本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，尤其是涉及與用于與水泥組合使用的組合物及其使用方法。

背景技術(shù)：
硅藻土是一種生物成因的硅質(zhì)沉積巖，是海洋或湖泊中生長的硅藻類的殘骸在水底沉積，經(jīng)自然環(huán)境作用而逐漸形成的一種非金屬礦物。硅藻土主要分布在中國、美國、丹麥、法國、羅馬尼亞等國。是一種生物成因的硅質(zhì)沉積巖，它主要由古代硅藻的遺骸所組成。我國硅藻土儲量3.2億噸，遠景儲量達20多億噸，主要集中在華東及東北地區(qū)，其中規(guī)模較大，儲量較多的有吉林(54.8％)、浙江、云南、山東、四川等省。硅藻土在電子顯微鏡下可以觀察到特殊多孔的構(gòu)造，其具有細(xì)膩、松散、質(zhì)輕、多孔、吸水性和滲透性強的物理特性?；诠柙逋恋陌宀挠泻芏?，但是仍存在很多亟待解決的問題。例如，在保證密度較低的情況下無法提供強度較高的板材以及板材縱橫各向強度不均的問題，尤其是對于用作建筑材料的那些板材。另外，原料產(chǎn)地與使用場所之間距離遙遠的情況下，有時候運送材料比運送板材來的方便，以及在原料和板材制造分別在原料產(chǎn)地和使用場所分別制造更加方便的情況下，需要以粉末的形式將原料運送至使用場所以在使用場所制造所述板材。然而，由于板材制備所需的粉末成分復(fù)雜多樣，遠距離運輸和長時間保存容易發(fā)生重量劣化(例如相互之間在長時間保存的情況下由于例如受潮而發(fā)生結(jié)塊等)問題，因此需要制得一種能夠具有穩(wěn)定性高便于遠距離運輸和長時間保存的粉末原料。本發(fā)明提供提供一種具有高度穩(wěn)定性的與水泥組合使用來制備板材的組合物來滿足這種需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決基于硅藻土的板材存在的上述一個或者多個問題，本發(fā)明提供了一種用于與水泥組合使用來制備板材的組合物以及將所述組合物與水泥組合使用來制備纖維增強板材的方法以及由該方法制得的板材。本發(fā)明第一方面提供了一種用于與水泥組合使用來制備板材的組合物，1、一種用于與水泥組合使用來制備板材的組合物，其中，所述組合物的組成如下：60重量份至70重量份的硅藻土；40重量份至60重量份的石英砂；10重量份至20重量份的無機纖維；2重量份至5重量份的無機填料；和。0.5重量份至2.5重量份的膨潤土。本發(fā)明在第二方面提供了一種使用本發(fā)明第一方面所述的組合物與水泥組合使用來制備纖維增強板材的方法，所述方法包括如下步驟：(1)混合制漿：將所述組合物和水泥一起于水中混合制漿，得到固含量為10質(zhì)量％至15質(zhì)量％的料漿；(2)濕坯制備：通過流漿法工藝將所述漿料制成濕坯；(3)高濕度培養(yǎng)：將所述濕坯于相對濕度為80％至99％的相對濕度和25℃至35℃的常溫條件下放置10小時至15小時，得到經(jīng)培養(yǎng)的坯體；(4)高壓養(yǎng)護：將所述坯體于蒸壓釜中，在4小時至6小時的時間將壓力升到1.0Mpa至1.2Mpa的飽和蒸汽壓后，并在該壓力下養(yǎng)護10至15小時，再在4小時至6小時的時間內(nèi)將壓力降到常壓，從而制得經(jīng)高溫養(yǎng)護的板材；(5)高溫干燥：將所述經(jīng)養(yǎng)護的板材于在100℃至150℃的溫度干燥直至恒重，從而得到所述基于硅藻土的纖維增強板材。本發(fā)明在第三方面由本發(fā)明第二方面所述的方法制得的板材。