板形水泥制品和其制备方法技术

本发明专利技术涉及包括纤维强化的水泥基质的板形制品，由片状材料制成，所述片状材料通过含水悬浮液在筛子上过滤而形成，所述含水悬浮液不含硅质砂而含有：至少一种水硬粘结剂；至少一种含有植物纤维的纤维材料；和至少一种选自铝硅酸盐、铝硅酸钙和无定形二氧化硅的火山灰，或者至少一种火山　灰反应性的、含有基本上由无定形二氧化硅构成的二氧化硅的材料，所述火山灰或火山灰反应性的材料，具有由大于１μｍ的平均直径限定的颗粒尺寸，而且所述片状材料的厚度被叠加直到获得形成板所需的最终厚度，然后进行高压釜反应。本发明专利技术还涉及制备所述制品的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】板形水泥制品和其制备方法本专利技术涉及基于水泥(ciment)(通常是Portland水泥(portlandciment))或其它纤维强化水硬粘结剂的制品的制备领域。更具体涉及制备片形或板形的制品，其可用作建筑元件，尤其是屋面物品、挡风板或包覆板。这些制品通常采用公知的在混合物中采用纤维的湿造纸技术制备。该技术的要点在于通过水泥、纤维和纸张的必要混合而得到的流体含水悬浮液进行渗透，形成和纸张类似的片；然后通过抽吸和/或压力排光所述片或者需要时的叠加片的水。纤维，通常是纤维素纤维，变得附着到过滤器上，形成辅助筛子或滤网，其网格单元的尺寸适于保留水泥或其它粘结剂或添加剂的颗粒，甚至细颗粒，以及相当量的水，后者有助于在所述筛子上形成的厚层的内聚。在一种特殊技术中，过滤器由安装在含有悬浮液的罐中的覆盖有滤布的桶构成；由于所述桶在罐中旋转，所以静水压力迫使一些水穿过滤布，但固体，也即纤维素纤维、水泥颗粒和其它添加剂颗粒，在所述桶的筛子上累积层薄层，其厚度随着桶的旋转而增加。这种技术称作Hatschek技术。对于包覆或挡风制品而言，板形材料并不具有必需的机械强度，而且在大多数情况下它经受高温(高于150℃)、高压(数bar量级的饱和压力)下的高压釜处理，在所述处理中适当时它经受了第一机械压制操作(在定径辊上和/或压床中)。混合物的组成主要包括Portland水泥、纤维素纤维和研磨的硅质砂(有时称作研磨硅石)。在高压釜处理过程中，研磨砂和水泥的组分反应，得到稳定的基质，该基质在水分含量变化时基本不发生径向变化，而且显示出较好的机械强度，其中纤维素纤维提供辅助的机械强化。这种制品描述在例如文档EP 1 227 199中。但是，加入研磨砂要求工厂具有特殊的研磨装置，所述研磨装置在维护、储存和操作成本上涉及到很多限制。而且，文档EP 0263723提出了从包括下列的组合物中得到的高压-->釜制品：——Portland水泥；——纤维素纤维；——直径14μm的飞灰；——直径为4-8μm的研磨飞灰；和——直径为0.1μm的硅石烟雾(或者硅石粉尘)申请人发现，由于颗粒尺寸极细，石英烟雾通过过滤筛子而不被保留，和/或由于团聚而堵塞筛子的孔，从而在实施Hatschek工艺时带来严重的问题。本专利技术的目标是提出能获得可接受的机械和/或尺寸稳定性能特征，同时限制与使用研磨砂相关的缺陷并确保Hatschek型工艺容易实施的新型配制物(formulations)。就此而言，本专利技术的主题是包括纤维强化的水泥基质(matricecimentaire)的板形制品，由片状材料通过含水悬浮液在筛子上过滤制成，所述含水悬浮液不含硅质砂而含有：——至少一种水硬粘结剂；——至少一种含有植物纤维的纤维材料；和——至少一种选自铝硅酸盐、铝硅酸钙和无定形二氧化硅的火山灰(pouzzolane)，或者至少一种具有火山灰反应性的、含有基本上由无定形二氧化硅构成的二氧化硅的材料，所述火山灰或具有火山灰反应性的材料，具有由大于1μm的平均直径限定的粒度，而且所述片状材料的厚度被叠加直到获得形成板所需的最终厚度，然后进行高压釜(autoclavée)反应。在本专利申请中，术语“硅质砂”是指也称作“研磨硅石”的材料，通常通过研磨石英类型的砂原位制备，也称作“晶态硅石”(石英砂或研磨二氧化硅或研磨石英)。实际上，由于通过研磨硅质砂的操作导致的尺寸下降伴随着材料颗粒的至少部分无定形化，由此改善了它和水泥的反应性，所以，通过用可以通过形成硅酸钙而诱导和水泥发生相同反应的反应性材料代替该硅质砂，可以特别有利于获得所需的性质，比如机械强度性质。因此，可以用至少一种火山灰或本专利技术的具有火山灰反应性的材料，完全替代硅质砂。-->本专利技术进一步提出采用具有合适颗粒尺寸的火山灰或具有火山灰反应性的材料，以避免在实施所述工艺时的上述问题，同时不损害最终制品的质量。本专利技术因此解决了采用过细火山灰，比如硅石烟雾的问题。火山灰是通常具有约10-50m2/g(用BET方法测量)比表面积的粉末。为了最优化混合物的颗粒致密性，火山灰或具有火山灰反应性的材料的平均直径可以优选小于或等于50μm，优选约10-30μm。可以采用合适尺寸的天然火山灰，尤其来自火山岩或火山灰、凝灰岩、火山土、化石硅石或硅藻土(Kiesselguhr)。可以特别有利地采用偏高岭土，它呈铝硅酸盐的脱水形式；和/或未研磨的飞灰；和/或另一种由米糠灰构成的火山灰类型反应性的材料，它基于无定形二氧化硅形式。