅酸钙板，其特征在于，所述石英粉中SiO2有效含量为97％及以上，并且粒径为200筛目及以上；所述硅藻土中SiO2有效含量为65％及以上，并且烧失量不大于5％；所述石灰为消石灰，所述消石灰中Ca(OH)2有效含量为60％及以上、MgO有效含量小于4％，所述消石灰的比表面积为300筛目以上，并且含水量小于4％；所述水泥为硅酸盐水泥，所述硅酸盐水泥的强度等级为4.25以上；所述硅灰石为针状性硅灰石，所述针状性硅灰石的CaO含量为45％以上、SiO2含量为50％以上，并且其沉降值为60％以上；所述云母为片状云母，所述片状云母的粒径为20～40筛目；所述珍珠岩为膨胀珍珠岩，所述膨胀珍珠岩的粒径为40～80筛目，并且其比重为80～120g/L。
3.根据权利要求1或2任一所述高防火性能复合硅酸钙板的制备方法包括如下步骤：
(1)原木纸浆的制备：包括碎纸和磨纸；
(2)料浆贮备：将所述原材料按照配比、根据一定的投放顺序投放至搅拌罐进行搅拌制浆，制好的浆料流送至储浆池备用；
(3)成坯：料浆流入毛布形成薄料层，薄料层经毛布和真空箱部分脱水，然后通过成型筒将薄料层叠合；
(4)抄坯：薄料层在成型筒上按圈缠绕至规定厚度，并自动拉坯落到接坯机的接坯皮带上；
(5)堆垛：板坯通过堆垛机完成横向切割，并采用一板一模的方式进行堆垛；
(6)预养和脱模：完成堆垛的板坯放至预养区域进行预养护，控制养护温度和养护时间，待板坯获得一定的强度后脱模；
(7)蒸压：将脱模后的板坯送至蒸压釜中进行蒸压，并控制蒸压温度；
(8)烘干：蒸压完成的板坯送至烘干机进行烘干处理；
(9)加工。
4.根据权利要求3所述高防火性能复合硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)料浆贮备中的投放顺序为：先将计量好的原木纸浆和水投放至搅拌罐，然后加入石灰、云母、石英粉和硅藻土，搅拌6min，最后加入硅灰石、珍珠岩和水泥，搅拌3min，料浆的浓度控制在17～19％，并且充分搅拌均匀。
5.根据权利要求3所述高防火性能复合硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)抄坯中，薄料层缠绕圈数的控制为：规定厚度要求为6mm，控制缠绕圈数6～7圈，规定厚度要求为8mm，控制缠绕圈数8～9圈，如此类推。
6.根据权利要求3所述高防火性能复合硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)预养和脱模中，养护温度不能低于30℃，养护时间控制在8h内。
7.根据权利要求3所述高防火性能复合硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述步骤(7)烘干中，控制蒸压温度呈梯度变化，并且分为升温阶段、恒温阶段和降温阶段。
8.根据权利要求7所述高防火性能复合硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述升温阶段的升温时间为3h，所述恒温阶段的恒温时间为10～12h，所述降温阶段的降温时间为3h。
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