CN116283127A - 一种植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板及其制备方法，解决了现有技术中的装配板材存在制品太重、抗折强度不足，吊挂性低的技术问题。其制备具体包括下述重量份的原料：硅藻土：20～30份；粉煤灰：2～8份；硅灰：2～8份；325石英砂：5～8份；水泥：25～35份；熟石灰：15～30份；硅灰石粉：2～10份；木质纤维：5～15份；轻质骨料：5～15份；植物纤维：5～15份；水：20～30份。本发明采用具有高长径比的针叶纤维对板材进行纤维增强，可以提高基体连接性，有效提高板材的抗折强度及吊挂性能。
Description
技术领域
本发明涉及建材领域，具体涉及一种植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板及其制备方法。
背景技术
无机水泥板以其优异的防火、防水、防腐、防虫等性能成为建筑行业广泛使用的建筑材料。目前装配式装修正成为未来行业主流，但装配板材存在制品太重、抗折强度不足。吊挂性低等问题。为改善此类问题，具有轻质高强的硅酸钙板成为装配式装修的研究热点。
硅酸钙板是通过硅质原料及钙质原料在蒸压釜中进行水热反应，生成托贝莫来石，这种矿物具有层状结构、密度小，质轻；含有吸附水和结晶水以及加入纤维可做成微孔结构，具有良好的绝热保温性质。但目前大多硅酸钙板性能仍不能满足装配式装修中对板材的性能要求，大量厂家采用石棉对其进行增韧，提强，但随着石棉的全面禁止，多数硅酸钙板无法满足各种装修场景中的应用。
纤维增强是一种常用的板材增韧方法，针叶木纤维是一种绿色环保的纤维材料，具有高长径比，可以提高基体连接性，有效提高板材的抗折强度及吊挂性能。并添加硬硅钙石粉料对板材性能进行进一步提升。板材性能达到行业标杆水准，以满足装配式装修中各种场景的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板及其制备方法，以解决现有技术中的装配板材存在制品太重、抗折强度不足，吊挂性低的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板，其制备具体包括下述重量份的原料：
硅藻土：20～30份；粉煤灰：2～8份；硅灰：2～8份；325石英砂：5～8份；水泥：25～35份；熟石灰：15～30份；硅灰石粉：2～10份；木质纤维：5～15份；轻质骨料：5～15份；植物纤维：5～15份；水：20～30份。
进一步的，其制备具体包括下述重量份的原料：
硅藻土：20～25份；粉煤灰：4～6份；硅灰：4～6份；325石英砂：5～8份；水泥：30～35份；熟石灰：20～25份；硅灰石粉：4～6份；木质纤维：8～12份；轻质骨料：8～12份；植物纤维：8～12份；水：20～30份。
进一步的，其制备具体包括下述重量份的原料：
硅藻土：25份；粉煤灰：6份；硅灰：5份；325石英砂：5份；水泥：30份；熟石灰：22份；硅灰石粉：5份；木质纤维：12份；轻质骨料：10份；植物纤维：10份；水：25份。
进一步的，所述水泥为硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥中的任意一种或几种。
进一步的，所述轻质骨料为硬硅钙石，植物纤维为针叶纤维。
本发明提供的一种植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板的制备方法，包括下述步骤：
S1：将石英砂放入球磨机粉碎30～40分钟，取出石英砂粉末后过325目筛；
S2：取过筛后的石英砂粉末和硅藻土、粉煤灰、硅灰、水泥、熟石灰、硅灰石粉、木质纤维、硬硅钙石粉料混合均匀，将定量的水加入到混合均匀的粉料中；
S3：将植物纤维进行碱处理，降低其亲水性防止润涨，在混凝土搅拌站废水中浸泡2～3h，再进行植物打浆处理，提高纤维表面粗糙度，增加基体连接性；
S4：向步骤S2混合均匀的浆料中加入植物纤维，并搅拌均匀；
S5：将搅拌好的浆料注入模具中，并将模具放入液压机中成型；
S6：将板材从模具中取出在60℃养护箱中进行养护，养护时间约为24h；
