石灰新產業5|硅鈣產品的市場前景與生產工藝
2024-07-15 08:42:21 來源：石灰窯生態圈
石灰新產業5|硅鈣產品的市場前景與生產工藝
一、硅鈣產品的分類和區別
（一）、什么是硅鈣板？
硅鈣板又稱石膏復合板，它是一種多孔材料，具有良好的隔音、隔熱性能，在室內空氣潮濕的情況下能吸引空氣中水分子、空氣干燥時，又能釋放水分子，可以適當調節室內干、濕度、增加舒適感。石膏制品又是特級防火材料，在火焰中能產生吸熱反應，同時，釋放出水分子阻止火勢蔓延，而且不會分解產生任何有毒的、侵蝕性的、令人窒息的氣體，也不會產生任何助燃物或煙氣。
硅鈣板與石膏板比較，在外觀上保留了石膏板的美觀；重量方面大大低于石膏板，強度方面遠高于石膏板；徹底改變了石膏板因受潮而變形的致命弱點，數倍地延長了材料的使用壽命；在消聲息音及保溫隔熱等功能方面，也比石膏板有所提高。
（二）、什么是硅酸鈣板？
硅酸鈣板是一種應用廣泛的建筑材料，它具有優良的性能和廣泛的用途。在本文中，我們將深入探討硅酸鈣板的特性、制作過程、以及它在建筑領域中的應用。目前國內的硅酸鈣板兩種，一種是保溫用硅酸鈣板，還有一種是裝修用硅酸鈣板。
保溫用硅酸鈣板叫做微孔硅酸鈣，是一種白色、硬質的新型保溫材料，具有容重輕、強度高、導熱系數小、耐高溫、耐腐蝕、能切、能鋸等特點被廣泛應用于電力、冶金、石化、建筑、船舶等領域的設備管道、墻體屋面的保溫隔熱和防火隔音。厚度通常是在30mm以上，密度在200-1000kg/m3。
裝修用硅酸鈣板又叫做纖維增強硅酸鈣板。 硅酸鈣板由美國OCFG公司發明，是一種以性能全面著稱于世的新型建筑板材， 20世紀70年代起在發達國家推廣使用和發展起來。歐美、日本、澳大利亞和臺灣是使用硅酸鈣板*普遍的國家和地區，我國于80年代初研制成功，80年代中期進入開發階段， 90年代后期得到大面積推廣應用。
硅酸鈣板是由硅酸鹽水泥和無機纖維素材料制成的一種板材。硅酸鈣板的制造原理是硅質材料、鈣質材料在高溫高壓的條件下發生化學反應，生成"托貝莫來石"晶體為主的硅酸鈣。原材料一般采用石英砂為硅質材料；水泥、石灰為鈣質材料；以纖維素纖維為增強材料。不同的原料及其配比決定了硅酸鈣板產品中"托貝莫來石"晶體的生成數量。硅含量和鈣含量越高的原料，越可能反應成更多的"托貝莫來石"， 產品的物理性能就越好。
它的制作過程通常包括原材料的準備、配料、攪拌、造型和養護等步驟。首先，選擇優質的氧化鈣、硅酸鹽水泥作為主要原料，并添加適量的無機纖維素材料，如硅酸鎂等。然后，將這些原料按照一定的比例配料，并進行充分的攪拌，以保證材料的均勻性和穩定性。接下來，將混合好的材料倒入模具中進行造型，并在一定的壓力下壓制成型。*后，將成型的硅酸鈣板放置在適宜的環境中進行養護，使其逐漸硬化和固化。
硅酸鈣板具有許多優異的性能。首先，它具有良好的耐火性能。由于其主要成分是石灰（氧化鈣）及硅酸鹽水泥，硅酸鈣板具有出色的耐高溫性能，可起到有效的防火作用。其次，硅酸鈣板還具有良好的抗凍性能和抗沖擊性能，能夠在惡劣的氣候條件下保持穩定的性能。此外，硅酸鈣板還具有隔熱和隔聲性能，可以有效阻隔外界的噪音和熱量，提供一個舒適的室內環境。
硅酸鈣板在建筑領域中有著廣泛的應用。首先，它被廣泛用于墻體的構造。硅酸鈣板具有較高的強度和穩定性，在墻體的建造中可以提供良好的承重能力和結構穩定性。其次，硅酸鈣板還可以作為屋面和地板的材料。它具有較高的耐候性和抗壓性能，能夠有效保護建筑物的屋面和地板結構，增強建筑物的使用壽命。此外，硅酸鈣板還可以用于隔墻、隔音墻、裝飾墻面等建筑構件的制作。其隔熱和隔聲性能能夠有效改善室內的環境質量，提供一個安靜、舒適的空間。
