導(dǎo)語(yǔ)：水泥板生產(chǎn)工藝探討一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：探討了原材料、生產(chǎn)裝備、工藝路線對(duì)免蒸壓無(wú)石棉纖維增強(qiáng)水泥板生產(chǎn)工藝的影響，以期找到最經(jīng)濟(jì)合理的生產(chǎn)工藝，為相關(guān)企業(yè)提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：免蒸壓；常溫養(yǎng)護(hù)；原材料；生產(chǎn)裝備；工藝路線；物理性能

中國(guó)環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證針對(duì)于無(wú)石棉纖維增強(qiáng)水泥板行業(yè)而言，它表明該產(chǎn)品不僅質(zhì)量合格，而且在生產(chǎn)、使用和處理處置過(guò)程中符合特定的環(huán)境保護(hù)要求（嚴(yán)禁使用石棉等對(duì)人體有害的增強(qiáng)纖維）、同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)約資源、減少能源的浪費(fèi)、降低廢氣的排放等環(huán)境優(yōu)勢(shì)，對(duì)生態(tài)環(huán)境更為有利。因此，不使用石棉纖維、采用常溫養(yǎng)護(hù)的免蒸壓無(wú)石棉纖維增強(qiáng)水泥板（以下簡(jiǎn)稱免蒸壓板）勢(shì)必成為無(wú)石棉纖維增強(qiáng)水泥板行業(yè)發(fā)展的方向。本文探討了原材料、生產(chǎn)裝備、工藝路線等對(duì)免蒸無(wú)石棉纖維增強(qiáng)水泥板生產(chǎn)工藝的影響。

