用粉煤灰生产不同种类SC板及其复合墙板

0前言 　　以粉煤灰为硅质材料，石灰为钙质材料，加入硫酸盐激发剂，增强纤维，或使用高强碱性材料，采用抄取法或流浆法，可生产不同种类硅酸钙板（简称SC板）及其复合墙板，该板材具有轻质、高强、变形小、不燃、无污染、可任意加工等特点，被广泛用于框架结构的复合墙体、建筑吊顶、吸音、隔热、电绝缘设施及工业、民用和别墅式建筑屋顶及其他装饰方面。 　　SC板原料来源充足，价格低廉，生产成本低。由于使用大量粉煤灰，可享受国家有关免税政策，销售成本将进一步降低，具有很强的市场竞争力。 　　该产品投入市场以来受到用户普遍欢迎，尤其是纤维素纤维SC板，远销港台地区，并出口东南亚国家。以此种板材复合成轻质墙板，建成各种造型别致的抗震住房，深受地震多发地区用户的青睐。预计我国加入WTO后，SC板出口数量将会增大，发展前景良好。 　　1 SC板的种类 　　SC板可分为三类： 　　①石棉纤维SC板和纤维素纤维SC板； 　　②加压SC板和非加压SC板； 　　③压蒸工板和免压蒸SC板。 　　2 SC板物理力争性能 　　各类SC板因配方和工序各不相同，虽统称为SC板，但其性能却有差异。 　　①密度：加压SC板为l.0－l.3g／Cm3，非加压SC板为0.8－1.1g／cm3；②抗折强度：加压既板为15－24MPa，非加压SC板为10－12MPa；③导热系数：≮0.29w／m.k；④湿胀率：压蒸既板≯0.1％，免压蒸SC板≯0.2％；⑤热收缩事：压蒸SC板≯0.2％，免压蒸SC板＞0.3％；⑥吸水率：加压SC板为26％－28％，非加压SC板为30％－32％；⑦不燃性：符合GB8624A级；⑧机械加工性能好。 　　3主要原材料及要求 　　SC板所用主要原材料与粉煤灰砌块和粉煤灰加气混凝土制品基本相同，只需配以不同数量的高强碱性材料和增强纤维，以提高板的强度和阻裂性能。 　　粉煤灰SC板以粉煤灰为主要原料。具体要求：sio2＞50%，烧失量＜8％，细度0.08mm方孔筛筛余6％～10％。 　　消石灰用于制成消石灰（浆）的生石灰不得含有过火灰和碳粒等杂质，细度同粉煤灰。 　　硫酸盐激发剂可用工业废料磷石膏粉、氟石膏粉或盐石膏粉等。 　　高强碱性材料属水硬性硅酸盐材料，细度同粉煤灰。 　　增强纤维包括石棉纤维和纤维素纤维两类。前者用于生产石棉纤维SC板，后者用于生产纤维素纤维SC板。石棉纤维质量应符合GB8071标准5级以上要求，纤维素纤维直径以10－15μm为宜。 　　此外，还使用少量中低碱或无碱玻璃纤维。 　　4不同Sc板生产工艺及主要特点 　　各类SC板的原材料处理工艺（粉煤灰和石灰粉磨加工） 　　和压蒸养护工艺与粉煤灰砌块和粉煤灰加气混凝土制品基本相同。SC板的成型工色采用抄取法或流浆法。两种成型方法各有利弊，抄取法生产效率高，增强纤维定向排列、产品质量好；但回水量大，物料有所流失。而流浆法生产效率相对较低，增强纤维定向排列较差，加之板坯厚度难以控制均匀，其产品质量稍逊于抄取法；但加水量小，物料流失较少。 　　4.1石棉纤维SC板和纤维素纤维SC板 　　4.l.l石棉纤维SC板 　　石棉纤维（系温石棉）属天然矿物纤维，其抗拉强度高（未变形纤维高达2000MPa），耐高温、不燃，还具有强吸附性能。 　　石棉纤维之所以具有强吸附性能，主要是由于纤维呈多孔结构，在外力作用下孔隙不断增大，致使石棉纤维表面能大量吸附某些粉状物料。抄取法和流浆法工艺即是利用石棉纤维的这种性能，经加水拌合，使粉煤灰、石灰等粉状物料吸附在纤维表面及其孔隙内，形成均匀的悬浮液。因石棉纤维的强吸附性能，抄取效率高达95％以上。