除了在建筑領域中的應用，硅酸鈣板還可以在其他領域發揮其作用。例如，在工業領域中，硅酸鈣板可以作為隔熱材料使用，用于鍋爐、窯爐等設備的保溫和隔熱。在交通運輸領域中，硅酸鈣板可以作為隔音材料使用，用于減少交通噪音對周圍環境的影響。在家具制造領域中，硅酸鈣板也可以作為木質家具的替代材料，具有較高的強度和穩定性。
總而言之，硅酸鈣板是一種具有眾多優良性能和廣泛應用的建筑材料。它的制作過程嚴格，性能好，可以運用于墻體、屋面、地板以及其他建筑構件的制作，也可以在工業、交通運輸和家具制造等領域發揮重要作用。在未來的發展中，隨著建筑技術的不斷進步和人們對建筑材料性能要求的提高，硅酸鈣板將迎來更加廣闊的發展前景。
二、硅酸鈣板在各領域的應用
（一、）硅酸鈣板在鋼結構建筑中的應用
國家“十三五”規劃指示要大力推廣裝配式建筑，裝配式建筑的發展迎來了前所未有的機遇。鋼結構建筑作為裝配式建筑的代表，不僅是建筑業的革新，而且在供給側改革中能發揮巨大潛力。鋼結構建筑具有跨度大、自重輕、工廠化生產、效率高、施工周期短、現場濕作業少、抗震性性能良好等特點。目前鋼結構技術體系已經比較成熟，而真正影響高層鋼結構建筑推廣和發展的技術難度并不在于鋼結構本身，而在缺乏與鋼結構建筑配套的圍護體系。由于鋼結構不耐火、高變形、不隔音等特點，在圍護體系的選擇上較為困難。目前應用較多的輕質砌塊、ALC板存在不防水、接縫采用濕法施工在地震時會開裂、漏水，表面瓷磚經常剝落等弊端。
硅酸鈣板作為新型建材的代表，從配料，生產工藝以及后續深加工過程節能環保，產品應用上采用干法施工，快捷簡單，應用前景十分廣泛。硅酸鈣板是由高純石英砂、消石灰、粉煤灰、植物纖維等多種有機和無機物質組成，經制漿、成型、在高溫高壓飽和蒸汽中固化反應，形成莫來石膠凝體而成的板材。它是一種具有優良性能的新型建筑和工業用板材，其產品可鋸可釘、易于加工，具有輕質、防火、保溫隔熱、防潮、隔音、防蟲蛀鼠咬、抗化學腐蝕性能和抗沖擊良好，耐久性優異等特性。可廣泛應用于建筑幕墻、室內外裝修、內隔墻、吊頂等系統。
1鋼構件包覆
鋼結構建筑在發生火災時，隨著溫度的升高，鋼材的強度是呈下降趨勢的，同時變形增大。在200℃以內，鋼材性能沒有很大的變化；430~540℃時，強度急劇下降；600℃時，強度很低不能承擔荷載。一級耐火等級建筑的防火墻、柱和承重墻、樓梯間墻及梁的耐火極限為3h和2h。要達到耐火等級要求，可采用防火型硅酸鈣板對裸露的鋼構件直接包覆，并采用防火隔墻、防火吊頂、防火裙墻等，達到提高鋼結構耐火能力的目的。
2 鋼結構建筑外圍護墻
外圍護系統墻體材料宜選用輕質、高強，具有良好的隔熱、保溫、隔聲、耐久性好的板材，還應有相配套的輔材、鏈接配件，以方便施工。鋼結構建筑外圍護墻體可采用硅酸鈣板為兩側面板中間澆筑輕骨料混凝土，包括陶粒、聚苯顆粒、玻化微珠等，或用硅酸鈣板復合發泡混凝土板、巖棉、聚苯顆粒水泥板等。對于發泡水泥和陶粒的高吸水率，可做憎水處理，并可增加防水透氣膜，增強墻體抗滲防水功能，拼接時板縫應采用彈性密封材料，能有效釋放應力，控制開裂。
3 鋼結構建筑外裝飾
建筑外裝飾可采用高密度硅酸鈣板做幕墻，主要由硅酸鈣板、龍骨骨架及相關緊固件組成，可使用鉚釘將板材固定在龍骨骨架上，龍骨通過可調節支座固定在建筑主體結構上，全過程干法作業，安裝快捷，安全可靠。
4 室內內隔墻