1原材料

增強(qiáng)纖維：選用高強(qiáng)度高模量聚乙烯醇（PVA或維綸）纖維，一級(jí)品，長(zhǎng)度為4mm和6mm（建議1∶2混合使用）；拉伸強(qiáng)度＞12cN/dtex，模量（0.1%~0.4%）：≥260cN/dtex。根據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)用維綸生產(chǎn)的無(wú)石棉纖維水泥板的耐久性研究結(jié)果表明，認(rèn)為此種制品即使暴露于大氣中仍具有較高的強(qiáng)度，但其韌性隨時(shí)間的增加而有所下降。這主要是由于纖維與水泥基體界面的黏結(jié)不斷提高所致。木漿纖維：耐熱230℃（短時(shí)間可達(dá)280℃），化學(xué)處理原木漿，卡伯值≤35，平均水份≤11%，水份偏差≤30%。木漿纖維是天然針葉木材經(jīng)過(guò)化學(xué)處理得到的有機(jī)纖維，通過(guò)篩選、分裂、高溫處理、化學(xué)處理、中和、篩分成不同長(zhǎng)度和粗細(xì)度的纖維，以適應(yīng)不同應(yīng)用材料的需要。由于處理溫度高達(dá)250℃以上，在通常條件下是化學(xué)上非常穩(wěn)定的物質(zhì)，不為一般的溶劑、酸、堿腐蝕，具有無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染、無(wú)放射性的優(yōu)良品質(zhì)，不影響環(huán)境，對(duì)人體無(wú)害，屬綠色環(huán)保產(chǎn)品，這是其它礦物纖維所不具備的。纖維微觀結(jié)構(gòu)是帶狀彎曲的，凹凸不平且多孔，交叉處是扁平的，有良好的韌性、分散性和化學(xué)穩(wěn)定性，吸水能力強(qiáng)，增稠抗裂性能優(yōu)良。纖維素纖維：主體纖維長(zhǎng)度2~3mm，彈性模量為8~10GPa，直徑15~20μm，比表面積為20000~30000cm2/g，耐酸堿性保持率≥95%。纖維素纖維在坯體中主要呈縱橫分布，可有效降低微裂尖端的應(yīng)力集中，可使板材因內(nèi)干縮或濕脹引起的拉應(yīng)力削弱或消除，阻止微裂縫的發(fā)生和擴(kuò)展。由于板材中纖維素纖維的存在，可以有效地減少多次凍融循環(huán)而引起的內(nèi)抗拉應(yīng)力集中，阻止微裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)展。另外，由于板材抗?jié)B性的提高，當(dāng)然也有利于改善其抗凍融性。纖維素纖維有助于吸收板材受沖擊時(shí)的能量，并且由于纖維的阻裂效應(yīng)，在板材受沖擊荷載作用時(shí)，纖維可以阻止內(nèi)部裂縫的迅速擴(kuò)展，故而可以有效增強(qiáng)板材的抗沖擊性和韌性。纖維素纖維使水泥水化更完全，顯著降低板材結(jié)構(gòu)的空隙，使板材更密實(shí)，從而提高板材的抗凍性、抗水滲透性，賦予板材更好的耐久性。膠原纖維：由膠原纖維纖維素加工而成的絨狀物。主體纖維長(zhǎng)度3mm，灰分含量≤5%，揮發(fā)份≤8%，149μm篩篩余小于5%；膠原纖維強(qiáng)度好，無(wú)環(huán)境污染,纖維的樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)在改善混合料混合性能、促進(jìn)其它原料的分散。有較好的作用；耐溫性能優(yōu)于纖維素纖維，丙烯晴纖維等，有一定的彈性，對(duì)改進(jìn)材料的柔軟性和壓縮性和密封性能有較好的作用,可以減少丁腈橡膠用量,提高沖擊韌性。耐堿玻璃纖維：普通玻璃纖維的耐堿性較差，在水泥基體的堿性環(huán)境中極易失去其強(qiáng)度和剛性。20世紀(jì)60年代，雖然玻璃纖維增強(qiáng)水泥基材料的研究已經(jīng)比較深入，但其制品一直未被推廣應(yīng)用；20世紀(jì)70年代初期，英國(guó)建筑研究院向普通玻璃纖維中加入二氧化鋯，研制成功了耐堿玻璃纖維后，玻璃纖維增強(qiáng)水泥制品才由英國(guó)的PilkingtonBrothers公司大量生產(chǎn)推廣應(yīng)用。聚烯烴多分歧纖維：一種使用聚烯烴進(jìn)行噴射成型，擁有多分歧構(gòu)造的纖維，融點(diǎn)100~135℃，在水中能和各種粒子和纖維素纖維進(jìn)行均勻的混和、具有良好的親水性。與一般的樹(shù)脂纖維相比，具有分枝構(gòu)造的纖維直徑分布（樹(shù)枝部分2μm、樹(shù)干部分30μm），擁有較大的比表面積。微米級(jí)別的多分歧纖維能夠?qū)λ嗔Ｗ蛹案鞣N填充物進(jìn)行物理捕捉，從而抑制水分散時(shí)的沉降，非常有利于抄取法生產(chǎn)效率的提高，使制品表面既美觀又堅(jiān)固、防止龜裂。膠凝材料：P•Ⅱ42.5R水泥，74μm篩余≤8%，燒失量≤3.5%，安定性符合標(biāo)準(zhǔn)要求。內(nèi)照射指數(shù)（IRa）≤0.4，外照射指數(shù)（Ir）≤0.4。填充材料：重質(zhì)碳酸鈣，白色粉末，無(wú)臭無(wú)味，在空氣中穩(wěn)定，相對(duì)密度：2.6~2.7g/cm3，25/4℃，熔點(diǎn)：1339℃，74μm篩篩余≤3%，碳酸鈣含量＞90%。輔助材料有以下幾種：云母粉：含砂量≤1.5%，燒失量≤5.5%，松散密度≤350kg/m3，粒徑分布：0.45mm篩篩余≤5%、149μm篩篩余≥85%，含水率≤1%，放射性水平：內(nèi)照射指數(shù)（IRa）≤0.4、外照射指數(shù)（Ir）≤0.4。硅灰石粉：硅灰石含量≥80%，燒失量≤3.5%，沉降值≥55ml/30g，松散密度≤550kg/m3，含水率≤1%，粒徑分布：0.25mm篩篩余≤10%、80m篩篩余≥40%，放射性水平：內(nèi)照射指數(shù)（IRa）≤0.4、外照射指數(shù)（Ir）≤0.4。微硅粉：SiO2含量≥92%，燒失量≤6%，比表面積≥15m2/g。球狀，平均粒徑為0.15μm。微硅粉是提高免蒸壓板力學(xué)和耐久性的理想摻合料。微硅粉對(duì)于提高和改善免蒸板的性能有很好的作用，在基材水化機(jī)理方面解釋，是微硅粉具有高火山灰活性，即與水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)生成更多的水化硅酸鈣凝膠，導(dǎo)致強(qiáng)度增加。在纖維增強(qiáng)效應(yīng)方面解釋，是摻入微硅粉后，使纖維與水泥基材之間的握裹力得到明顯的改善，從而最終制品的纖維增強(qiáng)效果得到顯著提高。同時(shí)，微硅粉可以有效改善抄取法生產(chǎn)免蒸壓板的分層問(wèn)題。無(wú)機(jī)顏料：要求水溶物不能出現(xiàn)明顯分層現(xiàn)象，44μm篩篩余≤5%，105℃揮發(fā)物≤1%。增強(qiáng)劑：抄取法或流漿法生產(chǎn)的免蒸板為層狀結(jié)構(gòu)，理論上講，這種結(jié)構(gòu)的板材在經(jīng)過(guò)凍融后易分層，所以，其并不適合寒冷地區(qū)戶外使用。事實(shí)上，各地在戶外使用此類板材時(shí)，也對(duì)此類板材的抗凍融性能做了嚴(yán)格規(guī)定，JC/T396—2012《外墻用非承重纖維增強(qiáng)水泥板》就規(guī)定了：凍融循環(huán)次數(shù)為嚴(yán)寒地區(qū)100次，寒冷地區(qū)75次，夏熱冬冷地區(qū)50次，夏熱冬暖地區(qū)25次?？墒褂迷鰪?qiáng)劑改善板材的結(jié)合強(qiáng)度，在抄取法或流漿法成型纏繞時(shí)噴具有保水增黏作用的增強(qiáng)劑，制成混合纖維增強(qiáng)的免蒸壓板再通過(guò)適當(dāng)壓機(jī)加壓，可大幅提高板材的層間結(jié)合強(qiáng)度。表1是福建某纖維增強(qiáng)無(wú)石棉水泥板企業(yè)研發(fā)中心的測(cè)試結(jié)果。可以看出，采用混合纖維增強(qiáng)的免蒸壓板板坯未經(jīng)加壓，增強(qiáng)劑的效果并不明顯，但料層間噴增強(qiáng)劑后再通過(guò)平壓工藝，可以明顯改善層間結(jié)合強(qiáng)度。據(jù)此設(shè)計(jì)的免蒸壓板可以通過(guò)100次的凍融循環(huán)測(cè)試。防水劑：從免蒸壓板的組成來(lái)看，硅酸鹽是主要的組成材料。眾所周知，硅酸鹽成分的材料，在水化完成后存在大量的開(kāi)放的毛細(xì)孔，這些毛細(xì)孔的自然吸水是無(wú)法避免的。免蒸壓板吸水后，很多性能會(huì)下降：①板材力學(xué)性能的降低；②板材抗凍性能的下降；③影響材料自身的耐久性。所以，低的吸水率對(duì)室外產(chǎn)品非常重要?？梢酝ㄟ^(guò)增加板材的密度降低板材的孔隙率來(lái)降低吸水率，也可以通過(guò)添加某些專門(mén)的吸水率降低劑來(lái)降低板材的吸水率。表2是不同類型的免蒸板試件添加吸水率降低劑（Prine-C）后的吸水率改變情況。由表2可知，某些吸水率降低劑的使用，可以使免蒸壓板試件的吸水性能改善61%以上。