同时，由于石棉纤维吸附大量物料颗料，其粘结强度随着下一道加压和压蒸工序的进行不断增加，增强作用更加明显，致使SC板具有很高的抗折强度和较低的吸水率。 　　4.1.2纤维素纤维SC板 　　因某些因素影响，石棉纤维制品的使用受到一定的限制，为此，石棉纤维“代用品”的科研开发工作正在积极进行。 　　在目前诸多的石棉纤维“代用品”中，除纤维素纤维（植物纤维）和海泡石（天然矿物）外，其他“代用品”在园网抄取机内的过滤效率极低，无法进行抄取成型，流浆法制板机的成型简也不能卷制SC板坯。其根本原因就是某些“代用品”不具备石棉纤维的强吸附性能，不能与粉状的粉煤灰。石灰等物料形成均匀的悬浮液。而试验效果较好的纤维素纤维和海泡石，其过滤效率也只有60％－70％，有近一半的原料流失，过滤效率比石棉纤维（95％）低得多。为提高纤维素纤维和海泡石的过滤效率，减少物料流失，关键在于减小前者的纤维直径，使其为10－15μm为好。同时，在配方中辅加少量石棉纤维，这样可基本达到石棉纤维SC板的效果。 　　纤维素纤维与海泡石组合，辅以少量石棉纤维生产SC板，其抗折强度与石棉纤维SC板接近，但SC板的密度明显减小（0.8－1.1g／Cm3），板重量变轻。 　　4.2加压SC板和非加压SC板 　　4.2.1加压SC板 　　加压SC板是在板坯成型后，将一模一坯的板垛放在专用的平板液压机上加压，其目的有二：①使板坯进一步脱水，增加致密度，进而提高SC板的抗折强度；②制作大厚度SC板。 　　成型机因条件限制，一次只能成型厚度为8mm左右的板坯。 　　若生产厚度8mm-50mm的板坯，可采用一模多坯的形式，将单张厚度不超过8mm的板坯重叠在一起，用平板液压机压实，变成单张的大厚度SC板。 　　平板液压机压力的选择，主要视板面积大小和用途而定。 　　生产SC板，如板的面积为长X宽= 2400 X1220（mm2），液压机压力为2433－27000kN，但考虑生产大厚度SC板的需求，压机压力应增加1倍，而且生产纤维素纤维SC板也需增加压机压力，故应选择不低于6000t的平板压机。 　　sC板经加压后，其密度增加至1.1－1.3g／Cm3，仍属轻板范围。由于平板液压机价格较贵，开发加压SC板将提高投资额度。 　　4.2.2非加压SC板 　　这种SC板在生产过程中少了一道加压工序。在相同配方条件下，其抗折强度比加压SC板低30％左右，密度相对较小（0.8－1.1g／Cm3），适于作为建筑吊顶板、吸音板和其他装饰用板，不宜作复合墙板用板和建筑（室外）屋顶用板。 　　生产非加压工板与生产加压既板相比，设备投资可节省200万元左右，生产成本也较低。 　　4.3压蒸SC板和免压蒸SC板 　　4.3.1压蒸SC板 　　生产压蒸SC板时，为防止板各部位因受热不均匀而出现裂纹，应根据板的厚薄每隔几张放置一片带有通气孔的垫板。 　　为确保压蒸sc板的质量，在压蒸养护时关键是要保持一定的恒压（IMPa），以便板内生成足够数量的托勃莫来石晶体；若压力低于0.8MPa时，就须延长恒压时间。 　　经过压蒸的既板，强度高，产品变形小。这是因为托勃莫来石不但具有较高的强度，而且十分稳定，外界温湿度变化对其影响甚微，加上增强纤维的阻裂作用，以及采取加压工序等措施，均有利于强度的提高和变形的减小。生产压蒸SC板须增加压蒸设备及供气设施，投资约100－200万元，巨能耗较大。 　　4.3.2免压蒸SC板 　　免压蒸sc板是近年试制成功的新型板材。该板与其他种类SC板的区别除不进行压蒸外，所用原料一般也不使用消石灰，而掺加高强碱性材料。粉煤灰中的SiO2和消石灰中的Ca（OH）2在压蒸时生成托勃莫来石的温度为110－140℃，这表明SC板只有在压蒸釜内才能满足此温度的要求。