CN111807802A - 一种莫来石基防火门芯制备方法 - Google Patents

一种莫来石基防火门芯制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种莫来石基防火门芯制备方法；涉及防火门技术领域，包括以下步骤：（1）莫来石煅烧处理；（2）粉煤灰与水泥混合；（3）原料混合；（4）浇注；本发明制备的防火门芯由于导热系数低、热阻值大，在高温作用下，温度从表到里的传递速度将显著减缓，耐火性能大幅度得到提高，耐火极限时间能够达到4个多小时。

Description

一种莫来石基防火门芯制备方法
技术领域
本发明属于防火门技术领域，特别是一种莫来石基防火门芯制备方法。
背景技术
当前，防火门大多采用防火门芯板制作，众所周知，采用防火门芯板制作的防火门不仅可以省去骨架支撑，还可以简化防火门的制作过程，提高生产效率，降低制造成本。但是，就目前的两种防火门芯板来说，第一种是以硅酸铝棉为主要材料的门芯板，由于其烟气毒性指标达不到国家标准，现在已被明令禁止使用；另一种是以膨胀珍珠岩为主要材料的门芯板，由于珍珠岩的自身的强度差，与钢板或多层板粘结后，薄钢板的加工变形、遇热变形，以及碰撞变形等因素，容易导致防火门芯板碎裂，从而影响防火门的整体性能。多层板与珍珠岩制成的芯料板粘结后，在运输、安装过程中，受外力冲撞容易使芯料板破裂，在发生火灾时，当多层板燃尽后，防火门便自行散架失去防火作用。
因此，需要对现有技术进行改进，以提高防火门的性能，进而提高其使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种莫来石基防火门芯制备方法，以解决现有技术中的不足。
一种莫来石基防火门芯制备方法，包括以下步骤：
（1）莫来石煅烧处理：
采用碱性溶液对莫来粉颗粒进行浸泡处理30-40min，然后进行过滤，自然沥干后，再将莫来石颗粒与沸石粉按10:2-3质量比例混合添加到电阻炉中进行煅烧，然后进行加热至1250-1280℃，保温50-55min，然后冷却至350-400℃，保温1小时，再继续冷却至室温，即得煅烧莫来石颗粒；
通过碱液处理后的莫来粉颗粒再经过高温煅烧后，会发生一定的膨胀，通过气体的产生并被捕捉导致高温煅烧时的莫来石的膨胀发生，捕捉气体的前提是体系中产生足够的具有一定粘度的玻璃相，通过高温煅烧时，体系中产生的气相被体系中形成的液相组分捕捉，在其中就会发生鼓胀，但是，通过粘滞性的玻璃相使得气相不会快速逸散出去，在玻璃相中形成具有海线棉状结构的体系，从而获得内部多空，表层封闭，膨胀性能较好、堆积密度小、强度高的复合莫来石料。
本发明制备的防火门芯由于导热系数低、热阻值大，在高温作用下，温度从表到里的传递速度将显著减缓，耐火性能大幅度得到提高，耐火极限时间能够达到4个多小时，同时，通过复合莫来石料作为缓冲层，能够大幅度的降低由于受热产生的膨胀应力和变形，从而使得以此制备的防火门的耐火性能和抗变形能力均具有大幅度的增加。
（2）粉煤灰与水泥混合：
将水泥与粉煤灰按5:1质量比例添加到搅拌机中，进行搅拌混合均匀，得到粉煤灰水泥混合料；
（3）原料混合：
依次将莫来石颗粒、粉煤灰水泥混合料、石膏依次添加到搅拌机中，进行搅拌混合均匀，然后再添加水，继续搅拌6-8小时，得到浆料；
（4）浇注：
将上述得到的浆料浇注到模具中，然后固化成型后，进行脱模，得到初坯然后再将初坯进行养护15-20天，即得。
所述碱性溶液为氨水；
所述氨水为饱和氨水。
所述氨水与莫来石粉颗粒混合比例为500mL：150-200g。
所述加热温度为15℃/min。
所述莫来石颗粒、粉煤灰水泥混合料、石膏重量份比为：200-250:600-750：400-450。
所述水与莫来石颗粒混合质量比为2:1。
所述养护为：
