本发明涉及材料领域，尤其是涉及与用于与水泥组合使用的组合物及其使用方法。
背景技术：
硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，是海洋或湖泊中生长的硅藻类的残骸在水底沉积，经自然环境作用而逐渐形成的一种非金属矿物。硅藻土主要分布在中国、美国、丹麦、法国、罗马尼亚等国。是一种生物成因的硅质沉积岩，它主要由古代硅藻的遗骸所组成。我国硅藻土储量3.2亿吨，远景储量达20多亿吨，主要集中在华东及东北地区，其中规模较大，储量较多的有吉林(54.8％)、浙江、云南、山东、四川等省。硅藻土在电子显微镜下可以观察到特殊多孔的构造，其具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强的物理特性。基于硅藻土的板材有很多，但是仍存在很多亟待解决的问题。例如，在保证密度较低的情况下无法提供强度较高的板材以及板材纵横各向强度不均的问题，尤其是对于用作建筑材料的那些板材。另外，原料产地与使用场所之间距离遥远的情况下，有时候运送材料比运送板材来的方便，以及在原料和板材制造分别在原料产地和使用场所分别制造更加方便的情况下，需要以粉末的形式将原料运送至使用场所以在使用场所制造所述板材。然而，由于板材制备所需的粉末成分复杂多样，远距离运输和长时间保存容易发生重量劣化(例如相互之间在长时间保存的情况下由于例如受潮而发生结块等)问题，因此需要制得一种能够具有稳定性高便于远距离运输和长时间保存的粉末原料。本发明提供提供一种具有高度稳定性的与水泥组合使用来制备板材的组合物来满足这种需求。
技术实现要素：
为了解决基于硅藻土的板材存在的上述一个或者多个问题，本发明提供了一种用于与水泥组合使用来制备板材的组合物以及将所述组合物与水泥组合使用来制备纤维增强板材的方法以及由该方法制得的板材。本发明第一方面提供了一种用于与水泥组合使用来制备板材的组合物，1、一种用于与水泥组合使用来制备板材的组合物，其中，所述组合物的组成如下：60重量份至70重量份的硅藻土；40重量份至60重量份的石英砂；10重量份至20重量份的无机纤维；2重量份至5重量份的无机填料；和。0.5重量份至2.5重量份的膨润土。本发明在第二方面提供了一种使用本发明第一方面所述的组合物与水泥组合使用来制备纤维增强板材的方法，所述方法包括如下步骤：(1)混合制浆：将所述组合物和水泥一起于水中混合制浆，得到固含量为10质量％至15质量％的料浆；(2)湿坯制备：通过流浆法工艺将所述浆料制成湿坯；(3)高湿度培养：将所述湿坯于相对湿度为80％至99％的相对湿度和25℃至35℃的常温条件下放置10小时至15小时，得到经培养的坯体；(4)高压养护：将所述坯体于蒸压釜中，在4小时至6小时的时间将压力升到1.0Mpa至1.2Mpa的饱和蒸汽压后，并在该压力下养护10至15小时，再在4小时至6小时的时间内将压力降到常压，从而制得经高温养护的板材；(5)高温干燥：将所述经养护的板材于在100℃至150℃的温度干燥直至恒重，从而得到所述基于硅藻土的纤维增强板材。本发明在第三方面由本发明第二方面所述的方法制得的板材。本发明提供的所述组合物具有高度稳定性。由本发明方法所制得的硅藻土板材具有质量轻、高强度并且纵横各向强度均一的特点。具体实施方式下文将通过提供一些具体的实施方式以举例方式对本发明进行进一步的描述。但是本申请请求保护的技术方案不限于这些具体的实施方式。本发明在第一方面提供了一种用于与水泥组合使用来制备板材的组合物，其中，所述组合物的组成如下：60重量份至70重量份的硅藻土；40重量份至60重量份的石英砂；10重量份至20重量份的无机纤维；2重量份至5重量份的无机填料；和。0.5重量份至2.5重量份的膨润土。在一些优选的实施方式中，所述组合物由65重量份的硅藻土、50重量份的石英砂、35重量份的水泥、15重量份的无机纤维、4重量份的无机填料和1.5重量份的膨润土。在一些优选的实施方式中，所述所述硅藻土的200目筛余量小于1质量％。在一些优选的实施方式中，所述石英砂的200目筛余量小于1质量％。