CN112794696B - 一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法 - Google Patents

一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法。一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法，其特征在于以包含硅铝质固废材料、钙质固废材料、轻集料、纤维材料为原料，经湿磨工艺制备浆料，然后流浆成型、板坯压实、脱模、蒸压养护、烘干、磨边抛光后制得轻质隔声硅酸钙板。本发明所述轻质隔声硅酸钙板尺寸标准，外形美观完整，能满足现行国家标准JC/T564.1‑2008《纤维增强硅酸钙板》的要求；绿色环保，固废利用，工艺简单，用途广泛，生产效率高，可以按现有的技术工艺来完成，无需改变原来硅酸钙板生产线及生产条件，生产过程并不增加成本，仍可以取得较好的效果。

Description

一种轻质隔声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，具体涉及一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法。
背景技术
建材工业的发展趋势是生产轻质、高强、节能、环保的建筑材料，运用轻质高强的建筑材料减小建筑物的自重、减轻结构的地震作用效应，提高抗震性能，提高施工的机械化和装配化水平。在此基础上，考虑增加更宜人宜居的功能性填充料，增强建筑材料的功能性。硅酸钙板作为新型环保建材，具有防火、防潮、耐久、变形率低、隔热等特点，通过优化产品性能和改进建筑施工措施，系统解决建筑中可能出现的收缩开裂、渗水和潮湿问题。
硅酸钙板是以硅质材料、钙质材料和增强纤维为原料，经流浆成型、板坯压实、脱模、蒸压养护、烘干、磨边抛光后制得的一种绿色节能板材。由于其具有各种优良特性，现被广泛用作建筑材料，一般用于隔墙、天花板、吊顶、隔声等室内装饰装修，而且应用范围也越来越广，已经逐步发展成为建筑领域板材的主导材料之一。
目前工业生产的硅酸钙板大多是中高密度的，其密度在1.1g/cm3以上，如果进一步的降低密度到0.5-0.9g/cm3制成具有良好强度的轻质硅酸钙板，可带来运输、施工和加工的便利，隔热、保温、轻质功能性的大幅增强，更可带来吸收、隔绝噪声的能力显著增强。轻质硅酸钙板的空隙率大，内部存在大量的超细微孔，对声音有很好的降低和吸收效果，创造舒适的室内环境。因此，轻质硅酸钙板尤其是轻质隔声硅酸钙板，是新型的绿色生态建材，符合建材发展潮流，开发势在必行。
硅酸钙板的研究已有人做了相关方面的研究，CN201310352902中以纯度75％以上硅藻土来制备轻质硅酸钙板，然而高品位的硅藻土在我国资源较少，使用成本偏高；CN201010181995.8中采用预先水热法制备硬硅钙石轻质填料，再将轻质填料与其余原料混合制板二次蒸压而成，其能耗、原料成本高，制造工艺较为复杂；CN97104692.9中用具有一定比表面积的明矾石群、明矾群以及硫酸铝来提高水热反应前的压型体的总强度及层间强度，该生产工艺较复杂。
国内专利记载中，尚未见有轻质隔声硅酸钙板的报道。如何在保证硅酸钙板的强度符合规范的同时，降低硅酸钙板的密度，减轻质量，并且使其具有隔声功能，是当前本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法，所述方法制备的硅酸钙板具有轻质、隔声的功能性，是新型的绿色生态建材，符合建材发展潮流。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法，所述原料组分和质量份如下：
Figure BDA0002899100280000021
制备方法包括如下步骤：
1)将重量比为100：(20-50)：(1-5)的硅铝质固废、水、减水剂加入到湿法行星球磨罐中，选择球料比(2-5)：1，湿磨30-60min，进行浆化细化处理，然后过筛去除料球，得到细浆料A；
2)将重量比为100：(45-60)：(1-5)的纤维材料、水、减水剂加入到湿法行星球磨罐中，选择球料比(5-10)：1，湿磨60-120min，进行浆化细化处理，然后过筛去除料球，得到细浆料B；
3)取100份浆料A和20-50份浆料B，加入100份钙质固废、30-50份水，均匀搅拌后得到浆料C；
4)在浆料C中缓慢加入20-60份轻集料，搅拌至均匀分散，然后注入模板中成型、板坯压实、脱模、蒸压养护、烘干、磨边抛光后制得轻质隔声硅酸钙板。
优选的，所述硅铝质固废为废玻璃粉、白泥、矿渣或磷渣中的一种，其中SiO2含量为 50wt％以上。
优选的，所述钙质固废为电石渣、珊瑚渣、磷建筑石膏中的一种，其中Ca含量50wt％以上，比表面积350-500m2/kg。
优选的，所述轻集料为发泡聚苯乙烯(EPS)泡沫颗粒、中空玻璃微珠、开口膨胀珍珠岩、陶粒中的一种，其中颗粒粒径1-3mm和3-5mm两种按照体积比1：2-2：1混合，堆积密度5-30kg/m3。
