專利名稱：一種高防火硅酸鈣板及其生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種建筑材料改進技術，具體是指一種高防火硅酸鈣板及其生產工藝，屬于建筑材料技術領域。
背景技術：
硅酸鈣板是現代建筑中重要的墻體材料之一，因其具有低，中，高密度(0. 8-1. 5 克/立方厘米)、防火(其燃燒性能達到GB8624不燃A級)、隔音性強，防腐防潮、強度高 (10-17兆帕)、容易加工、施工輕便、表面平整美觀等優點，在現代的各種建筑中得到廣泛使用，用作室內隔墻、間墻、地板、吊頂、家具等。現有的硅酸鈣板生產主要采用大量的原礦物質及其加工材料，如珍珠砂、石英粉、河沙、瓷土、高嶺土、水泥、電石渣、消石灰粉等，在礦物質價格不斷攀升，人力勞動成本提高及人類對環境、防火意識加強的今天，所以其生產成本較高，市場競爭力不強，特別是近幾年發生在上海、福建等地的幾次特大房屋火災事件，從而表明必須急迫提高建筑材料防火性能。有通過采用河沙或者海沙取代大部分或全部石英砂來節約成本，如申請號為200810028484. 5，申請日為2008年6月3日，發明名稱為一種硅酸鈣板及其制備方法的專利申請，其特征在于原材料其組分及其質量百分比為河沙或海沙30 50%、膨脹珍珠巖1 5%、云母0. 5 1. 5%、石棉7 10%、紙纖維2 5%、白棉纖維1 2%、電石泥按干重計15 18%、水泥10 30%、粉煤灰2 13%、將上述配方的原材料經制漿、脫水、壓制成型、蒸養，打磨成硅酸鈣板。此方法生產的硅酸鈣板原材料品種多， 防火級別低，多種原料不易就地取材，從而造成成本高，不能達到價廉物美的效果。在當今城市人口密集，建筑材料防火等級必須提高的要求下其防火質量不能滿足現今需要，而且外觀不夠細膩美觀。
發明內容
針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的在于提供一種高防火、成本低廉的硅酸鈣板，本發明同時還提供了這種硅酸鈣板的生產工藝。本發明的技術方案是這樣實現的一種高防火硅酸鈣板，本硅酸鈣板由如下質量百分含量的各組分構成，硅酸鈉1%_3%、氧化鐵紅0. 5%- 、云母10%-20%、石棉9%-12%、紙纖維 2. 5%-3. 5%、石英砂 38%-45%、水泥 8_18%、電石泥 10_30%，水 8_12%。所述電石泥由如下質量百分含量的成分構成Si&3. 74%、Fe2O3O. 45%、Ca069. 2%, MgOO. 8%、Α12032· 16%，余下為雜質。上述硅酸鈣板的生產工藝為
(1)硅酸鈉與云母的制備將硅酸鈉與云母計量后，加水混合攪拌均勻，得到硅酸鈉-云母混合漿備用；
(2)石英砂的制備將石英砂計量后兌水研磨，控制其濃度為60-65%，得到石英砂漿備用；
(3)氧化鐵紅和電石泥的制備將計量好的氧化鐵紅和電石泥兌水攪拌，得到濃度為 20-35%的氧化鐵紅-電石泥混合漿；
(4)先將第(1)步得到的硅酸鈉-云母混合漿放入攪拌機內，再放入第(3)步制備好的氧化鐵紅-電石泥混合漿，攪拌均勻后再放入石英砂漿和水泥，再進行攪拌，攪拌均勻后最后放入石棉和紙纖維，攪拌均勻得到板坯料漿待用；
(5)板坯制造板坯料漿經過振動篩，然后進入研磨機均勻上料，脫水后切割為要求尺寸的板坯；
(6)板坯蒸養將板坯經過自然養護后，進行脫模，再置于蒸壓釜中蒸養，形成半成品板
材；
(7)成品板材將所述半成品板材經過烘干機烘干后，然后經磨邊和倒角即得硅酸鈣板；烘干機烘干溫度控制為夏季90-110°C，冬季100-110°C，最后得到的硅酸鈣板含水率為
