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|列兵
硅鈣板(calcium silicate board)
以硅藻土和石灰為主要原料,加入增強纖維制成的隔熱耐火制品又稱硅酸鈣板、微孔硅酸鈣板。
簡史 1940年美國歐文%26bull;康寧(Cweuce%26bull;cornmg)玻璃纖維公司首先研制成功并生產(chǎn)出硅鈣板制品;20世紀(jì)50年代以后,日本、英國等國相繼生產(chǎn)并不斷開發(fā);中國于20世紀(jì)70年代開始有這種產(chǎn)品面世。
分類 按其成分分為兩類,一類為普通硅鈣板,化學(xué)成分中CaO/SiO2為0.8左右,礦物成分為托貝莫來石(Tobermorite,5CaO%26bull;6SiO2%26bull;5H20),一類為硬硅酸鈣,化學(xué)成分中CaO/SiO2為1.0左右,礦物成分為硬硅酸鈣(Xonotite,6CaO%26bull;6SiO2%26bull;2H20)。
性能 硅鈣板具有容重小、強度高、熱導(dǎo)率低、施工方便、損耗率低等優(yōu)良性能。
硅鈣板的密度,國際上多數(shù)規(guī)定為不大于220kg/m3,也有的進一步分為不大于220kg/m3、不大于170kg/m3、不大于130kg/m33種;中國則分類為不大于240kg/m3、不大于220kg/m3、不大于170kg/m33種。其耐壓強度在0.4MPa以上,抗折強度在0.2MPa以上;熱導(dǎo)率(70℃%26plusmn;5℃)為0.049~0.064W/(m%26bull;K)最高使用溫度,托貝莫來石為650℃,硬硅酸鈣型為1000℃。
工藝 普通硅鈣板的制造用加熱凝膠法(又稱靜態(tài)法),硬硅酸鈣板的生產(chǎn)用動態(tài)水熱合成法。
原料 包括硅質(zhì)原料、鈣質(zhì)原料、增強纖維和添加劑。
硅質(zhì)原料主要為硅藻土。硅藻土具有多孔結(jié)構(gòu),容重小,比表面積大,是含SiO2原料中最輕的一種,其硅藻殼所含SiO2系無定形態(tài),在100℃以下溫水中容易和石灰起反應(yīng),生成膠體??梢杂门驖櫷?、硅質(zhì)粘土、硅質(zhì)頁巖、粉煤灰、凝灰?guī)r、石英粉等代替硅藻土。
鈣質(zhì)原料,以石灰為主。其有效CaO含量應(yīng)在73%~92%范圍內(nèi),最好選用有效CaO含量不小于85%的石灰;新鮮石灰加水消化成石灰漿,其CaO顆粒粒徑小于1um,不僅具有良好的懸浮性,而且容易附著在SiO2顆粒表面上??梢杂盟啻媸摇?br>增強纖維,必須有良好的分散性、耐堿性、耐熱性和與基體的親和性。石棉固然是一種良好的硅鈣板增強纖維,已被大量使用,但由于它是以硅酸鎂為主要成分的物質(zhì),對人體有害,國際市場上已基本不再采用,可以代替石棉的無機纖維有無堿玻璃纖維、耐堿礦棉纖維、純水鎂石纖維等。其中純水鎂石纖維為中國所特有,是一種纖維狀含水碳酸鹽,對人體無害。用來代替石棉的有機纖維包括紙漿、麻絲、聚丙烯絲等。
為了促凝、增強及降低容重,需要加入助劑,包括水玻璃、硅鈣粉、SiO2超微粉、聚丙烯酰胺等。其中水玻璃為促凝劑,硅鈣粉和SiO2超微粉起核化晶種作用,聚丙烯酰胺的作用為:一是促凝,二是因其分子鏈長,可將分散相連接在一起,形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),起增強作用。
流程 加熱凝膠法(靜態(tài)法)生產(chǎn)托貝莫來石硅鈣板的工藝流程見圖1。動態(tài)水熱合成法生產(chǎn)硬硅酸鈣板的工藝流程見圖2。
反應(yīng)過程 硅藻土中非晶態(tài)SiO2和100℃以下與消石灰發(fā)生凝膠反應(yīng),形成SiO2粒子表面吸附CaO的顆粒團。這種顆粒團在蒸壓釜中飽和蒸汽的溫度和壓力作用下j發(fā)生水熱反應(yīng)。當(dāng)CaO/SiO2為0.8左右時,先生成富鈣的CaO%26bull;SiO2%26bull;H20,進一步生成低結(jié)晶度的托貝莫來石(5CaO%26bull;6SiO2%26bull;5H20),最后轉(zhuǎn)變?yōu)榭紫堵收?0%以上的高結(jié)晶度的托貝莫來石骨架,烘干,除去孔隙中的水分就制得了保溫性能優(yōu)良的制品;當(dāng)CaO/SiO2為1.0左右時,最終產(chǎn)物為硬硅酸鈣(6CaO%26bull;6SiO2%26bull;H20)。
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