CN115745553A

CN115745553A - 一种非蒸养硅酸钙板及其制备方法

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Publication number: CN115745553A
Application number: CN202211493541.3A
Authority: CN
Inventors: 卢胜强; 王丽娜; 刘晓琴; 李阳; 田宇
Original assignee: Wuhan Building Material Industry Design & Research Institute Co Ltd
Current assignee: Wuhan Building Material Industry Design & Research Institute Co Ltd
Priority date: 2022-11-25
Filing date: 2022-11-25
Publication date: 2023-03-07

Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体提供了一种非蒸养硅酸钙板，以质量百分比计，包括：19‑29％的电石渣，9‑19％的硅灰石尾矿，40‑54％的脱硫石膏，10‑16％的粉煤灰，3‑5％的无机填隙材料，7‑10％的增强纤维。本发明提供的这种非蒸养硅酸钙板除应用了少量的高活性无机填隙材料与增强纤维外，其他原料全部采用工业固体废弃物，减少了水泥的使用，增加了工业固体废弃物的利用率。此外，该硅酸钙板生产工艺简单，易于工业化生产，产品的性能优良。相对现有工业生产的硅酸钙板而言，将养护制度由高温高压养护改为常温常压养护，减少目前硅酸钙板蒸养过程中的能耗问题，节约能源降低碳排放。同时还能从根源上减少高温高压蒸汽带来的蒸汽泄漏、爆炸的风险，提高安全性。

Description

一种非蒸养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，具体涉及一种非蒸养硅酸钙板及其制备方法。

背景技术

硅酸钙板是一种低密度高强度的新型建筑材料，近年来随着我国墙体材料革新和实施可持续发展战略的推进，硅酸钙板以其容重轻、强度高、不怕火、不怕水、隔音好、隔热强、无污染等优越的性能，以及产品可以钻、锯、钉、刨，板面可刷涂料、油漆、喷饰花纹图案，也可粘贴壁纸、壁布、瓷砖等良好的施工性能。广泛应用与现代建筑物的非承重隔墙、吊顶、内墙贴面、外檐装饰、制作风道、电缆槽、衬板及车船的厢板和隔仓板等是现代建筑的理想选材。

我国工业脱硫石膏和粉煤灰的排放量和储量都十分巨大，严重破坏了生态环境。利用工业固废脱硫石膏和粉煤灰为主要原料来制备新型建筑材料，对保护土地特别是耕地资源、节约能源、保护资源，既能加强脱硫石膏和粉煤灰的利用保护环境，又能改善建筑功能，有利于引导绿色技术创新，提高产业和经济的全球竞争力，努力兼顾经济发展和绿色转型同步进行。

发明内容

本发明的目的是为工业固废、尾矿的再利用提供新途径，并克服目前硅酸钙板蒸养过程中的能耗大、风险高的问题。

为此，本发明提供了一种非蒸养硅酸钙板，以质量百分比计，包括：19-29％的电石渣，9-19％的硅灰石尾矿，40-54％的脱硫石膏，10-16％的粉煤灰，3-5％的无机填隙材料，7-10％的增强纤维。

具体的，上述硅酸钙板还包括激发剂和缓凝剂；所述激发剂的添加量为所述脱硫石膏和所述粉煤灰总质量的3-4％；所述缓凝剂的添加量为所述脱硫石膏质量的1-2％。

具体的，上述激发剂包括氯化钙、硫酸铝、硫酸钠、氢氧化钠中的至少一种；缓凝剂为脱硫石膏专用缓凝剂，包括SGR1801蛋白质缓凝剂、羟基羧酸钙盐类高分子化合物中的至少一种。

具体的，上述电石渣、硅灰石尾矿、脱硫石膏、粉煤灰的细度为200目筛余≤10％；所述粉煤灰为二级或一级粉煤灰。

具体的，上述无机填隙材料为硅灰。

本发明还提供了上述非蒸养硅酸钙板的制备方法，包括以下步骤：

(1)将无机填隙材料、激发剂分别配制成水溶液，然后将无机填隙材料乳化；

(2)按照配比将增强纤维与水混合均匀，随后向其中加入电石渣、硅灰石尾矿、脱硫石膏、粉煤灰、缓凝剂和步骤(1)中制备的无机填隙材料溶液、激发剂溶液，充分搅拌均匀形成料浆；

(3)料浆经真空抽滤脱水后形成板坯，对板坯进行加压、脱模；

(4)脱模后的板坯先进行预养，然后脱模；

(5)对步骤(4)中脱模后的板坯进行养护，然后烘干得到所述非蒸养硅酸钙板。

具体的，上述步骤(3)的加压过程中成型压强为10.5-20.0MPa。

具体的，上述步骤(4)中预养条件为湿度≥90％，温度20-50℃，养护2-6h。

具体的，上述步骤(5)中养护制度为：温度60-90℃，保压18-48h。

具体的，上述步骤(5)中烘干制度为：105±5℃，24h。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

