一种基于工业固废的纤维水泥板及制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是指一种基于工业固废的纤维水泥板及制备方法。

背景技术

传统纤维水泥板是一种主要以普硅水泥为无机胶凝剂和基本材料，以纤维类材料为增强材料，并通过掺加适量的外加剂，经制浆、成型、养护等工序制备的板材，被广泛应用于生产和建筑领域，例如，作为内外墙用装饰板、地面用板、吊顶用板、复合保温板、防火板等被广泛使用。

传统纤维水泥板的强度主要由普硅水泥与石英粉、硅灰等经高温蒸养水化反应，传统纤维水泥板湿坯制备出来以后，主要通过蒸压釜高温蒸压养护的方式来加快硅钙反应速率，虽然这在一定程度上提高了传统纤维水泥板的生产效率，但是也大大加剧了能源消耗，并且蒸压养护环节产生的废气、废水等依然存在环保问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于工业固废的纤维水泥板及制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本实施例提供一种基于工业固废的纤维水泥板，按照质量份数计，由以下原料组成：

纤维素纤维1～7份；

合成无机纤维1～6份；

石灰石纤维5～20份；

水泥30～90份；

黄金尾渣10～20份；

黄金矿砂10～20份；

黄金尾泥10～55份；

粉煤灰5～40份；

石粉5～40份；

钢渣5～40份；

玻璃粉5～40份；

铝粉3～30份；

污泥5～40份；

电厂炉灰5～60份；

工业尾矿粉5～45份；

纳米材料1～20份；

硅藻土1～25份；

活性添加料1～20份；

消泡剂1～15份；

聚丙烯酰胺0.1～15份；

以及以上物料质量总和1～10倍的水；

其中，水泥为以工业固废为原料制备的硅酸盐水泥。

其进一步技术方案为：所述硅酸盐水泥由脱硫石膏、工业尾矿粉、铝灰、电石渣和煤矸石五种工业固废协同互补在高温下煅烧制成。

第二方面，本实施例提供一种如上述的基于工业固废的纤维水泥板的制备方法，包括如下步骤：

将纤维素纤维、合成无机纤维、石灰石纤维、水泥、黄金尾渣、黄金矿砂、黄金尾泥、粉煤灰、石粉、钢渣、玻璃粉、铝粉、污泥、电厂炉灰、工业尾矿粉、纳米材料、硅藻土、活性添加料、消泡剂、聚丙烯酰胺和水混合均匀获得纤维水泥料浆；

将纤维水泥料浆进行脱水获得料坯；

将料坯抄取滚压成型，再进行养护、烘干，以得到纤维水泥板。

其进一步技术方案为：所述黄金尾渣的粒度为20～40目。

其进一步技术方案为：所述黄金矿砂的粒度为40～60目。

其进一步技术方案为：所述黄金尾泥的粒度为60～2000目。

其进一步技术方案为：抄取滚压成型指的是胸辊压力为1～8MPa，经压机吨位为3000～12000T加压密实。

其进一步技术方案为：养护包括自然养护或工业余热蒸汽养护或养护房养护。

其进一步技术方案为：烘干的温度为60～150度。

第三方面，本实施例提供一种如上述的基于工业固废的纤维水泥板在建筑中的应用。

本发明与现有技术相比的有益效果是：通过改进原料的种类和配比，实现了一种非蒸养纤维水泥板的制备及工业余热蒸汽养护，省去了传统纤维水泥板制备过程中蒸压养护的环节，不仅节省了蒸压釜等设备的投资，还大大减少了能源消耗；所用的掺合料均为工业固体废弃物，不仅降低纤维水泥板的原料成本，还实现了工业固废的无害化、减量化、资源化和高值化利用。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于工业固废的纤维水泥板的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和 /或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