2生產(chǎn)裝備的選擇

2.1增強(qiáng)纖維分散、預(yù)處理裝備當(dāng)沒(méi)有直接可利用的紙漿纖維時(shí)，對(duì)漿板紙需經(jīng)碎紙機(jī)、磨漿機(jī)的聯(lián)機(jī)作業(yè)，使紙漿纖維的長(zhǎng)度、帚化率、叩解度達(dá)到使用要求。在制漿混拌前，PVA、維綸纖維、耐堿玻纖等要讓纖維充分分散（分散方法有風(fēng)力分散、靜電分散、摻加分散助劑等）。鑒于PVA纖維具有很高強(qiáng)度和彈性模量，可承受較強(qiáng)的剪切應(yīng)力，目前國(guó)內(nèi)較多采用的是（PVA纖維分散機(jī)）傳統(tǒng)的強(qiáng)制式雙臥軸攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)。2.2填充材料和輔助材料的攪拌裝備高剪切乳化機(jī)是分散微硅粉等超細(xì)粉料的最佳裝備：它具有高速混合、分散、快速細(xì)化、溶解、均質(zhì)五大特征。機(jī)械和液壓高速剪切力是高剪切乳化機(jī)工作的關(guān)鍵，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與定子精密配合，所產(chǎn)生的高剪切線速度和高頻機(jī)械效應(yīng)帶來(lái)的機(jī)械剪切及液壓剪切力，確保物料在每分鐘內(nèi)承受幾十萬(wàn)次的剪切，物料在高剪切乳化機(jī)的定轉(zhuǎn)子精密間隙中受到強(qiáng)烈的離心擠壓、剪切、噴射、液層摩擦、碰撞、撕裂細(xì)化及湍流、紊流、渦流等復(fù)雜液流綜合作用下，使不相溶的液相、液氣相、液固相在相應(yīng)成熟工藝條件的共同作用下，瞬間均勻細(xì)化地混合、分散、均質(zhì)，如此循環(huán)往復(fù)，最終獲得高品質(zhì)的產(chǎn)品。

