CN115557756B - 一种基于低品位低碳水泥熟料的碳化板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于低品位低碳水泥熟料的碳化板，各原料及其所占重量份数包括：低碳水泥熟料粉30～90份，普通硅酸盐水泥熟料粉5～50份，硅灰石粉5～30份，纸浆纤维4～10份，增强纤维0.05～2份，轻集料0～3份，云母0～4份，分散剂0.1～0.3份，保水剂0.1～0.4份。本发明在实现大掺量低品位低碳水泥熟料资源化利用的基础上，可有效兼顾所得碳化板较优的抗折性能、抗冲击性能和防水性能等；且涉及的制备工艺简单，制备成本和能耗低，养护时间短，具有重要的经济和环境效益。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种基于低品位低碳水泥熟料的碳化板及其制备方法。
背景技术
传统纤维水泥板通常以通用硅酸盐水泥为主要原料，通用硅酸盐水泥具有水硬性，在有水环境中可逐渐硬化，获得强度；但通用硅酸盐水泥存在碳排放量高、热耗高(煅烧温度高达1450℃)、熟料粉磨能耗高等问题。此外，传统纤维水泥板养护工艺分为蒸压养护与非蒸压养护，普遍存在能耗高、周期长等问题：蒸压养护一般在180℃左右，1.0～1.2MPa气压下进行，养护时间约24h(含升温、恒温、降温)，能耗高，高温蒸压设备造价高；非蒸压养护在常压下，采用低于100℃的热养护或自然养护，能耗低，但养护时间长达3～28d，水泥用量更高，干缩湿涨更大。
低碳水泥熟料的主要矿物相为CS(CaO·SiO2)和C3S2(3CaO·2SiO2)，煅烧温度比硅酸盐水泥低200℃左右，消耗石灰石更少，排放CO2更少。制备低碳水泥熟料的原料中的Mg、Al杂质会与Ca、Si结合，生成钙镁黄长石、钙铝黄长石，导致CS和C3S2的量减少，低碳水泥熟料品位降低。钙镁黄长石、钙铝黄长石碳化活性低于CS和C3S2，一定程度上为低品位低碳水泥熟料的资源化利用带来难题。
专利CN114409320A公开了一种碳矿化纤维水泥板，胶凝材料主要采用γ-C2S，制备工艺需要引入慢冷条件，在水泥厂难实现批量生产。目前，γ-C2S主要来源是钢渣粉，作为钢厂的废弃物，钢渣成分波动大；γ-C2S作为强度来源，其含量波动直接影响工业产品的性能，工业化质量控制难度大；此外，该专利涉及的成型工艺复杂(包含抽滤、两次加压成型)，且不利于保证所得纤维水泥板的综合使用性能。因此，进一步探索和优化基于低碳水泥熟料的纤维水泥碳化板及其制备方法具有重要的研究和工业应用意义。
发明内容
本发明的主要问题在于针对传统纤维水泥板技术中存在的问题和不足，提供一种基于低品位低碳水泥熟料的碳化板，在实现大掺量低品位低碳水泥熟料资源化利用的基础上，可有效兼顾抗折强度高、抗冲击性能优异、吸水率低等特点；且涉及的制备工艺简单，制备成本和能耗低，养护时间短，具有重要的经济和环境效益。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于低品位低碳水泥熟料的碳化板，各组分及其所占重量份数包括：低品位低碳水泥熟料粉30～90份，普通硅酸盐水泥熟料粉5～50份，硅灰石粉5～30份，纸浆纤维4～10份，增强纤维0.05～2份，轻集料0～3份，云母0～4份，分散剂0.1～0.3份，保水剂0.1～0.4份。
优选的，所述碳化板中，低品位低碳水泥熟料粉的含量为30～50份，普通硅酸盐水泥熟料粉的含量为30～40份，硅灰石粉的含量为20～30份。