其中，本发明公开了一种基于工业固废的纤维水泥板，按照质量份数计，由以下原料组成：

纤维素纤维1～7份；

合成无机纤维1～6份；

石灰石纤维5～20份；

水泥30～90份；

黄金尾渣10～20份；

黄金矿砂10～20份；

黄金尾泥10～55份；

粉煤灰5～40份；

石粉5～40份；

钢渣5～40份；

玻璃粉5～40份；

铝粉3～30份；

污泥5～40份；

电厂炉灰5～60份；

工业尾矿粉5～45份；

纳米材料1～20份；

硅藻土1～25份；

活性添加料1～20份；

消泡剂1～15份；

聚丙烯酰胺0.1～15份；

以及以上物料质量总和1～10倍的水；

其中，水泥为以工业固废为原料制备的硅酸盐水泥。

其中，在本实施例中，合成无机纤维1～6份包括维伦纤维1～6份，PVA 纤维1～6份及聚乙烯醇纤维1～6份。

该实施方式的一些实施例中，所述硅酸盐水泥由脱硫石膏、工业尾矿粉、铝灰、电石渣和煤矸石五种工业固废协同互补在高温(1000～1100℃)下煅烧制成。

在一种或多种实施例中，脱硫石膏、工业尾矿粉、铝灰、电石渣和煤矸石的质量比为10～25:10～25:25～35:25～30:10～15。

本发明通过添加脱硫石膏、工业尾矿粉、电石渣和石灰石粉协同营造了一个较高碱度和富硫酸根离子的水化环境，不但可以抑制钙矾石在后期的分解转化，还能促进钙矾石在水化后期不断缓慢稳定生成，进而形成更为密实的结构，促进纤维水泥板后期强度的不断稳定增长。

具体地，纤维素纤维主要包括粘胶纤维、醋酸纤维、铜氨纤维等，是利用棉短绒、木材、竹子、甘蔗渣、芦苇等天然物质，对其纤维素分子重塑而得。合成无机纤维为玻璃纤维、石英玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维、金属纤维中的一种或多种。污泥为水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质。纳米材料为铝基固化粉。活性添加料为硅酸锂。

如图1所示，本发明的还公开了一种如上述的基于工业固废的纤维水泥板的制备方法，包括如下步骤：

S1，将纤维素纤维、合成无机纤维、石灰石纤维、水泥、黄金尾渣、黄金矿砂、黄金尾泥、粉煤灰、石粉、钢渣、玻璃粉、铝粉、污泥、电厂炉灰、工业尾矿粉、纳米材料、硅藻土、活性添加料、消泡剂、聚丙烯酰胺和水混合均匀获得纤维水泥料浆；

S2，将纤维水泥料浆进行脱水获得料坯；

S3，将料坯抄取滚压成型，再进行养护、烘干，以得到纤维水泥板。

具体地，将上述物料按1：2加水至10～30立方的预搅拌灌，将粉料混合搅拌5～40分钟，搅拌成纤维水泥料浆；然后将纤维水泥料浆通过混磨设备二次研磨，再自动抽入20～150立方混桨过渡灌，同时加入1：10的水，通过推进器设备推进混桨10～45分钟，通过自动抽桨设备将混合均匀的纤维水泥料浆抽送至分料灌，分料灌加入生产过程的循环污水，在达到生产所要的浓度(浓度为4～15％)后，再分桨到3～6个抄取网箱中，通过主机电机带动网轮转动、通过负压原理(采用尼龙或钢网、底网10～60目，面网为60～120目)将抄取箱内的纤维水泥料浆吸附在网轮上，然后对纤维水泥料浆真空脱水，再将桨料送入成型桶，通过成型桶的转速圈数压制成需要的厚度与规格，再通过气缸刀断坯生成成型的(含水率20～55％)湿板；然后成型湿板经过动力接胚皮带运送经过高压水切装置修边切割成2～6张尺寸相同(宽为：500mm～1500mm、长1220mm～4900mm)的湿坯板材；将湿坯板材通过吸盘(1～3个吸盘配套设备)或机械臂手设备将湿坯与模板(一张湿胚一张模板)自动叠齐堆垛，堆垛完成(限高度500mm～2000mm)的湿坯板，通过动力辊道或轨道送入压机(吨位3000～12000T)过行加压10～70分钟生成相应密度的加压湿坯板；然后将湿坏板送入预养房或套密封袋(养护环境：温度5～60度、湿度55％～99％) 进行静养1～6小时；然后将静养完成的湿坯板通过动力辊道或轨道送入模坯分离设备，将湿坯与模板分离叠齐堆垛(分别湿胚板自动堆垛，模板自动堆垛)，分离后模板通过辊道或轨道自动运行循环使用；将分离堆垛的湿坯板堆放至车间空地区域套密封胶袋自然养护7～28天，或工业余热蒸汽养护5～28天，或堆放于密闭空间(养护房)恒温15～70度，恒湿55～99％，养护3～28天；将养护完成的板(含水5％～30％)经过烘干设备60～150度温度进行烘干，再送入磨边倒角设备先进行横切或纵切与横磨或纵磨，得出规格为(宽：300～ 1500mm,长600～4900mm)的纤维水泥板；将磨边倒角完成的纤维水泥板通过自动上下板机及传动设备再送入砂光与抛光设备进行不同用途要求的表面砂光加工处理(砂带20～400目)，以得到纤维水泥板成品。