在一些优选的实施方式中，所述无机纤维为碳纤维或海泡石纤维，并且所述无机纤维的200目筛余量小于10质量％。在一些优选的实施方式中，所述无机填料为云母或硅灰石；所述无机填料的200目筛余量小于1质量％。在一些优选的实施方式中，所述硅藻土的二氧化硅含量为80质量％以上。本发明在第二方面提供了一种使用本发明第一方面所述的组合物与水泥组合使用来制备纤维增强板材的方法，所述方法包括如下步骤：(1)混合制浆；(2)湿坯制备；(3)高湿度培养；(4)高压养护；和(5)干燥。在步骤(1)的混合制浆中，将60重量份至70重量份的硅藻土、40重量份至60重量份的石英砂、20重量份至25重量份的水泥、10重量份至20重量份的无机纤维、2重量份至5重量份的无机填料于水中混合制浆，得到固含量为10质量％至15质量％的料浆。在步骤(2)的湿坯制备中，通过流浆法工艺将所述浆料制成湿坯。在步骤(3)的高湿度培养中，将所述湿坯于相对湿度为80％至99％的相对湿度和25℃至35℃的常温条件下放置10小时至15小时，得到经培养的坯体。在步骤(4)的高压养护中，将所述坯体于蒸压釜中，在4小时至6小时的时间将压力升到1.0Mpa至1.2Mpa的饱和蒸汽压后，并在该压力下养护10至15小时，再在4小时至6小时的时间内将压力降到常压，从而制得经高温养护的板材。在步骤(5)的干燥中，高温干燥：将所述经养护的板材于在100℃至150℃的温度干燥直至恒重，从而得到所述纤维增强的硅藻土板材。在本发明的上述体系中，硅藻土的用量和粒度是影响最后制得的板材的强度的重要影响因素，因此需要所述硅藻土的200目筛余量要小于1质量％并且在上述原料体系中硅藻土的重量份不要低于60重量份，否则会因为硅藻土颗粒过大或者含量过低而导致强度下降或者纵横各向强度不均匀。如果硅藻土的含量过高，则边际效益下降，成本效率降低。因此，在上述体系中，硅藻土的量优选为60重量份至70重量份，例如可以为60、65或70重量份。另外优选的是，所述硅藻土的二氧化硅含量优选为80质量％，如果二氧化硅含量过低，则其中的其他物质含量过大，可能会影响板材的强度。在本发明的上述体系中，石英砂的用量优选为40重量份至60重量份的石英砂，如果用量过大，则会降低其他原料的相对用量，从而可能导致强度的下降或者密度的上升。如果用量多低，则会增加板材的制造成本。在本发明的上述体系中，水泥的用量为20重量份至25重量份的水泥，如果水泥的用量过大，则在高湿度培养和高压养护中的要求过于严苛，耗时过长，在后期的高温干燥中容易板材容易开裂，而且容易导致其他原料的相对用量降低，从而影响了其他原料在上述体系中所带来的效果。如果水泥用量过低，则可能导致所得板材的强度不足。在本发明的上述体系中，使用10重量份至20重量份的无机纤维。如果纤维量过大，会增加物料均匀混合的难度，并且增加了板材的制造成本。如果用量过低，则所制得的板材的密度过高或则硬度不足。由于后期的高温干燥，因此本发明最好不用甚至不能采用木浆纤维或者其他无机纤维。在本发明的上述体系中，使用2重量份至5重量份的无机填料，如果无机填料用量过大，则可能影响强度，如果用量过小，则增加了板材的制造成本。在本发明的上述体系中，固含量优选为10质量％至15质量％。如果固含量过大或者过小，则不便于通过流浆箱工艺制造湿坯。在一些优选的实施方式中，在所述混合制浆中，将65重量份的硅藻土、50重量份的石英砂、35重量份的水泥、15重量份的无机纤维、4重量份的无机填料于水中混合制浆，得到固所述料浆。在一些实施方式中，在所述浆料中还混合有0.5重量份至2.5重量份的膨润土。膨润土是一种黏土岩，亦称蒙脱石黏土岩；主要化学成分是二氧化硅、三氧化二铝和水，还含有铁、镁、钙、钠、钾等元素，Na2O和CaO含量对膨润土的物理化学性质和工艺技术性能影响颇大。蒙脱石矿物属单斜晶系，通常呈土状块体，白色，有时带浅红、浅绿、淡黄等色。光泽暗淡。硬度1～2，密度2～3g/cm3。按蒙脱石可交换阳离子的种类。本发明人惊讶地发现，在本发明的上述体系中，在使用膨润土的情况下，可以使用高含量的硅藻土、石英砂和纤维并且可以使用较低的水泥，同时可以改善制浆的均匀度并且改善所得浆料的可操作性(即可以利用较低的固含量的浆料)。