优选的，所述纤维材料为废纸纤维，纤维长度为2.5-7.5mm。
优选的，所述细浆料A的中值粒径应小于8μm。
优选的，所述细浆料B的中值粒径应小于5μm。
优选的，所述成型板坯经7000t压机加压30min，使板坯在高压下脱水密实。
优选的，所述蒸压养护蒸气压为1.1-1.3MPa，温度为170-200℃，养护时间为12-24h。
优选的，所述烘干温度为50-80℃，时间为6-8h。
本发明以硅铝质固废、钙质固废、废纸纤维为原料，为固体废物的综合利用开辟新的途径，环境友好，提高了固废的利用率；采用发泡聚苯乙烯(EPS)泡沫颗粒为轻集料实现板材的轻质化设计，同时用两种不同粒径的轻集料复合，优化材料的细观结构，增加轻集料在浆体中的分散稳定性的同时提高产品的宏观力学性能，同时增加硅酸钙板孔隙，增强板材的吸声、隔声效果。
本发明与现有技术相比具有的优点是：
(1)本发明制备的轻质隔声硅酸钙板，重量较普通硅酸钙板轻，同时具有吸声、隔声的功能性效果。
(2)本发明制备轻质隔声硅酸钙板，原料利废率高，主要原材料均由固体废弃物所得，利废率90％以上。
(3)本发明制备轻质隔声硅酸钙板稳定性好，无明显分层和开裂，各项性能均能满足现行国家标准JC/T564.1-2008《纤维增强硅酸钙板》的要求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，一下结合表格和实施例，对本发明进行进一步详细说明，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获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围之内。
实施例1：一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法
一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法，原料组分和质量份如下：
Figure BDA0002899100280000041
所述硅铝质固废为磷渣，其中SiO2含量为50wt％以上；
所述钙质固废为磷建筑石膏，其中Ca含量50wt％以上，比表面积350-500m2/kg；
所述轻集料为发泡聚苯乙烯(EPS)泡沫颗粒，其中颗粒粒径1-3mm和3-5mm两种按照体积比1：2混合；
所述纤维材料为废纸纤维，纤维长度为2.5-7.5mm。
所述制备方法包括以下步骤：
1)将重量比为100：20：1的硅铝质固废、水、减水剂加入到湿法行星球磨罐中，选择球料比2：1，湿磨30min，进行浆化细化处理，然后过筛去除料球，得到细浆料A；
2)将重量比为100：45：1的纤维材料、水、减水剂加入到湿法行星球磨罐中，选择球料比5：1，湿磨60min，进行浆化细化处理，然后过筛去除料球，得到细浆料B；
3)取100份浆料A和20份浆料B，加入100份钙质固废、30份水，均匀搅拌后得到浆料C；
4)在浆料C中缓慢加入轻集料，搅拌至均匀分散，然后注入模板中成型、板坯压实、脱模，压力1.1MPa、温度170℃条件下养护时间12h，烘干温度50℃、时间6h，磨边抛光后制得轻质隔声硅酸钙板。
本实施例所制备的轻质隔声硅酸钙板性能测试数据见表1，各项性能均能满足现行国家标准JC/T564.1-2008《纤维增强硅酸钙板》的要求。
实施例2：一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法
一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法，原料组分和质量份如下：
Figure BDA0002899100280000051
所述硅铝质固废为矿渣，其中SiO2含量为50wt％以上；
所述钙质固废为珊瑚渣，其中Ca含量50wt％以上，比表面积350-500m2/kg；
所述轻集料为中空玻璃微珠，其中颗粒粒径1-3mm和3-5mm两种按照体积比1：1混合；
所述纤维材料为废纸纤维，纤维长度为2.5-7.5mm。
所述制备方法包括以下步骤：
1)将重量比为100：30：3的硅铝质固废、水、减水剂加入到湿法行星球磨罐中，选择球料比4：1，湿磨40min，进行浆化细化处理，然后过筛去除料球，得到细浆料A；
2)将重量比为100：50：2的纤维材料、水、减水剂加入到湿法行星球磨罐中，选择球料比8：1，湿磨80min，进行浆化细化处理，然后过筛去除料球，得到细浆料B；
3)取100份浆料A和30份浆料B，加入100份钙质固废、40份水，均匀搅拌后得到浆料C；
4)在浆料C中缓慢加入轻集料，搅拌至均匀分散，然后注入模板中成型、板坯压实、脱模，温度180℃、压力1.2MPa条件下养护时间12h，烘干温度60℃、时间7h，磨边抛光后制得轻质隔声硅酸钙板。
本实施例所制备的轻质隔声硅酸钙板性能测试数据见表1，各项性能均能满足现行国家标准JC/T564.1-2008《纤维增强硅酸钙板》的要求。
实施例3：一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法