內隔墻系統主要考慮鋼結構隔音效果差，還要輕質防火，衛生間等潮濕的地方可在特制的硅酸鈣板上直接貼瓷磚。內隔墻由硅酸鈣板、巖棉和龍骨以及通用配件構成，先將輕鋼龍骨通過錨固件固定在建筑結構上，再將硅酸鈣板通過緊固件固定在輕鋼龍骨上，采用干式作業施工方法，安裝簡易快捷，可滿足建筑隔墻的不同性能和設計要求，通過專·業的設計可達到很好的保溫、防火、隔聲效果。
5 室內裝飾
硅酸鈣板可做成仿石仿木裝飾，可貼壁紙，噴涂水性環保涂料，還可通過UV打印技術繪制各種圖案，裝飾效果隨心所欲。做防水防潮處理可用于衛生間等潮濕地方，具有防潮防霉變的特性。板材中添加納米材料使板材具有抗菌、自潔抗污的功能，還可利用*新的光觸媒技術，制作出具有除臭、除甲醛功能的板材，有利于身心健康。
6 室內吊頂
吊頂系統是由硅酸鈣板、輕鋼龍骨以及通用配件構成，先將輕鋼龍骨通過錨固件固定在建筑結構上，再將硅酸鈣板通過緊固件固定在輕鋼龍骨上，通過在硅酸鈣穿孔板與后部空腔法，可滿足吊頂多樣化的美觀裝飾要求。
三、硅酸鈣板保溫材料的市場發展前景
硅酸鈣板*初是美國OCDG公司發明的一種性能穩定的新型建筑材料。20世紀70年代在發達國家推廣使用并發展起來。日本和美國是使用這種材料*普遍的國家。硅酸鈣板具有防水、防潮、耐久、變形率低、隔熱等特點，尤其適合用作建筑內部的墻板和吊頂板，并且有各種其他用途。經過30多年的應用，已經證明是一種耐久可靠的建筑材料。
硅酸鈣板在國外，特別是美國、日本、韓國以及印尼、新加坡等東南亞地區銷量很大。目前已有上述國家的客商從我國進口硅酸鈣板，特別足日本、韓國的用量缺口較大。在國內，尤其是南方地區，設計、施工和建設單位普遍看好硅酸鈣板，除了將硅酸鈣板大量用作吊頂、隔墻，已開始擴大應用到復合外墻等范同。北方地區對硅酸鈣板產品的認知度近幾年也逐步上升。北京、大連、上海等大城市的有些重點建筑和高層建筑都曾選用了硅酸鈣板作為內隔墻和吊頂，一些建筑還采用了從美國進口的硅酸鈣板材。隨著硅酸鈣板由南方逐步向北方推廣，并在墻體上得到應用。預計未來的市場將會迅速擴大。
在宏觀政策方面，我國實施可持續發展的新型墻體材料改革戰略，從保護耕地、節約能源、資源綜合利用、改善環境的目的出發，將迫使以實心粘土磚為主的舊式墻體材料盡快退出歷史舞臺；國民經濟的快速發展和住宅產業化的要求，也大大促進了新型建材進入市場。據預測，我國全社會房屋竣工面積將達到20萬億m2，建筑業增加值年均7500億元，其他城鄉住宅需求量將保持在15億m2；同時，國家產業政策大力扶持新型建材業發展，用新型建材代替“秦磚漢瓦”是建材工業結構調整的重要內容。在原國家建材局頒布的建材產業政策中，硅酸鈣板就已經列為重點發展的項目。因此，硅酸鈣板在墻體上的應用將有更廣闊的的天地。
四、保溫材料—硅鈣板的生產工藝
從唐山金泉冶化科技產業集團旗下“唐山金泉冶化科技產業有限公司技術中心”提供的工藝路線和生產流程來看，主要生產方法和工藝如下：
硅鈣板按化學礦物組成分為兩類：
（1）普通硅鈣板：化學成分中（CaO/SiO2≈0.8，礦物組成為托貝莫來石（Tobermorite，5CaO·6SiO2·5H2O）；
（2）硬硅酸鈣板：化學成分中（CaO/SiO2≈1.0，礦物組成為硬硅酸鈣（Xonotite，6CaO·6SiO2·H2O）。
（一）原料
硅質原料主要是硅藻土，含 SiO2*輕的一種原料，并為無定形SiO2，在100℃以下的溫水中容易與石灰起反應，生成膠體。也可以用膨潤土，粉煤灰、石英砂、硅灰、硅質頁巖粉等。