将拆模后的初坯置于相对湿度为55-60%的环境中预养护6-8小时，然后再移入特定养护室内，进行养护2-3天，即可。
所述特定养护室内抽真空至-0.05MPa。
所述特定养护室内温度为35-40℃。
养护方法的不同，对成型后的防火门门芯的各方面的性能影响同样不同，尤其是，本发明通过特定的方法方法，能够更好的提高防火门芯的强度性能，尤其是抗折强度大幅度得到提高，能够更好的适应防火门的使用，使用寿命得到幅度的提高。
有益效果：
本发明制备的防火门芯由于导热系数低、热阻值大，在高温作用下，温度从表到里的传递速度将显著减缓，耐火性能大幅度得到提高，耐火极限时间能够达到4个多小时，同时，通过复合莫来石料作为缓冲层，能够大幅度的降低由于受热产生的膨胀应力和变形，从而使得以此制备的防火门的耐火性能和抗变形能力均具有大幅度的增加。
附图说明
图1为升温速率对煅烧莫来石颗粒膨胀率的影响曲线图。
具体实施方式
一种莫来石基防火门芯制备方法，包括以下步骤：
（1）莫来石煅烧处理：
采用碱性溶液对莫来粉颗粒进行浸泡处理30-40min，然后进行过滤，自然沥干后，再将莫来石颗粒与沸石粉按10:2-3质量比例混合添加到电阻炉中进行煅烧，然后进行加热至1250-1280℃，保温50-55min，然后冷却至350-400℃，保温1小时，再继续冷却至室温，即得煅烧莫来石颗粒；
通过碱液处理后的莫来粉颗粒再经过高温煅烧后，会发生一定的膨胀，通过气体的产生并被捕捉导致高温煅烧时的莫来石的膨胀发生，捕捉气体的前提是体系中产生足够的具有一定粘度的玻璃相，通过高温煅烧时，体系中产生的气相被体系中形成的液相组分捕捉，在其中就会发生鼓胀，但是，通过粘滞性的玻璃相使得气相不会快速逸散出去，在玻璃相中形成具有海线棉状结构的体系，从而获得内部多空，表层封闭，膨胀性能较好、堆积密度小、强度高的复合莫来石料。
本发明制备的防火门芯由于导热系数低、热阻值大，在高温作用下，温度从表到里的传递速度将显著减缓，耐火性能大幅度得到提高，耐火极限时间能够达到4个多小时，同时，通过复合莫来石料作为缓冲层，能够大幅度的降低由于受热产生的膨胀应力和变形，从而使得以此制备的防火门的耐火性能和抗变形能力均具有大幅度的增加。
（2）粉煤灰与水泥混合：
将水泥与粉煤灰按5:1质量比例添加到搅拌机中，进行搅拌混合均匀，得到粉煤灰水泥混合料；
（3）原料混合：
依次将莫来石颗粒、粉煤灰水泥混合料、石膏依次添加到搅拌机中，进行搅拌混合均匀，然后再添加水，继续搅拌6-8小时，得到浆料；
（4）浇注：
将上述得到的浆料浇注到模具中，然后固化成型后，进行脱模，得到初坯然后再将初坯进行养护15-20天，即得。
所述碱性溶液为氨水；
所述氨水为饱和氨水。
所述氨水与莫来石粉颗粒混合比例为500mL：150-200g。
所述加热温度为15℃/min。
所述莫来石颗粒、粉煤灰水泥混合料、石膏重量份比为：200-250:600-750：400-450。
石膏：
天然二水石膏（CaSO4·2H2O）又称为生石膏，经过煅烧、磨细可得β型半水石膏（2CaSO4·H2O），即建筑石膏，又称熟石膏、灰泥。若煅烧温度为190 °C可得模型石膏，其细度和白度均比建筑石膏高。若将生石膏在400-500°C或高于800 °C下煅烧，即得地板石膏，其凝结、硬化较慢，但硬化后强度、耐磨性和耐水性均较普通建筑石膏为好。
通常为白色、无色，无色透明晶体称为透石膏，有时因含杂质而成灰、浅黄、浅褐等色。纤维状集合体丝绢光泽。解理极完全，和中等，解理片裂成面夹角为66和114的菱形体。性脆。硬度 1.5~2。不同方向稍有变化。相对密度2.3。偏光镜下：无色。二轴晶(+)。2V=58。Ng=1.530，Nm=1.523，Np=1.521。随温度升高2V减小，在大约90℃时2V为零；
粉煤灰主要含二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)和氧化铁(Fe2O3)等；