S7：将养护后的板材放入180℃的蒸压釜中进行水化反应，蒸压后取出在110℃的烘箱中烘干24h促进二次水化反应，最后得到植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板。
进一步的，所述步骤S3中，打浆度为8～60°SR。
进一步的，所述步骤S4中，先用1500r/min的搅拌速度搅拌5分钟将粉料彻底搅匀，然后植物纤维后调整至2000r/min的搅拌速度搅拌5分钟。
进一步的，所述步骤S5中，成型压力为5～30MPa，保压时间2～5min。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
(1)本发明提供的植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板及其制备方法，采用具有高长径比的针叶纤维对板材进行纤维增强，可以提高基体连接性，有效提高板材的抗折强度及吊挂性能，并添加硬硅钙石粉料对板材性能进行进一步提升，板材性能达到行业标杆水准，满足装配式装修中各种场景的需求。
(2)本发明提供的植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板及其制备方法，利用了硅灰(硅含量＞90％)、石英砂(硅含量＞90％)、硅藻土(硅含量＞90％)、粉煤灰沉珠(硅含量＞90％)中的一种或几种作为主要的硅质原料，用量占砂料总用量的35％～40％；以水泥、熟石灰为钙质原料，其中水泥为硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥中的一种或几种，熟石灰为一种高反应性水合石灰，用量占砂料总用量的40％～45％；以硬硅钙石、硅灰石粉为掺合料，用量占砂料总用量的5％～10％；以采用碱处理、打浆处理后的针叶纤维作为增韧纤维，用量占砂料总用量的10％～15％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明实施例的抗折容重及比强度；
图2是本发明实施例一打浆度为8°SR纤维SEM图；
图3是本发明实施例二打浆度为25°SR纤维SEM图；
图4是本发明实施例三打浆度为45°SR纤维SEM图；
图5是本发明实施例四打浆度为60°SR纤维SEM图；
图6是本发明硬硅钙石SEM图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。、
本发明提供了一种植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板及其制备方法，利用了硅灰(硅含量＞90％)、325石英砂(硅含量＞90％)、硅藻土(硅含量＞90％)、粉煤灰沉珠(硅含量＞90％)中的一种或几种作为主要的硅质原料；以水泥、熟石灰为钙质原料，其中水泥为硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥中的一种或几种，熟石灰为一种高反应性水合石灰；以硅灰石粉为掺合料促进托贝莫来石的形成；添加硬硅钙石作为轻质骨料，硬硅钙石是一种轻质，具有球状形貌的纤维状矿物，如图6，可进一步降低板材容重，提高强度；以经过打浆处理的针叶木纤维为增韧纤维，为增加纤维与基体连接性，在与胶材混合搅拌前需要对针叶纤维进行预水解处理。采用碱处理法，以混凝土搅拌站废水对纤维进行浸泡处理，使植物纤维中的部分果胶、木质素和半纤维素等低分子杂质被溶解，纤维表面的杂质被除去，纤维表面变得粗糙,使纤维与混凝土界面之间粘接能力增强。同时，碱处理导致纤维原纤化，即增强材料中的纤维束分裂成更小的纤维，纤维的直径减小，长径比增加，与基体的有效接触表面增加以提高纤维拉伸强度和界面粘接强度。随后进一步对纤维进行打浆处理，在机械力的作用下使光滑的纤维表面变得粗糙，如图2～5，纤维与基体的有效接触面积增多，进而进一步改善纤维与基体间的粘结特性。
一、制备实施例：
实施例一：
1.1原料：各原料以重量份计，如下所示：
硅藻土：20份；粉煤灰：4份；硅灰：6份；325石英砂：5份；水泥：30份；熟石灰：20份；硅灰石粉：5份；木质纤维：8份；硬硅钙石粉料：12份；针叶纤维：8份；水：30份。
1.2制备方法：
包括下述步骤：
S1：将石英砂放入球磨机粉碎30分钟，取出石英砂粉末后过325目筛；
