[发明专利]高强度硅酸钙成形体及其制造方法

说明书

本发明涉及高强度硅酸钙成形体及其制造方法。由钙质材料、硅质材料与水热合成获得的硅酸钙成形体，具有质轻、高强度、耐热、不燃性等，广泛地用于建材等领域，而且，最近，有不少建议，利用硅酸钙的这些性质，生产一种材料，使其具有类似天然木材的表观比重强度及切削、切断、研磨等加工性、钉子可钉性、粘接性等。

然而，在现实中，使其同时具备上述各种特性是不容易的，实际上，这种建筑材料现在还没有。迄今为止，作为这种材料的代表多用玻璃纤维来强化硬硅钙石的基体，但是，仅此，玻璃纤维与硬硅钙石间粘着力强，通常，还要加入重量百分比为5～10％的合成树脂，以增加其粘接力。确实，这样处理可以强化与玻璃纤维的粘接力，弯曲强度也很满意。但是，由于加了百分之几的合成树脂，变得易燃，耐热性也很差，而且加工性能与木材比较也差。

因此，本发明的目的是提供一种具有类似天然木材的表观比重强度及切削、切断、研磨等加工性、钉子可钉性、粘接性等特性的高强度硅酸钙成形体及其制造方法。

本发明中，不再加合成树脂，而使用玻璃纤维与料浆，分散强化，获得高强度硅酸钙建材，其耐燃性与天然木材很相似。

本发明一高强度硅酸钙成形体，将雪硅钙石、硅酸钙凝胶及石英混合，用玻璃纤维及料浆作为强化剂，其重量百分比各为2～10％，该成形体进行粉末X-射线衍射试验时，Ti/Qi为0.1～1.0，绝干表观密度为0.3～0.7克/厘米³，这里，Ti及Qi分别表示雪硅钙石晶体(002)晶面、石英晶体(101)晶面的X射线衍射强度。本发明的成形体可由钙质原料、硅质原料和纤维构成，其中钙质原料与硅质原料的克分子配比(CaO/SiO₂)为0.6～0.9，硅质材料包括晶体二氧化硅与非晶体二氧化硅，二者的重量比率如下：非晶体(二氧化硅/晶体二氧化硅+非晶体)为0.2～0.8；纤维包括耐碱玻璃纤维和料浆，其重量配比各为2～10％；其制造方法如下：首先将钙质原料、非晶体二氧化硅中的至少一部分非晶体二氧化硅与水混合，在50℃以下制浆，再将浆体加热到80℃以上凝胶化，将得到的胶状物与包含耐碱玻璃纤维在内的其余原料均匀混合，再将该混合物加压3～30公斤/厘米²，脱水成形，然后将该成形体在高压釜中加热反应，由此得到的成形体进行粉末X-射线衍射试验时，Ti/Qi为0.1～1.0，其中Ti及Qi分别表示雪硅钙石晶体(002)晶面、石英晶体(101)晶面的X射线衍射强度。

下面详细介绍本发明。

本发明涉及高强度硅酸钙成形体，在该成形体中，用玻璃纤维及料浆，弥散在雪硅钙石、硅酸钙凝胶及石英混合而成的硅酸钙基体中，这里的玻璃纤维及料浆分别为2～10％，低于2％强度不够，高于10％强度也不能再提高了。

构成成形体的硅酸钙在进行粉末X-射线衍射试验时Ti/Qi为0.1～1.0，其中Ti及Qi分别表示雪硅钙石晶体(002)晶面、石英晶体(101)晶面的X射线衍射强度，绝干表观密度为0.3～0.7克/厘米³，当然，硅酸钙本本身强度高是必要的。

在硅酸钙中加入强化材料，制造类似天然木材时，作为强化材料最好用玻璃纤维。但是，用玻璃纤维强化硅酸钙基体，硅酸钙基体本身强度高，硅酸钙本与玻璃纤维的粘着强度高，作为强化材料的玻璃纤维被浸蚀，强度也不能下降，是必要的。

本发明者，经过各种实验，硅酸钙材料的基体由硅酸钙凝胶及石英组成时，基体的强度低，基体与玻璃纤维的粘接性也不够好，弯曲破坏时，玻璃纤维从基体剥出，从而达不到所希望的强度。而且，基体的大部分成为雪硅钙石结晶的情况下，玻璃纤维的强度下降，弯曲破坏时，和基体破坏的同时，或者在此以前玻璃纤维已坏，对此，在基体中加入雪硅钙石、硅酸钙凝胶及石英、玻璃纤维牢固地被粘接，这样，基体强度可提高，同时，基体与玻璃纤维的粘接强度，玻璃纤维自身的强度，不管哪一种，显然都提高了。而且，基体的强度在Ti/Qi为0.1～1.0时，强度最高，在此范围之外，强度则降低(其中Ti和Qi如上述的定义)。

另外，为了改善成形体的切断、切削、研磨、可钉钉性等材料的加工性、施工性，在上述的基体中，有必要加入2～10(重量)％的料浆起固接作用，不到2％没有效果，而超过10％效果不再提高，而且耐燃性明显下降。

而且，绝干表观密度不到0.3，得不到良好的可钉钉性，而超过0.7，钉钉、切断、切削加工变得困难，因此取0.3～0.7克/厘米³。

本发明还涉及上述高强度硅酸钙成形体的制造方法。