本發(fā)明涉及硅酸鹽防火板技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種摻用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的纖維增強硅酸鹽防火板及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
拋光磚廢渣是陶瓷磚表面拋光處理過程中產(chǎn)生的廢渣，是一種主要的陶瓷固體廢料。由于拋光磨頭在拋光時被磨下的碳化硅和氯化鎂，在燒成的過程中會分解出氣體，產(chǎn)品會發(fā)泡，不能用拋光磚廢渣來生產(chǎn)地磚等需要強度、耐磨度較高的產(chǎn)品。所以，相應(yīng)的廠家很難直接回收使用，其是目前陶瓷行業(yè)中最難利用的廢渣，也是利用得最少的廢渣。
電石渣是電石水解獲取乙炔氣后的以氫氧化鈣為主要成分的廢渣。利用電石渣可以代替石灰石制水泥、生產(chǎn)生石灰用作電石原料、生產(chǎn)化工產(chǎn)品、生產(chǎn)建筑材料及用于環(huán)境治理等，使用渠道多，相應(yīng)技術(shù)也很成熟。
使用石灰和石英粉材料，摻入纖維和其它功能性材料，在流漿法生產(chǎn)線上制成板坯，通過水熱合成生產(chǎn)出纖維增強硅酸鹽防火板是目前通用的技術(shù)，但其材料的選擇需用高純石灰和高純石英。
因此，本發(fā)明從利用廢料考慮，提出一種摻用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的纖維增強硅酸鹽防火板，選擇拋光磚廢渣作為主體的硅酸質(zhì)材料，選擇電石渣作為主體的石灰質(zhì)材料，解決了拋光磚廢渣雜質(zhì)多，整體密度大，易沉淀，很難適合在流漿線上生產(chǎn)，且產(chǎn)品質(zhì)量不易保證的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一個目的在于提供一種摻用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的纖維增強硅酸鹽防火板。目前，大部分的拋光磚廢渣只能掩埋處理，本發(fā)明的目的是為尋求另一條使用拋光磚廢渣的途徑。本發(fā)明通過摻加功能性材料，在通用的流漿法生產(chǎn)線上制造出符合相關(guān)標準的纖維增強硅酸鹽防火板，板材可以用在各種被動防火系統(tǒng)中。產(chǎn)品的廢渣使用量在50％以上。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種摻用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的纖維增強硅酸鹽防火板的制備方法。
本發(fā)明的第三個目的在于提供一種摻用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的纖維增強硅酸鹽防火板的應(yīng)用。
為達到上述第一個目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
一種摻用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的纖維增強硅酸鹽防火板，包括如下質(zhì)量百分比的原料：
本發(fā)明使用電石渣作為水熱合成的石灰質(zhì)材料，使用拋光磚廢渣作為水熱合成的硅酸質(zhì)材料及高溫穩(wěn)定材料，電石渣和拋光磚廢渣合計使用比例較大，達到很好的利廢目的。
本發(fā)明配方中摻入少許硅酸鹽水泥，可以保證產(chǎn)品入蒸壓釜前有適當?shù)某跗趶姸龋梢詼p少蒸壓缺陷的產(chǎn)生；同時適當硅酸鹽水泥的摻入，對制品的成型過程也有利。
本發(fā)明配方中摻入偏高嶺土、氫氧化鋁、云母，可以改善產(chǎn)品的高溫尺寸穩(wěn)定性。
本發(fā)明配方中摻入膨脹珍珠巖和膨脹蛭石，可以降低產(chǎn)品密度，降低產(chǎn)品的導熱系數(shù)。
本發(fā)明配方中使用木漿纖維作為增強材料而不使用傳統(tǒng)的石棉纖維，主要考慮石棉纖維是不環(huán)保的材料。
本發(fā)明在漿料制造過程使用膨潤土作為懸浮分散劑，結(jié)合前述膨脹珍珠巖和膨脹蛭石的使用，使?jié){料有很好的懸浮性能，解決了大量使用拋光磚廢渣漿料易沉淀，很難適合在流漿線上生產(chǎn)的問題。
為較大量的使用廢渣，并確保能穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，本發(fā)明將產(chǎn)品的常溫強度等級降低，而突出產(chǎn)品的高溫尺寸穩(wěn)定性和導熱系數(shù)，保證其適合各種被動防火系統(tǒng)中使用。
優(yōu)選地，所述硅酸鹽防火板包括如下質(zhì)量百分比的原料：