(1)本发明提供的这种非蒸养硅酸钙板以电石渣、硅灰石尾矿、脱硫石膏和粉煤灰为主要原料，并配以高活性无机填隙材料和增强纤维等，生产制备符合国家标准的硅酸钙板，产品不仅减少了水泥的使用，增加工业固体废弃物的利用率，有效降低碳排放，符合国家绿色环保的生产方式，还能够降低企业的经营成本。

(2)本发明提供的非蒸养硅酸钙板生产工艺简单，易于工业化生产，产品的性能优良。相对现有工业生产的硅酸钙板而言，将养护制度由高温高压养护改为常温常压养护，减少目前硅酸钙板蒸养过程中的能耗问题，节约能源降低碳排放。同时还能从根源上减少高温高压蒸汽带来的蒸汽泄漏、爆炸的风险，提高安全性。有利于引导绿色技术创新，提高产业和经济的竞争力，同时努力兼顾经济发展和绿色转型同步进行。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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。尽管已经详细描述了本发明的代表性实施例，但是本发明所属技术领域的普通技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下可以对本发明进行各种修改和改变。因此，本发明的范围不应局限于实施方案，而应由所附权利要求及其等同物来限定。

本发明提供了一种非蒸养硅酸钙板，以质量百分比计，包括：19-29％的电石渣，9-19％的硅灰石尾矿，40-54％的脱硫石膏，10-16％的粉煤灰，3-5％的无机填隙材料，7-10％的增强纤维。还包括激发剂和缓凝剂；所述激发剂的添加量为所述脱硫石膏和所述粉煤灰总质量的3-4％；所述缓凝剂的添加量为所述脱硫石膏质量的1-2％。

其中，无机填隙材料为硅灰；激发剂包括氯化钙、硫酸铝、硫酸钠、氢氧化钠中的至少一种；缓凝剂为脱硫石膏专用缓凝剂，包括SGR1801蛋白质缓凝剂、羟基羧酸钙盐类高分子化合物中的至少一种。

电石渣、硅灰石尾矿、脱硫石膏、粉煤灰脱硫石膏、粉煤灰的细度为200目筛余≤10％；所述粉煤灰为二级或一级粉煤灰。

无机填隙材料、激发剂、混凝剂可根据实际需要进行选择。

(1)将无机填隙材料、激发剂分别配制成一定浓度的水溶液，然后采用乳化设备将无机填隙材料乳化。

(2)按照配比将增强纤维与水混匀，通过计量后搅拌混合均匀，然后向其中加入电石渣、硅灰石尾矿、脱硫石膏、粉煤灰、缓凝剂和步骤(1)中制备的无机填隙材料溶液、激发剂溶液，充分搅拌均匀形成料浆。

(3)料浆倒入真空抽滤装置中，经真空抽滤脱水后形成板坯，利用压力成型设备对板坯进行加压，成型压强为10.5-20.0MPa，保压2-5h后脱模。

(4)脱模后的板坯先进行预养，预养条件为湿度≥90％，温度20-50℃，养护2-6h后脱模。

(5)步骤(4)中脱模后的板坯置于高温养护池内，至设计温度及保压时间进行养护，养护制度为：温度60-90℃，养护时间18-48h。

养护结束后烘干即得到所述非蒸养硅酸钙板；烘干制度：105±5℃，24h左右。

下面通过具体实施例对本发明的非蒸养硅酸钙板及其制备方法的效果进行研究。

实施例1：

本实施例提供了一种非蒸养硅酸钙板，包括按质量百分比计的如下原料组成：电石渣29％，硅灰石尾矿9％，脱硫石膏40％，粉煤灰10％，硅灰4％，增强纤维8％。

其中电石渣、硅灰石尾矿、脱硫石膏、粉煤灰的细度为200目筛余≤10％；所述粉煤灰为二级粉煤灰。

上述非蒸养硅酸钙板在制备过程中还添加有激发剂和缓凝剂；激发剂的添加量为脱硫石膏和粉煤灰总质量的3％；缓凝剂的添加量为脱硫石膏质量的1％。激发剂采用氯化钙，缓凝剂采用市售HG高效石膏缓凝剂。

上述非蒸养硅酸钙板通过以下步骤制备：

(3)料浆倒入真空抽滤装置中，经真空抽滤脱水后形成板坯，利用压力成型设备对板坯进行加压，成型压强为10.5MPa，保压5h后脱模。

(4)脱模后的板坯先进行预养，预养条件为湿度≥90％，温度50℃，养护2h后脱模。

(5)步骤(4)中脱模后的板坯置于高温养护池中，在80℃、保温24h。

养护结束后烘干即得到所述非蒸养硅酸钙板；烘干制度：105℃，24h。

对所制备的非蒸养硅酸钙板的物理性能进行检测，检测结果如表1所示。

实施例2：

本实施例提供了一种非蒸养硅酸钙板，包括按质量百分比计的如下原料组成：电石渣19％，硅灰石尾矿19％，脱硫石膏40％，粉煤灰10％，硅灰5％，增强纤维7％。

本实施例中硅酸钙板的制备方法与实施例1相同，区别在于养护制度为在90℃下保温18h。

对所制备的硅酸钙板的物理性能进行检测，检测结果如表1所示。

实施例3：

本实施例提供了一种非蒸养硅酸钙板的硅酸钙板，包括按质量百分比计的如下原料组成：电石渣19％，硅灰石尾矿9％，脱硫石膏47％，粉煤灰12％，硅灰3％，增强纤维10％。