8-12%ο其中，第(1)步中硅酸鈉-云母混合漿的濃度為40%_60%。其中，第(5)步脫水后板坯水份為32%_36% ；脫水過程依次包括自然脫水、真空逐級脫水和成型筒擠壓脫水。其中，第(6)步中自然養護時間為夏天4-16小時，冬天7-M小時。其中，第(6)步中蒸養工藝參數為從零升到恒壓時的壓力時間控制為4小時，恒壓12.5小時，從恒壓時的壓力降到零時間控制為3.5小時，恒壓時壓力控制為 0. 95-1. IMpa0第(7)步烘干機烘干后，先砂光板面后，再經磨邊和倒角即得硅酸鈣板。第(4)步中石棉和紙纖維的添加順序為，先放入紙纖維，然后放入石棉。相比現有技術，本發明具有如下有益效果
1、防火性能優異。經測試，本發明的硅酸鈣板的耐火極限性能為根據GB/T8624— 2008建筑材料及制品燃燒性能分級標準，9mm厚的本產品單層雙面可大于目前本標準中最高極限的4小時。2、其它性能也比較高。主要參數為縱向抗折9. 38兆帕；橫向抗折11. 22兆帕；平均抗折10. 3兆帕；密度1. 13克/立方厘米；螺釘拔出力60牛頓/毫米；含水率9. 4%。對照建材行業標準JC/T564—2000《纖維增強硅酸鈣板》的物理力學性能指標規定，完全達到本標準質量要求。3、由于硅酸鈉和氧化鐵紅，是現代建筑中的常用材料，價格便宜，易取。另外石英砂渣、水泥、電石泥渣等材料在各地方都比較易取，還可以保護生態環境，廢物利用。在適當配料下生產本發明的高防火硅酸鈣板質地更細膩，著色裝飾視覺效果更好。4、環保。與常用的硅酸鈣板比較，本硅酸鈣板充分利用化工行業生產聚氯乙烯消解電石排放的廢渣-電石泥，再則充分利用生產玻璃原料尾渣-石英粉渣，就地取材，變廢為寶，減少了原礦物質消耗，十分環保。
具體實施方式
本發明硅酸鈣板由如下質量百分含量的各組分構成，硅酸鈉1%_3%、氧化鐵紅 0. 5%-2%、云母 10%-20%、石棉 9%-12%、紙纖維 2. 5%-3. 5%、石英砂 38%_45%、水泥 8_18%、電石泥(干重)10-30%，水8-12%。紙纖維可以選用廢紙箱。硅酸鈉俗稱泡花堿，為一種水溶性硅酸鹽，其水溶液為水玻璃。其化學式為·η SiO2，式中為堿金屬氧化物，η為二氧化硅與堿金屬氧化物摩爾數的比值，稱為水玻璃的模數，常用模數為3. 1-3.3。建筑上常用的水玻璃是硅酸鈉(Nii2O · η SiO2)的水溶液。因其粘結力強、強度較高，耐酸性、耐熱性好。當硅酸鈉在本發明中與氧化鐵紅、石英砂及電石泥、水泥和其余纖維混合成型，經過蒸壓養護硬化后形成的二氧化硅網狀骨架，在高溫下強度下降很小，同時制品中添加了云母及石棉纖維，耐熱度可達1000°C。氧化鐵紅分子式!^e2O3 ；物理性質有天然的和人造的兩種。天然的稱西紅，是基本上純粹的氧化鐵。紅色粉末。由于生產方法和操作條件的不同，它們的晶體結構和物理性狀都有很大的差別，色澤變動于橙光到藍光至紫光之間。本發明氧化鐵紅用人造的即可， 遮蓋力和著色力都很大。密度5-5. 25。有優越的耐光、耐高溫性能，并耐大氣影響、耐污濁氣體、耐一切堿類。在濃酸中只有在加熱情況下才逐漸被溶解。云母屬于鋁硅酸鹽礦物，具有連續層狀硅氧四面體構造。分為三個亞類白云母、 黑云母和鋰云母。白云母包括白云母及其亞種(絹云母)和較少見的鈉云母；黑云母包括金云母、黑云母、鐵黑云母和錳黑云母；鋰云母是富含氧化鋰的各種云母的細小鱗片。工業上尤其是電氣工業中常用的是白云母和金云母。白云母的化學式為 KAl2 (AlSi3O10)〔0H〕2，其中 SiO2 45. 2%, Al2O3 38. 5%, K2O 11. 8%、H2O 4. 5%,此外，含少量 Na、Ca、Mg、Ti、Cr、Mn、Fe 禾口 F 等。本發明電石泥選用化工廠生產聚氯乙烯時或乙炔站消解電石排放的廢渣，從而變廢為寶，其質量百分含量構成為Si&3. 74%,Fe2O3O- 45%、Ca069. 2%,MgOO. 8%、A12032. 16%，余下為雜質。使用時在攪拌罐中加水均勻攪拌，控制濃度在19%-20%。本發明石英砂可以選用玻璃制造產生的石英砂渣，從而變廢為寶通常石英砂渣 SiO2 ^ 90-99%，Fe2O3 ( 0. 06—0. 02%，耐火度1750°C，外觀部分大顆粒，表面有黃皮包囊。 粒度范圍5-220目，可按用戶要求粒度生產。上述的硅酸鈣板的生產工藝，其步驟為