優(yōu)選地，所述水泥為硅酸鹽水泥，其強度等級為42.5Mpa以上。
優(yōu)選地，所述電石渣在除渣處理后使用，180目篩余5％以下。
優(yōu)選地，所述拋光磚廢渣在除渣處理后使用，180目篩余5％以下。
優(yōu)選地，所述偏高嶺土的活性指數(shù)為100以上，325目篩余5％以下。
優(yōu)選地，所述氫氧化鋁的純度為98％以上，325目篩余5％以下。
優(yōu)選地，所述云母為片狀白云母，粒徑40目～100目。
優(yōu)選地，所述膨脹珍珠巖的堆積容重為60Kg/m3，粒徑20～80目。
優(yōu)選地，所述膨脹蛭石的堆積容重為120Kg/m3，粒徑20～80目。
優(yōu)選地，所述木漿纖維為針葉木漿纖維，充分帚化后(符GB/T22836帚化度3級)使用。
優(yōu)選地，所述膨潤土的膨脹容為35ml/g以上，以10％濃度在乳化機乳化1h后使用。
為達到上述第二個目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
一種摻用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的纖維增強硅酸鹽防火板的制備方法，使用流漿法制造，包括如下步驟：
1)將木漿板碎漿、磨漿成木漿備用，將膨潤土乳化后備用，將拋光磚廢渣和電石渣進行除渣處理；
2)將處理后的各材料按比例混合后，加水攪拌并控制合適濃度；
3)將步驟2)中得到的材料進行流制板，即通過流漿形成薄料層，再通過成型筒將各薄料層疊合，形成板坯；
4)步驟3)中得到的板坯經(jīng)壓蒸養(yǎng)護后形成具有強度的板材，板材經(jīng)烘干及切割加工后即可包裝入庫。
優(yōu)選地，步驟1)中將膨潤土以10％濃度在乳化機乳化1h后備用。
優(yōu)選地，步驟2)中所述濃度為15％～30％，根據(jù)不同生產(chǎn)線可取不同值。
優(yōu)選地，步驟3)中所述薄料層的厚度為1.0mm～1.5mm；所述板坯的厚度為9mm～25mm。為了保證良好的防火性能，產(chǎn)品的厚度設(shè)計為9mm以上，并將產(chǎn)品的常溫強度等級降低，而突出產(chǎn)品的高溫性能。
優(yōu)選地，步驟4)中所述壓蒸養(yǎng)護采用壓力為0.8MPa～1.0MPa的飽和蒸汽水熱養(yǎng)護；所述壓蒸養(yǎng)護時間為10h～14h。
木漿磨漿工序是確保木漿纖維具有高的吸附性；膨潤土乳化是確保其發(fā)揮高效的懸浮性能；拋光磚廢渣和電石渣的除渣處理是確保其漿料的清潔，解決拋光磚廢渣和電石渣雜質(zhì)多的問題；另外，配方中摻入了膨脹珍珠巖和膨脹蛭石等懸浮效果很好的材料。經(jīng)以上處理后制成的混合料漿具有很好的流漿脫水性能，有效解決了拋光磚廢渣雜質(zhì)多、整體密度大、易沉淀，很難適合在流漿線生產(chǎn)的問題，可以在通用的流漿制板機上順利實現(xiàn)厚度為9mm～25mm的板材的生產(chǎn)。通過水熱養(yǎng)護，板材形成使用強度，即可入烘干機烘干，除去多余水分。烘干后的板材可以進行裁切加工，可以選用大理石或木材等裁切加工設(shè)備。
優(yōu)選地，制備纖維增強硅酸鹽防火板采用的設(shè)備包括木漿纖維碎漿機，木漿纖維磨漿機，廢渣處理機，膨潤土乳化機，料漿攪拌機，流漿制板機，蒸壓釜，烘干機和切割機。
本發(fā)明制備得到的纖維增強硅酸鹽防火板參數(shù)如下：
厚度：9mm～25mm，
標準規(guī)格：2440mm×1220mm，
表觀密度：0.70—0.90g/cm3，
干燥平均抗折強度：≥5MPa，
縱橫強度比：≥70％，
含水率：≤10％，
濕漲率：≤0.25％，
導熱系數(shù)：≤0.18w/(m.k)，
600℃保持3h后測試性能：收縮率≤0.50％，并不出現(xiàn)裂紋，
1000℃保持3h后測試性能：收縮率≤2.50％，并不出現(xiàn)裂紋，
燃燒性能：符合GB8624，A1級。
為達到上述第三個目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
一種摻用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的纖維增強硅酸鹽防火板作為建筑被動防火系統(tǒng)的面板的應(yīng)用。所述建筑被動防火系統(tǒng)的面板為防火隔墻、防火吊頂、防火風管、鋼結(jié)構(gòu)的防火包覆或隧道防火板。本發(fā)明制備得到的纖維增強硅酸鹽防火板產(chǎn)品密度低，有低的導熱系數(shù)和良好的高溫尺寸穩(wěn)定性，主要應(yīng)用于建筑被動防火系統(tǒng)的面板。
本發(fā)明的有益效果如下：