一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法，原料组分和质量份如下：
Figure BDA0002899100280000061
所述硅铝质固废为废玻璃粉，其中SiO2含量为50wt％以上；
所述钙质固废为电石渣，其中Ca含量50wt％以上，比表面积350-500m2/kg；
所述轻集料为陶粒，其中颗粒粒径1-3mm和3-5mm两种按照体积比2：1混合；
所述纤维材料为废纸纤维，纤维长度为2.5-7.5mm。
所述制备方法包括以下步骤：
1)将重量比为100：50：2的硅铝质固废、水、减水剂加入到湿法行星球磨罐中，选择球料比5：1，湿磨60min，进行浆化细化处理，然后过筛去除料球，得到细浆料A；
2)将重量比为100：50：2的纤维材料、水、减水剂加入到湿法行星球磨罐中，选择球料比8：1，湿磨120min，进行浆化细化处理，然后过筛去除料球，得到细浆料B；
3)取100份浆料A和50份浆料B，加入100份钙质固废、50份水，均匀搅拌后得到浆料C；
4)在浆料C中缓慢加入轻集料，搅拌至均匀分散，然后注入模板中成型、板坯压实、脱模，压力1.3MPa、温度200℃条件下养护时间24h，烘干温度80℃、时间8h，磨边抛光后制得轻质隔声硅酸钙板。
本实施例所制备的轻质隔声硅酸钙板性能测试数据见表1，各项性能均能满足现行国家标准JC/T564.1-2008《纤维增强硅酸钙板》的要求。
实施例4：一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法
一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法，原料组分和质量份如下：
Figure BDA0002899100280000062
Figure BDA0002899100280000071
所述硅铝质固废为白泥，其中SiO2含量为50wt％以上；
所述钙质固废为磷建筑石膏，其中Ca含量50wt％以上，比表面积350-500m2/kg；
所述轻集料为发泡聚苯乙烯(EPS)泡沫颗粒，其中颗粒粒径1-3mm和3-5mm两种按照体积比1：1.5混合；
所述纤维材料为废纸纤维，纤维长度为2.5-7.5mm。
所述制备方法包括以下步骤：
1)将重量比为100：40：4的硅铝质固废、水、减水剂加入到湿法行星球磨罐中，选择球料比3：1，湿磨40min，进行浆化细化处理，然后过筛去除料球，得到细浆料A；
2)将重量比为100：60：3的纤维材料、水、减水剂加入到湿法行星球磨罐中，选择球料比5：1，湿磨80min，进行浆化细化处理，然后过筛去除料球，得到细浆料B；
3)取100份浆料A和40份浆料B，加入100份钙质固废、40份水，均匀搅拌后得到浆料C；
4)在浆料C中缓慢加入轻集料，搅拌至均匀分散，然后注入模板中成型、板坯压实、脱模，压力1.1MPa、温度190℃条件下养护时间16h，烘干温度70℃、时间7h，磨边抛光后制得轻质隔声硅酸钙板。
本实施例所制备的轻质隔声硅酸钙板性能测试数据见表1，各项性能均能满足现行国家标准JC/T564.1-2008《纤维增强硅酸钙板》的要求。
实施例5：一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法
一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法，原料组分和质量份如下：
Figure BDA0002899100280000072
Figure BDA0002899100280000081
所述硅铝质固废为废玻璃粉，其中SiO2含量为50wt％以上；
所述钙质固废为电石渣，其中Ca含量50wt％以上，比表面积350-500m2/kg；
所述轻集料为开口膨胀珍珠岩，其中颗粒粒径1-3mm和3-5mm两种按照体积比2：1混合；
所述纤维材料为废纸纤维，纤维长度为2.5-7.5mm。
所述制备方法包括以下步骤：
1)将重量比为100：50：2的硅铝质固废、水、减水剂加入到湿法行星球磨罐中，选择球料比5：1，湿磨60min，进行浆化细化处理，然后过筛去除料球，得到细浆料A；
2)取100份浆料A，直接加入50份未经湿磨处理的纤维材料，得到混合液B；
3)取混合液B，加入100份钙质固废、50份水，均匀搅拌后得到浆料C；
4)在浆料C中缓慢加入轻集料，搅拌至均匀分散，然后注入模板中成型、板坯压实、脱模，压力1.3MPa、温度200℃条件下养护时间24h，烘干温度80℃、时间8h，磨边抛光后制得轻质隔声硅酸钙板。
本实施例所制备的轻质隔声硅酸钙板性能测试数据见表1，性能不能满足现行国家标准JC/T564.1-2008《纤维增强硅酸钙板》的要求。
实施例6：一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法
一种轻质隔声硅酸钙板及其制备方法，原料组分和质量份如下：
Figure BDA0002899100280000082