本实施例中硅酸钙板的制备方法与实施例1相同，区别在于养护制度为在60℃下保温48h。

实施例4：

本实施例提供了一种非蒸养硅酸钙板，包括按质量百分比计的如下原料组成：电石渣9％，硅灰石尾矿9％，脱硫石膏54％，粉煤灰16％，硅灰3％，增强纤维9％。

其中电石渣、硅灰石尾矿、脱硫石膏、粉煤灰的细度为200目筛余不大于10％；所述粉煤灰选二级粉煤灰。

上述非蒸养硅酸钙板在制备过程中还添加有激发剂和缓凝剂；激发剂的添加量为脱硫石膏和粉煤灰总质量的4％；缓凝剂的添加量为脱硫石膏质量的1％。激发剂采用氯化钙，缓凝剂采用市售HG高效石膏缓凝剂。

本实施例中硅酸钙板的制备方法与实施例1相同，区别在于养护制度为在80℃保温24h。

比较例1：

本比较例采用工业常规方法制备硅酸钙板，所述硅酸钙板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1％，增强纤维7％。养护制度180℃(1.0MPa左右)，保压8h。

比较例2：

本比较例采用工业常规方法制备硅酸钙板，所述硅酸钙板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1％，增强纤维7％。养护制度90℃保温24h。

表1硅酸钙板物理性能检测结果

由表1结果可知，本发明提供的非蒸养硅酸钙板无需用到水泥，在所用原料全是工业固废和尾矿的条件下，依然可以制备出各项性能指标比肩常规方法制备的板材，且符合JC/T564.1-2018中性能要求。从物理性能对比可以看出，本发明制备得到的板材密度明显比传统制备的板材密度小，而强度却不逊色于传统板材，抗冲击性也比传统板材要高，甚至可达到最高等级，比一般板材更有优势，应用范围更广。

由对比例1-2的结果可以发现，工业常规方法制备的硅酸钙板需要在180℃(约1.0MPa)条件下才能达到较高的性能，在非蒸养的条件下板材的性能无法达到相应标准要求。而本发明利用工业废渣为主要原料制备的板材在60℃-90℃的温度养护下就能达到比之更高的性能，能够大大减少养护所需的煤炭资源，起到节能减排，降低碳排放的作用，并且能有效解决企业在高温高压蒸汽环境中可能造成蒸汽泄漏等危险，增强企业的安全性。

由实施例1-4制备的硅酸钙板的性能可以看出，在满足JC/T564.1-2018中R3强度等级的要求下，本发明所制备的板材随着养护温度的升高，养护时间可逐渐降低，如此可供企业选择的养护制度越广，企业就可根据实际情况，灵活调整养护制度。

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

1.一种非蒸养硅酸钙板，其特征在于，以质量百分比计，包括：19-29％的电石渣，9-19％的硅灰石尾矿，40-54％的脱硫石膏，10-16％的粉煤灰，3-5％的无机填隙材料，7-10％的增强纤维。

2.如权利要求1所述的非蒸养硅酸钙板，其特征在于：还包括激发剂和缓凝剂；所述激发剂的添加量为所述脱硫石膏和所述粉煤灰总质量的3-4％；所述缓凝剂的添加量为所述脱硫石膏质量的1-2％。

3.如权利要求2所述的非蒸养硅酸钙板，其特征在于：所述激发剂包括氯化钙、硫酸铝、硫酸钠、氢氧化钠中的至少一种；所述缓凝剂包括SGR1801蛋白质缓凝剂、羟基羧酸钙盐类高分子化合物中的至少一种。

4.如权利要求1所述的非蒸养硅酸钙板，其特征在于：所述电石渣、所述硅灰石尾矿、所述脱硫石膏、所述粉煤灰的细度为200目筛余≤10％；所述粉煤灰为二级或一级粉煤灰。

5.如权利要求1所述的非蒸养硅酸钙板，其特征在于：所述无机填隙材料为硅灰。

6.如权利要求1-5任意一项所述非蒸养硅酸钙板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(4)脱模后的板坯先进行预养，然后脱模；

7.如权利要求6所述硅酸钙板的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)的加压过程中成型压强为10.5-20.0MPa。

8.如权利要求6所述硅酸钙板的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中预养条件为湿度≥90％，温度20-50℃，养护2-6h。

9.如权利要求6所述硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中养护制度为：温度60-90℃，保压18-48h。

10.如权利要求6所述硅酸钙板的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中烘干制度为：105±5℃，24h。