CN112479663A - 一种利用工业固废制备的硅酸钙板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用工业固废制备的硅酸钙板及其制备方法，该硅酸钙板包括按质量百分比计的如下原料组成：水泥5～20％，废弃粉料20～45％，粉煤灰10～45％，生石灰粉10～20％，硅灰石1～10％，增强纤维3～10％；其中，所述废弃粉料包含硅酸钙板/纤维水泥板生产线中废弃板材和切割边角料经破碎、研磨处理后的粉料以及砂光、磨边、倒角工段产生的粉料，所述粉煤灰为燃料燃烧过程中排放的固体废弃物颗粒。本发明以粉煤灰、硅酸钙板/纤维水泥板生产线中废弃粉料等工业固废和水泥为主要原料，并配以生石灰粉、硅灰石和增强纤维，生产制备符合国家标准的硅酸钙板，产品不仅能减小了工业固废排放对环境的污染，还能起到了变废为宝的经济和社会效益。

Description

一种利用工业固废制备的硅酸钙板及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种利用工业固废制备的硅酸钙板及其制备方法。
背景技术
硅酸钙板/纤维水泥板作为新型建筑和工业用板材，具有优越的防火、防水性能，优良的隔热保温性能，良好的隔音效果以及防潮、防虫蛀和良好的耐久性能，被广泛应用于建筑墙体、吊顶、地板、道路隔声吸声屏障、复合墙板的面板领域。截止2019年，我国生产硅酸钙板/纤维水泥板的企业有100家左右，生产线大约有230条，年产能达到8亿平方米，并且随着建筑工业化和住宅产业化进程的加快，硅酸钙板/纤维水泥板作为新型建筑墙体材料将成为广泛应用的趋势。
随着硅酸钙板/纤维水泥板的广泛应用，市场需求越来越大，行业产能大增，生产线废弃物也将随之增加，给环境和土地资源带来严重影响，而我国建筑产品原材料多为不可再生矿物资源，因此提高工业固废利用率，实现废物资源综合利用对我国资源和环境的保护具有重大意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用工业固废制备的硅酸钙板，以解决现有硅酸钙板/纤维水泥板生产中产生的固体废弃物以及燃料燃烧过程中排放的固体废弃物粉煤灰污染环境及资源消耗问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用工业固废制备的硅酸钙板，包括按质量百分比计的如下原料组成：水泥5～20％，废弃粉料20～45％，粉煤灰10～45％，生石灰粉10～20％，硅灰石1～10％，增强纤维3～10％；其中，所述废弃粉料包含硅酸钙板/纤维水泥板生产线中废弃板材和切割边角料经破碎、研磨处理后的粉料以及砂光、磨边、倒角工段产生的粉料，所述粉煤灰为燃料燃烧过程中排放的固体废弃物颗粒。
进一步的，所述废弃粉料的颗粒粒径200目筛余小于10％。
进一步的，所述粉煤灰为F类二级粉煤灰，且粉煤灰中SiO2+Al2O3含量大于85％。
另外，本发明还提供了上述利用工业固废制备的硅酸钙板的制备方法，包括如下步骤：
1)将硅酸钙板/纤维水泥板生产线中废弃板材和切割边角料经破碎、研磨处理，并与砂光、磨边、倒角工段产生的粉料统一回收混合形成废弃粉料；
2)按照设计配比将处理好的增强纤维与水通过计量后加入搅拌装置中搅拌，使增强纤维充分分散；
3)向步骤2)得到的增强纤维中加入水泥、粉煤灰、生石灰粉、硅灰石以及步骤1)得到的废弃粉料，充分搅拌均匀形成料浆；
4)将步骤3)得到的料浆倒入真空抽滤装置中，经真空抽滤脱水后形成板坯，板坯由移坯装置移至模具中；
5)利用压力成型设备对模具中的板坯进行加压至设计力值，保压设计时间后脱模；
6)脱模后的板坯置于养护箱中模拟静停室条件进行养护；
7)静停养护后的板坯置于蒸压釜中，至设计温度及保压时间进行养护；
8)蒸压养护后的板材经过烘干后即得硅酸钙板。