所述硅铝质固废为废玻璃粉，其中SiO2含量为50wt％以上；
所述钙质固废为电石渣，其中Ca含量50wt％以上，比表面积350-500m2/kg；
所述轻集料为开口膨胀珍珠岩，其中颗粒粒径1-3mm和3-5mm两种按照体积比2：1混合；
所述纤维材料为废纸纤维，纤维长度为2.5-7.5mm。
所述制备方法包括以下步骤：
1)将重量比为100：50：2的纤维材料、水、减水剂加入到湿法行星球磨罐中，选择球料比8：1，湿磨120min，进行浆化细化处理，然后过筛去除料球，得到细浆料A；
2)取50份浆料A，直接加入100份未经湿磨处理的硅铝质固废材料，得到混合液B；
3)取混合液B，加入100份钙质固废、50份水，均匀搅拌后得到浆料C；
4)在浆料C中缓慢加入轻集料，搅拌至均匀分散，然后注入模板中成型、板坯压实、脱模，压力1.3MPa、温度200℃条件下养护时间24h，烘干温度80℃、时间8h，磨边抛光后制得轻质隔声硅酸钙板。
本实施例所制备的轻质隔声硅酸钙板性能测试数据见表1，性能不能满足现行国家标准JC/T564.1-2008《纤维增强硅酸钙板》的要求。
对实施例1-6中制备的轻质隔声硅酸钙板的吸声性能进行测定，结果见表1。测试方法：采用双声学分析测试实施例1-6制备的轻质隔声硅酸钙板对频率为100-5000Hz的声波的吸声效果，具体地是通过两个传声器对声波在材料表面的反射与透射声压进行测试，利用传递函数法对材料的声学参数进行计算，得到吸声系数，吸声系数的大小表示材料有不同的吸声能力，一般吸声系数在0-1之间，吸声系数越大，表明材料的吸声性能越好。
表1实施例1-6所得轻质隔声硅酸钙板的测试数据
Figure BDA0002899100280000091
Figure BDA0002899100280000101
实施例1～实施例4均是按照所述步骤，控制变量进行对比实验；实施例 5中在实施例3的基础上，未按照步骤对纤维材料进行湿磨工艺处理，各项数据均有劣化，不满足规范要求；实施例6在实施例3的基础上，未按照步骤对硅铝质固废进行湿磨工艺处理，各项数据均有劣化，不满足规范要求。可以看出对硅铝质固废、纤维材料使用湿磨工艺制浆，会在一定程度上提高材料活性，增强硅酸钙板性能。
本说明书中各个实施例采用控制变量的方式进行实施描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种轻质隔声硅酸钙板的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将重量比为100：(20-50)：(1-5)的硅铝质固废、水、减水剂加入到湿法行星球磨罐中，选择球料比(2-5)：1，湿磨30-60min，进行浆化细化处理，然后过筛去除料球，得到细浆料A；
2)将重量比为100：(45-60)：(1-5)的纤维材料、水、减水剂加入到湿法行星球磨罐中，选择球料比(5-10)：1，湿磨60-120min，进行浆化细化处理，然后过筛去除料球，得到细浆料B；
3)取100份浆料A和20-50份浆料B，加入100份钙质固废、30-50份水，均匀搅拌后得到浆料C；
4)在浆料C中缓慢加入20-60份轻集料，搅拌至均匀分散，然后注入模板中成型、板坯压实、脱模、蒸压养护、烘干、磨边抛光后制得轻质隔声硅酸钙板；所述硅铝质固废为废玻璃粉、白泥、矿渣或磷渣中的一种，其中SiO2含量为50wt％以上；所述钙质固废为电石渣、珊瑚渣、磷建筑石膏中的一种，其中Ca含量50wt％以上，比表面积350-500m2/kg；所述轻集料为发泡聚苯乙烯EPS泡沫颗粒、中空玻璃微珠、开口膨胀珍珠岩、陶粒中的一种，其中颗粒粒径1-3mm和3-5mm两种按照体积比1：2-2：1混合，堆积密度5-30kg/m3；所述纤维材料为废纸纤维，纤维长度为2.5-7.5mm。
2.根据权利要求1所述的一种轻质隔声硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述细浆料A的中值粒径应小于8μm。
3.根据权利要求1所述的一种轻质隔声硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述细浆料B的中值粒径应小于5μm。
4.根据权利要求1所述的一种轻质隔声硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述成型板坯经7000t压机加压30min，使板坯在高压下脱水密实。
5.根据权利要求1所述的一种轻质隔声硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述蒸压养护蒸气压为1.1-1.3MPa，温度为170-200℃，养护时间为12-24h。
6.根据权利要求1所述的一种轻质隔声硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述烘干温度为50-80℃，时间为6-8h。
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