硅钙板(calcium silicate board)

以硅藻土和石灰为主要原料，加入增强纤维制成的隔热耐火制品又称硅酸钙板、微孔硅酸钙板。

简史   1940年美国欧文•康宁(Cweuce•cornmg)玻璃纤维公司首先研制成功并生产出硅钙板制品；20世纪50年代以后，日本、英国等国相继生产并不断开发；中国于20世纪70年代开始有这种产品面世。

分类   按其成分分为两类，一类为普通硅钙板，化学成分中CaO／SiO₂为0．8左右，矿物成分为托贝莫来石(Tobermorite，5CaO•6SiO₂•5H₂0)，一类为硬硅酸钙，化学成分中CaO／SiO₂为1．0左右，矿物成分为硬硅酸钙(Xonotite，6CaO•6SiO₂•2H₂0)。

性能   硅钙板具有容重小、强度高、热导率低、施工方便、损耗率低等优良性能。

硅钙板的密度，国际上多数规定为不大于220kg／m³，也有的进一步分为不大于220kg／m³、不大于170kg／m³、不大于130kg／m³3种；中国则分类为不大于240kg／m³、不大于220kg／m³、不大于170kg／m³3种。其耐压强度在0．4MPa以上，抗折强度在0．2MPa以上；热导率(70℃±5℃)为0．049～0．064W／(m•K)最高使用温度，托贝莫来石为650℃，硬硅酸钙型为1000℃。

工艺   普通硅钙板的制造用加热凝胶法(又称静态法)，硬硅酸钙板的生产用动态水热合成法。

原料   包括硅质原料、钙质原料、增强纤维和添加剂。

硅质原料主要为硅藻土。硅藻土具有多孔结构，容重小，比表面积大，是含SiO₂原料中最轻的一种，其硅藻壳所含SiO₂系无定形态，在100℃以下温水中容易和石灰起反应，生成胶体。可以用膨润土、硅质粘土、硅质页岩、粉煤灰、凝灰岩、石英粉等代替硅藻土。

钙质原料，以石灰为主。其有效CaO含量应在73％～92％范围内，最好选用有效CaO含量不小于85％的石灰；新鲜石灰加水消化成石灰浆，其CaO颗粒粒径小于1um，不仅具有良好的悬浮性，而且容易附着在SiO₂颗粒表面上。可以用水泥代替石灰。

增强纤维，必须有良好的分散性、耐碱性、耐热性和与基体的亲和性。石棉固然是一种良好的硅钙板增强纤维，已被大量使用，但由于它是以硅酸镁为主要成分的物质，对人体有害，国际市场上已基本不再采用，可以代替石棉的无机纤维有无碱玻璃纤维、耐碱矿棉纤维、纯水镁石纤维等。其中纯水镁石纤维为中国所特有，是一种纤维状含水碳酸盐，对人体无害。用来代替石棉的有机纤维包括纸浆、麻丝、聚丙烯丝等。

为了促凝、增强及降低容重，需要加入助剂，包括水玻璃、硅钙粉、SiO₂超微粉、聚丙烯酰胺等。其中水玻璃为促凝剂，硅钙粉和SiO₂超微粉起核化晶种作用，聚丙烯酰胺的作用为：一是促凝，二是因其分子链长，可将分散相连接在一起，形成网状结构，起增强作用。

流程   加热凝胶法(静态法)生产托贝莫来石硅钙板的工艺流程见图1。动态水热合成法生产硬硅酸钙板的工艺流程见图2。

反应过程   硅藻土中非晶态SiO₂和100℃以下与消石灰发生凝胶反应，形成SiO₂粒子表面吸附CaO的颗粒团。这种颗粒团在蒸压釜中饱和蒸汽的温度和压力作用下j发生水热反应。当CaO／SiO₂为0．8左右时，先生成富钙的CaO•SiO₂•H₂0，进一步生成低结晶度的托贝莫来石(5CaO•6SiO₂•5H₂0)，最后转变为孔隙率占90％以上的高结晶度的托贝莫来石骨架，烘干，除去孔隙中的水分就制得了保温性能优良的制品；当CaO／SiO₂为1．0左右时，最终产物为硬硅酸钙(6CaO•6SiO₂•H₂0)。