进一步的，所述步骤5)中加压的压力值为250～450KN，保压时间为30～60s。
进一步的，所述步骤6)中养护条件为湿度≥90％，温度40±1℃，养护4～5h后脱模。
进一步的，所述步骤7)中蒸压养护条件为温度180℃，压力为1.0MPa，保压养护时间8～10h。
进一步的，所述步骤8)中烘干条件为烘干温度105±5℃，烘干时间24h，使硅酸钙板的含水率＜10％。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明提供的这种利用工业固废制备的硅酸钙板以粉煤灰、硅酸钙板/纤维水泥板生产线中废弃粉料等工业固废和水泥为主要原料，并配以生石灰粉、硅灰石和增强纤维，生产制备符合国家标准的硅酸钙板，产品不仅能减小了工业固废排放对环境的污染，还能起到了变废为宝的经济和社会效益。
(2)本发明提供的这种利用工业固废制备的硅酸钙板相对现有工业生产的硅酸钙板而言，大大减少了水泥的使用量，降低了生产成本，同时本发明制备的硅酸钙板密度小，且其抗折强度可与现有工业生产的硅酸钙板大致相同。
具体实施方式
下面对本发明实施例中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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例提供了一种利用工业固废制备的硅酸钙板，包括按质量百分比计的如下原料组成：水泥5％，废弃粉料20％，粉煤灰45％，生石灰粉20％，硅灰石3％，增强纤维7％；其中，所述废弃粉料包含硅酸钙板/纤维水泥板生产线中废弃板材和切割边角料经破碎、研磨处理后的粉料以及砂光、磨边、倒角工段产生的粉料，且所述废弃粉料的颗粒粒径200目筛余小于10％；所述粉煤灰为燃料燃烧过程中排放的固体废弃物颗粒，具体选F类(低钙灰)二级粉煤灰，且粉煤灰中SiO2+Al2O3含量大于85％。
该实施例的硅酸钙板具体制备过程如下：
(1)将硅酸钙板/纤维水泥板生产线中废弃板材和切割边角料经破碎、研磨处理，并与砂光、磨边、倒角工段产生的粉料统一回收混合形成废弃粉料。
(2)按照设计配比将处理好的增强纤维与水通过计量后加入搅拌装置中搅拌，使增强纤维充分分散。
(3)向步骤(2)得到的增强纤维中按上述配比加入水泥、粉煤灰、生石灰粉、硅灰石以及步骤(1)得到的废弃粉料，充分搅拌均匀形成料浆。
(4)将步骤(3)得到的料浆倒入真空抽滤装置中，经真空抽滤脱水后形成板坯，板坯由移坯装置移至模具中。
(5)利用压力成型设备对模具中的板坯进行加压至250～450KN，保压30～60s后脱模。
(6)脱模后的板坯置于养护箱中模拟静停室条件进行养护，其养护条件为湿度≥90％，温度40±1℃，养护4～5h后脱模。
(7)静停养护后的板坯置于蒸压釜中进行养护，其养护条件为温度180℃，压力为1.0MPa，保压养护时间8～10h。
(8)蒸压养护后的板材在温度105±5℃条件下烘干24h左右，使板材的含水率＜10％，即得硅酸钙板。
实施例2：
本实施例提供了一种利用工业固废制备的硅酸钙板，包括按质量百分比计的如下原料组成：水泥10％，废弃粉料39％，粉煤灰30％，生石灰粉10％，硅灰石1％，增强纤维10％；其中，所述废弃粉料包含硅酸钙板/纤维水泥板生产线中废弃板材和切割边角料经破碎、研磨处理后的粉料以及砂光、磨边、倒角工段产生的粉料，且所述废弃粉料的颗粒粒径200目筛余小于10％；所述粉煤灰为燃料燃烧过程中排放的固体废弃物颗粒，具体选F类(低钙灰)二级粉煤灰，且粉煤灰中SiO2+Al2O3含量大于85％。
本实施例的硅酸钙板的制备过程同实施例1。
实施例3：