S2：取过筛后的石英砂粉末和硅藻土、粉煤灰、硅灰、水泥、熟石灰、硅灰石粉、木质纤维、硬硅钙石粉料混合均匀，将定量的水加入到混合均匀的粉料中；
S3：将植物纤维进行碱处理，在混凝土搅拌站废水中浸泡2h，再进行植物打浆处理(打浆度8°SR)，提高纤维表面粗糙度，增加基体连接性；
S4：先用1500r/min的搅拌速度搅拌5分钟将粉料彻底搅匀，然后加入针叶纤维并调整至2000r/min的搅拌速度搅拌5分钟；
S5：将搅拌均匀的浆料注入模具中，随后在液压机下采用10MPa压力成型，保压2min；
S6：将板材从模具中取出在60℃养护箱中进行养护，养护时间约为24h；
S7：养护结束后取出样品于蒸压釜中进行水化反应，反应温度180℃，保温10h，蒸压后取出在110℃的烘箱中烘干24h促进二次水化反应，含水率低于5％即可进行容重测量和力学性能测试。
实施例二：
2.1原料：各原料以重量份计，如下所示：
硅藻土：25份；粉煤灰：6份；硅灰：2份；325石英砂：5份；水泥：25份；熟石灰：25份；硅灰石粉：5份；木质纤维：10份；硬硅钙石粉料：5份；针叶纤维：10份；水：25份。
2.2制备方法：
包括下述步骤：
S1：将石英砂放入球磨机粉碎30分钟，取出石英砂粉末后过325目筛；
S2：取过筛后的石英砂粉末和硅藻土、粉煤灰、硅灰、水泥、熟石灰、硅灰石粉、木质纤维、硬硅钙石粉料混合均匀，将定量的水加入到混合均匀的粉料中；
S3：将植物纤维进行碱处理，在混凝土搅拌站废水中浸泡2h，再进行植物打浆处理(打浆度25°SR)，提高纤维表面粗糙度，增加基体连接性；
S4：先用1500r/min的搅拌速度搅拌5分钟将粉料彻底搅匀，然后加入8份的针叶纤维并调整至2000r/min的搅拌速度搅拌5分钟；
S5：将搅拌均匀的浆料注入模具中，随后在液压机下采用15MPa压力成型，保压2min；
S6：将板材从模具中取出在60℃养护箱中进行养护，养护时间约为24h；
S7：养护结束后取出样品于蒸压釜中进行水化反应，反应温度180℃，保温10h，蒸压后取出在110℃的烘箱中烘干24h促进二次水化反应，含水率低于5％即可进行容重测量和力学性能测试。
实施例三：
3.1原料：各原料以重量份计，如下所示：
硅藻土：28份；粉煤灰：4份；硅灰：3份；325石英砂：6份；水泥：28份；熟石灰：22份；硅灰石粉：3份；木质纤维：12份；硬硅钙石粉料：6份；针叶纤维：12份；水：20份。
3.2制备方法：
包括下述步骤：
S1：将石英砂放入球磨机粉碎35分钟，取出石英砂粉末后过325目筛；
S2：取过筛后的石英砂粉末和硅藻土、粉煤灰、硅灰、水泥、熟石灰、硅灰石粉、木质纤维、硬硅钙石粉料混合均匀，将定量的水加入到混合均匀的粉料中；
S3：将植物纤维进行碱处理，在混凝土搅拌站废水中浸泡3h，再进行植物打浆处理(打浆度45°SR)，提高纤维表面粗糙度，增加基体连接性；
S4：先用1500r/min的搅拌速度搅拌5分钟将粉料彻底搅匀，然后加入8份的针叶纤维并调整至2000r/min的搅拌速度搅拌5分钟；
S5：将搅拌均匀的浆料注入模具中，随后在液压机下采用18MPa压力成型，保压2min；
S6：将板材从模具中取出在60℃养护箱中进行养护，养护时间约为24h；
S7：养护结束后取出样品于蒸压釜中进行水化反应，反应温度180℃，保温10h，蒸压后取出在110℃的烘箱中烘干24h促进二次水化反应，含水率低于5％即可进行容重测量和力学性能测试。
实施例四：
4.1原料：各原料以重量份计，如下所示：
硅藻土：23份；粉煤灰：4份；硅灰：6份；325石英砂：5份；水泥：30份；熟石灰：17份；硅灰石粉：5份；木质纤维：10份；硬硅钙石粉料：10份；针叶纤维：10份；水：20份。
4.2制备方法：
包括下述步骤：
S1：将石英砂放入球磨机粉碎40分钟，取出石英砂粉末后过325目筛；
S2：取过筛后的石英砂粉末和硅藻土、粉煤灰、硅灰、水泥、熟石灰、硅灰石粉、木质纤维、硬硅钙石粉料混合均匀，将定量的水加入到混合均匀的粉料中；
S3：将植物纤维进行碱处理，在混凝土搅拌站废水中浸泡3h，再进行植物打浆处理(打浆度60°SR)，提高纤维表面粗糙度，增加基体连接性；
S4：先用1500r/min的搅拌速度搅拌5分钟将粉料彻底搅匀，然后加入8份的针叶纤维并调整至2000r/min的搅拌速度搅拌5分钟；
S5：将搅拌均匀的浆料注入模具中，随后在液压机下采用20MPa压力成型，保压2min；
