无纸面无纤维石膏板的生产工艺的制作方法

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及无纸面无纤维石膏板的生产工艺。

背景技术

石膏板是以石膏为主要原料制成的板状建筑材料。石膏板主要品种有：纸面石膏板、纤维石膏板、装饰石膏板、石膏吸音板等。纸面石膏板是以石膏料浆为夹芯，两面用纸作护面而成的一种轻质板材，其中护面纸可为石膏板提供70％左右的强度支撑。纤维石膏板是以石膏为胶凝材料，用各种有机或无机纤维(如纸纤维、草木纤维、玻璃纤维等)作为增强材料而制成的建筑板材。

现有纸面石膏板需要使用纸作为护面来增加强度，纤维石膏板需要使用纤维来增强强度，但由于纸或纤维本身的生产过程存在坏境污染，且价格较高。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种成本低、工艺简单、能耗低、污染轻的无纸面无纤维石膏板的生产工艺。

本发明的实施例提供无纸面无纤维石膏板的生产工艺，将石膏干燥脱水，得到半水石膏，向半水石膏中掺加一定量的水，快速搅拌均匀，并立即填入模具中，利用有侧束加压方式压制成型，得到石膏板坯体，对石膏板坯体进行多轮加压水化，先在石膏板坯体的上方对着石膏板坯体喷水，水由上向下渗入石膏板坯体的内部，石膏板坯体浸水水化后，立即对石膏板坯体加压压密，加压水化完成后，卸除模具，烘干，即得到无纸面无纤维石膏板。

进一步，具体包括以下步骤：

(1)干燥脱水：将石膏在常压条件下于150～180℃干燥脱水0.5～6h，得到半水石膏；

(2)压制成型：将步骤(1)所得的半水石膏与水按质量比100：10～20混合，并快速搅拌均匀；随后立即将掺水后的半水石膏填入模具中，一并放置在传送装置上，随传送装置送至一号压机的压头下面，于5～20mpa压制成型，得到石膏板坯体；

(3)第一轮加压水化：将一号压机的压头抬起，被保留在模具中的石膏板坯体随传送装置一起向前运行至一号喷水装置的下方，一号喷水装置向石膏板坯体喷入1～3mm深的水，随传送装置继续向前运行5～15min，到达二号压机的下方，于5～20mpa加压2～5s；

(4)第二轮加压水化：将二号压机的压头抬起，被保留在模具中的石膏板坯体随传送装置继续向前运行至二号喷水装置的下方，二号喷水装置向石膏板坯体喷入1～3mm深的水，随传送装置继续向前运行5～15min，到达三号压机的下方，于5～20mpa加压2～5s；

(5)卸模与干燥：将三号压机的压头抬起，并卸除模具，通过传送装置送到烘箱中，于50～70℃烘干，即得到无纸面无纤维石膏板产品。

进一步，所述石膏为天然石膏，或含二水硫酸钙高于85wt％的脱硫石膏，或含二水硫酸钙高于82wt％的工业废石膏。

进一步，所述模具是由长方形不锈钢模套放在不锈钢垫板上构成，所述不锈钢垫板的上方和长方形不锈钢模套的内部共同构成一个模腔，所述石膏板的尺寸和模腔的长度、宽度和深度相关。

进一步，所述模腔的深度为8～30mm。

进一步，所述加压水化的轮数与石膏板的强度相关。

进一步，所述压机为普通液压压机。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明仅使用石膏为原料，不使用纸面作增强护面，不使用纤维作增强材料，原料构成单一，原料来源经济、环保。

2、本发明采用样品填入模具中加压成型，即模压成型，属于有侧束加压方式，与传统的滚压无侧束加压方式相比，本发明可使用更大的加压压力对石膏原料进行加压成型，有利于提高石膏板的致密度，进而提高了产品的机械强度。机械强度是石膏板材的核心性能指标，本发明的石膏板的抗折强度可达10mpa以上，高于传统石膏板。

3、通常采用模压成型方式，掺加到半水石膏粉体中的水分不能过高，否则无法成型，且压制成型后的板材会粘模，无法脱模。反之，当掺水量降低到适当时，尽管能够避免粘模问题，有利于成型，但水分含量又不足以使所有半水石膏水化完全，即半水石膏的胶凝不完全，制得的石膏板的机械强度过低，不能满足使用要求。通过本发明能有效地克服这些问题，原因在于：(1)掺加适当低的水分到半水石膏中，搅拌均匀、填模后，有利于压制成型，且不会粘模，方便脱模；(2)在石膏板坯体成型后，再通过喷水方式，向坯体中浸入大量的水，足以使所有半水石膏水化完全，充分发挥半水石膏的胶凝增强效应；(3)喷水浸渍石膏板会造成石膏板坯体溶胀、强度降低的问题，本发明通过若干次补充加压压密的方式，可有效解决该问题。