该实施方式的一些实施例中，所述黄金尾渣的粒度为20～40目。

该实施方式的一些实施例中，所述黄金矿砂的粒度为40～60目。

该实施方式的一些实施例中，所述黄金尾泥的粒度为60～2000目。

该实施方式的一些实施例中，石粉的粒度为60～400目。

该实施方式的一些实施例中，玻璃粉的粒度为40～400目。

该实施方式的一些实施例中，抄取滚压成型指的是胸辊压力为1～8MPa，经压机吨位为3000～12000T加压密实。

该实施方式的一些实施例中，养护包括自然养护或工业余热蒸汽养护或养护房养护。

该实施方式的一些实施例中，烘干的温度为60～150度。

本发明还提供了一种上述的基于工业固废的纤维水泥板在建筑中的应用。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

以下实施例中采用的水泥由脱硫石膏、工业尾矿粉、铝灰、电石渣和煤矸石五种工业固废协同互补在1050℃下煅烧制成。所述脱硫石膏、工业尾矿粉、铝灰、电石渣、煤矸石的比例为(质量百分数)15％：15％：30％：28％：12％。

实施例1

(1)备料

按以下重量份数(干基)称取好各物料：

纤维素纤维5份；

合成无机纤维4份；

石灰石纤维10份；

水泥50份；

黄金尾渣15份；

黄金矿砂12份；

黄金尾泥30份；

粉煤灰8份；

石粉15份；

钢渣15份；

玻璃粉20份；

铝粉20份；

污泥18份；

电厂炉灰30份；

工业尾矿粉25份；

纳米材料10份；

硅藻土15份；

活性添加料10份；

消泡剂8份；

聚丙烯酰胺5份；

以及以上物料质量总和1倍的水；

(2)制板

将按上述比例称好的物料按1：1加水至10～30立方的预搅拌灌，将粉料混合搅拌20分钟，搅拌成纤维水泥料浆；然后将纤维水泥料浆通过混磨设备二次研磨，再自动抽入80立方混桨过渡灌，同时加入1：10的水，通过推进器设备推进混桨25分钟，通过自动抽桨设备将混合均匀的纤维水泥料浆抽送至分料灌，分料灌加入生产过程的循环污水，在达到生产所要的浓度后，再分桨到5个抄取网箱中，通过主机电机带动网轮转动、通过负压原理(采用尼龙或钢网、底网30目，面网为80目)将抄取箱内的纤维水泥料浆吸附在网轮上，然后对纤维水泥料浆真空脱水，再将桨料送入成型桶，通过成型桶的转速圈数压制成需要的厚度与规格，再通过气缸刀断坯生成成型的(含水率32％)湿板；然后成型湿板经过动力接胚皮带运送经过高压水切装置修边切割成4张尺寸相同(宽为：700mm、长2500mm)的湿坯板材；将湿坯板材通过吸盘(3个吸盘配套设备)或机械臂手设备将湿坯与模板(一张湿胚一张模板)自动叠齐堆垛，堆垛完成(限高度1000mm)的湿坯板，通过动力辊道或轨道送入压机(吨位8000T)过行加压30分钟生成相应密度的加压湿坯板；然后将湿坏板送入预养房或套密封袋(养护环境：温度45度、湿度75％)进行静养4小时；然后将静养完成的湿坯板通过动力辊道或轨道送入模坯分离设备，将湿坯与模板分离叠齐堆垛，分离后模板通过辊道或轨道自动运行循环使用；将分离堆垛的湿坯板堆放至车间空地区域套密封胶袋自然养护20天，或工业余热蒸汽养护 16天，或堆放于密闭空间(养护房)恒温50度，恒湿75％，养护15天；将养护完成的板经过烘干设备100度温度进行烘干，再送入磨边倒角设备先进行横切或纵切与横磨或纵磨，得出规格为(宽：500mm,长1000mm)的纤维水泥板；将磨边倒角完成的纤维水泥板通过自动上下板机及传动设备再送入砂光与抛光设备进行不同用途要求的表面砂光加工处理(砂带80目)，以得到纤维水泥板成品。

