硅酸钙板是以钙质材料、硅质材料及增强纤维为主要材料,经流浆成型、板坯压实、蒸压养护制成的强度高、性能稳定的无机建筑板材,已被工信部列为重点发展绿色建材之一。硅酸钙板强度高、涨湿率小、导热系数低、防火性能好。中密度硅酸钙板可用于室内隔墙、吊顶、隔音、装饰、防火等工程,高密度硅酸钙板可用于室外或潮湿环境中。
传统的硅酸钙板主要原料有硅质原料(石英砂、粉煤灰等)、生石灰、硅灰石、水泥、木质纤维、外加剂、水等。原料制备包括石英砂的湿磨制浆、生石灰的破碎和消化、木纤维的磨制和打浆等工序,生产控制也较成熟。但各地石英粉成本普遍偏高,致使产品成本也较高。如果企业能够开发出更多硅质原料应用在硅酸钙板上,那么对企业有效利用资源,节约生产成本,将大有裨益。
石英砂和粉煤灰的混合使用
石英粉是硅酸钙制品中最重要的原材料之一,占硅酸钙板原材料质量的 40%,石英粉中SiO2的纯度对水化反应过程中托勃莫来石晶体的生成影响很大,未参与化学反应的石英粉也作为水泥胶结物中的骨料。但石英砂湿磨耗能很大,为了减少石英粉的湿磨能耗,并更多地使用工业废料,在生产硅酸钙板时优选SiO2含量高于90%的石英砂,并适当掺加一定数量的粉煤灰以降低生产成本。
硅藻土制备硅酸钙板
我国硅藻土资源丰富,由于其具有多孔性、密度小、强度高的特点,用来制备轻质保温建筑材料具有较好的发展前景。以硅藻土、水泥、木纤维为原料,流浆成型后经180℃(1MPa)蒸压养护8h制得硅酸钙板。有研究表明,通过改变硅藻土的加入量可以制备出性能指标达到D0.8~1.3-II、D0.8~1.3-Ⅲ类别的硅酸钙板,其导热系数均小于0.16W/(m•K)、吸水率与硅藻土加入量呈线性关系。
长石粉制备防火硅酸钙
长石粉是一种富硅材料(主要成份为SiO2,含量达70%以上),且含有较丰富的Al2O3成份(含量达15%~ 17%)。这些硅铝成份与石灰中的有效氧化钙成份,在高温水热反应作用下,即可生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等优良结晶矿物,使板材产生强度。与传统的硅酸钙板比较,选用尾矿长石粉代替石英粉或是与石英粉混用生产硅酸钙板,可以降低生产成本,增强硅酸钙板强度等性能,同时也丰富了硅酸钙板生产应用硅质材料的品种范围,增加了其品种系列。
高岭土下脚料制备纤维硅酸钙板
采用高岭土下脚料取代部分天然石英粉制备纤维硅酸钙板,发现掺加高岭土下脚料不会改变纤维硅酸钙板内部矿物晶体的种类,且掺加少量的高岭土下脚料有利于纤维硅酸钙板内部晶体的发育,,但当掺量较大时,不利于其内部矿物晶体的发育。
陶瓷抛光渣制备纤维增强硅酸钙板
少量的陶瓷抛光渣可以取代天然石英粉生产纤维增强硅酸钙板,从生产和工程实际考虑,陶瓷抛光渣取代石英粉的取代量应控制在15%以内为宜。
硅钙渣、脱硫石膏、粉煤灰等固体废弃物制备硅酸钙板
以电厂高铝粉煤灰碱法提铝后的工业废渣硅钙渣,以及脱硫石膏和粉煤灰以及水泥为主要原料,各组分之间最佳配比为:硅钙渣50%,水泥10%,粉煤灰20%,脱硫石膏20%合成新型建筑材料硅酸钙板。工业试验证明,利用硅钙渣、脱硫石膏和粉煤灰工业生产硅钙板不仅能够工业化生产出符合国家标准的硅钙板,并且完全使用现有设备技术,无需进行设备改装升级等。
磷渣、磷尾矿制备硅酸钙板
我国磷矿资源丰富,但80%以上属于低品位磷矿,磷矿工业在开采、生产过程中产生大量磷尾矿、磷渣,以磷矿工业产生的固体废弃物为主要原料制备建筑材料,可以达到综合利用矿产资源、保护生态环境的目的。
在磷尾矿煅烧、分级制备硅酸钙板过程中,分级产物中富磷产物可以用作磷化工的原料,富钙镁、富硅产物用作制备板材,实现了尾矿的资源化利用,使得磷矿工业产生的废弃物被最大限度的综合利用。同时制备出的硅酸钙板材轻质、保温隔热,在市场上具有较强的竞争力。
非金属矿填充料在硅酸钙板中的使用
木浆纤维对粉料的吸附能力较弱,为了避免在料浆脱水成型过程中木浆纤维与基材粉料分离,影响硅酸钙板的成型质量,制浆时需添加云母、膨胀珍珠岩、膨润土等填充料。填充料的合理使用在提高硅酸钙板质量和性能的同时可以减少水泥和木纤维的用量,降低生产成本。
硅酸钙板是国家重点鼓励发展的新型墙体材料,是符合国家节能环保政策和可持续发展战略,并顺应世界建材工业发展趋势的具有广阔发展前景的绿色建材产品。节约能源和资源是硅酸钙板生产的主流方向。在硅酸钙板的生产中,除了使用价格低、性能好的非金属矿和尾矿降低成本、增强性能外,改进生产工艺也是必要的。如石英砂的湿磨和板坯的蒸养需要消耗大量能源,因此,改进石英砂湿磨工艺,不仅可以节约能源,也能大大促进石英砂等硅质原料在硅酸钙板材等绿色建材领域的应用,提升非金属矿资源价值。
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