一种用高硅粉煤灰生产轻质硅酸钙板的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及硅酸钙板生产技术领域，尤其是涉及一种用高硅粉煤灰生产轻质硅酸钙板的方法。
【背景技术】
[0002]娃酸1?板(英文:calcium silicate)是由娃质材料(主要成份是Si02，如石英粉、粉煤灰、硅藻土等)、钙质材料(主要成份是CaO，如石灰、电石泥、水泥等)、增强纤维材料、助剂等组成的一种新型绿色环保的无机建筑材料。除具有传统石膏板的功能外，硅酸钙板更具有强度高、重量轻、防火，防潮，隔音，防虫蛀，耐久性较好、良好的可加工性能和不燃性的特点，是一种性能优良的新型建筑和工业用板材，是吊顶、隔断的理想装饰板材；广泛地应用于船舶的隔舱板，吊顶和建筑非承重的墙体，以及有防火要求的其他场所。
[0003]硅酸钙板分保温用硅酸钙板和装修用硅酸钙板。保温用硅酸钙板，也叫做微孔硅酸钙，是一种白色、硬质的新型保温材料，具有容重轻、强度高、导热系数小、耐高温、耐腐蚀、能切、能锯等特点，被广泛应用于电力、冶金、石化、建筑、船舶等领域的设备管道、墙体屋面的保温隔热和防火隔音，厚度通常是在30mm以上，密度在0.8-1.2g/cm3。装修用硅酸钙板，由美国OCFG公司发明，是一种以性能全面著称于世的新型建筑板材，其厚度在4-20mm，长宽以1220 X 2440mm为主，同时有以大规格硅酸钙板加工成的装饰用硅酸钙天花板，其以防火、抗下陷、品种多等优势，被广泛的用于吊顶。
[0004]传统保温轻质硅酸钙板生产工艺通常采用不可再生的粉石英作为主要的硅质原料，粉石英的生产需要较高能耗及重污染的球磨、粉碎过程，同时粉石英良好的结晶状态降低了其反应的活性，生产成本较高，而且污染环境，破坏生态平衡。目前还没有低碳环保的生产保温轻质硅酸钙板的方法。
[0005]粉煤灰是火力电厂的主要废弃物，其排放量逐年增大，因其侵占大量土地、影响储灰场周围的空气质量和农业生产，从而严重危害环境。因此，以粉煤灰为原料生产高附加值、环境友好型产品为导向的开发应用，能够较好的解决粉煤灰对环境危害的影响。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种用高硅粉煤灰生产轻质硅酸钙板的方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0008]一种用高硅粉煤灰生产轻质硅酸钙板的方法，包括如下步骤:
[0009]SI，将粉煤灰、氧化钙、水和质量百分含量为20%的氢氧化钠溶液混合均匀，得到固液混合物，控制粉煤灰和氧化钙的钙硅克分子比为0.8-0.82，粉煤灰和氧化钙组成的硅钙源混合物与水的质量比为1:5-1:3，硅钙源混合物与氢氧化钠溶液的质量比为1000:1 ；
[0010]S2，固液混合物升温升压至压力为0.5-0.6Mpa、温度为120-130°C的条件后，预凝胶化反应1.5-2h，得到雪硅钙石浆料；
[0011]S3，向雪硅钙石浆料中添加粉煤灰，控制混合物中钙硅克分子比为0.9-1，混合均匀后，升温升压至压力为2.5-2.6Mpa、温度为260-280°C的条件后，凝胶化反应1_1.5h，得到硬硅钙石；
[0012]S4，硬硅钙石成型干燥后得到硅酸钙板。
[0013]优选地，所述粉煤灰中S12的质量百分含量为60-80%。
[0014]优选地，SI中，将所述将粉煤灰、氧化钙、水和质量百分含量为20%的氢氧化钠溶液混合均匀，包括如下步骤:
[0015]SlOla，称取粉煤灰和氧化钙，混合均匀，得到硅钙源混合物；
[0016]S102a，向硅钙源混合物中加入水和质量百分含量为20%的氢氧化钠溶液，混合均匀，得到固液混合物。
[0017]优选地，SI中，将所述将粉煤灰、氧化钙、水和质量百分含量为20%的氢氧化钠溶液混合均匀，包括如下步骤:
[0018]SlOlb，称取粉煤灰和氧化钙，混合均匀，得到硅钙源混合物；
[0019]S102b，向硅钙源混合物中加入水，混合均匀；
[0020]S103b，在S102b得到的混合物中加入质量百分含量为20%的氢氧化钠溶液，混合均匀，得到固液混合物。
[0021]优选地，S2中，固液混合物升温升压至压力为0.5Mpa、温度为120°C的条件后，预凝胶化反应1.5h，得到雪硅钙石浆料。
