CN116969729A - 一种高强度硅酸钙板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高强度硅酸钙板及其制备方法，涉及建筑材料技术领域，以重量份数计，所述高强度硅酸钙板包括以下原料：硅质材料35～45份、钙质材料50～60份、改性核桃壳粉15～25份和水150～200份。本发明通过以硅质原料和钙质原料为主要原料，同时加入适量改性核桃壳粉作为增强材料，制得抗折强度优异的硅酸钙板，可满足不同建筑领域对于板材的力学性能要求，具有广泛的实际应用价值，同时也为硅酸钙板的制备提供了一种新的思路。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种高强度硅酸钙板及其制备方法。
背景技术
硅酸钙板主要以硅质原料(粉煤灰、硅藻土、粉石英等)和钙质原料(石灰、电石泥等)为原料，通过添加增强纤维(如石棉、玻璃纤维等)，经过制浆、成型、预养护、蒸压养护、烘干切割，砂光等工序制成。硅酸钙板作为一种新型无机建筑材料，具有优越的防火性能、防潮性能和隔音效果，已被大量应用于工商业工程建筑的吊顶天花和隔墙，家庭装修、家具的衬板、广告牌的衬板等等。
随着硅酸钙板的应用领域越来越广泛，对其强度性能的要求也越来越高。但现有硅酸钙板的强度有限，无法满足如隧道以及地铁工程等领域的使用需求。因此，提供一种高强度硅酸钙板显得十分的有必要。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种高强度硅酸钙板及其制备方法。
第一方面，本发明提供了一种高强度硅酸钙板，以重量份数计，所述高强度硅酸钙板包括以下原料：
硅质材料35～45份、钙质材料50～60份、改性核桃壳粉15～25份和水150～200份。
进一步地，所述改性核桃壳粉的重量份数Y、所述硅质材料和所述钙质材料两者重量份数之和X满足关系式一；
所述关系式一：0.20≤Y/X≤0.25；
其中，Y为所述改性核桃壳粉的重量份数，X为所述硅质材料和所述钙质材料两者重量份数之和。
进一步地，以重量份数计，所述高强度硅酸钙板包括以下原料：
硅质材料38份、钙质材料52份、改性核桃壳粉20份和水150～200份。
进一步地，所述硅质材料包括石英砂、粉煤灰、硅藻土和高岭土中的至少一种。
进一步地，所述钙质材料包括石灰、水泥和电石泥中的至少一种。
进一步地，所述改性核桃壳粉的制备方法包括以下过程：将核桃壳粉在于150～200℃温度下通入水蒸气处理1.0～4.0小时，冷却至室温后加入氨水溶液中浸泡1～5小时，离心分离，干燥，得到所述改性核桃壳粉。
第二方面，本发明提供了一种第一方面任一项所述的高强度硅酸钙板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
得到改性核桃壳粉；
将所述改性核桃壳粉、硅质材料、钙质材料和水进行混合，得到第一混合浆料；
将所述第一混合浆料进行冷冻处理，后恢复至室温，得到第二混合浆料；
将所述第二混合浆料进行成型制板坯、预养与脱模和蒸压养护，得到所述高强度硅酸钙板。
进一步地，将所述第一混合浆料进行冷冻处理，后恢复至室温，得到第二混合浆料的步骤包括以下过程：
于-30～-50℃温度下，将所述第一混合浆料进行冷冻处理1～3小时并于室温环境中进行解冻，重复3～5次，得到所述第二混合浆料。
进一步地，所述预养的工作参数包括：温度为55～65℃，时间为4～7小时。
进一步地，所述蒸压养护的工作参数包括：温度为190～230℃，压力为1～2MPa。
本发明实施例提供的上述技术方案与现有技术相比至少具有如下优点：
本发明实施例提供了一种高强度硅酸钙板，本发明通过以硅质原料和钙质原料为主要原料，同时加入适量改性核桃壳粉作为增强材料，制得抗折强度优异的硅酸钙板，可满足不同建筑领域对于板材的力学性能要求，具有广泛的实际应用价值，同时也为硅酸钙板的制备提供了一种新的思路。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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的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。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
第一方面，本发明提供了一种高强度硅酸钙板，以重量份数计，所述高强度硅酸钙板包括以下原料：
硅质材料35～45份、钙质材料50～60份、改性核桃壳粉15～25份和水150～200份。