3工藝路線的設(shè)計(jì)思路

（1）性能不同的增強(qiáng)纖維在與基體結(jié)合力上存在各自的優(yōu)劣點(diǎn)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐證明，混合纖維增強(qiáng)即采用兩種或兩種以上不同材質(zhì)、不同性能的纖維作為組合增強(qiáng)材料，組合增強(qiáng)纖維中這些纖維相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，因而能使制品獲得較優(yōu)異的性能。例如德國(guó)Flugurit公司在抄取法制造免蒸壓板時(shí)，同時(shí)摻加木漿纖維與聚丙烯纖維；印尼CONWOOD公司在抄取法制造免蒸壓木紋板時(shí)，同時(shí)摻加廢木漿纖維與高強(qiáng)度高模量聚乙烯醇（PVA）纖維；等等。由此可看出，混合纖維增強(qiáng)無(wú)石棉免蒸壓板將是今后免蒸壓板生產(chǎn)工藝一個(gè)研究方向。（2）免蒸板作為常溫養(yǎng)護(hù)制品的強(qiáng)度主要來(lái)自水泥水化產(chǎn)生的強(qiáng)度以及可以起到增強(qiáng)作用的輔助材料，如PVA纖維和一些輔材。水泥品種及用量對(duì)于纖維水泥產(chǎn)品的基礎(chǔ)有決定性影響，對(duì)于生產(chǎn)工藝也有一定影響。

4免蒸板的物理性能

免蒸壓板的物理力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果均符合JC/T412.1-2018NAFAR4PS的要求。免蒸板的物理力學(xué)性能除了濕脹率較壓蒸板高外，其它并無(wú)很大分別。而免蒸板生產(chǎn)方式避免了高溫高壓養(yǎng)護(hù)，對(duì)增強(qiáng)纖維創(chuàng)造了更多選擇的機(jī)會(huì)，同時(shí)眾多優(yōu)秀的化學(xué)纖維能與水泥基材長(zhǎng)期共生共存，對(duì)制品后期強(qiáng)度不減而增，這是壓蒸制品所不具有的優(yōu)勢(shì)，因此只要做好免蒸板材防水措施，人類是可以很好利用它發(fā)揮建材作用的。

5結(jié)論

（1）采用適宜的混合纖維比單一纖維更能滿足免蒸板物理力學(xué)性能的提高。（2）采用抗硫酸鹽硅酸鹽水泥成型的免蒸板具有較高的抗折強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度，干縮率小，致密性、抗凍性和耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)；一方面可提高生產(chǎn)資料的周轉(zhuǎn)、減少預(yù)養(yǎng)時(shí)間、提高生產(chǎn)效率。（3）化學(xué)纖維和微硅粉的良好分散（纖維不成團(tuán)、粉料不結(jié)團(tuán)）是做好免蒸板的前提。（4）加壓能平衡免蒸板板坯組織、提高纖維與基材結(jié)合、提高材料致密度、提高抗?jié)B性、抗凍性和耐久性。（5）適宜的養(yǎng)護(hù)制度是保證免蒸板質(zhì)量的關(guān)鍵因素。（6）免蒸板在外墻和戶外的運(yùn)用，封閉防水是不可或缺的工序。（7）生產(chǎn)方式的環(huán)保性，這樣不使用石棉纖維、使用常溫養(yǎng)護(hù)的免蒸無(wú)石棉纖維增強(qiáng)水泥板勢(shì)必成為無(wú)石棉纖維增強(qiáng)水泥板行業(yè)發(fā)展的方向。使用常溫養(yǎng)護(hù)可節(jié)省大量的熱力設(shè)備投入，更為重要的是可以減少碳排放，做到清潔生產(chǎn)。

作者:徐定豐 單位:金強(qiáng)（福建）建材科技股份有限公司