[发明专利]包含硅胶的石膏板

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2013年11月5日提交的美国非临时专利申请号14/0 72,592的权益，该专利申请以引用方式并入本文。

背景技术

石膏产品通常可使用由至少水和灰泥形成的浆料制造。灰泥，即半水 合硫酸钙(CaSO₄·1/2H₂O)，与水反应形成石膏，即二水合硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)。石膏墙板可为包含芯、面层和背层的复合板。可通过以有效提供 所需石膏芯密度的量向灰泥浆料加入水性泡沫来减小石膏墙板的密度。由 于所述板每单位体积含较少的石膏，故可用的延长墙板耐火极限的结晶水 较少。石膏墙板通常用在内墙和天花板的干式墙构造中，并且应能够承受 火和过高的温度。因此，石膏墙板使用最大化耐火极限(fireendurance)/耐 火性(fireresistance)的规范制造。

石膏墙板的耐火极限/耐火性由板可承受标准耐火试验的时间量度。墙板的耐火性根据墙板避免温度上升、火焰通过和结构坍塌的能力来分类。为使各方，包括建设者、居住者和监管机构，在一个共同的基础上评价耐火极限，耐火试验组件被归类为若干标准配置。一些常见的组件包括由UnderwritersLaboratories，Inc.定义的试验设计，UnderwritersLaboratories，Inc.是一家测试和认证机构，有着被称为U305、U419和U423的试验。

标准耐火试验根据ASTME119的要求按惯例进行。在此类试验中， 可基于墙组件显示出温度过度上升或火焰通过或结构坍塌的时间来建立 耐火性分级。当如通过未暴露表面上若干热电偶所测得平均温度升高环境 温度以上不止250°F(121℃)或任何单独的热电偶升高环境温度以上不止 325°F(163℃)时发生试验的失败。系统耐火极限的持续时间不仅依赖于 系统中所用的石膏板，而且依赖于许多其它因素，包括墙组件厚度、壁骨 类型和间距、板尺寸、绝缘类型及其它参数。

虽然现有的技术在延长墙板耐火极限和耐火性方面是有用的，但进一 步的改进总是可取的。

发明内容

在一个方面，本发明提供了一种石膏板，其包含设置于两个覆盖片材 之间的凝固石膏组合物。所述凝固石膏组合物包含由浆料形成的凝固石膏 的互锁基质，所述浆料包含至少灰泥、水和金属硅酸盐。所述凝固石膏组 合物包含硅胶。所述石膏板具有约15lbs/ft³至约42lbs/ft³的密度和高于约 53分钟的耐火极限指数。

在另一个方面，本发明提供了一种提高石膏板的耐火极限的方法，其 包括：形成包含灰泥、水和金属硅酸盐的浆料，沉积所述浆料于两个覆盖 片材之间以形成板预制体，在所述浆料对于切割来说已充分硬化后将所述 板预制体切割成具有预定尺寸的石膏板，和干燥所述石膏板。至少一部分 金属硅酸盐转化为硅胶。所述石膏板具有与不具有硅胶的板相比提高的耐 火极限、约15lbs/ft³至约42lbs/ft³的密度和高于约53分钟的耐火极限指 数。

由下面的描述，本发明的这些及其它优点以及另外的发明特征将是显 而易见的。

附图说明

图1为散点图，示出了根据本发明的实施例的墙板在一系列蛭石重 量％(X-轴)上的耐火极限指数(FEI)(Y-轴)。

图2为示出根据本发明的实施例用来测定墙板样品的FEI的小规模试 验装置的结构的图。

图3为线图，示出了根据本发明的实施例在图2中所示小规模耐火试 验过程中使用的炉的温度(Y-轴)对时间(X-轴)曲线。

图4为线图，示出了U419试验的耐火极限(Y-轴)与根据本发明的 实施例的图2小规模试验的耐火极限(X-轴)之间的相关性。

图5为线图，示出了根据本发明的实施例在小规模耐火试验过程中实 例2的墙板在一系列硅酸盐重量％(X-轴)上的FEI(Y-轴)。

图6为线图，示出了根据本发明的实施例在小规模耐火试验过程中实 例2的墙板的未暴露表面温度(Y-轴)对时间(X-轴)的关系。