本發(fā)明提供的所述組合物具有高度穩(wěn)定性。由本發(fā)明方法所制得的硅藻土板材具有質(zhì)量輕、高強度并且縱橫各向強度均一的特點。具體實施方式下文將通過提供一些具體的實施方式以舉例方式對本發(fā)明進行進一步的描述。但是本申請請求保護的技術(shù)方案不限于這些具體的實施方式。本發(fā)明在第一方面提供了一種用于與水泥組合使用來制備板材的組合物，其中，所述組合物的組成如下：60重量份至70重量份的硅藻土；40重量份至60重量份的石英砂；10重量份至20重量份的無機纖維；2重量份至5重量份的無機填料；和。0.5重量份至2.5重量份的膨潤土。在一些優(yōu)選的實施方式中，所述組合物由65重量份的硅藻土、50重量份的石英砂、35重量份的水泥、15重量份的無機纖維、4重量份的無機填料和1.5重量份的膨潤土。在一些優(yōu)選的實施方式中，所述所述硅藻土的200目篩余量小于1質(zhì)量％。在一些優(yōu)選的實施方式中，所述石英砂的200目篩余量小于1質(zhì)量％。在一些優(yōu)選的實施方式中，所述無機纖維為碳纖維或海泡石纖維，并且所述無機纖維的200目篩余量小于10質(zhì)量％。在一些優(yōu)選的實施方式中，所述無機填料為云母或硅灰石；所述無機填料的200目篩余量小于1質(zhì)量％。在一些優(yōu)選的實施方式中，所述硅藻土的二氧化硅含量為80質(zhì)量％以上。本發(fā)明在第二方面提供了一種使用本發(fā)明第一方面所述的組合物與水泥組合使用來制備纖維增強板材的方法，所述方法包括如下步驟：(1)混合制漿；(2)濕坯制備；(3)高濕度培養(yǎng)；(4)高壓養(yǎng)護；和(5)干燥。在步驟(1)的混合制漿中，將60重量份至70重量份的硅藻土、40重量份至60重量份的石英砂、20重量份至25重量份的水泥、10重量份至20重量份的無機纖維、2重量份至5重量份的無機填料于水中混合制漿，得到固含量為10質(zhì)量％至15質(zhì)量％的料漿。在步驟(2)的濕坯制備中，通過流漿法工藝將所述漿料制成濕坯。在步驟(3)的高濕度培養(yǎng)中，將所述濕坯于相對濕度為80％至99％的相對濕度和25℃至35℃的常溫條件下放置10小時至15小時，得到經(jīng)培養(yǎng)的坯體。在步驟(4)的高壓養(yǎng)護中，將所述坯體于蒸壓釜中，在4小時至6小時的時間將壓力升到1.0Mpa至1.2Mpa的飽和蒸汽壓后，并在該壓力下養(yǎng)護10至15小時，再在4小時至6小時的時間內(nèi)將壓力降到常壓，從而制得經(jīng)高溫養(yǎng)護的板材。在步驟(5)的干燥中，高溫干燥：將所述經(jīng)養(yǎng)護的板材于在100℃至150℃的溫度干燥直至恒重，從而得到所述纖維增強的硅藻土板材。在本發(fā)明的上述體系中，硅藻土的用量和粒度是影響最后制得的板材的強度的重要影響因素，因此需要所述硅藻土的200目篩余量要小于1質(zhì)量％并且在上述原料體系中硅藻土的重量份不要低于60重量份，否則會因為硅藻土顆粒過大或者含量過低而導(dǎo)致強度下降或者縱橫各向強度不均勻。如果硅藻土的含量過高，則邊際效益下降，成本效率降低。因此，在上述體系中，硅藻土的量優(yōu)選為60重量份至70重量份，例如可以為60、65或70重量份。另外優(yōu)選的是，所述硅藻土的二氧化硅含量優(yōu)選為80質(zhì)量％，如果二氧化硅含量過低，則其中的其他物質(zhì)含量過大，可能會影響板材的強度。在本發(fā)明的上述體系中，石英砂的用量優(yōu)選為40重量份至60重量份的石英砂，如果用量過大，則會降低其他原料的相對用量，從而可能導(dǎo)致強度的下降或者密度的上升。