上述方案中，所述低品位低碳水泥熟料的主要矿物相为CS(CaO·SiO2)、C3S2(3CaO·2SiO2)、钙镁黄长石和钙铝黄长石，其中(CS+C3S2)含量占20～50％；其中，CS的含量为10～40％，C3S2的含量为0～30％，钙镁黄长石的含量为10～41％，钙铝黄长石的含量为10～40％。其中，CS、C3S2几乎没有水化活性，需要吸收固化CO2才能硬化，利用低碳水泥熟料制备碳化板不仅可获得性能优异的板材，同时发挥固碳效果。低碳水泥熟料具有比普硅水泥和MgO低碳水泥熟料更低的碳排放，且钙质原料来源多于镁质原料，更适合低碳、绿色、节能的发展方向。
此外，制备低碳水泥熟料的生料中Mg、Al杂质会阻碍煅烧过程中CS和C3S2的生成，生成碳化活性更低的钙镁黄长石、钙铝黄长石，降低低碳水泥熟料的品位。本发明进一步引入普硅水泥、硅灰石粉，并匹配相应预养护条件及碳化制度，改善板物理力学性能，使得低品位低碳水泥熟料获得有效利用。本发明采用的低品位低碳水泥熟料可放宽杂质元素(如Al、Mg)含量限制；不仅可大幅降低原料矿石品位要求，扩宽原料矿石的种类，还可大量利用钙硅废料，变废为宝。利用低品位的低碳水泥熟料制备性能优异的碳化板具有重要的固碳的效果，是契合低碳发展的绿色建材。
上述方案中，所述普通硅酸盐水泥熟料中(C3S+C2S)占70～80wt％。普通硅酸盐水泥熟料通过水化可生成CSH等水化产物，使颗粒粘接，起到骨架支撑的效果；水化生成的Ca(OH)2经碳化后体积膨胀也使体系更致密；但过多的水化产物会带来不利的影响：1)消耗二氧化碳，导致孔隙内局部二氧化碳浓度降低，影响低碳水泥熟料的碳化效果；2)过多的水化产物使得板坯致密，二氧化碳渗透扩散的阻力更大，碳化速率减缓；因此，本发明控制普通硅酸盐水泥熟料的掺量不高于50％。
上述方案中，所述硅灰石粉细度为100～400目；硅灰石粉主要矿物相为CS(CaO·SiO2)，CS含量≥70wt％。硅灰石粉为纤维状，长径比为(15～20):1，纤维状硅灰石粉穿插在板坯中孔隙，使板坯致密化，还可提升板坯抗折强度，即物理增强；还可通过碳化反应生成碳酸钙和硅胶，固相体积增大，使板更致密，即化学增强；此外，从低碳的角度，硅灰石粉也可发挥减碳、固碳的效果。
上述方案中，所述纸浆纤维为经硫酸盐处理过的木浆、竹浆、草浆中的一种或几种；其长度为1～3mm，直径为10～50μm。纸浆纤维主要化学成分为纤维素，纤维素属于可再生资源，且资源丰富。木材、竹子、芦苇、麻、棉、甘蔗渣等均含有大量纤维素，可制备纸浆纤维。使用纸浆纤维可减轻环境污染，绿色环保。利用秸秆等废弃纤维素资源制备纸浆纤维更具环保效果，变废为宝，节约资源。
上述方案中，所述增强纤维由碳纤维、无碱玻璃纤维、玄武岩纤维等中的一种或几种组成；其长度为3～6mm，直径为10～20μm。碳纤维价格高，但小于0.1％的掺量可获得优异的增强效果，成本增加少，耐化学腐蚀、耐高温；低碳水泥熟料碱度低，对无碱玻璃纤维腐蚀性弱于硅酸盐水泥，可发挥无碱玻璃纤维的增强效果，从而替代价格昂贵的耐碱玻璃纤维，降低成本；玄武岩纤维拥有优异的力学性能，耐化学腐蚀、耐高温。
上述方案中，所述轻集料由开孔膨胀珍珠岩、闭孔玻化微珠等中的一种或几种组成；其堆积密度为80～120kg/m3，粒径小于0.6mm。开孔膨胀珍珠岩和闭孔玻化微珠均为无机材料，具有密度小、绝热性能好、防火等级高、耐高低温、抗老化等优点，填充在纤维水泥碳化板中能够降低板的密度，降低其导热系数。闭孔玻化微珠不仅可降低板的密度，还可降低板的吸水率。在碳化后期板坯低含水率碳化速率减缓时，开孔膨胀珍珠岩“释放”其孔隙中吸附的水分，提高碳化速率，达到内养护的效果。此外，开孔膨胀珍珠岩可吸附水泥浆，界面面积更大，与水泥集体结合更紧密。