鈣質原料：以石灰為主，*好選用CaO有效含量不小于85%的石灰。新鮮石灰加水消化成石灰漿，CaO粒徑小于1μm。不僅有良好的懸浮性，還容易附著在SiO2顆粒表面上。
增強纖維：石棉雖然屬于良好的增強纖維，由于硅酸鎂對人體有害，國際上禁用。現在代替的有無堿玻璃纖維，耐堿礦棉纖維，純水鎂石纖維等。其中純水鎂石纖維是中國特有的含水碳酸鹽纖維，對人體無害。代替石棉的有機纖維有紙漿，麻絲，聚丙烯絲等。
為了促凝，增強及降低容重，需要加入助劑，包括水玻璃，硅鈣粉，SiO2超微粉，聚丙烯酰胺等。其中水玻璃為促凝劑，硅鈣粉和SiO2超微粉起核化晶種作用，聚丙烯酰胺的作用如下：
1）促凝；
2）因其分子鏈長，可將分散相連接在一起，形成網狀結構，起增強作用。
（二）生產工藝
按配料比稱好原料，與水一起放入攪拌器中混合攪拌，硅藻土中非晶態SiO2在100℃以下與消石灰發生凝膠反應，形成SiO2粒子表面吸附CaO的顆粒團凝膠化。
這種顆粒團在蒸壓釜中飽和蒸汽的溫度和壓力作用下發生水熱反應，水熱合成。當CaO/SiO2為0.8左右時，先生成富鈣的CaO·SiO2·H2O，進一步生成低結晶度的托貝莫來石（5CaO·6SiO2·5H2O），*后轉為孔隙率 90%以上的高結晶度托貝莫來石骨架，經干燥除去孔隙中的水分，就成為硅鈣保溫材料，加以整形就成為制品。當（CaO/SiO2為1.0 左右時，就成了硬硅酸鈣（6CaO·6SiO2·H2O）。硅鈣板可鋸，可釘，可制成板、塊或管等形。
（三）硅鈣板性能
硅鈣板性能如下：體積密度（kg/m3）分為：240，220，170 三種，國際上多數規定不大于 220kg/m3。耐壓強度0.4MPa以上，抗折強度（0.2MPa以上，熱導率（70±5℃）0.049~0.064W/（m·k）。
托貝莫來石板*高使用溫度為 650℃，硬硅鈣石板為 1000℃，另一種是托貝莫來石和硬硅鈣石混合型板。因此硅鈣板具有容重小，熱導率低，強度高，施工方便，損耗率低等優良性能。
（編者說明：文中相關數據僅供參考，由于原料的差別以及選用的工藝裝備及操作方式不同，實際數據以“唐山金泉冶化科技產業有限公司技術中心”實際設計后和生產操作規程（手冊）的數據為準。）
五、發展硅酸鈣板的對策與措施
根據硅酸鈣板生產、營銷和發展的狀況，以及國家宏觀經濟調控和市場消費的需求方向來研究和判斷，發展硅酸鈣板應從以下幾個方面人手：
（一）、提高質量，降低成本，以高質量、低價位占領市場
目前，在建筑市場上銷售和應用的各類板材中，從產品性能和品質的優越性方面比較，硅酸鈣板是*具先進性的墻體材料之一，眾多的商家和建筑部門也看好硅酸鈣板。然而，由于硅酸鈣板價位較高，在市場沒有完全打開、消費者還沒有充分認識的情況下，硅酸鈣板與其它種類低價位的板材相競爭，也有劣勢。因此，我們必須先走降低價格占領市場的路子，只有先在市場上立穩腳根，才能長足發展。價格是由成本決定的，所以硅酸鈣板的首要任務是降低成本。
目前，我國的硅酸鈣板生產企業大多是80年代中后期在國有企業的基礎上建成的，大部分企業都面臨或已經改制重組，企業可挖掘之潛力很大，我們必須抓住時機，在原料、配方、工藝、技術和人工等各方面嚴格控制和改進，并且加大技術改造力度，在較短的時間內把成本降下來，把質量搞上去，只有這樣，才能在激烈的競爭中生存下去，從而在以后的建材大餐中獲得豐厚的利潤。
（二）、加大宣傳促銷力度，建立自己的營銷網絡
