硅酸钙板的优势

硅酸钙板的优势

冯铭，杨聪武

摘要：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、蒸压养护制成的无机建筑板材，具有强度高、涨湿率小、导热系数低、防火性能好等优点。介绍硅酸钙板的生产工艺流程，提出提高产品性能、降低生产成本的措施，分析产品的特点和应用情况，阐述推广应用硅酸钙板系列产品的方法。

关键词：硅酸钙板；木纤维；外加剂；深加工产品

中图分类号：TU55+1.37 文献标识码：B

文章编号：1001-702X（2012）11-0082-03

Discussion on production and application of calcium silicate

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FENG Ming，YANG Congwu

[Kunming Iron & Steel（Group）Co. Ltd.，Design Institute，Yunnan Kunming Iron & steel（Group）Co. Ltd. Matsumoto IntegratedConstruction Co. Ltd.，Anning 650302，Yunnan，China]

世界建材工业的发展趋势是生产轻质、高强、节能环保的建筑材料,建筑工业的发展方向是运用轻质高强的建筑材料减小建筑物的自重、减轻结构的地震作用效应，提高抗震性能，提高施工的机械化、装配化水平。

硅酸钙板以其优越的材料性能被广泛应用于世界发达国家的建筑工

程中，20 世纪90 年代硅酸钙板生产技术引入中国，近10 余年来我国硅酸钙板的产量增长较快，应用范围越来越广，已经逐步发展成为建筑板材的主导材料之一。

为了生产与钢结构建筑相匹配的轻质复合墙板，推进钢结构产业化的发展，在河北省唐山市建成1 个年产500 万平方米硅酸钙板、年产300万平方米复合墙板的绿色墙板生产基地。本文介绍了硅酸钙板的生产和应用经验，供同行参考，并寻求同行专家的批评和指导。

1 硅酸钙板的性能

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[1]制成的强度高、性能稳定的无机建筑板材。

硅酸钙板产品样品

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。

2 硅酸钙板的原材料和生产工艺

2.1 生产硅酸钙板的原材料

生产硅酸钙板的主要原料有石英砂、生石灰、硅灰石、水泥、木质纤维、外加剂、水等。

2.2 硅酸钙板的生产工艺流程

2.2.1 原料制备

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。

2.2.2 制浆工艺

将稀释疏磨达到打浆度要求的木纤维浆泵入逆流式搅拌机，依次加入经过计量的消石灰、水泥、石英粉等，经逆流式搅拌机充分拌和后制成一定浓度的流浆后泵送至储浆池中备用，再经单盘磨浆机匀磨、预搅拌罐搅拌，以一定的浓度和流量输入流浆制板机进入制板作业。2.2.3 流浆制板

从流浆箱均匀流出的料浆，在运行的工业毛毯上滤水、脱水后形成薄料层缠绕在成型筒上，经过多层缠绕达到设定的板坯厚度时，控制系统按板坯设计尺寸自动出刀切断板坯。制板机采用直径1600 mm 的成型筒，板坯经横向切割修边后成2 张标准板。标准板坯用堆垛机堆垛，堆垛采用1 张钢模1 张板的堆垛方式。

堆垛设备

2.2.4 板材压实

成型板坯经7000 t 压机加压30 min，使板坯在23.5AMPa的高压下脱水密实以提高板材的强度和密实度。

唐山瑞尔法生产使用中的板材成型设备

2.2.5 预养与脱模

湿板坯在预养窑中进行预养护，待板坯获得一定强度后脱模。预养温度为50～70 ℃，预养时间为4～5 h。

2.2.6 蒸压养护

板坯脱模后送入蒸压釜中蒸压养护24 h，蒸气压为1.2MPa，温度为190 ℃。在蒸养过程中板坯中的二氧化硅、氢氧化钙和水发生化学反应，生成托勃莫来石晶体和硬硅钙石。水化反应的质量直接影响硅酸钙板的强度、伸缩率、防潮性能。

唐山瑞尔法大型蒸压养护设备

2.2.7 烘干、砂光、磨边

蒸养好的板坯在隧道窑内的梳式烘干机上烘干，使板坯的含水率达到不大于10%的验收标准，板材再经砂光、磨边和质量检验后可以出厂。

成品板材-仓库一角

3 提高产品性能、降低生产成本的主要措施

3.1 木纤维的选择和磨浆工艺的优化

山松等针叶木的纤维长度较长，纤维含量大、强度高，是制作优质硅酸钙板的理想木纤维。为保证产品性能，我公司硅酸钙板生产线主要采用针叶木浆，为了降低成本，也适当添加一定数量的阔叶木浆和废纸浆。

木浆的制浆工艺有机械法和硫酸盐法。机械法制浆所得的木浆含有大量的半纤维素和木质素，压蒸时会释放多糖和木酸等浸出物，影响纤维和基材的粘接，此工艺在我国应用不多。硫酸盐法制成的木浆中半纤维素和木质素含量较低，能适应压蒸纤维水泥制品的生产[2]。我公司硅酸钙板生产线采用硫酸盐法制浆工艺。

性能优良的木浆纤维长度较长、比表面积较大。长度较长的纤维能显著提高硅酸钙板的强度和韧性，而长度较小的纤维仅起填料作用；比

表面积大的纤维有较好的吸附性，纤维与水泥基材的界面粘结良好，可充分发挥纤维素纤维的增强作用。

为提高木浆纤维的比表面积，需对成品木浆进行打浆处理，但打浆过程中纤维长度因受剪切而变短。为了减弱纤维的剪切效应，磨浆前应充分浸泡木浆，并在较高的磨浆浓度下打浆，这时纤维的剪切效应较弱，而分丝和帚化效应较好。

在打浆作业时用显微镜下木浆纤维的形态来判定纤维打浆效果，通过实验确定最适宜的磨浆强化度，在打浆度满足要求的同时保护纤维不致受到较大损伤，同时减小磨浆的能耗。

3.2 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。

3.3 蒸养工艺参数的优化

蒸压养护是硅酸钙板生产的关键工序，对制品的强度、密度、干湿变形等性能均有重要影响。

在蒸压养护过程中，SiO2 和Ca（OH）2 发生化学反应生成托勃莫来石晶体与硬硅钙石的混合物，研究认为托勃莫来石的结晶度约为15%时，蒸压制品的强度最高，收缩率最低，而结晶度进一步提高则对制