(1)硅酸鈉與云母的制備將硅酸鈉與云母計量后，加水混合攪拌均勻，得到硅酸鈉-云母混合漿備用；硅酸鈉-云母混合漿的濃度為40%-60% ；
(2)石英砂的制備將石英砂計量后兌水研磨，控制其濃度為60-65%，得到石英砂漿備
用；
(3)氧化鐵紅和電石泥的制備將計量好的氧化鐵紅和電石泥兌水攪拌，得到濃度為 20-35%的氧化鐵紅-電石泥混合漿；
(4)先將第(1)步得到的硅酸鈉-云母混合漿放入攪拌機內，再放入第(3)步制備好的氧化鐵紅-電石泥混合漿，攪拌均勻后再放入石英砂漿和水泥，再進行攪拌，攪拌均勻后最后放入石棉和紙纖維，攪拌均勻得到板坯料漿待用；
(5)板坯制造板坯料漿經過振動篩(兼有混合和過濾的作用)，然后進入研磨機均勻上料，脫水后切割為要求尺寸的板坯；脫水過程依次包括自然脫水、真空逐級脫水和成型筒擠壓脫水，脫水后板坯水份為32%-36% ；(6)板坯蒸養將上步質檢合格的板坯經過自然養護(自然養護時間為夏天4-16小時， 冬天7-M小時)后，進行脫模，再置于蒸壓釜中蒸養，形成半成品板材；質檢不合格的料坯回收后再松解，并進入第(5)步。(7)成品板材將所述半成品板材經過烘干機烘干后，然后經磨邊和倒角即得硅酸鈣板；或者先砂光板面后，再經磨邊和倒角即得硅酸鈣板。烘干機烘干溫度控制為夏季 90-110°C，冬季100-110°c，最后得到的硅酸鈣板含水率為8-12%。上述步驟(5)、(6)、( 7)與現有技術思路一樣，區別在于控制參數不同，因為本發明的原料和現有技術不同，創新了這些參數，使硅酸鈣板性能提升。第(6)步中蒸養工藝參數為從零升到恒壓時的壓力時間控制為4小時，恒壓12. 5 小時，從恒壓時的壓力降到零時間控制為3. 5小時，恒壓時壓力控制為0. 95-1. IMpa0第(4)步中石棉和紙纖維的添加順序為，先放入紙纖維，然后放入石棉。以下再給出一個具體實施例，以幫助理解。硅酸鈣板原料構成硅酸鈉18公斤、氧化鐵紅15公斤、云母160公斤、石棉120公斤、紙箱纖維30公斤、石英砂渣450公斤、水泥100公斤、電石泥干重195公斤(漿420公斤)，用料共計1088公斤。上述配料中也可加入50公斤生產回水沉淀后的廢料，或板材砂光表面后的細粉 35公斤等。主要細節控制方法
(I)硅酸鈉與云母的制備將硅酸鈉與云母計量后，將云母倒入已計量好的硅酸鈉立式葉輪攪拌機中浸泡、攪拌，逐步加入少量的水達到云母可浸泡、攪拌3—5分鐘即可。「I;石英砂渣的制備輸送到臥式球磨機，同時兌水研磨，然后抽入攪拌罐檢測其
濃度，在抽入計量罐計量，當硅酸鈉與云母浸泡完成后將制備好的石英砂漿與已制備好的電石泥漿同時放入立式葉輪打漿機內綜合打漿。氧化鐵紅、電石泥渣的制備將計量好的氧化鐵紅、電石泥放入攪拌鍋兌水攪拌，再抽入振動篩過濾，等待與前面所述石英砂漿同時送入綜合攪拌機，攪拌3—5分鐘。！)將纖維材料(石棉和紙箱纖維)放入立式回轉松解機制備待用。 將纖維材料與前面制備好漿料膠體最后放入綜合攪拌機攪拌，待用。%板坯制造料漿經過振動篩然后進入大型研磨機研磨，流經流漿機，再流入無
端針織毛布經自然脫水、真空逐級脫水、纏繞到成型筒擠壓脫水，當達到要求厚度時自動斷坯，根據需要的尺寸切割、自動堆疊。發現不合格的產品進入二次松解攪拌，再次成型。板坯蒸養將上步驟;f;中質檢合格的板坯經過靜停自然養護(夏天大于4小時，小于16小時。冬天大于7小時，小于M小時)后，進行脫模，每一小垛不能超過20cm 高度堆放，每一小車不能超過6小垛。然后再置于蒸壓釜中蒸養，形成半成品板材；
i:板材成品將半成品板材經過分垛成單張，再一張一張的送入梳式烘干機烘干，然
