CN1273224A - 一种石膏作为建筑板材原料的应用 - Google Patents

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Abstract

一种石膏作为建筑板材原料的应用,主要发明点在于所说的石膏为α－半水石膏,用α－半水石膏为原料生产的石膏建筑板材,可以是发泡的或未发泡的素板、加纤维板、覆纸板及玻璃纤维网布复合板等;其制作发泡板所用的发泡剂为硫酸。与普通石膏建筑板材相比,α－半水石膏建筑板材在强度、刚度、抗冲击、耐水性方面都强于前者;发泡板更具有较好的保温隔热、隔音、抗震性能;作墙体板材时,不须依附龙骨架,不须增设保温隔热、隔音层,可独立作分隔墙体,或复合后作外墙。

Description

一种石膏作为建筑板材原料的应用
本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种石膏原料在建筑领域的应用。
现有技术的建筑石膏板材所用石膏原料均为普通半水石膏(即β-半水石膏)，由此石膏生产的建筑石膏板材，主要有纸面石膏板、石膏空心条板、石膏砌块、石膏纤维压密板、及其玻纤网布复合板等。用这些建筑石膏板材复合的墙体，较以前砖混内墙在建筑总质量、基础底板厚度、钢筋用量等方面都有减少，在建筑有效使用面积方面有所增加；如上海建筑科学研究院对一栋高27层，建筑面积3.51万平方米的商业建筑进行的研究，以低面石膏板墙取代砖混内隔墙的结果：结构的楼面设计荷载减轻了9.92-19.27％，建筑总质量减轻了11％，结构的楼板厚度减薄1cm，梁的宽度减少5cm，柱截面尺寸减少10cm，部分主要剪力墙的断面尺寸减少5-10cm，基础底板厚度减少4.87％，钢筋用量减少9.91％，土建工程合计节省2.87％，增加建筑有效使用面积1.08％，工期短，工程提前竣工，建筑费用汇总比较，减少15.04％。从以上可以看出轻体石膏板墙较砖混内隔墙有着显著的技术经济优点。但在建筑领域来说，随着科技的进步，新型建材不断涌现，而且随着建筑质量的日益提高，对各类建材性能的要求也越来越高，所以就使用范围及新的要求方面来说，现有技术的石膏建筑板材及其复合墙体还存在有：强度、刚度不够理想，不耐冲撞，耐水性差，必须依附于龙骨架才能立身，通常在两隔板间还得塞入岩棉等材料才可达到好的保温隔热、隔音效果，还有造价偏高，施工相对较繁琐等。用各类β-半水石膏板复合生产的各种复合墙材技术性能参见表1。由于以上的不足，在一定程度上限制了石膏轻质板材在建筑及相关领域的应用。
本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提出一种解决方案，充分开发α-半水石膏材料性能优点，以生产出在强度、刚度、耐冲撞、耐水性、隔音、保温隔热等方面有较大技术进步的石膏建筑板材。
本发明目的的实现，主要技术点在于，用α-半水石膏替代以前用β-半水石膏作为石膏建筑板材原料的一惯做法，生产建筑用发泡或不发泡的素板、加纤维板、覆纸板及玻纤网布复合板等，其中α-半水石膏发泡板所用的发泡剂为硫酸，添加量为浓度98％的硫酸小于2.0％(重量百分比)。
本发明与已有技术相比，用α-半水石膏为原料生产的各类石膏建筑板材，在各项技术指标上均有很大提高，具体数据见表2。
下面结合实施例对本技术作进一步详述：用α-半水石膏替代以前用β-半水石膏作为石膏建筑板材原料所生产的板材有：未经发泡或发泡的素板、加纤维板、覆纸板、玻纤网布复合板等；其α-半水石膏发泡板所用的发泡剂为硫酸，其浓度为98％时加入量为：石膏粉重量的2％以下。以α-半水石膏为原料生产建筑板材的生产工艺为：
1.α-半水石膏发泡板材的生产工艺：
①发泡素板材的生产：
α-半水石膏粉+25-35％的水+不大于2％的浓度为98％的硫酸，在3分钟内充分搅拌，成型；
②加纤维发泡板材的生产：
α-半水石膏粉+25-35％的水+不大于2％的浓度为98％的硫酸+0.5-5％的长度为5-30mm的纤维材料，在3分钟内充分搅拌，成型；
③加玻纤网布、纸面复合等发泡板材的生产：
α-半水石膏粉+25-35％的水+不大于2％的浓度为98％的硫酸，在3分钟内搅拌，与玻纤网布、覆面纸等复合成型；
④也可采用以上几种工艺相互结合的方法，生产：加纤维、玻纤网布复合发泡板，覆纸、加纤维发泡板，覆纸、加纤维、加玻纤网布复合发泡板等。
2.α-半水石膏板材的生产工艺
同上述生产工艺，不加发泡剂即可得到相应的各种板材。
用硫酸作为α-半水石膏的发泡剂，其发泡机理在于，石膏属蒸发成因的沉积岩，按沉积成矿序列，它沉积在碳酸盐之后，岩盐之前，因而其中总伴有一定量的CaCO3，CaMg(CO3)2沉积物；用硫酸做发泡剂就是利用了石膏原料的这一特征，使硫酸与碳酸盐反应放出CO2气体而发泡的。发泡体发泡的大小是根据发泡需要计算调整硫酸的添加量实现的。用α-半水石膏原料生产发泡建筑石膏板，其中发泡剂硫酸与发泡体抗折强度、密度之间的关系如图1、图2所示。