本发明实施例提供了一种高强度硅酸钙板，本发明通过以硅质原料和钙质原料为主要原料，同时加入适量改性核桃壳粉作为增强材料，制得抗折强度优异的硅酸钙板，可满足不同建筑领域对于板材的力学性能要求，具有广泛的实际应用价值，同时也为硅酸钙板的制备提供了一种新的思路。
本发明中，所述硅质材料包括石英砂、粉煤灰、硅藻土和高岭土中的至少一种。在一些具体实施例中，所述硅质材料的重量份数可为35份、36份、37份、38份、39份、40份、41份、42份、43份、44份、45份等。
本发明中，所述钙质材料包括石灰、水泥和电石泥中的至少一种。在一些具体实施例中，所述钙质材料的重量份数可为50份、51份、52份、53份、54份、55份、56份、57份、58份、59份、60份等。
在一些具体实施例中，所述改性核桃壳粉的重量份数可为15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份等。
在一些具体实施例中，所述水的重量份数可为150份、151份、152份、153份、154份、155份、156份、157份、158份、159份、160份、161份、162份、163份、164份、165份、166份、167份、168份、169份、170份、171份、172份、173份、174份、175份、176份、177份、178份、179份、180份、181份、182份、183份、184份、185份、186份、187份、188份、189份、190份、191份、192份、193份、194份、195份、196份、197份、198份、199份、200份等。
优选地，以重量份数计，所述高强度硅酸钙板包括以下原料：
硅质材料38份、钙质材料52份、改性核桃壳粉20份和水150～200份。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述改性核桃壳粉的重量份数Y、所述硅质材料和所述钙质材料两者重量份数之和X满足关系式一；
所述关系式一：0.20≤Y/X≤0.25；
其中，Y为所述改性核桃壳粉的重量份数，X为所述硅质材料和所述钙质材料两者重量份数之和。
申请人进一步研究发现，控制所述改性核桃壳粉的重量份数Y、所述硅质材料和所述钙质材料两者重量份数之和X两者的比值Y/X为0.20～0.30(优选为0.22)时，所得硅酸钙板的抗折强度更加优异。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述改性核桃壳粉的制备方法包括以下过程：将核桃壳粉在于150～200℃温度下通入水蒸气处理1.0～4.0小时，冷却至室温后加入氨水溶液中浸泡1～5小时，离心分离，干燥，得到所述改性核桃壳粉。
本申请将市售的未改性核桃壳粉或者按照现有制备方法(包括将新鲜核桃壳或者废弃核桃壳进行干燥、粉碎等)制得的未改性核桃壳粉经水蒸气活化处理和如质量分数为10～25％等氨水溶液浸泡处理，有利于提高体系的相容性并增强硅质材料和钙质材料的结合，从而提高硅酸钙板的强度。
第二方面，基于一个总的发明构思，本发明提供了一种第一方面任一项所述的高强度硅酸钙板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
得到改性核桃壳粉；
将所述改性核桃壳粉、硅质材料、钙质材料和水进行混合，得到第一混合浆料；
将所述第一混合浆料进行冷冻处理，后恢复至室温，得到第二混合浆料；
将所述第二混合浆料进行成型制板坯、预养与脱模和蒸压养护，得到所述高强度硅酸钙板。
本发明将原料进行制浆后进行冷冻处理，改善整个浆料体系的流变性，有利于提高后续成型制板坯等步骤，使得所得硅酸钙板的强度显著提高。同时该制备方法是基于上述第一方面任一项所述的高强度硅酸钙板来实现，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
在一些具体实施例中，将所述第一混合浆料进行冷冻处理，后恢复至室温，得到第二混合浆料的步骤包括以下过程：
于-30～-50℃温度下，将所述第一混合浆料进行冷冻处理1～3小时并于室温环境中进行解冻，重复3～5次，得到所述第二混合浆料。
在一些具体实施例中，所述预养的工作参数包括：温度为55～65℃，时间为4～7小时。
在一些具体实施例中，所述蒸压养护的工作参数包括：温度为190～230℃，压力为1～2MPa。
需要说明的是，本发明实施例提供的高强度硅酸钙板中所涉及的组分原料，若无特殊的限定或说明，各组分均可直接采用市售产品。本发明实施例提供的高强度硅酸钙板的制备方法中所涉及的操作步骤，如成型制板坯、板材压实等若无特殊的限定或说明，均可按照本领域硅酸钙板常规制备方式或采用现有设备进行，在此不再一一赘述。
