[发明专利]一种利用粉煤灰制备免蒸压疏水性纤维增强硅酸钙板的方法

说明书

本发明提供了一种利用粉煤灰制备免蒸压疏水性纤维增强硅酸钙板的方法，包括以下步骤：(1)将粉煤灰、氧化钙、氢氧化钠稀溶液和结构调节剂按一定比例混合在密闭反应器中进行一步动态水热反应，反应后将料浆过滤、洗涤得到水化硅酸钙湿渣；(2)将步骤(1)所得水化硅酸钙湿渣与水泥、纤维和有机硅防水剂按一定质量比例混合均匀，在20～60MPa压力下压制成型，成型后的坯体脱模，干燥后制得免蒸压疏水性纤维增强硅酸钙板。本发明以粉煤灰为原料，原料属大宗工业固体废弃物，廉价易得；无需蒸压养护工艺，设备投资少，生产工艺简单，能耗低，经济易行。

技术领域

本发明涉及固体废弃物再利用领域，尤其涉及一种利用粉煤灰制备免蒸压疏水性纤维增强硅酸钙板的方法。

背景技术

硅酸钙板是一种非常有潜力的新型建筑材料，因为它具有防火、隔热、隔音、防潮和高机械强度等优点，被广泛应用于外墙板、内墙板、吊顶板、装饰板、隔音板、家具衬板等领域。硅酸钙板通常是以石灰为钙源，以石英砂、高岭土或硅藻土为硅源，以纤维为增强物质，以硅酸钠或氢氧化钠为碱活化剂，在约200℃蒸汽中养护5-20h合成的，例如CN201010501474.6公开的复合纤维硅酸钙板及其制备方法和CN201310352902.7公开的一种轻质硅酸钙板及其制备工艺。但其存在如下问题：一是石英砂、高岭土或硅藻土都是需要被保护的自然资源；二是高温蒸压养护需要消耗大量能量，成本提高。

目前，环保和节能是建筑材料的发展趋势，已有报道利用固体废弃物来制备轻质和高强的硅酸钙板。例如CN201510014660.X公开的一种利用工业废渣生产的硅酸钙板，利用石英矿废渣、硅藻土、陶瓷抛光废料、水泥、电石渣、石灰竹浆纤维、纸浆增强材料、粉煤灰和珍珠岩为原料，但其需要将压制后的样品放入反应釜中在165～200℃蒸压养护10～48h，耗时长，能耗高；CN201410541415.X公开的一种粉煤灰综合利用方法，以粉煤灰为硅源，采用“两步凝胶化法”先转化成雪硅钙石，再转化为硬硅钙石型硅酸钙板，密度仅为0.2～0.3g/cm³，但其产品强度较低，并且“两步凝胶化法”操作复杂、能耗较大，尤其是第二步凝胶化反应温度高达220～280℃，压力为2～3MPa，设备要求较高，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用粉煤灰制备免蒸压疏水性纤维增强硅酸钙板的方法，该方法以粉煤灰为原料，不需要加入其它自然硅质原料，原料廉价易得，无需蒸压养护工艺，方法简单，经济易行，适用于工业化生产。本发明可以缓解粉煤灰对环境的污染问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种利用粉煤灰制备免蒸压疏水性纤维增强硅酸钙板的方法，该方法包括如下步骤：

(1)将粉煤灰、氧化钙、氢氧化钠稀溶液和结构调节剂按一定比例混合在密闭反应器中进行一步动态水热反应，反应后将料浆过滤、洗涤得到水化硅酸钙湿渣；

(2)将步骤(1)所得水化硅酸钙湿渣与水泥、纤维和有机硅防水剂按一定质量比例混合均匀，在20～60MPa压力下压制成型，成型后的坯体脱模，干燥后制得免蒸压疏水性纤维增强硅酸钙板；

进一步地，所述步骤(1)中氧化钙与粉煤灰按CaO与粉煤灰所含SiO₂的摩尔比为0.8～1.2混合。

进一步地，所述步骤(1)中氢氧化钠稀溶液的质量百分数为1～10wt％。

进一步地，所述步骤(1)中氢氧化钠稀溶液与固体物料的液固比为10～30mL/g。

进一步地，所述步骤(1)中结构调节剂为P123(EO₂₀PO₇₀EO₂₀)或F127(EO₁₀₆PO₇₀EO₁₀₆)或聚丙烯酸钠(PAAS)，添加量为1～5wt％。

进一步地，所述步骤(1)中动态水热反应的反应温度为140～190℃。