实施例2

(1)备料

按以下重量份数(干基)称取好各物料：

纤维素纤维4份；

合成无机纤维5份；

石灰石纤维10份；

水泥60份；

黄金尾渣15份；

黄金矿砂15份；

黄金尾泥30份；

粉煤灰8份；

石粉15份；

钢渣15份；

玻璃粉25份；

铝粉25份；

污泥20份；

电厂炉灰40份；

工业尾矿粉25份；

纳米材料10份；

硅藻土15份；

活性添加料10份；

消泡剂8份；

聚丙烯酰胺8份；

以及以上物料质量总和1.5倍的水；

(2)制板

将按上述比例称好的物料按1：1.5加水至10～30立方的预搅拌灌，将粉料混合搅拌30分钟，搅拌成纤维水泥料浆；然后将纤维水泥料浆通过混磨设备二次研磨，再自动抽入100立方混桨过渡灌，同时加入1：10的水，通过推进器设备推进混桨35分钟，通过自动抽桨设备将混合均匀的纤维水泥料浆抽送至分料灌，分料灌加入生产过程的循环污水，在达到生产所要的浓度后，再分桨到5个抄取网箱中，通过主机电机带动网轮转动、通过负压原理(采用尼龙或钢网、底网30目，面网为80目)将抄取箱内的纤维水泥料浆吸附在网轮上，然后对纤维水泥料浆真空脱水，再将桨料送入成型桶，通过成型桶的转速圈数压制成需要的厚度与规格，再通过气缸刀断坯生成成型的湿板；然后成型湿板经过动力接胚皮带运送经过高压水切装置修边切割成4张尺寸相同(宽为：700mm、长2500mm)的湿坯板材；将湿坯板材通过吸盘(3个吸盘配套设备)或机械臂手设备将湿坯与模板(一张湿胚一张模板)自动叠齐堆垛，堆垛完成(限高度1000mm)的湿坯板，通过动力辊道或轨道送入压机(吨位8000T) 过行加压30分钟生成相应密度的加压湿坯板；然后将湿坏板送入预养房或套密封袋(养护环境：温度45度、湿度75％)进行静养4小时；然后将静养完成的湿坯板通过动力辊道或轨道送入模坯分离设备，将湿坯与模板分离叠齐堆垛，分离后模板通过辊道或轨道自动运行循环使用；将分离堆垛的湿坯板堆放至车间空地区域套密封胶袋自然养护20天，或工业余热蒸汽养护16天，或堆放于密闭空间(养护房)恒温50度，恒湿75％，养护15天；将养护完成的板经过烘干设备100度温度进行烘干，再送入磨边倒角设备先进行横切或纵切与横磨或纵磨，得出规格为(宽：500mm,长1000mm)的纤维水泥板；将磨边倒角完成的纤维水泥板通过自动上下板机及传动设备再送入砂光与抛光设备进行不同用途要求的表面砂光加工处理(砂带80目)，以得到纤维水泥板成品。

本发明通过改进原料的种类和配比，实现了一种非蒸养纤维水泥板的制备及工业余热蒸汽养护，省去了传统纤维水泥板制备过程中蒸压养护的环节，不仅节省了蒸压釜等设备的投资，还大大减少了能源消耗；所用的掺合料均为工业固体废弃物，不仅降低纤维水泥板的原料成本，还实现了工业固废的无害化、减量化、资源化和高值化利用。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。