下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1～5提供了一种高强度硅酸钙板，以重量份数计(每1重量份数为1kg)，所述高强度硅酸钙板包括以下原料：硅质材料35～45份、钙质材料50～60份、改性核桃壳粉15～25份和水150～200份；其中，所述硅质材料为重量比为1:1的石英砂(石英砂的目数为250目)和粉煤灰(粉煤灰为F类Ⅰ级粉煤灰，其强度活性指数为75-85％)组成，所述钙质材料为水泥(普通水泥32.5#)。
上述各例高强度硅酸钙板制备方法包括以下步骤：
步骤(1)、制备改性核桃壳粉：将核桃壳粉在于180℃温度下通入水蒸气处理2小时，冷却至室温后加入质量分数为15氨水溶液中浸泡1小时，离心分离，干燥，得到所述改性核桃壳粉；
步骤(2)、制浆：将步骤(1)所得的改性核桃壳粉、硅质材料、钙质材料和水进行混合，得到第一混合浆料；
步骤(3)、冷冻预处理：于-40℃温度下，将步骤(2)所得第一混合浆料进行冷冻处理1.5小时并于室温环境中进行解冻，重复冷冻和解冻步骤3次，得到所述第二混合浆料；
步骤(4)、制备硅酸钙板：将步骤(3)所得第二混合浆料进入真空流浆箱，搅拌的条件下，均匀的上料，脱水切割成所要求的尺寸板坯；将板坯于57℃温度下进行预养6小时，脱模，送入蒸压釜内于210℃温度和1.8Mpa压力下进行蒸压养护12小时，然后进行打磨、倒角，得到高强度硅酸钙板。
实施例1～5提供的高强度硅酸钙板中各原料的具体用量份数如表1所示。表1中Y/X代表为所述改性核桃壳粉的重量份数Y、所述硅质材料和所述钙质材料两者重量份数之和X两者的比值。
表1
对比例1
本例提供一种硅酸钙板，与实施例1的区别仅在于：将改性核桃壳粉调整为未改性的核桃壳粉；其余步骤及参数均相同。
对比例2
本例提供一种硅酸钙板，与实施例1的区别仅在于：所述硅酸钙板制备方法包括以下步骤：
步骤(1)、制备改性核桃壳粉：将核桃壳粉在于180℃温度下通入水蒸气处理2小时，冷却至室温后加入质量分数为15氨水溶液中浸泡1小时，离心分离，干燥，得到所述改性核桃壳粉；
步骤(2)、制浆：将步骤(1)所得的改性核桃壳粉、硅质材料、钙质材料和水进行混合，得到第一混合浆料；
步骤(3)、制备硅酸钙板：将步骤(2)所得第一混合浆料进入真空流浆箱，搅拌的条件下，均匀的上料，脱水切割成所要求的尺寸板坯；将板坯于57℃温度下进行预养6小时，脱模，送入蒸压釜内于210℃温度和1.8Mpa压力下进行蒸压养护12小时，然后进行打磨、倒角，得到高强度硅酸钙板；其余步骤及参数均相同。
对比例3
本例提供一种硅酸钙板，与实施例1的区别仅在于：所述改性核桃壳粉的重量份数为5份；其余步骤及参数均相同。
对比例4
本例提供一种硅酸钙板，与实施例1的区别仅在于：所述改性核桃壳粉的重量份数为35份；其余步骤及参数均相同。
测试例
本例将实施例1～5和对比例1～4所制得的硅酸钙板进行性能测试。
测试方法及标准：抗折强度按照JC/T654.1-2018测试方法进行测定。
测试结果如表2所示。
表2
| 测试样板 | 抗折强度(MPa) |
| 实施例1 | 9.7 |
| 实施例2 | 10.8 |
| 实施例3 | 12.4 |
| 实施例4 | 14.6 |
| 实施例5 | 19.1 |
| 对比例1 | 5.9 |
| 对比例2 | 7.1 |
| 对比例3 | 6.5 |
| 对比例4 | 7.7 |
由表2可知，相较于对比例，本发明实施例提供的硅酸钙板抗折强度更加优异，且远超高于JC/T654.1-2018标准的强度要求(抗折强度≥8.0MPa)。同时，将本发明实施例1～5所得硅酸钙板按照JC/T654.1-2018测试方法进行密度、导热系数、湿涨率等性能测试，均达到上述国家标准规定要求。
综上所述，本发明实施例提供了一种高强度硅酸钙板，本发明通过以硅质原料和钙质原料为主要原料，同时加入适量改性核桃壳粉作为增强材料，制得抗折强度优异的硅酸钙板，可满足不同建筑领域对于板材的力学性能要求，具有广泛的实际应用价值，同时也为硅酸钙板的制备提供了一种新的思路。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的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，在其它实施例中实现。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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种高强度硅酸钙板，其特征在于，以重量份数计，所述高强度硅酸钙板包括以下原料：