如果用量多低，則會增加板材的制造成本。在本發(fā)明的上述體系中，水泥的用量為20重量份至25重量份的水泥，如果水泥的用量過大，則在高濕度培養(yǎng)和高壓養(yǎng)護中的要求過于嚴(yán)苛，耗時過長，在后期的高溫干燥中容易板材容易開裂，而且容易導(dǎo)致其他原料的相對用量降低，從而影響了其他原料在上述體系中所帶來的效果。如果水泥用量過低，則可能導(dǎo)致所得板材的強度不足。在本發(fā)明的上述體系中，使用10重量份至20重量份的無機纖維。如果纖維量過大，會增加物料均勻混合的難度，并且增加了板材的制造成本。如果用量過低，則所制得的板材的密度過高或則硬度不足。由于后期的高溫干燥，因此本發(fā)明最好不用甚至不能采用木漿纖維或者其他無機纖維。在本發(fā)明的上述體系中，使用2重量份至5重量份的無機填料，如果無機填料用量過大，則可能影響強度，如果用量過小，則增加了板材的制造成本。在本發(fā)明的上述體系中，固含量優(yōu)選為10質(zhì)量％至15質(zhì)量％。如果固含量過大或者過小，則不便于通過流漿箱工藝制造濕坯。在一些優(yōu)選的實施方式中，在所述混合制漿中，將65重量份的硅藻土、50重量份的石英砂、35重量份的水泥、15重量份的無機纖維、4重量份的無機填料于水中混合制漿，得到固所述料漿。在一些實施方式中，在所述漿料中還混合有0.5重量份至2.5重量份的膨潤土。膨潤土是一種黏土巖，亦稱蒙脫石黏土巖；主要化學(xué)成分是二氧化硅、三氧化二鋁和水，還含有鐵、鎂、鈣、鈉、鉀等元素，Na2O和CaO含量對膨潤土的物理化學(xué)性質(zhì)和工藝技術(shù)性能影響頗大。蒙脫石礦物屬單斜晶系，通常呈土狀塊體，白色，有時帶淺紅、淺綠、淡黃等色。光澤暗淡。硬度1～2，密度2～3g/cm3。按蒙脫石可交換陽離子的種類。本發(fā)明人驚訝地發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的上述體系中，在使用膨潤土的情況下，可以使用高含量的硅藻土、石英砂和纖維并且可以使用較低的水泥，同時可以改善制漿的均勻度并且改善所得漿料的可操作性(即可以利用較低的固含量的漿料)。更為重要的是，適量的膨潤土能夠提高板材的強度。在一些優(yōu)選的實施方式中，所述膨潤土的用量為1.5重量份。在一些實施方式中，其中，所述石英砂的200目篩余量小于1質(zhì)量％。在一些實施方式中，所述無機纖維為碳纖維；所述無機纖維的200目篩余量小于10質(zhì)量％。在一些優(yōu)選的實施方式中，所述無機纖維為海泡石纖維；所述無機纖維的200目篩余量小于10質(zhì)量％。在一些實施方式中，所述無機填料為云母或硅灰石；所述無機填料的200目篩余量小于1質(zhì)量％。在一些實施方式中，所述無機填料為云母或硅灰石；所述無機填料的200目篩余量小于1質(zhì)量％。本發(fā)明在第三方面提供了根據(jù)本發(fā)明第二方面所述的方法制得的板材。另外注意的是，如果沒有特別說明，本發(fā)明所記載的任何范圍包括端值以及端值之間的任何數(shù)值以及以及以端值或者端值之間的任意數(shù)值所構(gòu)成的任意子范圍。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。這些實施例只是就本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行舉例說明，本發(fā)明的保護范圍不應(yīng)解釋為僅限于這些實施例。