实施例1：α-半水石膏素发泡板材的生产：
10Kgα-半水石膏粉+2.7Kg水+0.09Kg浓度为98％的硫酸，在3分钟内充分搅拌、注入模具成型，15分钟脱膜、自然干燥即得容重约为1.0g/cm3的成品。
实施例2：α-半水石膏加纤维复合板材的生产：
10Kgα-半水石膏粉+3.2Kg水+长度为15mm的玻璃纤维0.2Kg，在3分钟内充分搅拌、注入模具成型，自然干燥即可。
      常用普通石膏材料复合墙板规格、性能参数表
                                    表1
品种           规格尺寸(mm) 结构                 技术性能
长度   宽度   厚度    项  目    指标
  纸面石膏板复合墙板(A厂B厂) 2400250027503000   9001200   50、92 二合一：龙骨+两层纸面石骨板(中空)三合一：龙骨+两层纸面石膏板＋一层岩棉芯板 板重(Kg/m2)破坯荷载(N)(支座间距2400mm，在跨距1/4处加荷载)隔声指数(dB)     26600034
1500-3000   910   60-200 板重(Kg/m2)抗弯荷载(N)(支座间距2400mm)隔声指数(dB)     25-30331032-36
  无纸面石膏板复合墙板 3000   900   120 二合一三合一 板重(Kg/m2)破坯荷载(N)(支座间距2M)隔声指数(dB)空心/填芯板     31520036-39/46
  800   74 板重(Kg/m2)抗弯荷载(N)(支座间距2M)隔声指数(dB)     26-312200-290033
石岩铝膏棉合板板金板复合外墙板 三合一 板重(Kg/m2)抗弯强度(MPa)：带空气间层板不带空气间层板热阻值(m2·k/W)；带空气间层板不带空气间层板(注：岩棉板厚50mm，纸面石膏板厚12mm，铝合金压型板厚0.6mm)     2013.910.41.2851.072
石膏空心条板(A厂B厂) 2400-3000   250-600   80 独立成墙 板重(Kg/m2)抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)抗拉强度(MPa)集中破坏荷载(N/2m)     68-707.371.571.451180
2600-3000   600   80 容重(Kg/m3)抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)抗拉强度(MPa)抗弯荷载(N/2m)隔声指数(dB)     700-800＞7.5＞3.0＞1.5＞100030
  石膏砌块墙   200400 板重(Kg/m2)：隔声指数(dB)：     1501604850
     a-半水石膏及其发泡复合封墙板规格、性能参数
                                      表2
品种        规格尺寸(mm) 结  构                技术性能
长度 宽度 厚度     项    目   指标
a-半水石膏及其发泡复合板材 相当于层高 1200或一个开间 30/50 发泡复合板可独立做内分隔墙板；或与增强未发泡板、GRC板、压型铝合金板、彩钢板复合做外墙板   板重(Kg/m2)容重(Kg/m3)抗压强度(MPa)：a-半水石膏基材素发泡板加玻纤发泡板加玻纤网布发泡板抗折强度(MPa)：a-半水石膏基材素发泡板加玻纤发泡板加玻纤网布发泡板破坯荷载(N)a-半水石膏基材素发泡板加玻纤发泡板加玻纤网布发泡板(支座间距2M)   24/4030/5036/60800100012005113.74-4.5＞5.0＞6.04932/137001620/45001800/50002100/6000

Claims (3)

1.一种石膏作为建筑板材原料的应用，其特征在于：石膏建筑板材所用的石膏原料为α-半水石膏。
2.根据权利要求1所述的建筑板材原料的应用，其特征在于：用α-半水石膏作为原料生产的建筑板材是未经发泡的或发泡的素板、加纤维板、覆纸板及玻纤网布复合板。
3.根据权利要求1、2所述的α-半水石膏发泡板，其特征在于：生产发泡板所用的发泡剂为硫酸，其加入量为浓度98％的硫酸小于2.0％。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101851081B (zh) * 2009-04-03 2013-10-16 秦永超 一种玻璃纤维增强石膏产品及其制备方法和设备
CN114349448A (zh) * 2021-08-27 2022-04-15 浙江固德优科技股份有限公司 一种α高强石膏生产防火外墙泡沫石膏保温板以及制备方法

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