所述水与莫来石颗粒混合质量比为2:1。
所述养护为：
将拆模后的初坯置于相对湿度为55-60%的环境中预养护6-8小时，然后再移入特定养护室内，进行养护2-3天，即可。
所述特定养护室内抽真空至-0.05MPa。
所述特定养护室内温度为35-40℃。
莫来石是一种优质的耐火原料，这一类矿物比较稀少。莫来石是铝硅酸盐在高温下生成的矿物，人工加热铝硅酸盐时会形成莫来石。天然的莫来石晶体为细长的针状且呈放射簇状。莫来石矿被用来生产高温耐火材料。在C/C复合材料中多作为热障涂层，应用广泛。莫来石AI2O3-SiO2元系中常压下稳定的二元固溶体，化学式为AI2O3-SiO2的天然莫来石非常少，通常烧结法或电熔法等人工合成。
下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种莫来石基防火门芯制备方法，包括以下步骤：
（1）莫来石煅烧处理：
采用碱性溶液对莫来粉颗粒进行浸泡处理30min，然后进行过滤，自然沥干后，再将莫来石颗粒与沸石粉按10:2质量比例混合添加到电阻炉中进行煅烧，然后进行加热至1250℃，保温50min，然后冷却至350℃，保温1小时，再继续冷却至室温，即得煅烧莫来石颗粒；所述碱性溶液为氨水；所述氨水为饱和氨水。所述氨水与莫来石粉颗粒混合比例为500mL：150g。所述加热温度为15℃/min。所述莫来石颗粒、粉煤灰水泥混合料、石膏重量份比为：200:600：400。所述水与莫来石颗粒混合质量比为2:1。
（2）粉煤灰与水泥混合：
将水泥与粉煤灰按5:1质量比例添加到搅拌机中，进行搅拌混合均匀，得到粉煤灰水泥混合料；
（3）原料混合：
依次将莫来石颗粒、粉煤灰水泥混合料、石膏依次添加到搅拌机中，进行搅拌混合均匀，然后再添加水，继续搅拌6小时，得到浆料；
（4）浇注：
将上述得到的浆料浇注到模具中，然后固化成型后，进行脱模，得到初坯然后再将初坯进行养护15天，即得。所述养护为：将拆模后的初坯置于相对湿度为55%的环境中预养护6小时，然后再移入特定养护室内，进行养护2天，即可。所述特定养护室内抽真空至-0.05MPa。所述特定养护室内温度为35℃。
实施例2
一种莫来石基防火门芯制备方法，包括以下步骤：
（1）莫来石煅烧处理：
采用碱性溶液对莫来粉颗粒进行浸泡处理40min，然后进行过滤，自然沥干后，再将莫来石颗粒与沸石粉按10:3质量比例混合添加到电阻炉中进行煅烧，然后进行加热至1280℃，保温55min，然后冷却至400℃，保温1小时，再继续冷却至室温，即得煅烧莫来石颗粒；所述碱性溶液为氨水；所述氨水为饱和氨水。所述氨水与莫来石粉颗粒混合比例为500mL：200g。所述加热温度为15℃/min。所述莫来石颗粒、粉煤灰水泥混合料、石膏重量份比为：250:750：450。所述水与莫来石颗粒混合质量比为2:1。
（2）粉煤灰与水泥混合：
将水泥与粉煤灰按5:1质量比例添加到搅拌机中，进行搅拌混合均匀，得到粉煤灰水泥混合料；
（3）原料混合：
依次将莫来石颗粒、粉煤灰水泥混合料、石膏依次添加到搅拌机中，进行搅拌混合均匀，然后再添加水，继续搅拌8小时，得到浆料；
（4）浇注：
将上述得到的浆料浇注到模具中，然后固化成型后，进行脱模，得到初坯然后再将初坯进行养护20天，即得。所述养护为：将拆模后的初坯置于相对湿度为60%的环境中预养护8小时，然后再移入特定养护室内，进行养护2-3天，即可。所述特定养护室内抽真空至-0.05MPa。所述特定养护室内温度为40℃。
实施例3
一种莫来石基防火门芯制备方法，包括以下步骤：
（1）莫来石煅烧处理：