附图说明

图1是本发明一实施例中无纸面无纤维石膏板的生产工艺的一流程图。

图2是本发明一实施例中无纸面无纤维石膏板的生产工艺中加压水化过程中所用装置的一示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

本发明的实施例提供了无纸面无纤维石膏板的生产工艺，将石膏干燥脱水，得到半水石膏，向半水石膏中掺加一定量的水，快速搅拌均匀，并立即填入模具中，利用有侧束加压方式压制成型，得到石膏板坯体，对石膏板坯体进行多轮加压水化，加压水化的轮数与石膏板的强度相关，先在石膏板坯体的上方对着石膏板坯体喷水，水由上向下渗入石膏板坯体的内部，石膏板坯体浸水水化后，立即对石膏板坯体加压压密，加压水化完成后，卸除模具，烘干，即得到无纸面无纤维石膏板。

有侧束加压方式与无侧束加压方式相比，即在加压时四周被限制，无法向四个侧面延展。

所述石膏为天然石膏，或含二水硫酸钙高于85wt％的脱硫石膏，或含二水硫酸钙高于82wt％的工业废石膏(包括磷石膏、氟石膏等)。

所述模具是由长方形不锈钢模套放在不锈钢垫板上构成，所述不锈钢垫板的上方和长方形不锈钢模套的内部共同构成一个模腔，所述石膏板的尺寸和模腔的长度、宽度和深度相关，模腔的深度优选为8～30mm。

请参考图1和图2，具体包括以下步骤：

(1)干燥脱水：将石膏在常压条件下于150～180℃干燥脱水0.5～6h，得到半水石膏；

(2)压制成型：将步骤(1)所得的半水石膏与水按质量比100：10～20混合，并快速搅拌均匀；随后立即将掺水后的半水石膏填入模具中，一并放置在传送装置1上，随传送装置1送至一号压机2的压头下面，于5～20mpa压制成型，得到石膏板坯体；压机优选为普通液压压机；掺水搅拌后的半水石膏须及时填入模具，并进行压制成型操作，以避免半水石膏粉体凝固、硬化，影响成型操作和最终产品质量。

(3)第一轮加压水化：将一号压机2的压头抬起，被保留在模具中的石膏板坯体随传送装置一起向前运行至一号喷水装置3的下方，一号喷水装置3向石膏板坯体喷入1～3mm深的水，随传送装置继续向前运行5～15min，到达二号压机4的下方，于5～20mpa加压2～5s；

(4)第二轮加压水化：将二号压机4的压头抬起，被保留在模具中的石膏板坯体随传送装置继续向前运行至二号喷水装置5的下方，二号喷水装置5向石膏板坯体喷入1～3mm深的水，随传送装置继续向前运行5～15min，到达三号压机6的下方，于5～20mpa加压2～5s；

(5)卸模与干燥：将三号压机6的压头抬起，并卸除模具，通过传送装置送到烘箱中，于50～70℃烘干，即得到无纸面无纤维石膏板产品，其抗折强度(以“断裂模数”表示)为10～15mpa。

a、石膏的主要成分是二水石膏(即二水硫酸钙caso4·2h2o)，通过步骤(1)干燥脱水，可将二水石膏转化为半水石膏(即半水硫酸钙caso4·0.5h2o)。

b、在步骤(2)中，向半水石膏中掺加一定量的水，快速搅拌均匀后及时压制成型，得到石膏板坯体，此时，坯体中的水与部分半水石膏发生水化反应，生成二水石膏胶凝体，赋予坯体一定的早期强度，以利于后续的生产操作。

c、由于步骤(2)中的掺水量不足以与所有半水石膏发生水化反应，必然有一部分半水石膏未发生水化反应，因此，通过步骤(3)、步骤(4)，向坯体上面喷水，水下渗到坯体内部，可使坯体中剩余的半水石膏与水发生充分的水化反应，全部生成相互结合的二水石膏胶凝体，赋予石膏板坯体更大的强度。

d、步骤(3)、步骤(4)中，坯体被水浸渍，尽管有利于半水石膏的充分水化，增加坯体的强度，但是也存在浸水溶胀的负面作用，使坯体的强度降低。为此，本发明采用间断加压的方式，在坯体浸水水化后，及时使用压机对坯体加压压密，提高坯体结构的致密度，克服浸水溶胀负作用，从而赋予坯体能够满足石膏板的机械强度要求。

实施例1

为了便于测试，本发明实施例制备的无纸面无纤维石膏板厚度均为12mm左右。

(1)干燥脱水：将石膏在常压条件下于180℃干燥脱水2h，得到半水石膏；

(2)压制成型：将步骤(1)所得半水石膏粉体与水按质量比100：15混合，并快速搅拌均匀；随后立即将所得掺水后的半水石膏填入模具中，一并送至一号压机2的压头下面，于12mpa压力压制成型；一号压机2压头抬起、离开模具，而模具中得到石膏板坯体，并被保留在模具中；

