一种贝壳碎屑增强的环保石膏板及其制备方法

1.本发明属于石膏复合板生产技术领域，具体涉及一种贝壳碎屑增强的环保石膏板及其制备方法。


背景技术：

2.近年来，石膏板以其质轻、不燃、具有“呼吸”功能等优点而备受用户的青睐，广泛应用于房屋内墙装饰，而现有内墙石膏板强度较低，在运输过程中板材易破碎，安装后墙体易开裂等，给施工带来不便；同时也造成了巨大的损失。
3.虽然现有技术存在加入纤维来对石膏板进行增强，但由于其纤维布设不合理的问题，石膏板的机械强度仍然不能满足许多使用场合的要求。
4.现有技术的纤维的使用方式分为短纤维、纤维毡和网格布三种。将短纤维混入石膏配料中实现增强的方式，由于受现有的混料工艺的限制，短纤维难以均匀混入石膏配料的问题，导致强度分布不均匀的现象比较明显。将短纤维毡粘结在石膏板芯表面能适当改善石膏板的强度，但这种粘结结构不能使短纤维毡起到真正的加强功能，因此对于石膏板的强度改善十分有限。纤维网格布增强，由于受纤维网格布生产技术的限制，所以纤维的密度和加强筋的分布均匀度难以达到理想的程度。
5.因此，要实现石膏板的强度再提高，需从新的方向出发，才能有望获得新的突破口。