實施例下文將通過實施例的形式對本發(fā)明進行進一步的說明。實施例中使用的原料如下：硅藻土的200目篩余量小于1質(zhì)量％，并且氧化硅含量大于80質(zhì)量％；所述石英砂的200目篩余量小于1質(zhì)量％；所述無機纖維的200目篩余量小于10質(zhì)量％，長度為3mm至5mm；所述無機填料的200目篩余量小于1質(zhì)量％；膨潤土的的200目篩余量小于1質(zhì)量％；水泥為I型硅酸鹽水泥，即不含有其他填料的硅酸鹽水泥。制備例1按照表1所述的組分混合制得本發(fā)明的組合物，并且將其包裝在符合GB9774-2010標(biāo)準(zhǔn)的硅酸鹽水泥包裝袋中，放在溫度為40℃，相對濕度為50％的環(huán)境(模擬長度運輸環(huán)境)中6個月，然后通過200目標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)篩篩分粉末，并采用風(fēng)選機分離篩余物的纖維，將稱量所余留下的結(jié)塊物質(zhì)的重量，并根據(jù)如下公式計算結(jié)塊物料的重量百分比：結(jié)塊物料重量/篩分前物料重量X100％。重復(fù)3次。結(jié)果列在表1中。由表1中的結(jié)果可以看出，本發(fā)明的所述組合物在至少6個月的保存和運輸時間內(nèi)是穩(wěn)定的。但是，如果將本發(fā)明的組合物與水泥一起混合后，其穩(wěn)定性顯著下降。據(jù)推測，可能是水泥與本發(fā)明組合物中的其他物料發(fā)生某種反應(yīng)的結(jié)果。實施例1本實施例通過將本發(fā)明的組合物與水泥組合使用來制備板材，制備方法如下：(1)將表2所示的原料于水中混合制漿，得到固含量為10質(zhì)量％的料漿；(2)濕坯制備：通過流漿法工藝將所述漿料制成濕坯；(3)高濕度培養(yǎng)：將所述濕坯于相對濕度為90％的相對濕度和常溫(30℃左右)的條件下放置15小時，得到經(jīng)培養(yǎng)的坯體；(4)高壓養(yǎng)護：將所述坯體于蒸壓釜中，在5小時的時間將壓力升到1.2Mpa的飽和蒸汽壓后，并在該壓力下養(yǎng)護15小時，再在4小時至6小時的時間內(nèi)將壓力降到常壓，從而制得經(jīng)高溫養(yǎng)護的板材；(5)高溫干燥：將所述經(jīng)養(yǎng)護的板材于在120℃的溫度干燥直至恒重(間隔30分鐘兩次取樣，后一次取樣重量變化小于0.1重量％)，從而得到所述基于硅藻土的1200mmX1200mmX8mm的纖維增強板材。測量所得材料的密度和縱向強度(機器方向)和橫向強度(與縱向垂直的方向)，每個材料重復(fù)3次，并采用如下公式計算橫向比強度和縱向比強度：橫向比強度＝橫向強度/密度；縱向強度比＝縱向強度/密度。測得結(jié)果列于下表2中。實施例2至23除了表2所示的內(nèi)容之外，以與以實施例1相似的方式進行實施例2至23，并測量密度、橫向強度和縱向強度，并計算橫向比強度和縱向比強度。表2原料用料及其所制得的板材的比強度*：含有6重量份的木漿纖維和4重量份的海泡石纖維。由表2的結(jié)果可以看出，使用膨潤土能夠顯著地提高強度尤其是是縱橫強度。令人意外的是，適量的石英砂似乎對提高板材的強度是必要的，似乎過高或者過低的石英砂含量都會對強度造成不利的影響。另外，在實施例23中，發(fā)現(xiàn)板材表面不夠光滑，并且斷面出現(xiàn)大的不均一的孔洞，因此，本發(fā)明人認(rèn)為，本發(fā)明的方法不適合于使用木漿纖維。