更为重要的是，适量的膨润土能够提高板材的强度。在一些优选的实施方式中，所述膨润土的用量为1.5重量份。在一些实施方式中，其中，所述石英砂的200目筛余量小于1质量％。在一些实施方式中，所述无机纤维为碳纤维；所述无机纤维的200目筛余量小于10质量％。在一些优选的实施方式中，所述无机纤维为海泡石纤维；所述无机纤维的200目筛余量小于10质量％。在一些实施方式中，所述无机填料为云母或硅灰石；所述无机填料的200目筛余量小于1质量％。在一些实施方式中，所述无机填料为云母或硅灰石；所述无机填料的200目筛余量小于1质量％。本发明在第三方面提供了根据本发明第二方面所述的方法制得的板材。另外注意的是，如果没有特别说明，本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及以及以端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。下面结合实施例对本发明作进一步说明。这些实施例只是就本发明的优选实施方式进行举例说明，本发明的保护范围不应解释为仅限于这些实施例。实施例下文将通过实施例的形式对本发明进行进一步的说明。实施例中使用的原料如下：硅藻土的200目筛余量小于1质量％，并且氧化硅含量大于80质量％；所述石英砂的200目筛余量小于1质量％；所述无机纤维的200目筛余量小于10质量％，长度为3mm至5mm；所述无机填料的200目筛余量小于1质量％；膨润土的的200目筛余量小于1质量％；水泥为I型硅酸盐水泥，即不含有其他填料的硅酸盐水泥。制备例1按照表1所述的组分混合制得本发明的组合物，并且将其包装在符合GB9774-2010标准的硅酸盐水泥包装袋中，放在温度为40℃，相对湿度为50％的环境(模拟长度运输环境)中6个月，然后通过200目标准网筛筛分粉末，并采用风选机分离筛余物的纤维，将称量所余留下的结块物质的重量，并根据如下公式计算结块物料的重量百分比：结块物料重量/筛分前物料重量X100％。重复3次。结果列在表1中。由表1中的结果可以看出，本发明的所述组合物在至少6个月的保存和运输时间内是稳定的。但是，如果将本发明的组合物与水泥一起混合后，其稳定性显著下降。据推测，可能是水泥与本发明组合物中的其他物料发生某种反应的结果。实施例1本实施例通过将本发明的组合物与水泥组合使用来制备板材，制备方法如下：(1)将表2所示的原料于水中混合制浆，得到固含量为10质量％的料浆；(2)湿坯制备：通过流浆法工艺将所述浆料制成湿坯；(3)高湿度培养：将所述湿坯于相对湿度为90％的相对湿度和常温(30℃左右)的条件下放置15小时，得到经培养的坯体；(4)高压养护：将所述坯体于蒸压釜中，在5小时的时间将压力升到1.2Mpa的饱和蒸汽压后，并在该压力下养护15小时，再在4小时至6小时的时间内将压力降到常压，从而制得经高温养护的板材；(5)高温干燥：将所述经养护的板材于在120℃的温度干燥直至恒重(间隔30分钟两次取样，后一次取样重量变化小于0.1重量％)，从而得到所述基于硅藻土的1200mmX1200mmX8mm的纤维增强板材。测量所得材料的密度和纵向强度(机器方向)和横向强度(与纵向垂直的方向)，每个材料重复3次，并采用如下公式计算横向比强度和纵向比强度：横向比强度＝横向强度/密度；纵向强度比＝纵向强度/密度。测得结果列于下表2中。实施例2至23除了表2所示的内容之外，以与以实施例1相似的方式进行实施例2至23，并测量密度、横向强度和纵向强度，并计算横向比强度和纵向比强度。表2原料用料及其所制得的板材的比强度*：含有6重量份的木浆纤维和4重量份的海泡石纤维。由表2的结果可以看出，使用膨润土能够显著地提高强度尤其是是纵横强度。令人意外的是，适量的石英砂似乎对提高板材的强度是必要的，似乎过高或者过低的石英砂含量都会对强度造成不利的影响。另外，在实施例23中，发现板材表面不够光滑，并且断面出现大的不均一的孔洞，因此，本发明人认为，本发明的方法不适合于使用木浆纤维。