(3)第一轮加压水化：使用传送装置1，将步骤(2)所述模具连同其内的石膏板坯体一起传动向前运行。期间，经过一号喷水装置3，向石膏板坯体上喷入2mm深的水；继续向前运行10min，到达二号压机4下面，于10mpa压力加压3s。

(4)第二轮加压水化：使用传送装置1，继续将模具连同其内的石膏板坯体一起传动向前运行。期间，经过二号喷水装置5，向石膏板坯体上喷入2mm深的水；向前运行10min，到达三号压机6下面，于10mpa压力加压3s。

(5)卸模与干燥：石膏板坯体在三号压机6加压后，通过该压机的卸模功能，将石膏板从模具中卸出；再通过传送装置，将石膏板送到烘箱中，于60℃烘干；再经过整边、包装等辅助生产程序，即得到无纸面无纤维石膏板产品。

本实施例用石膏制得的无纸面无纤维石膏板的抗折强度(以“断裂模数”表示)测试值为12mpa。

实施例2

为了便于测试，本发明实施例制备的无纸面无纤维石膏板厚度均为12mm左右。

(1)干燥脱水：将石膏在常压条件下于170℃干燥脱水3h，得到半水石膏；

(2)压制成型：将步骤(1)所得半水石膏粉体与水按质量比100：12混合，并快速搅拌均匀；随后立即将所得掺水后的半水石膏填入模具中，一并送至一号压机2的压头下面，于18mpa压力压制成型；一号压机2压头抬起、离开模具，而模具中得到石膏板坯体，并被保留在模具中；

(3)第一轮加压水化：使用传送装置1，将步骤(2)所述模具连同其内的石膏板坯体一起传动向前运行。期间，经过一号喷水装置3，向石膏板坯体上喷入3mm深的水；继续向前运行12min，到达二号压机4下面，于15mpa压力加压2s。

(4)第二轮加压水化：使用传送装置，继续将模具连同其内的石膏板坯体一起传动向前运行。期间，经过二号喷水装置5，向石膏板坯体上喷入3mm深的水；向前运行12min，到达三号压机6下面，于15mpa压力加压2s。

(5)卸模与干燥：石膏板坯体在三号压机6加压后，通过该压机的卸模功能，将石膏板从模具中卸出；再通过传送装置，将石膏板送到烘箱中，于65℃烘干；再经过整边、包装等辅助生产程序，即得到无纸面无纤维石膏板产品。

本实施例用石膏制得的无纸面无纤维石膏板的抗折强度(以“断裂模数”表示)测试值为14mpa。

实施例3

为了便于测试，本发明实施例制备的无纸面无纤维石膏板厚度均为12mm左右。

(1)干燥脱水：将石膏在常压条件下于160℃干燥脱水5h，得到半水石膏；

(2)压制成型：将步骤(1)所得半水石膏粉体与水按质量比100：18混合，并快速搅拌均匀；随后立即将所得掺水后的半水石膏填入模具中，一并送至一号压机2的压头下面，于10mpa压力压制成型；一号压机2压头抬起、离开模具，而模具中得到石膏板坯体，并被保留在模具中；

(3)第一轮加压水化：使用传送装置1，将步骤(2)所述模具连同其内的石膏板坯体一起传动向前运行。期间，经过一号喷水装置3，向石膏板坯体上喷入1mm深的水；继续向前运行8min，到达二号压机4下面，于8mpa压力加压5s。

(4)第二轮加压水化：使用传送装置1，继续将模具连同其内的石膏板坯体一起传动向前运行。期间，经过二号喷水装置5，向石膏板坯体上喷入1mm深的水；向前运行8min，到达三号压机6下面，于8mpa压力加压5s。

(5)卸模与干燥：石膏板坯体在三号压机6加压后，通过该压机的卸模功能，将石膏板从模具中卸出；再通过传送装置，将石膏板送到烘箱中，于55℃烘干；再经过整边、包装等辅助生产程序，即得到无纸面无纤维石膏板产品。

本实施例用石膏制得的无纸面无纤维石膏板的抗折强度(以“断裂模数”表示)测试值为10mpa。

实施例4

本实施例与实施例1的区别仅在加压水化的轮数为四轮，压机和喷水装置的数量相应增加或重复利用，余者与实施例1基本相同。

本实施例用石膏制得的无纸面无纤维石膏板的抗折强度(以“断裂模数”表示)测试值为14mpa。

实施例5

本实施例与实施例1的区别仅在加压水化的轮数为三轮，压机和喷水装置的数量相应增加或重复利用，余者与实施例1基本相同。

本实施例用石膏制得的无纸面无纤维石膏板的抗折强度(以“断裂模数”表示)测试值为13mpa。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。