上述方案中，所述云母由黑云母、白云母、金云母中的一种或几种组成；其细度为20～100目，径厚比为20～100；具有减少干缩湿涨，提高抗冲击性能的作用。
上述方案中，所述分散剂为丙烯酰胺、聚氧化乙烯等中的一种或几种。
上述方案中，所述保水剂为羟乙基甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚、淀粉醚中等的一种或几种。
上述一种基于低品位低碳水泥熟料制备的碳化板的制备方法，包括如下步骤：
1)按配比称取各原料，并按照料浆含水率35～42％的要求称量水；
2)将浸泡处理的轻集料、纸浆纤维和水加入搅拌机内，加入预分散的增强纤维，加入分散剂、保水剂，搅拌均匀，再将熟料粉(低品位低碳水泥熟料粉、普通硅酸盐水泥熟料粉)、硅灰石粉干料加入搅拌机内，搅拌处理，加入云母，继续搅拌均匀，得浆料；
3)将所得浆料加入多孔成型模具中，采用模压滤水法成型，拆模，得板坯，并检测其含水率；
4)进行预养护调控板坯的含水率在10～20％；
5)将步骤4)所得预养护板坯进行碳化养护，即得所述纤维水泥碳化板。
上述方案中，所述加压成型步骤采用的压力为5～15MPa，保压时间为3～15min。
上述方案中，所述预养护步骤采用40～60℃的温度条件。
上述方案中，所述碳化步骤采用的温度为10～55℃，CO2浓度20～99vol％，气压为0.04～0.30MPa(表压力)，养护时间6～12h。
进一步地，步骤4)中预养护依据板坯成型压力、碳化温度、碳化时间调控板坯含水率，例如：
当板坯采用5MPa成型压力，保压时间为3min，碳化养护步骤采用的温度为45～55℃，时间为10～12h时，板坯含水率控制在19～20％；当成型压力提高，碳化温度更低，碳化时间缩短时，需降低板坯含水率。
上述方案中，所述碳化步骤采用的CO2可选用水泥窑尾气等二氧化碳浓度超过20％的工业废气。
根据上述方案制备的纤维水泥碳化板，依据配比工艺参数的不同，其物理力学性能不同，可满足不同的实际应用需求，具体范围包括：
1)高密度板；干体积密度1550～2050kg/m3，饱水抗折强度16～22MPa，抗冲击强度1.7～2.3kJ/m2，吸水率7～15％；
2)低密度板；干体积密度1200～1550kg/m3，绝干抗折强度13～22MPa，抗冲击强度1.3～1.8kJ/m2，吸水率15～27％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)本发明以低品位的低碳水泥熟料为主要原料，其中(CS+C3S2)的含量占20～50％，同时含有钙镁黄长石和钙铝黄长石等矿物；可大大降低低碳水泥熟料生产所需的矿石或其他废料的要求，放宽对杂质元素(如Al、Mg等)的含量限制；提高低品位矿石、钙硅废料的资源化利用率，具有降低成本、固废处理的效果；
2)本发明利用的硅灰石粉呈纤维状，具有增强效果；其主要矿物为CS，可碳化形成碳酸钙、无定形硅胶使板致密化；此外，针对本发明低品位低碳水泥熟料CS与C3S2含量低的原料体系，硅灰石粉在发挥物理形态上的致密填充作用的同时，还可补充体系CS含量，增加可碳化组分的含量；利用上述多重改性机制，可有效改善本发明所述基于低品位低碳水泥熟料的碳化板的综合使用性能；
3)本发明辅以适量的普通硅酸盐水泥熟料粉，水化形成CSH凝胶等大量水化产物，使板坯致密；但过多的普通硅酸盐水泥熟料粉会对碳化带来负面影响；本发明结合改进的碳化养护工艺，可消耗普通硅酸盐水泥熟料粉水化生成的Ca(OH)2，避免了Ca(OH)2局部富集带来的对强度不利影响；未水化完全的C3S、C2S可通过碳化生成碳酸钙和无定型凝胶，使结构更致密；