可得的偏高岭土、飞灰或米糠灰对于本应用而言已经具有充分的细度。无需研磨这些原料。来自发电厂的飞灰是铝硅酸盐，铝硅酸钙类型材料。应该注意，由于飞灰的合成方法，它可以包括少量的煤胞(cénosphères)，所述煤胞是中空球。无需进行任何分级。飞灰由于容易得到、有助于工业废物的再循环而且不会耗尽，所以特别有用。为了获取更大效率，火山灰或者具有火山灰反应性的材料，例如飞灰或偏高岭土，可以具有组合百分比含量为大于或等于75％的二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)和氧化铁(Fe2O3)。具有这种百分比含量的飞灰根据ASTM C618标准称作类型F(和类型C相反)，或者根据欧洲标准EN450称作硅质飞灰(和钙质飞灰相反)。火山灰或者具有火山灰反应性的材料优选可以具有大于或等于50％，更优选大于或等于60％的玻璃含量。玻璃含量通过T.Westphal，G.Walenta，T.Fullmann，M.Gimenez，E.Bermejo，K.Scrivener和H.Pollmann在“Characterization of cementitious materials”，2002年7月，Int.Cem.Rev.，Part III，第47-51页中所述的定量Rietveld分析-->(XRD)确定。火山灰或者具有火山灰反应性的材料，例如飞灰或偏高岭土，可以有利地具有小于或等于10％，优选小于或等于6％，更优选小于或等于2％的石灰(CaO)含量。至少部分硅质砂也可以用碳酸钙代替，作为对本专利技术的火山灰或具有火山灰反应性的材料的补充。在优选实施方案中，基质有利地包括(相对于干物质的总重量)：——0-36重量％，优选0-30重量％，尤其是15-27重量％的碳酸钙；——组合重量为50-95重量％，尤其是60-90重量％的水泥和火山灰；——5-12重量％，优选5-10重量％，尤其是7-9重量％的植物纤维；和——0-10重量％，尤其0-5重量％的添加剂。优选，水泥/火山灰的重量比约为0.7-2.6。植物纤维优选包括纤维素纤维，尤其精练到SR°有利地是约20-70，或者30-60，特别是来源于松木，但也来源于剑麻或其它植物。添加剂可以特别选自填料，比如高岭土等，和/或絮凝剂和/或含水悬浮液的其它助剂。根据本专利技术的制品有利的是挡风板或包覆元件的形式。本专利技术的目标也是制备上述制品的方法，其中通过在筛子上过滤如上所述不含硅质砂的含水悬浮液制备片状材料，所述片状材料的厚度叠加直到获得所需的最终厚度以形成板，并将所述板进行高压釜处理。由于选择了本专利技术的含水悬浮液，所述制备方法很容易实施。而且，所述制备方法不包括硅石研磨预先操作。在有利的实施方法中，高本文档来自技高网...

【技术保护点】
包括纤维强化的水泥基质的板形制品，由片状材料通过含水悬浮液在筛子上过滤制成，所述含水悬浮液不含硅质砂而含有：－－至少一种水硬粘结剂；－－含有植物纤维的纤维材料；　－－至少一种选自铝硅酸盐、铝硅酸钙类和无定形二氧化硅的 火山灰，或者至少一种具有火山灰反应性的、含有基本上由无定形二氧化硅构成的二氧化硅的材料，所述火山灰或具有火山灰反应性的材料具有由大于１μｍ的平均直径限定的粒度，而且所述片状材料的厚度被叠加直到获得形成板所需的最终厚度，然后进 行高压釜处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2003-9-15 03108131、包括纤维强化的水泥基质的板形制品，由片状材料通过含水悬浮液在筛子上过滤制成，所述含水悬浮液不含硅质砂而含有：——至少一种水硬粘结剂；——含有植物纤维的纤维材料；——至少一种选自铝硅酸盐、铝硅酸钙类和无定形二氧化硅的火山灰，或者至少一种具有火山灰反应性的、含有基本上由无定形二氧化硅构成的二氧化硅的材料，所述火山灰或具有火山灰反应性的材料具有由大于1μm的平均直径限定的粒度，而且所述片状材料的厚度被叠加直到获得形成板所需的最终厚度，然后进行高压釜处理。2、权利要求1的制品，特征在于平均直径小于或等于50μm。3、权利要求1和2任一的制品，特征在于平均直径约为10-30μm。4、上述权利要求之一的制品，特征在于所述火山灰或者具有火山灰反应性的材料选自偏高岭土、未研磨的飞灰或米糠灰。5、上述权利要求之一的制品，特征在于所述火山灰或者具有火山灰反应性的材料含有大于或等于75％的组合百分比的二氧化硅、氧化铝和氧化铁。6、上述权利要求之一的制品，特征在于所述火山灰或者具有火山灰反应性的材料包含大于或等于50％的玻璃含量。7、上述权利要求之一的制品，特征在于所述火山灰或者具有火山灰反应性的材料具有小于或等于10％的石灰含量。8、上述权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：C法米，G卡多雷特，P黄，
申请(专利权)人：圣戈班建筑材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]