技术实现要素：

6.针对上述现有技术，本发明提供一种贝壳碎屑增强的环保石膏板及其制备方法，以提供解决现有石膏板强度不够、强度分布不均匀的问题。
7.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种贝壳碎屑增强的环保石膏板，包括以下重量份的原料：石膏粉70～88份、贝壳碎屑12～20份、矿棉5～10份、硅藻纯3～5份、酒石酸钠0.1～0.3份、硼砂0.05～0.3份、聚乙烯醇0.1～0.5份、发泡剂0.3～0.6份和水30～50份。
8.本发明的贝壳碎片为最大尺度小于1.6cm的大小不一的不规则片材，这些大小不一的不规则贝壳碎片无规律地均匀分散在石膏基体中，其强度和模量远高于石膏硬化体，起到在各个方向上增强整体板材的作用，所制得的板材强度和模量明显高于单一石膏板和木纤维增强石膏板；贝壳自身为多孔结构，具有良好的水呼吸功能，在低气压、高湿度状态下墙面不结露，而在干燥的情况下，可以将墙内储藏的水分缓缓释放，因此它的呼吸功能可作为室内湿度的调节剂，可防止结露和微生物的产生，抑菌防腐。
9.硅藻纯主要成分为硅藻土和电气石，具有超大的比表面积和极高的孔隙率，其孔隙率是活性炭的500到600倍，且具有极强的物理吸附性能和离子交换性能，因而可以有效的吸附和消除空气中的有害气体。硅藻土的质轻、孔隙丰富、来源广泛、防腐防潮。电气石主要功能是产生负离子，负离子能使细胞活性化，增加自然抵抗力和抗菌能力。
10.矿棉具有质轻、耐久、不燃、不腐、不受虫蛀等特点，是优良的隔热保温、吸声材料。
11.贝壳的主要化学成分为碳酸钙与石膏硬化体成分性质相近，化学物理相容性较好；贝壳表面的角质层为壳质素层可以在石膏与贝壳间形成柔性界面层，保证了复合板材的整体复合效果。聚乙烯醇可与硼砂产生凝胶化现象，其产生的巨型网状结构可进一步使石膏粉、贝壳碎屑、矿棉、硅藻纯、酒石酸钠、发泡剂结合得更加紧密，从而起到增强板材强度的作用。酒石酸钠、硼砂作为缓凝剂，可以有效使各反应发生更充分，各成分结合更紧密。
12.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
13.进一步，贝壳碎屑增强的环保石膏板，包括以下重量份的原料：包括以下重量份的原料：石膏粉80份、贝壳碎屑16份、矿棉7份、硅藻纯4份、酒石酸钠0.2份、硼砂0.15份、聚乙烯醇0.3份、发泡剂0.5份和水40份。
14.进一步，贝壳碎屑由以下步骤制得：贝壳清洗、粉碎后，再过1.6cm的网筛，即得。
15.进一步，发泡剂为碳酸钙、碳酸镁和碳酸氢钠中的至少一种。
16.碳酸钙、碳酸镁和碳酸氢钠在100～140℃会发生分解，并放出部分co2，由于贝壳的主要成分为碳酸钙，因此发泡剂的分解产物与贝壳碎屑化学物理相容性较好，可与贝壳碎屑紧密融合。
17.进一步，贝壳为扇贝壳。
18.本发明还提供了上述贝壳碎屑增强的环保石膏板的制备方法，包括以下步骤：
19.(1)搅拌：将石膏粉、贝壳碎屑、矿棉混合均匀后，再加入硅藻纯、酒石酸钠、硼砂、聚乙烯醇、发泡剂和水，再搅拌均匀，得料浆；
20.(2)坯板预成型：将料浆均匀铺入板模中，并排气、平整，再预制成坯板；
21.(3)层叠：将坯板堆叠成垛；
22.(4)液压成型：将垛加20000～25000kn的压力至初凝成型，再拆垛，得板材；
23.(5)烘干：将板材于100～120℃烘干20min后，再于120～170℃烘干30min；
24.(6)切边修整、打磨：将烘干后的板材进行锯切修整、打磨，即得。
25.进一步，板模为1500mm
×
900mm的敞口板模。
26.进一步，垛的高度为8～20mm。
27.进一步，切边修整的精度为板材长度偏差
±
1.5mm，宽度偏差
±
1mm，对角线偏差
±
2mm。
28.进一步，打磨的精度为厚度偏差
±
0.3mm。
29.本发明的有益效果是：本发明制备的环保石膏板具有抗弯强度和横向抗压强度高、抗折弹性模量大、轻质高强、防火、防水、性能稳定、可调节室内湿度、节能环保的特点。
具体实施方式
30.下面结合实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
31.实施例1
32.一种贝壳碎屑增强的环保石膏板，包括以下重量份的原料：石膏粉80份、贝壳碎屑16份、矿棉7份、硅藻纯4份、酒石酸钠0.2份、硼砂0.15份、聚乙烯醇0.3份、碳酸钙0.5份和水40份。
33.其中，贝壳碎屑由以下步骤制得：扇贝壳用高压水枪清洗干净，再用破碎机粉碎
后，过1.6cm的网筛，未过筛的重新粉碎过筛，即得。
34.上述贝壳碎屑增强的环保石膏板的制备方法，包括以下步骤：
35.(1)搅拌：将石膏粉、贝壳碎屑、矿棉混合均匀后，再加入硅藻纯、酒石酸钠、硼砂、聚乙烯醇、碳酸钙和水，再搅拌均匀，得料浆；
36.(2)坯板预成型：将料浆均匀铺入1500mm
×
900mm的敞口板模中，并排气、平整，再预制成坯板；
37.(3)层叠：将坯板堆叠成12mm的垛；
38.(4)液压成型：将垛加22000kn的压力至初凝成型，再拆垛，得板材；
39.(5)烘干：将板材于110℃烘干20min后，再于150℃烘干30min；
40.(6)切边修整、打磨：将烘干后的板材进行锯切修整、打磨，即得；其中，切边修整的精度为板材长度偏差
±
1.5mm，宽度偏差
±
1mm，对角线偏差
±
2mm；打磨的精度为厚度偏差
±
0.3mm。
41.实施例2
42.一种贝壳碎屑增强的环保石膏板，包括以下重量份的原料：石膏粉70份、贝壳碎屑12份、矿棉5份、硅藻纯3份、酒石酸钠0.1份、硼砂0.05份、聚乙烯醇0.1份、碳酸镁0.3份和水30份。
43.其中，贝壳碎屑由以下步骤制得：扇贝壳用高压水枪清洗干净，再用破碎机粉碎后，过1.6cm的网筛，未过筛的重新粉碎过筛，即得。
44.上述贝壳碎屑增强的环保石膏板的制备方法，包括以下步骤：
45.(1)搅拌：将石膏粉、贝壳碎屑、矿棉混合均匀后，再加入硅藻纯、酒石酸钠、硼砂、聚乙烯醇、碳酸镁和水，再搅拌均匀，得料浆；
46.(2)坯板预成型：将料浆均匀铺入1500mm
×
900mm的敞口板模中，并排气、平整，再预制成坯板；
47.(3)层叠：将坯板堆叠成8mm的垛；
48.(4)液压成型：将垛加20000kn的压力至初凝成型，再拆垛，得板材；
49.(5)烘干：将板材于100℃烘干20min后，再于120℃烘干30min；
50.(6)切边修整、打磨：将烘干后的板材进行锯切修整、打磨，即得；其中，切边修整的精度为板材长度偏差
±
1.5mm，宽度偏差
±
1mm，对角线偏差
±
2mm；打磨的精度为厚度偏差
±
0.3mm。
51.实施例3
52.一种贝壳碎屑增强的环保石膏板，包括以下重量份的原料：石膏粉88份、贝壳碎屑20份、矿棉10份、硅藻纯5份、酒石酸钠0.3份、硼砂0.3份、聚乙烯醇0.5份、碳酸镁0.6份和水50份。
53.其中，贝壳碎屑由以下步骤制得：扇贝壳用高压水枪清洗干净，再用破碎机粉碎后，过1.6cm的网筛，未过筛的重新粉碎过筛，即得。
54.上述贝壳碎屑增强的环保石膏板的制备方法，包括以下步骤：
55.(1)搅拌：将石膏粉、贝壳碎屑、矿棉混合均匀后，再加入硅藻纯、酒石酸钠、硼砂、聚乙烯醇、碳酸镁和水，再搅拌均匀，得料浆；
56.(2)坯板预成型：将料浆均匀铺入1500mm
×
900mm的敞口板模中，并排气、平整，再
预制成坯板；
57.(3)层叠：将坯板堆叠成20mm的垛；
58.(4)液压成型：将垛加25000kn的压力至初凝成型，再拆垛，得板材；
59.(5)烘干：将板材于120℃烘干20min后，再于170℃烘干30min；
60.(6)切边修整、打磨：将烘干后的板材进行锯切修整、打磨，即得；其中，切边修整的精度为板材长度偏差
±
1.5mm，宽度偏差
±
1mm，对角线偏差
±
2mm；打磨的精度为厚度偏差
±
0.3mm。
61.对比例1
62.将实施例1中的贝壳碎屑改为木纤维，其余与实施例1相同。
63.对比例2
64.将实施例1中的聚乙烯醇改为淀粉，其余与实施例1相同。
65.对比例3
66.将实施例1中的碳酸钙改为苯磺酸钠，其余与实施例1相同。
67.表1为本发明的实施例与对比例的石膏板的主要性能检测数据。
68.表1石膏板的主要性能检测数据
[0069][0070][0071]
虽然结合实施例对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。