4)本发明所得纤维水泥碳化板可有效兼顾抗折强度高，吸水率低，抗冲击性能优异等优点；具有显著的固碳效果，可减轻环境压力；且涉及的碳化工艺能耗低，周期短，具有显著的经济和环境效益；采用的碳化养护工艺可利用水泥窑尾气等二氧化碳浓度超过20％的工业废气，同步实现废气利用。
具体实施方式
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
以下实施例中采用的低品位低碳水泥熟料、普通硅酸盐水泥熟料由华新水泥工厂提供。其中，实施例1、3、4、6采用的低碳水泥熟料中CS占24.8％(无C3S2)，钙镁、钙铝黄长石分别占40.1％、26.1％，45μm筛余为9.7％；实施例2、5采用的低碳水泥熟料中CS占35.8％，C3S2占7.9％，钙镁、钙铝黄长石分别占20.8％、21.0％，45μm筛余为10.4％。
采用的普通硅酸盐熟料中(C3S+C2S)约占75％，其中C3S约58％，C2S约17％，45μm筛余为11.3％。
采用的纸浆纤维由大冶市锦鹏摩擦材料有限公司提供的硫酸盐预处理后的纸浆纤维，长1～3mm，使用前用过量的水浸泡4h。
采用的碳纤维平均长度为2mm，玻璃纤维、玄武岩纤维平均长度为3mm，使用前均通过预分散的步骤：放入盛水烧杯中，烧杯放入超声波分散设备中超声振荡30min。
采用的聚氧化乙烯分子量为5w，羟丙基甲基纤维素醚分子量为10w。
采用的轻集料使用前加过量的水浸泡4h以上。
采用的硅灰石粉长径比为(15～20):1，细度为200目。
实施例1
一种基于低品位低碳水泥熟料制备的碳化板，其制备方法包括如下步骤：
1)原料称取；各原料及其所占重量份数包括：低品位低碳水泥熟料粉50份，普通硅酸盐水泥熟料粉30份，硅灰石粉20份(200目)，纸浆纤维4份(木浆)，无碱玻璃纤维2份，云母(白云母40目)2份，分散剂(丙烯酰胺)0.1份，保水剂(羟乙基甲基纤维素醚)0.1份；
2)按照料浆含水率41％的要求称量水，将浸泡过的纸浆纤维和水加入搅拌机内，加入预分散的无碱玻璃纤维，加入分散剂、保水剂，搅拌，再将低品位低碳水泥熟料粉、普通硅酸盐水泥熟料粉、硅灰石粉干料加入搅拌机内，搅拌5min后加入称量的云母，继续搅拌5min后得到浆料；
3)在多孔成型模具的底模中放置多孔滤板，铺上滤网，倒入浆料，盖上滤网，放置多孔滤板，盖上成型模具的盖模，采用模压滤水法成型，在15MPa条件下保压3min后，拆模即得到板坯；
4)采用40～60℃预养护调控板坯的含水率为14～15％；
5)将步骤4)所得预养护后的板坯，放入碳化釜中，通入氮气至0.01MPa，然后通入二氧化碳；然后在30℃，0.04MPa(表压力)，20％浓度CO2的条件下碳化12h，即得所述基于低碳水泥熟料的纤维水泥碳化板。
实施例2
一种基于低品位低碳水泥熟料制备的碳化板，其制备方法包括如下步骤：
1)原料称取；各原料及其所占重量份数包括：低品位低碳水泥熟料粉90份，普通硅酸盐水泥熟料粉5份，硅灰石粉5份(400目)，纸浆纤维6份(木浆)，碳纤维0.05份，轻集料(由玻化微珠和膨胀珍珠岩按重量比1:1)1份，云母(黑云母100目)2份，分散剂(丙烯酰胺)0.3份，保水剂(羟丙基甲基纤维素醚)0.1份；
2)按照料浆含水率38％的要求称量水，将浸泡过的轻集料、纸浆纤维和水加入搅拌机内，加入预分散的碳纤维，加入分散剂、保水剂等，搅拌，再将低品位低碳水泥熟料粉、普通硅酸盐水泥熟料粉、硅灰石粉干料加入搅拌机内，搅拌5min后加入称量的云母，继续搅拌5min后得到浆料；
