一种轻质高强石膏板及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种轻质高强石膏板及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 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。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。
[0003] 目前的石膏板大多采用天然石膏为主体，而天然石膏的产量有限，产地也有很大 的局限性，致使石膏板的生产地区一般都远离消费地区，必然造成生产成本的增加，而且随 着需求的增加，使得天然石膏矿产开采泛滥并面临枯竭，因此，亟需寻求另一种材料来取代 天然石膏。
[0004] 脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要成分和天然石膏一样，为二 水硫酸钙CaS04 · 2H20,含量2 93%。脱硫石膏是燃煤或油的工业企业在治理烟气中的二氧 化硫后而得到的工业副产石膏，其加工利用的意义非常重大。它不仅有力地促进了国家环 保循环经济的进一步发展，而且还大大降低了矿石膏的开采量，保护了资源。而且脱硫石膏 的一些性能如:抗折、抗压等，远远优天然石膏，因此是天然石膏的一种最佳替代品。但由于 脱硫石膏存在含水量较大、标稠用水量大、颗粒级配差、泌水、容重大等性能上的缺陷，使用 时需要进行相应的调整，因此目前脱硫石膏还没有得到很好应用。目前大部分的脱硫石膏 还是采用堆积、填埋法处理，对土地、地下水和大气环境造成严重的污染。故如果能够利用 脱硫石膏生产石膏板，则可大幅减少天然石膏的开采量，有利于节约能源、节约土地，并为 电厂烟气脱硫后的废料处理开辟新路，有利于减少二氧化硫的排放量，保护环境。
[0005] 国内现有家居建筑物内墙用石膏板，由于技术原因，其面层的耐水性、耐碱性和耐 候性不足，易刮伤、变形且难清理和维护，尤其是容易在表面附着金黄色葡萄球菌等有害菌 类产生臭味、污染空气，影响美观。且在墙体装饰阶段通常采用色漆涂料为着色剂，这些涂 料中挥发出的有机物（甲醛、苯系物等)在室内持久而缓慢，严重威胁了人们的身体健康。因 此如何减少室内挥发性有机化合物(VOC)含量，构建绿色家居已成为当代人类刻不容缓的 重任之一O
[0006] 分子筛催化剂是石油炼制工艺中将重质烃类裂解为轻质烃类所需用的催化剂。通 常使用时分子筛催化剂几经磨损，其表面积逐渐减小，比重减轻，失去原有活性而成为废弃 物。经调研了解，仅抚顺石油二厂每年约有500吨废分子筛。分子筛催化剂的主要化学成分 为活性氧化铝、二氧化硅。使用一段时间后的废弃的分子筛催化剂催化能力降低，但主要含 量没有多大的改变，对这些富含硅铝的废弃物弃之不用，不但造成环境污染而且还是资源 的浪费。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于充分利用现有资源，选用轻质多孔工业废料作为生产原料，提 供一种工艺简单，成本低廉，密度低、强度高、导热系数低的轻质高强石膏板及其制备方法。
[0008] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是： 一种轻质高强石膏板，其特征在于，由以下重量份的组分制备得到:脱硫石膏50-80份、 废分子筛催化剂20-30份、粉煤灰10-20份、植物纤维5-15份、取暖炉渣5-15份、粘合剂0.2-〇. 5份、可再分散乳胶粉0.1 -0.3份、水30-60份。
[0009] 优选的，由以下重量份的组分制备得到:脱硫石膏65份、废分子筛催化剂25份、粉 煤灰15份、植物纤维10份、取暖炉渣10份、粘合剂0.3份、可再分散乳胶粉0.2份、水40份。
[0010] 进一步地，所述废分子筛催化剂来自催化裂化、加氢裂化、润滑油脱蜡、汽油和柴 油的加氢改制中的一种或多种石油化工过程。所述植物纤维源于亚麻、大麻、黄麻、槿麻、苎 麻中的一种或多种。所述粘合剂为氢化松香酯、糊精或改性硅烷胶。
[0011] -种上述轻质高强石膏板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1)按重量份 称取各原料备用，将植物纤维粉碎至长度为5_20mm，取暖炉渣粉碎至粒径为80-120μπι;(2) 将脱硫石膏、废分子筛催化剂、粉煤灰、粉碎后的植物纤维和取暖炉渣送入搅拌机内搅拌混 合均匀；（3)将粘合剂和可再分散乳胶粉混于水中，搅拌得混合均匀的混合液，将其加入到 搅拌机中继续搅拌3-8分钟，得混合均匀的浆料;（4)然后将浆料注入模具浇注成板材，待板 材凝固后脱模，最后将板材置于温度为50_80°C，湿度为70-90%的湿热环境中养护4-8小 时，最后放入40-60°C烘干箱烘至12-24小时后即得上述轻质高强石膏板。
[0012] 进一步地，步骤(4)中的养护温度为65°C，湿度为80%，养护时间为7小时。烘干温度 为50°C，烘干时间为18小时。
[0013] 本发明具有的优点和积极效果是： (1) 本发明选用了脱硫石膏、废分子筛催化剂、粉煤灰、植物纤维等固体废弃物，充分发 挥不同固体废物之间的协同作用，生产得到符合国家标准的建筑材料，不仅可实现固体废 物的综合利用，变废为宝，还能减少固废排放对环境的污染，在处理过程中未添加对环境产 生危害的物质，无废水、废渣排放； (2) 本发明提供的轻质高强石膏板，原料来源广泛，成本低廉;本发明石膏板各原料配 伍合理，协同作用强，在机械性能、导热系数以及阻燃性能等性能参数均大大提高，完全优 于市场同类产品，具备较好的市场前景且本发明的制备工艺简单可行，适合大规模工业化 生产； (3) 本发明采用的大量废分子筛催化剂富含丰富的孔结构，具有颗粒细、质轻、高强度、 耐磨、耐高温、保温绝缘、阻燃等多种特性，改善了石膏板的抗压强度和防火保温性能；此 外，废分子筛催化剂的使用在石膏板中引入对强度影响不大的大量微气孔，进一步降低矿 棉板的容重，提升矿棉板的应用范围； (4) 采用大量的植物秸杆，使当地的废物得到了充分利用，既解决了环保问题，又增加 了农民的经济收入，又使石膏板的重量减轻，降低了运输成本，此外，植物纤维质柔韧，富于 弹力，纤维强度很好，大大