采用碱性溶液对莫来粉颗粒进行浸泡处理35min，然后进行过滤，自然沥干后，再将莫来石颗粒与沸石粉按10:2.5质量比例混合添加到电阻炉中进行煅烧，然后进行加热至1270℃，保温52min，然后冷却至360℃，保温1小时，再继续冷却至室温，即得煅烧莫来石颗粒；所述碱性溶液为氨水；所述氨水为饱和氨水。所述氨水与莫来石粉颗粒混合比例为500mL：180g。所述加热温度为15℃/min。所述莫来石颗粒、粉煤灰水泥混合料、石膏重量份比为：220:650：420。所述水与莫来石颗粒混合质量比为2:1。
（2）粉煤灰与水泥混合：
将水泥与粉煤灰按5:1质量比例添加到搅拌机中，进行搅拌混合均匀，得到粉煤灰水泥混合料；
（3）原料混合：
依次将莫来石颗粒、粉煤灰水泥混合料、石膏依次添加到搅拌机中，进行搅拌混合均匀，然后再添加水，继续搅拌6-8小时，得到浆料；
（4）浇注：
将上述得到的浆料浇注到模具中，然后固化成型后，进行脱模，得到初坯然后再将初坯进行养护16天，即得。所述养护为：将拆模后的初坯置于相对湿度为58%的环境中预养护7小时，然后再移入特定养护室内，进行养护3天，即可。所述特定养护室内抽真空至-0.05MPa。所述特定养护室内温度为38℃。
实施例4
一种莫来石基防火门芯制备方法，包括以下步骤：
（1）莫来石煅烧处理：
采用碱性溶液对莫来粉颗粒进行浸泡处理40min，然后进行过滤，自然沥干后，再将莫来石颗粒与沸石粉按10:2质量比例混合添加到电阻炉中进行煅烧，然后进行加热至1280℃，保温50min，然后冷却至400℃，保温1小时，再继续冷却至室温，即得煅烧莫来石颗粒；所述碱性溶液为氨水；所述氨水为饱和氨水。所述氨水与莫来石粉颗粒混合比例为500mL：200g。所述加热温度为15℃/min。所述莫来石颗粒、粉煤灰水泥混合料、石膏重量份比为：200:750：400。所述水与莫来石颗粒混合质量比为2:1。
（2）粉煤灰与水泥混合：
将水泥与粉煤灰按5:1质量比例添加到搅拌机中，进行搅拌混合均匀，得到粉煤灰水泥混合料；
（3）原料混合：
依次将莫来石颗粒、粉煤灰水泥混合料、石膏依次添加到搅拌机中，进行搅拌混合均匀，然后再添加水，继续搅拌8小时，得到浆料；
（4）浇注：
将上述得到的浆料浇注到模具中，然后固化成型后，进行脱模，得到初坯然后再将初坯进行养护15天，即得。所述养护为：将拆模后的初坯置于相对湿度为60%的环境中预养护8小时，然后再移入特定养护室内，进行养护3天，即可。所述特定养护室内抽真空至-0.05MPa。所述特定养护室内温度为35℃。
实施例5
一种莫来石基防火门芯制备方法，包括以下步骤：
（1）莫来石煅烧处理：
采用碱性溶液对莫来粉颗粒进行浸泡处理38min，然后进行过滤，自然沥干后，再将莫来石颗粒与沸石粉按10:2.5质量比例混合添加到电阻炉中进行煅烧，然后进行加热至1270℃，保温54min，然后冷却至380℃，保温1小时，再继续冷却至室温，即得煅烧莫来石颗粒；所述碱性溶液为氨水；所述氨水为饱和氨水。所述氨水与莫来石粉颗粒混合比例为500mL：190g。所述加热温度为15℃/min。所述莫来石颗粒、粉煤灰水泥混合料、石膏重量份比为：240:720：440。所述水与莫来石颗粒混合质量比为2:1。
（2）粉煤灰与水泥混合：
将水泥与粉煤灰按5:1质量比例添加到搅拌机中，进行搅拌混合均匀，得到粉煤灰水泥混合料；
（3）原料混合：
依次将莫来石颗粒、粉煤灰水泥混合料、石膏依次添加到搅拌机中，进行搅拌混合均匀，然后再添加水，继续搅拌7小时，得到浆料；
（4）浇注：
将上述得到的浆料浇注到模具中，然后固化成型后，进行脱模，得到初坯然后再将初坯进行养护18天，即得。所述养护为：将拆模后的初坯置于相对湿度为60%的环境中预养护8小时，然后再移入特定养护室内，进行养护3天，即可。所述特定养护室内抽真空至-0.05MPa。所述特定养护室内温度为35℃。
采用SX-G05163型节能箱式电炉测定试样防火门门芯的耐火极限，升温曲线按照国家ISO830标准升温曲线，利用希玛SMART SENSOR红外线测温仪测定背火面温度：