后磨邊、倒角或砂光，也可以根據要求砂光，磨邊，倒角同步進行。上述步驟(￡;中料漿濃度控制在大于40%_60%。上述步驟②；中料漿濃度控制在60%_65%。上述步驟中先放入紙纖維，然后放入石棉。上述步驟中蒸養工藝參數為升壓4小時(0.0 — l.OMpa)，恒壓12. 5小時，壓力控制1. 0兆帕，降壓3. 5小時(1. 0—0. OMpa)。上述步驟fg:中烘干機的高溫區溫度控制在夏季90-110度，冬季100-110度，板材烘干后含水率控制在10%左右。
權利要求
1.一種高防火硅酸鈣板，其特征在于本硅酸鈣板由如下質量百分含量的各組分構成,硅酸鈉1%_3%、氧化鐵紅0. 5%-2%、云母10%-20%、石棉9%-12%、紙纖維2. 5%-3. 5%、石英砂 38%-45%、水泥 8-18%、電石泥 10-30%，水 8_12%。
2.根據權利要求1所述的硅酸鈣板，其特征在于所述電石泥由如下質量百分含量的成分構成:Si023 . 74%, Fe2O3O. 45%、Ca069. 2%、MgOO. 8%、Α12032· 16%，余下為雜質。
3.權利要求1所述的硅酸鈣板的生產工藝，其特征在于，其步驟為(1)硅酸鈉與云母的制備將硅酸鈉與云母計量后，加水混合攪拌均勻，得到硅酸鈉-云母混合漿備用；(2)石英砂的制備將石英砂計量后兌水研磨，控制其濃度為60-65%，得到石英砂漿備用；(3)氧化鐵紅和電石泥的制備將計量好的氧化鐵紅和電石泥兌水攪拌，得到濃度為 20-35%的氧化鐵紅-電石泥混合漿；(4)先將第(1)步得到的硅酸鈉-云母混合漿放入攪拌機內，再放入第(3)步制備好的氧化鐵紅-電石泥混合漿，攪拌均勻后再放入石英砂漿和水泥，再進行攪拌，攪拌均勻后最后放入石棉和紙纖維，攪拌均勻得到板坯料漿待用；(5)板坯制造板坯料漿經過振動篩，然后進入研磨機均勻上料，脫水后切割為要求尺寸的板坯；(6)板坯蒸養將板坯經過自然養護后，進行脫模，再置于蒸壓釜中蒸養，形成半成品板材；(7)成品板材將所述半成品板材經過烘干機烘干后，然后經磨邊和倒角即得硅酸鈣板；烘干機烘干溫度控制為夏季90-110°C，冬季100-110°C，最后得到的硅酸鈣板含水率為8-12%ο
4.根據權利要求3所述的硅酸鈣板的生產工藝，其特征在于第(1)步中硅酸鈉-云母混合漿的濃度為40%-60%。
5.根據權利要求3所述的硅酸鈣板的生產工藝，其特征在于第(5)步脫水后板坯水份為32%-36% ；脫水過程依次包括自然脫水、真空逐級脫水和成型筒擠壓脫水。
6.根據權利要求3所述的硅酸鈣板的生產工藝，其特征在于第(6)步中自然養護時間為夏天4-16小時，冬天7- 小時。
7.根據權利要求3所述的硅酸鈣板的生產工藝，其特征在于第(6)步中蒸養工藝參數為從零升到恒壓時的壓力時間控制為4小時，恒壓12. 5小時，從恒壓時的壓力降到零時間控制為3. 5小時，恒壓時壓力控制為0. 95-1. IMpa0
8.根據權利要求3所述的硅酸鈣板的生產工藝，其特征在于第(7)步烘干機烘干后， 先砂光板面后，再經磨邊和倒角即得硅酸鈣板。
9.根據權利要求3所述的硅酸鈣板的生產工藝，其特征在于第(4)步中石棉和紙纖維的添加順序為，先放入紙纖維，然后放入石棉。
全文摘要
本發明公開了一種高防火硅酸鈣板及其生產工藝，本硅酸鈣板由如下質量百分含量的各組分構成，硅酸鈉1%-3%、氧化鐵紅0.5%-2%、云母10%-20%、石棉9%-12%、紙纖維2.5%-3.5%、石英砂38%-45%、水泥8-18%、電石泥10-30%，水8-12%。本發明防火性能優異，耐火極限甚至可大于目前標準中最高極限的4小時。其它性能也比較高，完全達到相關標準質量要求。同時就地取材，原料價格便宜，某些原料還可以廢物利用，變廢為寶，減少了原礦物質消耗，十分環保。
文檔編號C04B28/00GK102503269SQ20111032961
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者曹國英 申請人:重慶航輝建材有限責任公司