(1)本發(fā)明利用拋光磚廢渣生產(chǎn)纖維增強硅酸鹽防火板，為拋光磚廢渣的使用提供了一條新的途徑，生產(chǎn)成本低，工藝易于實現(xiàn)，對于拋光磚廢渣利用和環(huán)境保護有著顯著的實質(zhì)效果。以典型的厚度為12mm的硅酸鹽防火板計算，每平方米板材可消耗拋光磚磚廢渣3.5Kg，一條年產(chǎn)300萬平方米的生產(chǎn)線合計可消耗拋光磚廢渣10000噸以上。
(2)本發(fā)明通過配方與工藝設(shè)計，在通用的流漿法生產(chǎn)線上生產(chǎn)出密度在0.90g/cm3以下的纖維增強硅酸鹽防火板。纖維增強硅酸鹽防火板具有有低的導熱系數(shù)和良好的高溫尺寸穩(wěn)定性，可用于各種建筑被動防火系統(tǒng)的面板。為了保證良好的防火性能，產(chǎn)品的厚度設(shè)計為9mm以上，并將產(chǎn)品的常溫強度等級降低，而突出產(chǎn)品的高溫性能。
附圖說明
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。
圖1示出本發(fā)明實施例1中纖維增強硅酸鹽防火板的工藝流程示意圖。
具體實施方式
為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。
在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上；術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
實施例1
一種摻用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的纖維增強硅酸鹽防火板的制備，使用流漿法制造，如圖1所示，包括如下步驟：
1)將木漿板碎漿、磨漿成木漿備用，將膨潤土以10％濃度在乳化機乳化1h后備用，將拋光磚廢渣和電石渣進行除渣處理；
2)將處理后的各材料按如下比例混合后，加水攪拌并控制濃度為15％；
3)將步驟2)中得到的材料進行流制板，即通過流漿形成1.0mm的薄料層，再通過成型筒將各薄料層疊合，形成9mm的板坯；
4)步驟3)中得到的板坯經(jīng)壓力為1MPa的飽和蒸汽水熱壓蒸養(yǎng)護10h后形成具有強度的板材，板材經(jīng)烘干及切割加工后即可包裝入庫。
實施例2
一種摻用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的纖維增強硅酸鹽防火板的制備，步驟同實施例1，不同之處在于：
步驟2)中濃度為20％；原料質(zhì)量百分比為：
步驟3)中薄料層厚度為1.5mm，板坯的厚度為13.5mm；
實施例3
一種摻用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的纖維增強硅酸鹽防火板的制備，步驟同實施例1，不同之處在于：
步驟2)中濃度為18％；原料質(zhì)量百分比為：
步驟3)中薄料層厚度為1.2mm，板坯的厚度為10.8mm；
對比例1
一種摻用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的纖維增強硅酸鹽防火板的制備，步驟同實施例1，不同之處在于：
步驟3)中薄料層厚度為2mm，板坯的厚度為18mm。
結(jié)果導致板材成型困難。
對比例2
一種硅酸鹽防火板的制備，步驟同實施例1，不同之處在于：
步驟1)中采用的拋光磚廢渣和電石渣不經(jīng)過除渣直接使用。
結(jié)果導致漿料雜質(zhì)多，板面質(zhì)量差。
實施例4
對制備得到的纖維增強硅酸鹽防火板進行測試，得到參數(shù)如下表1：
表1纖維增強硅酸鹽防火板參數(shù)
從表中可以看出，防火板料層過厚會導致產(chǎn)品常溫強度降低，同時高溫尺寸穩(wěn)定性變差，當防火板料層厚度提高至2.0mm時，造成成型困難，并且產(chǎn)品的力學抗折強度無法達到要求(對比例1)；氫氧化鋁的減少會使防火板高溫尺寸收縮率增大；拋光磚廢渣和電石渣未除渣處理除了使防火板板面質(zhì)量差外，還有使防火板1000℃保持3h后出現(xiàn)裂紋的風險(對比例2)。
結(jié)論：本發(fā)明通過大量實驗獲得合理的配方以及制備工藝，配方中各個材料相互配合解決了拋光磚廢渣雜質(zhì)多，整體密度大，易沉淀，很難適合在流漿線上生產(chǎn)的問題，配方與制備工藝之間的協(xié)同作用，獲得了密度在0.90g/cm3以下的纖維增強硅酸鹽防火板，使其在常溫使用強度和高溫尺寸穩(wěn)定性的作用效果最優(yōu)，任何配方材料的增減或者工藝條件的改變都會對產(chǎn)品在高溫尺寸穩(wěn)定性方面造成不同程度的影響。本發(fā)明通過摻加功能性材料，在通用的流漿法生產(chǎn)線上制造出符合相關(guān)標準的纖維增強硅酸鹽防火板，在常溫使用強度和高溫尺寸穩(wěn)定性等方面都具有優(yōu)良的效果。
顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。