而免压蒸SC板在加入高强碱性材料，不用消石灰的情况下，只要粉煤灰细度小于10%（0.08mm方孔筛筛余），可不采用压蒸养护，而采用普通蒸汽养护。高强碱性材料水化析出的Ca（OH）2与粉煤灰中的SiO2反应同样可生成托勃莫来石，开始形成的速度较低，随着100℃恒温时间的延长，托勃莫来石晶体增加。从SC板的强度高低分析，粉煤灰细度越细，其玻璃体的活性越大，SiO2与Ca（OH）2相互反应速度越快，生成的托勃莫来石晶体越多，晶体质量越好。反之，效果则相反。当粉煤灰细度大于10％（0.08mm方孔筛筛余）时，就难以保证工板的质量，故不宜采用；粉煤灰细度过细（＜4％）时，虽有利于si02与Ca（OH） 2的化学反应，但过细颗粒会穿透抄取法圆网的同孔使物料流失，同样会穿透流浆法的毛布孔隙流失物料，从而增大料耗，故粉煤灰的细度以6%一10%为宜。 　　同时，高强碱性材料本身具有增强作用，其表现为：遇水生成强度很高的硅酸三钙和硅酸二钙等，其水来源于板坯和养护用的湿热汽。加之纤维的增强作用，高强碱性材料与粉煤灰制成的SC板无须再进行压蒸养护。 　　免压蒸SC板在加压情况下，其抗折强度大大高于压蒸的非加压SC板，与压蒸的加压SC板相同，但板的稳定性（湿热变形）稍逊于压蒸SC板。由于加入高强碱性材料，原料成本高于使用消石灰的压蒸SC板，但因不需压蒸，能耗较小，综合生产成本低于压蒸SC板。而且该SC板设备投资较低，又可减少生产人员，企业经济效益较好。 　　5用SC板制作轻质复合墙板 　　用SC板制作复合墙板有二种型式，一种为现装式复合墙板，另一种为已装式复合墙板。前者采用轻钢龙骨作为墙体骨架，即：将轻钢龙骨提前在房间内作好骨架，再将单张SC板依次安装在骨架一侧，并贴上隔音、保温层（如岩棉、聚苯板、玻璃棉等），随后以单张SC板覆盖（固定在骨架另一侧）；最后处理板缝。这种现装式复合墙板骨架结构复杂，安装费时费力，且造价较高。已装式复合墙板是在生产厂用面板和芯材提前装配好，运至施工现场，不需任何骨架，直接进行安装，非常方便。 　　根据JG／T3029－95《住宅内墙轻质条板》的规定，已装式复合墙板属夹芯条板类（代号J）。其面层采用纤维素纤维或石棉纤维增强的加压免压蒸SC板或加压压蒸SC板均可，其芯村可选用粉煤灰加气混凝土实心砌块、SC板回心罐沉淀物制成的砖或轻骨料混凝土等。墙板的榫头和榫槽由SC大厚度板加工而成或与SC板相同的原材料浇注而成。根据复合墙板厚度要求，将适合其要求的芯材砌在一张SC板表面上，另一张SC板可用专用螺钉（或采用粘结方法）与榫头、榫槽固定，从而制成～块完整的已装式复合墙板，即可运至施工现场直接进行拼装。 　　已装式复合墙板的规格可根据设计而定，亦可按建筑标准设计手册制作，一般可生产长X宽= 2540－300 x 600－1200（mm），厚度为60mm、90mm的各种规格的板材。 　　6小结 　　6.l用粉煤灰生产的既板与石膏板、FC板和CRC板等非金属板材相比，其最大的特点是干缩变形小，这就解决了长期困扰着非金属板材施工后出现翘曲和对接处存在板缝等问题，从而为推广应用、加快墙体材料改革创造了良好条件。 　　6.2以粉煤灰作为主要原料（占总量40％以上），价格低、来源广；产品重量轻，容重小，出板率高，可使生产成本大幅度下降。 　　6.3粉煤灰SC板及其复合墙板用途广泛，市场广阔，除用于框架结构建筑的内隔墙外，还广泛用于各类建筑吊顶、吸声工程，隔热和电绝缘设施。还可将其加工成各种形状、颜色，用于工业、民用建筑、公园亭阁及别墅式建筑的屋顶等。 　　6.4用粉煤灰生产SC板因品种较多，生产企业应根据资金、设备等具体情况作出选择。