3)在多孔成型模具的底模中放置多孔滤板，铺上滤网，倒入浆料，盖上滤网，放置多孔滤板，盖上成型模具的盖模，采用模压滤水法成型，在10MPa压力下保压8min后，拆模即得到板坯；
4)采用40～60℃预养护调控板坯的含水率为13～14％；
5)将步骤4)所得预养护后的板坯，放入碳化釜中，抽真空至-0.1MPa，通入二氧化碳，然后在10℃，0.1MPa(表压力)，99％浓度CO2的条件下碳化8h，即得所述基于低碳水泥熟料的纤维水泥碳化板。
实施例3
一种基于低品位低碳水泥熟料制备的碳化板，其制备方法包括如下步骤：
1)原料称取；各原料及其所占重量份数包括：低品位低碳水泥熟料粉30份，普通硅酸盐水泥熟料粉40份，硅灰石粉30份(400目)，纸浆纤维10份(竹浆)，玄武岩纤维2份，轻集料(膨胀珍珠岩)3份，云母(金云母60目)2份，分散剂(聚氧化乙烯)0.1份，保水剂(淀粉醚)0.3份；
2)按照料浆含水率36％的要求称量水，将浸泡过的轻集料、纸浆纤维和水加入搅拌机内，加入预分散的玄武岩纤维，加入分散剂、保水剂等，搅拌，再将低品位低碳水泥熟料粉、普通硅酸盐水泥熟料粉、硅灰石粉干料加入搅拌机内，搅拌5min后加入称量的云母，继续搅拌5min后得到浆料；
3)在多孔成型模具的底模中放置多孔滤板，铺上滤网，倒入浆料，盖上滤网，放置多孔滤板，盖上成型模具的盖模，采用模压滤水法成型，在5MPa压力下保压15min后，拆模即得到板坯；
4)采用40～60℃预养护调控板坯的含水率为13～15％；
5)将步骤4)所得预养护后的板坯，放入碳化釜中，抽真空至-0.1MPa，通入二氧化碳；然后在30℃，0.30MPa(表压力)，99％浓度CO2的条件下碳化6h，即得所述基于低碳水泥熟料的纤维水泥碳化板。
实施例4
一种基于低品位低碳水泥熟料制备的碳化板，其制备方法包括如下步骤：
1)原料称取；各原料及其所占重量份数包括：低品位低碳水泥熟料粉50份，普通硅酸盐水泥熟料粉30份，硅灰石粉20份(200目)，纸浆纤维4份(草浆)；无碱玻璃纤维2份；轻集料(玻化微珠)0.5份；云母(白云母40目)4份；分散剂(聚氧化乙烯)0.1份；保水剂(羟乙基甲基纤维素醚)0.3份；
2)按照料浆含水率42％的要求称量水，将浸泡过的轻集料、纸浆纤维和水加入搅拌机内，加入预分散的无碱玻璃纤维，加入分散剂、保水剂，搅拌，再将低品位低碳水泥熟料粉、普通硅酸盐水泥熟料粉、硅灰石粉干料加入搅拌机内，搅拌5min后加入称量的云母，继续搅拌5min后得到浆料；
3)在多孔成型模具的底模中放置多孔滤板，铺上滤网，倒入浆料，盖上滤网，放置多孔滤板，盖上成型模具的盖模，采用模压滤水法成型，在15MPa压力下保压3min后，拆模即得到板坯；
4)采用40～60℃预养护调控板坯的含水率为18～19％；
5)将步骤4)所得预养护后的板坯，放入碳化釜中，通入二氧化碳；然后在55℃，0.04MPa(表压力)，30％浓度CO2的条件下碳化12h；即得所述基于低碳水泥熟料的纤维水泥碳化板。
实施例5
一种基于低品位低碳水泥熟料制备的碳化板，其制备方法包括如下步骤：
1)原料称取；各原料及其所长重量份数包括：低品位低碳水泥熟料粉90份，普通硅酸盐水泥熟料粉5份，硅灰石粉5份(100目)，纸浆纤维6份(木浆)，碳纤维0.05份，轻集料(由玻化微珠和膨胀珍珠岩按重量比1:1)1份，云母(黑云母100目)2份，分散剂(聚氧化乙烯)0.3份，保水剂(羟丙基甲基纤维素醚)0.3份；