本实施例提供了一种利用工业固废制备的硅酸钙板，包括按质量百分比计的如下原料组成：水泥14％，废弃粉料30％，粉煤灰30％，生石灰粉10％，硅灰石10％，增强纤维6％；其中，所述废弃粉料包含硅酸钙板/纤维水泥板生产线中废弃板材和切割边角料经破碎、研磨处理后的粉料以及砂光、磨边、倒角工段产生的粉料，且所述废弃粉料的颗粒粒径200目筛余小于10％；所述粉煤灰为燃料燃烧过程中排放的固体废弃物颗粒，具体选F类(低钙灰)二级粉煤灰，且粉煤灰中SiO2+Al2O3含量大于85％。
本实施例的硅酸钙板的制备过程同实施例1。
实施例4：
本实施例提供了一种利用工业固废制备的硅酸钙板，包括按质量百分比计的如下原料组成：水泥15％，废弃粉料45％，粉煤灰20％，生石灰粉10％，硅灰石1％，增强纤维9％；其中，所述废弃粉料包含硅酸钙板/纤维水泥板生产线中废弃板材和切割边角料经破碎、研磨处理后的粉料以及砂光、磨边、倒角工段产生的粉料，且所述废弃粉料的颗粒粒径200目筛余小于10％；所述粉煤灰为燃料燃烧过程中排放的固体废弃物颗粒，具体选F类(低钙灰)二级粉煤灰，且粉煤灰中SiO2+Al2O3含量大于85％。
本实施例的硅酸钙板的制备过程同实施例1。
实施例5：
本实施例提供了一种利用工业固废制备的硅酸钙板，包括按质量百分比计的如下原料组成：水泥20％，废弃粉料45％，粉煤灰20％，生石灰粉10％，硅灰石2％，增强纤维3％；其中，所述废弃粉料包含硅酸钙板/纤维水泥板生产线中废弃板材和切割边角料经破碎、研磨处理后的粉料以及砂光、磨边、倒角工段产生的粉料，且所述废弃粉料的颗粒粒径200目筛余小于10％；所述粉煤灰为燃料燃烧过程中排放的固体废弃物颗粒，具体选F类(低钙灰)二级粉煤灰，且粉煤灰中SiO2+Al2O3含量大于85％。
本实施例的硅酸钙板的制备过程同实施例1。
对比例1：
本对比例采用某工厂硅酸钙板的生产配方，包括按质量百分比计的如下原料组成：水泥40％，石英砂52％，硅灰石2％，增强纤维6％。
对比例2：
本对比例采用水泥和废弃粉料为主要原料制备硅酸钙板，其包括按质量百分比计的如下原料组成：水泥38％，废弃粉料54％，硅灰石1％，增强纤维7％；其中，所述废弃粉料包含硅酸钙板/纤维水泥板生产线中废弃板材和切割边角料经破碎、研磨处理后的粉料以及砂光、磨边、倒角工段产生的粉料，且所述废弃粉料的颗粒粒径200目筛余小于10％。
对比例3：
本对比例采用水泥和粉煤灰为主要原料制备硅酸钙板，其包括按质量百分比计的如下原料组成：水泥38％，粉煤灰38％，生石灰粉16％，硅灰石1％，增强纤维7％；其中，所述粉煤灰为燃料燃烧过程中排放的固体废弃物颗粒，具体选F类(低钙灰)二级粉煤灰，且粉煤灰中SiO2+Al2O3含量大于85％。
对比例4：
本对比例采用水泥和废弃粉料为主要原料制备硅酸钙板，且其中水泥含量较少，包括按质量百分比计的如下原料组成：水泥20％，废弃粉料45％，生石灰粉20％，硅灰石8％，增强纤维7％；其中，所述废弃粉料包含硅酸钙板/纤维水泥板生产线中废弃板材和切割边角料经破碎、研磨处理后的粉料以及砂光、磨边、倒角工段产生的粉料，且所述废弃粉料的颗粒粒径200目筛余小于10％。
对比例5：
本对比例采用水泥和粉煤灰为主要原料制备硅酸钙板，且其中水泥含量较少，包括按质量百分比计的如下原料组成：水泥20％，粉煤灰45％，生石灰粉20％，硅灰石8％，增强纤维7％；其中，所述粉煤灰为燃料燃烧过程中排放的固体废弃物颗粒，具体选F类(低钙灰)二级粉煤灰，且粉煤灰中SiO2+Al2O3含量大于85％。
对上述实施例1-5以及对比例1-5制得的硅酸钙板的物理性能进行检测，检测结果如表1所示。
表1：
密度(g/cm<sup>3</sup>) 抗折强度(MPa) 饱水抗折(MPa)
实施例1 1.18 11.00 7.03
实施例2 1.15 14.73 10.97
实施例3 1.23 11.80 7.27
实施例4 1.11 12.30 8.52
实施例5 1.32 12.95 7.16
对比例1 1.34 13.08 7.70
对比例2 1.20 10.13 6.94
对比例3 1.28 8.93 6.07