多年以前，人們幾乎沒有聽說過硅酸鈣板。近年來在各家硅酸鈣板生產企業的努力下，硅酸鈣板擁有了一定的市場份額，并且有了一定的知·名度，許多建材專家、業內人士和建材單位開始注重硅酸鈣板。然而，更多的人對硅酸鈣板還是了解甚少，這對硅酸鈣板的推廣和應用極為不利，有些“養在深閏人未識”的感覺。因此，必須加大硅酸鈣板的宣傳和促銷力度，采取各種有效的宣傳手段，營造大產品大銷售的大氣候，逐步建立起專·業的營銷網絡，實現大眾消費的目標。
（三）、注重配套產品和應用技術的開發，是確保硅酸鈣扳站穩市場的關鍵
目前，專·業配套產品跟不上新型墻材的發展，施工應用技術不完善、存在缺陷等已經成為制約新型墻材發展的瓶頸。硅酸鈣板也不例外，同樣存在上述問題。一方面是施工中缺乏專·業出品的龍骨、吊件、螺釘、嵌縫制品、膩子等；另一方面是如何安裝、如何處理隔音、保溫、接縫和如何防止接縫開裂等技術問題，以及使用什么樣的專·業工具*為高效等等，這一切均沒有有效的、專·業性強的施工指導規范。這些問題在很大程度上制約了硅酸鈣板的推廣應用和發展。
因此，需要建材生產企業、施工單位、設計部門都來積極關注應用技術的開發，共同推進這項事業。尤其是在硅酸鈣板剛剛出道，還不具備經濟實力的現在，更需要行業內各部門共同努力，相互協助，共同促進這個產品早日成熟，共同受益。
（四）、加快技術進步，提升產品檔次和質量，開發更加適應需要的新產品是發展硅酸鈣板以及所有新型墻體材料的根本出路
目前，國內多數新型墻材質量不盡人意，生產技術落后，亟待提高，如內隔墻板易出現裂縫、隔音效果不好等等。首先，我們需要加強行業之問的技術協作，打破相互封閉的思想，利用行業整體的優勢共同攻克發展過程中的瓶頸問題， 促進本行業整體水平的提升；第二， 積極引進、 消化和吸收國外先進生產技術、 裝備和經驗，甚至與國外先進企業合作制造、配套生產、開發；第三，不斷開發新產品，增加發展后續力量。比如現在應在硅酸鈣板內墻板的基礎上加緊開發研制硅酸鈣板外墻復合板；第四，培養和引進具有創新能力的技術人才，給他們較好的待遇和充分發揮才能的空間，技術進步的關鍵在人才，因此，我們必須重視和發揮創新人才的推動作用。
（五）、充分利用國家鼓勵和扶持新型墻體材料發展的各項優惠政策， 積極爭取更多的優惠措施，發展和壯大企業實力
目前，國家針對新型墻材有很多優惠政策。一是對生產企業實行減免增值稅，二是對綜合利用廢渣、頁巖等生產新型墻材的企業實行免稅，三是國家專門拿出政府墻改基金鼓勵新型墻材在安居工程和經濟適用房建設中的應用，四是國家落實三年禁用黏土實心磚已經全面落實完畢。作為墻材新秀的硅酸鈣板，也一定要抓住國家的各項優惠政策，在較短的時間內盡快發展自己。
（六）、高標準、高質量，不斷開發具有環保性能和可持續發展的新產品高標準、 高質量、不斷創新是產品生命力的根本所在
目前，硅酸鈣板的品質在眾多的新型墻材中屬于比較先進的，具有輕質、高強、不燃、防潮等多種優良性能，然而這些優點距消費者的要求和國外先進水平還有很大差距。特別是我國加入WTO以后，國外的先進產品和標準也會對我國的墻材市場形成一定的沖擊，我們的產品雖然已經達到國家或行業標準，但這并不等于完全滿足了消費者的需求，特別是出口產品要求更高。今后，墻材發展的要求必然是越來越向無毒、無輻射、無污染、資源綜合利用的環保方向發展，開發無石棉板，綜合利用各種秸桿、稻草、電石泥、粉煤灰等原料進行墻材生產已經成為必然的趨勢。
下期文章預告：石灰新產業6|二氧化鈣的市場前景與生產工藝
資料編輯：
《石灰產業》編輯部
2024年07月15日