2)按照料浆含水率39％的要求称量水，将浸泡过的轻集料、纸浆纤维和水加入搅拌机内，加入预分散的碳纤维，加入分散剂、保水剂，搅拌，再将低品位低碳水泥熟料粉、普通硅酸盐水泥熟料粉、硅灰石粉干料加入搅拌机内，搅拌5min后加入称量的云母，继续搅拌5min后得到浆料；
3)在多孔成型模具的底模中放置多孔滤板，铺上滤网，倒入浆料，盖上滤网，放置多孔滤板，盖上成型模具的盖模，采用模压滤水法成型，在10MPa压力下保压8min后，拆模即得到板坯；
4)采用40～60℃预养护调控板坯的含水率为15～17％；
5)将步骤4)所得预养护后的板坯，放入碳化釜中，抽真空至-0.1MPa，通入二氧化碳；然后在50℃，0.10MPa(表压力)，99％浓度CO2的条件下碳化8h；即得所述基于低碳水泥熟料的纤维水泥碳化板。
实施例6
一种基于低品位低碳水泥熟料制备的碳化板，其制备方法包括如下步骤：
1)原料称取；各原料及其所长重量份数包括：低品位低碳水泥熟料粉30份，普通硅酸盐水泥熟料粉50份，硅灰石粉20份(400目)，纸浆纤维10份(竹浆)，玄武岩纤维2份，轻集料(膨胀珍珠岩)3份，分散剂(丙烯酰胺)0.2份，保水剂(淀粉醚)0.4份；
2)按照料浆含水率36％的要求称量水，将浸泡过的轻集料、纸浆纤维和水加入搅拌机内，加入预分散的玄武岩纤维，加入分散剂、保水剂，搅拌，再将低品位低碳水泥熟料粉、普通硅酸盐水泥熟料粉、硅灰石粉干料加入搅拌机内，搅拌10min后得到浆料；
3)在多孔成型模具的底模中放置多孔滤板，铺上滤网，倒入浆料，盖上滤网，放置多孔滤板，盖上成型模具的盖模，采用模压滤水法成型，在5MPa压力下保压15min，拆模即得到板坯；
4)采用40～60℃预养护调控板坯的含水率为13～15％；
5)将步骤4)所得预养护后的板坯，放入碳化釜中，抽真空至-0.1MPa，通入二氧化碳；然后在50℃，0.30MPa(表压力)，99％浓度CO2的条件下碳化6h，即得所述基于低碳水泥熟料的纤维水泥碳化板。
对比例1
对比例1与实施例1的制备方法大致相同，不同之处在于采用步骤4)所述预养护步骤，但将碳化前板坯含水率控制在8～9％。
对比例2
对比例2与实施例1的制备方法大致相同，不同之处在于不采用步骤4)所述预养护步骤，模压滤水法成型后测得所得板坯的含水率为21.6％，然后直接进入碳化釜进行碳化。
对比例3
对比例3与实施例4的制备方法大致相同，不同之处在于采用步骤4)所述预养护步骤，但将碳化前板坯含水率控制在8～9％。
对比例4
对比例4与实施例4的制备方法大致相同，不同之处在于不采用步骤4)所述预养护步骤，模压滤水法成型后测得所得板坯的含水率为22.6％，然后直接进入碳化釜进行碳化。
对比例5
对比例5与实施例1的制备方法大致相同，不同之处在于原料中低品位低碳水泥熟料粉掺量为20份，普通硅酸盐水泥熟料粉掺量为75份，硅灰石粉5份。
对比例6
对比例6与实施例1的制备方法大致相同，不同之处在于原料中低品位低碳水泥熟料粉掺量为30份，普通硅酸盐水泥熟料粉掺量为20份，硅灰石粉50份。
将实施例1～6和对比例1～6所得纤维水泥碳化板分别进行力学性能、吸水性能等测试，结果分别如表1和表2所示。
表1实施例和对比例所得高密度板的性能测试结果
表2实施例所得低密度板的性能测试结果
| 编号 | 干密度/kg/m3 | 绝干抗折强度/MPa | 吸水率/％ | 抗冲击强度/kJ/m2 |
| 实施例3 | 1335 | 16.1 | 17.5 | 1.61 |
| 实施例6 | 1312 | 15.7 | 18.3 | 1.55 |