表1
耐火极限/h 导热系数w/m·K
实施例1 3.6 0.115
实施例2 3.9 0.112
实施例3 4.0 0.108
实施例4 4.2 0.105
实施例5 4.7 0.091
对比例1 2.8 0.337
对比例1：与实施例1区别在于将莫来石替换为珍珠岩；
由表1可以看出，本发明方法制备的防火门门芯具有更低的导热系数和更好的耐火极限，可见，本申请防火门门芯的防火性能得到大幅度的提高，能够更好的应用于防火领域中，安全性能得到极大的提高。
抗压强度检测：参照《普通混凝土力学性能试验方法》，GB/T 20081-2002；试样采用120mm×120mm×120mm；
表2
抗压强度/MPa
实施例1 3.50
实施例2 3.32
实施例3 3.15
实施例4 3.04
实施例5 2.97
由表2可以看出，本发明方法制备的防火门门芯具有良好的抗压强度。
图1为升温速率对煅烧莫来石颗粒膨胀率的影响，随着升温速率的增加，煅烧莫来石颗粒的膨胀率先增加，后降低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种莫来石基防火门芯制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）莫来石煅烧处理：
采用碱性溶液对莫来粉颗粒进行浸泡处理30-40min，然后进行过滤，自然沥干后，再将莫来石颗粒与沸石粉按10:2-3质量比例混合添加到电阻炉中进行煅烧，然后进行加热至1250-1280℃，保温50-55min，然后冷却至350-400℃，保温1小时，再继续冷却至室温，即得煅烧莫来石颗粒；
（2）粉煤灰与水泥混合：
将水泥与粉煤灰按5:1质量比例添加到搅拌机中，进行搅拌混合均匀，得到粉煤灰水泥混合料；
（3）原料混合：
依次将莫来石颗粒、粉煤灰水泥混合料、石膏依次添加到搅拌机中，进行搅拌混合均匀，然后再添加水，继续搅拌6-8小时，得到浆料；
（4）浇注：
将上述得到的浆料浇注到模具中，然后固化成型后，进行脱模，得到初坯然后再将初坯进行养护15-20天，即得。
2.根据权利要求1所述的一种莫来石基防火门芯制备方法，其特征在于：所述碱性溶液为氨水；
所述氨水为饱和氨水。
3.根据权利要求2所述的一种莫来石基防火门芯制备方法，其特征在于：所述氨水与莫来石粉颗粒混合比例为500mL：150-200g。
4.根据权利要求1所述的一种莫来石基防火门芯制备方法，其特征在于：所述加热温度为15℃/min。
5.根据权利要求1述的一种莫来石基防火门芯制备方法，其特征在于：所述莫来石颗粒、粉煤灰水泥混合料、石膏重量份比为：200-250:600-750：400-450。
6.根据权利要求5所述的一种莫来石基防火门芯制备方法，其特征在于：所述水与莫来石颗粒混合质量比为2:1。
7.根据权利要求1所述的一种莫来石基防火门芯制备方法，其特征在于：所述养护为：
将拆模后的初坯置于相对湿度为55-60%的环境中预养护6-8小时，然后再移入特定养护室内，进行养护2-3天，即可。
8.根据权利要求7所述的一种莫来石基防火门芯制备方法，其特征在于：所述特定养护室内抽真空至-0.05MPa。
9.根据权利要求7所述的一种莫来石基防火门芯制备方法，其特征在于：所述特定养护室内温度为35-40℃。
CN202010638278.7A 2020-07-06 2020-07-06 一种莫来石基防火门芯制备方法 Pending CN111807802A (zh)

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Title
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