对比例4 1.22 10.38 5.20
对比例5 1.25 10.12 5.78
由实施例1-5制备的硅酸钙板与对比例1制备的硅酸钙板的物理性能对比可以看出，本发明制备出的硅酸钙板密度更小，而在抗折强度方面大致相同，甚至对于实施例2，利用工业固体废弃制备的板材性能明显优于对比例1制得的板材，因此，本发明利用工业固废制备硅酸钙板能够节约生产资源、变废为宝，降低企业生产成本，提高企业效益，还避免工厂排放废弃物给环境和土地带来的污染，一举数得。
由实施例1-5与对比例2-3制备硅酸钙板的性能对比可以看出，仅采用单一的废弃粉料或粉煤灰与水泥混合作为主原料制备的硅酸钙板，相对于本发明中采用废弃粉料和粉煤灰的混合料与与水泥混合作为主原料制备的硅酸钙板而言，在饱水抗折强度方面明显弱于本发明制备的硅酸钙板；而且由对比例2、对比例3结合对比例4和对比例5可知，仅采用单一的废弃粉料或粉煤灰制备硅酸钙板要想达到较好的饱水抗折强度，需要增加更多含量的水泥，这样增加了企业生产成本。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用工业固废制备的硅酸钙板，其特征在于，包括按质量百分比计的如下原料组成：水泥5～20％，废弃粉料20～45％，粉煤灰10～45％，生石灰粉10～20％，硅灰石1～10％，增强纤维3～10％；其中，所述废弃粉料包含硅酸钙板/纤维水泥板生产线中废弃板材和切割边角料经破碎、研磨处理后的粉料以及砂光、磨边、倒角工段产生的粉料，所述粉煤灰为燃料燃烧过程中排放的固体废弃物颗粒。
2.如权利要求1所述的一种利用工业固废制备的硅酸钙板，其特征在于，所述废弃粉料的颗粒粒径200目筛余小于10％。
3.如权利要求1所述的一种利用工业固废制备的硅酸钙板，其特征在于，所述粉煤灰为F类二级粉煤灰，且粉煤灰中SiO2+Al2O3含量大于85％。
4.如权利要求1～3任一项所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将硅酸钙板/纤维水泥板生产线中废弃板材和切割边角料经破碎、研磨处理，并与砂光、磨边、倒角工段产生的粉料统一回收混合形成废弃粉料；
2)按照设计配比将增强纤维与水通过计量后加入搅拌装置中搅拌，使增强纤维充分分散；
3)向步骤2)得到的增强纤维中加入水泥、粉煤灰、生石灰粉、硅灰石以及步骤1)得到的废弃粉料，充分搅拌均匀形成料浆；
4)将步骤3)得到的料浆倒入真空抽滤装置中，经真空抽滤脱水后形成板坯，板坯由移坯装置移至模具中；
5)利用压力成型设备对模具中的板坯进行加压至设计力值，保压设计时间后脱模；
6)脱模后的板坯置于养护箱中模拟静停室条件进行养护；
7)静停养护后的板坯置于蒸压釜中，至设计温度及保压时间进行养护；
8)蒸压养护后的板材经过烘干后即得硅酸钙板。
5.如权利要求4所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中加压的压力值为250～450KN，保压时间为30～60s。
6.如权利要求4所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中养护条件为湿度≥90％，温度40±1℃，养护4～5h后脱模。
7.如权利要求4所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述步骤7)中蒸压养护条件为温度180℃，压力为1.0MPa，保压养护时间8～10h。
8.如权利要求4所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述步骤8)中烘干条件为烘干温度105±5℃，烘干时间24h，使硅酸钙板的含水率＜10％。
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