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种基于低品位低碳水泥熟料的碳化板，其特征在于，各原料及其所占重量份数包括：低品位低碳水泥熟料粉30～90份，普通硅酸盐水泥熟料粉5～50份，硅灰石粉5～30份，纸浆纤维4～10份，增强纤维0.05～2份，轻集料0～3份，云母0～4份，分散剂0.1～0.3份，保水剂0.1～0.4份；
所述低品位低碳水泥熟料粉的45μm筛余＜15％，主要矿物相为CS、C3S2、钙镁黄长石和钙铝黄长石，其中CS+C3S2含量占20～50％；其中，CS的含量为10～40％，C3S2的含量为0～30％，钙镁黄长石的含量为10～41％，钙铝黄长石的含量为10～40％；
所述基于低品位低碳水泥熟料的碳化板的制备方法包括如下步骤：
1)按配比称取各原料，并按照料浆含水率35～42％的要求称量水；
2)将浸泡过的轻集料、纸浆纤维和水加入搅拌机内，加入预分散的增强纤维，加入分散剂、保水剂，搅拌均匀，再加入低品位低碳水泥熟料粉、普通硅酸盐水泥熟料粉、硅灰石粉，搅拌处理后，加入云母，继续搅拌均匀，得到浆料；
3)将所得浆料加入多孔成型模具中，采用模压滤水法成型，拆模，得板坯；
4)进行预养护调控板坯的含水率为13～20％；
5)将步骤4)所得预养护板坯进行碳化养护，即得所述碳化板；
所述碳化养护步骤采用的温度为10～55℃，CO2浓度20～99vol％，气压为0.04～0.30MPa，养护时间6～12h。
2.根据权利要求1所述的碳化板，其特征在于，所述普通硅酸盐水泥熟料粉的45μm筛余＜15％；普通硅酸盐水泥熟料粉中C3S+C2S含量占70～80wt％。
3.根据权利要求1所述的碳化板，其特征在于，所述硅灰石粉中CS含量≥70wt％，细度为100～400目。
4.根据权利要求1所述的碳化板，其特征在于，所述纸浆纤维为经硫酸盐预处理后的木浆、竹浆、草浆中的一种或几种，长度1～3mm。
5.根据权利要求1所述的碳化板，其特征在于，所述增强纤维由碳纤维、无碱玻璃纤维、玄武岩纤维的一种或几种组成。
6.根据权利要求1所述的碳化板，其特征在于，所述轻集料由开孔膨胀珍珠岩或闭孔玻化微珠中的一种或两种组成，堆积密度为80～120kg/m3，粒径小于0.6mm。
7.根据权利要求1所述的碳化板，其特征在于，所述云母为黑云母、白云母、金云母中的一种或几种，长径比为15～20:1，细度为20～100目。
8.根据权利要求1所述的碳化板，其特征在于，所述分散剂为丙烯酰胺、聚氧化乙烯中的一种或两种；所述保水剂为羟乙基甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚、淀粉醚中的一种或几种。
9.权利要求1-8任一项所述碳化板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)按配比称取各原料，并按照料浆含水率35～42％的要求称量水；
2)将浸泡过的轻集料、纸浆纤维和水加入搅拌机内，加入预分散的增强纤维，加入分散剂、保水剂，搅拌均匀，再加入低品位低碳水泥熟料粉、普通硅酸盐水泥熟料粉、硅灰石粉，搅拌处理后，加入云母，继续搅拌均匀，得到浆料；
3)将所得浆料加入多孔成型模具中，采用模压滤水法成型，拆模，得板坯；
4)进行预养护调控板坯的含水率为13～20％；
5)将步骤4)所得预养护板坯进行碳化养护，即得所述碳化板。
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