S6：将板材从模具中取出在60℃养护箱中进行养护，养护时间约为24h；
S7：养护结束后取出样品于蒸压釜中进行水化反应，反应温度180℃，保温10h，蒸压后取出在110℃的烘箱中烘干24h促进二次水化反应，含水率低于5％即可进行容重测量和力学性能测试。
二、实验例
按照国标GB 11718.9-89检测实施例1～4制得的硅酸钙板的物理性能，经检测取平均值，结果如下表1所示：
表1硅酸钙板的物理性能
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板，其特征在于，其制备具体包括下述重量份的原料：
硅藻土：20～30份；粉煤灰：2～8份；硅灰：2～8份；325石英砂：5～8份；水泥：25～35份；熟石灰：15～30份；硅灰石粉：2～10份；木质纤维：5～15份；轻质骨料：5～15份；植物纤维：5～15份；水：20～30份。
2.根据权利要求1所述的植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板，其特征在于，其制备具体包括下述重量份的原料：
硅藻土：20～25份；粉煤灰：4～6份；硅灰：4～6份；325石英砂：5～8份；水泥：30～35份；熟石灰：20～25份；硅灰石粉：4～6份；木质纤维：8～12份；轻质骨料：8～12份；植物纤维：8～12份；水：20～30份。
3.根据权利要求2所述的植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板，其特征在于，其制备具体包括下述重量份的原料：
硅藻土：25份；粉煤灰：6份；硅灰：5份；325石英砂：5份；水泥：30份；熟石灰：22份；硅灰石粉：5份；木质纤维：12份；轻质骨料：10份；植物纤维：10份；水：25份。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述的植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板，其特征在于：所述轻质骨料为硬硅钙石，植物纤维为针叶纤维。
6.一种植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板的制备方法，应用权利要求1～5任意一项所述的植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板，其特征在于，包括下述步骤：
S1：将石英砂放入球磨机粉碎30～40分钟，取出石英砂粉末后过325目筛；
S2：取过筛后的石英砂粉末和硅藻土、粉煤灰、硅灰、水泥、熟石灰、硅灰石粉、木质纤维、硬硅钙石粉料混合均匀，将定量的水加入到混合均匀的粉料中；
S3：将植物纤维进行碱处理，在混凝土搅拌站废水中浸泡2～3h，再进行植物打浆处理，提高纤维表面粗糙度，增加基体连接性；
S4：向步骤S2混合均匀的浆料中加入植物纤维，并搅拌均匀；
S5：将搅拌好的浆料注入模具中，并将模具放入液压机中成型；
S6：将板材从模具中取出在60℃养护箱中进行养护，养护时间约为24h；
S7：将养护后的板材放入180℃的蒸压釜中进行水化反应，蒸压后取出在110℃的烘箱中烘干24h促进二次水化反应，最后得到植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板。
7.根据权利要求6所述的植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，打浆度为8～60°SR。
8.根据权利要求6所述的植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，先用1500r/min的搅拌速度搅拌5分钟将粉料彻底搅匀，然后植物纤维后调整至2000r/min的搅拌速度搅拌5分钟。
9.根据权利要求6所述的植物纤维增强具有高吊挂性硅酸钙板的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，成型压力为5～30MPa，保压时间2～5min。
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