[0022]优选地，S2中，控制固液混合物升温升压的时间为15-18min。
[0023]优选地，S2中，预凝胶化反应中还包括搅拌，搅拌的速率为:100-200rpm。
[0024]优选地，S3中，向雪硅钙石浆料中添加粉煤灰，控制混合物中钙硅克分子比为I。
[0025]优选地，S3中，升温升压至压力为2.5Mpa、温度为260°C的条件后，凝胶化反应lh，得到硬硅钙石。
[0026]优选地，S3中，凝胶化反应中还包括搅拌，搅拌的速率为:100-200rpm。
[0027]本发明的有益效果是:本发明提供的轻质硅酸钙板的方法，采用粉煤灰为硅源，氧化钙为钙源，氢氧化钠溶液为添加剂，采用“两步凝胶化法”生产硅酸钙板，与传统方法相比，不仅能耗较低，同时因采用粉煤灰减少了环境污染，具有节能环保的特点，另外，制备得到的硅酸钙板的密度仅为0.2-0.3g/cm3，热传导系数仅为0.16-0.18W/MK，且具有较高的耐温性，因此为轻质硅酸钙板，且具有良好的保温性能和防火性能，更适合用于船舶、锅炉和墙体等的保温中。
【具体实施方式】
[0028]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0029]实施例一
[0030]本发明实施例提供了一种用高硅粉煤灰生产轻质硅酸钙板的方法，包括如下步骤:
[0031]SI，将粉煤灰、氧化钙、水和质量百分含量为20%的氢氧化钠溶液混合均匀，得到固液混合物，控制粉煤灰和氧化钙的钙硅克分子比为0.8-0.82，粉煤灰和氧化钙组成的硅钙源混合物与水的质量比为1:5-1:3，硅钙源混合物与氢氧化钠溶液的质量比为1000:1 ；
[0032]S2，固液混合物升温升压至压力为0.5-0.6Mpa、温度为120-130°C的条件后，预凝胶化反应2-2.5，得到雪硅钙石浆料；
[0033]S3，向雪硅钙石浆料中添加粉煤灰，控制混合物中钙硅克分子比为0.9-1，混合均匀后，升温升压至压力为2.5-2.6Mpa、温度为260_280°C的条件后，凝胶化反应1-1.5，得到硬硅钙石；
[0034]S4，硬硅钙石成型干燥后得到硅酸钙板。
[0035]本发明实施例中，采用粉煤灰为硅源，与传统工艺中采用石英砂或石膏粉为硅源相比，不仅为火力电厂的主要废弃物粉煤灰的开发应用找到了方向，而且，由于粉煤灰为非结晶态，反应活性高，因此，在制备硅酸钙板的工艺中，能耗低，极大的节省了能源，具有环保节能的特点。
[0036]另外，本实施例中，通过两步凝胶化反应，先生产雪硅钙石，再利用雪硅钙石生产硅酸钙板，由于在本实施例的生产条件下，得到的雪硅钙石为尺寸较小的针状物质，所以，利用雪硅钙石制备得到的硅酸钙板中具有较多的空气腔，因此，密度较传统工艺生产的硅酸钙板的密度小，仅为0.2-0.3g/cm3，热传导系数较传统工艺生产的硅酸钙板的热传导系数低，仅为0.16-0.18W/MK(JCT564);而传统工艺生产的硅酸钙板的密度为0.8-1.2g/cm3，热传导系数为0.24-0.26W/MK(JCT564)，因此，采用本实施例提供的制备方法得到的硅酸钙板为轻质硅酸钙板，更利于在保温行业中应用。
[0037]其中，在预胶化反应中，粉煤灰和氧化钙的质量比可以根据雪硅钙石分子式中硅钙克分子比进行推算，计算出使用的粉煤灰和氧化钙的质量，然后称取相应质量的硅源和钙源，并将两者混合均匀。
[0038]根据雪娃妈石分子式:5Ca0.6Si02.6H20，可知，粉煤灰和氧化1?的1?娃克分子比的理论值为0.833。
[0039]本实施例中，在使用该理论值推算实际生产中使用的粉煤灰和氧化钙的质量时，考虑到在实际的反应过程中，氧化钙不能完全反应，所以使用过量的氧化钙，来保证粉煤灰中的硅源完全反应，提高雪硅钙石的制备效率。因此，本实施例中，将粉煤灰和氧化钙的钙硅克分子比设置为0.8-0.82，使计算出的氧化钙过量。
[0040]本实施例中，所述粉煤灰中S12的质量百分含量为60-80%。
[0041]本实施例中以粉煤灰为硅源，粉煤灰为火力电厂的主要废弃物，采用高硅粉煤灰可以实现对硅源的有效的利用。本实施例中，高硅粉煤灰是指S12的质量百分含量在60%以上。目前，最常见的高硅粉煤灰中的S12的质量百分含量在60% -80%，所以，本实施例中，优选采用S12的质量百分含量为60-80%的粉煤灰，从而保证硅原料来源广泛，容易取得，成本