硅质材料35～45份、钙质材料50～60份、改性核桃壳粉15～25份和水150～200份。
2.根据权利要求1所述的高强度硅酸钙板，其特征在于，所述改性核桃壳粉的重量份数Y、所述硅质材料和所述钙质材料两者重量份数之和X满足关系式一；
所述关系式一：0.20≤Y/X≤0.25；
其中，Y为所述改性核桃壳粉的重量份数，X为所述硅质材料和所述钙质材料两者重量份数之和。
3.根据权利要求1所述的高强度硅酸钙板，其特征在于，以重量份数计，所述高强度硅酸钙板包括以下原料：
硅质材料38份、钙质材料52份、改性核桃壳粉20份和水150～200份。
4.根据权利要求1～3任一项所述的高强度硅酸钙板，其特征在于，所述硅质材料包括石英砂、粉煤灰、硅藻土和高岭土中的至少一种。
5.根据权利要求1～3任一项所述的高强度硅酸钙板，其特征在于，所述钙质材料包括石灰、水泥和电石泥中的至少一种。
6.根据权利要求1～3任一项所述的高强度硅酸钙板，其特征在于，所述改性核桃壳粉的制备方法包括以下过程：将核桃壳粉在于150～200℃温度下通入水蒸气处理1.0～4.0小时，冷却至室温后加入氨水溶液中浸泡1～5小时，离心分离，干燥，得到所述改性核桃壳粉。
7.一种权利要求1～6任一项所述的高强度硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
得到改性核桃壳粉；
将所述改性核桃壳粉、硅质材料、钙质材料和水进行混合，得到第一混合浆料；
将所述第一混合浆料进行冷冻处理，后恢复至室温，得到第二混合浆料；
将所述第二混合浆料进行成型制板坯、预养与脱模和蒸压养护，得到所述高强度硅酸钙板。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将所述第一混合浆料进行冷冻处理，后恢复至室温，得到第二混合浆料的步骤包括以下过程：
于-30～-50℃温度下，将所述第一混合浆料进行冷冻处理1～3小时并于室温环境中进行解冻，重复3～5次，得到所述第二混合浆料。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述预养的工作参数包括：温度为55～65℃，时间为4～7小时。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述蒸压养护的工作参数包括：温度为190～230℃，压力为1～2MPa。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311048482.3A Pending CN116969729A (zh) | 2023-08-21 | 2023-08-21 | 一种高强度硅酸钙板及其制备方法 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN116969729A (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105271963A (zh) * | 2015-09-29 | 2016-01-27 | 大唐国际发电股份有限公司高铝煤炭资源开发利用研发中心 | 硅酸钙板及其制造方法 |
| CN108675312A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-10-19 | 何治伟 | 一种电石渣基纳米多孔硅酸钙的制备方法 |
-
2023
- 2023-08-21 CN CN202311048482.3A patent/CN116969729A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105271963A (zh) * | 2015-09-29 | 2016-01-27 | 大唐国际发电股份有限公司高铝煤炭资源开发利用研发中心 | 硅酸钙板及其制造方法 |
| CN108675312A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-10-19 | 何治伟 | 一种电石渣基纳米多孔硅酸钙的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 罗伟等: "改性核桃壳在砂浆中的应用", 《表面技术》, vol. 52, no. 4, pages 399 - 409 * |
| 赵建民: "《木材概论》", vol. 1, 31 July 2002, 高等教育出版社, pages: 59 * |
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