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發(fā)布時(shí)間：2018-11-19

項(xiàng)目內(nèi)容：

【第一完成單位】 中國礦業(yè)大學(xué)

【關(guān)鍵詞】 氯氧鎂水泥 膠凝材料 水泥制品

【中圖分類號(hào)】 TQ172.7

【學(xué)科分類號(hào)】530.34

【成果簡介】 一、氯氧鎂水泥發(fā)展應(yīng)用狀況：氯氧鎂水泥是一種氣硬性質(zhì)的膠凝材料,最早由瑞典學(xué)者索瑞爾于1867年發(fā)明,故亦稱索瑞爾(sorel)水泥。由于sorel水泥具有凝結(jié)硬化快、粘結(jié)力強(qiáng)、強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、成型加工方便、不燃燒等優(yōu)點(diǎn),因此同波特蘭水泥(硅酸鹽水泥,1824年)一樣被人們認(rèn)為是一種很有前途的膠凝材料。但是,由于其抗水性能差,易翹曲變形、返鹵返白等缺點(diǎn),又限制了它的廣泛應(yīng)用。100多年來,人們一直在進(jìn)行探索和研究,80年代開始,中國將“鎂水泥開發(fā)研究”列為“七五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,由中科院等九個(gè)科研單位對(duì)氯氧鎂水泥的水化動(dòng)力學(xué)、微觀結(jié)構(gòu)、MgO的性能測定、外加劑的作用等一系列課題進(jìn)行了攻關(guān),取得了大量的科研成果。這些科研成果不僅豐富了氯氧鎂水泥的基礎(chǔ)理論,而且對(duì)改善氯氧鎂制品的翹曲、變形、返鹵等問題提供了理論依據(jù),對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐具有十分重要的指導(dǎo)意義。生產(chǎn)氯氧鎂水泥制品原材料資源豐富,它以活性氧化鎂為原材料,氯化鎂溶液為調(diào)和劑,輔以礦渣、爐渣、礦石下腳料、粉煤灰、滑石粉、河砂、工業(yè)垃圾等為填料,中堿玻璃纖維為增強(qiáng)材料。鎂水泥所用氧化鎂要求是能和氯化鎂溶液反應(yīng)的活性氧化鎂。一般來說,活性氧化鎂是采用菱鎂礦或白云石為原料經(jīng)輕焙燒后得到的。在中國,菱鎂礦的儲(chǔ)量很大,目前已探明儲(chǔ)量的菱鎂礦有26億噸占世界菱鎂礦總儲(chǔ)量的三分之一,并且原材料品位高,雜質(zhì)少,質(zhì)量易控制。白云石的礦產(chǎn)就更多,礦床分布非常廣泛,一般為露天開采,開發(fā)價(jià)值很大。鎂水泥所用的氯化鎂為鹽廠的副產(chǎn)品,僅青海鹽湖儲(chǔ)量就大于30億噸以上。原材料資源豐富,價(jià)格低廉為氯氧鎂水泥在中國的開發(fā)發(fā)展提供了得天獨(dú)厚的條件。氯氧鎂水泥采用中堿玻璃纖維為增強(qiáng)材料(有些產(chǎn)品不需要加纖維)充分利用氯氧鎂水泥材料低堿度(pH=9～10)的特性,對(duì)玻璃纖維腐蝕小,這一點(diǎn)是其它水泥所無法比擬的。中堿玻璃纖維的使用大大降低了制品的成本,使得該產(chǎn)品具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢。其它輔料沒有特殊要求,一般是利用廢料,就地取材,確保最大程度的降低產(chǎn)品成本。氯氧鎂水泥制品是將上述原料混合成料漿,根據(jù)制品要求的形狀,在模具中常溫常壓下固化成型,生產(chǎn)設(shè)備簡單,容易制成形狀復(fù)雜的制品。利用氯氧鎂水泥為基料可以制成幾十甚至上百種制品,廣泛用于建筑領(lǐng)域如內(nèi)外墻保溫板,屋面保溫板,非承重隔墻板,剛性屋面瓦等,裝飾裝修領(lǐng)域如天花吊頂吸音板,代木寶麗板,水曲柳板,內(nèi)外墻扣板等,防火制品系列如防火裝飾板,阻燃浮雕裝飾門等,城市裝飾雕塑如仿石雕工藝品,仿漢白玉裝飾品,彩色步行街磚等,簡易蔬菜大棚支架,地下污水管道,通風(fēng)管道,包裝箱等。但是,目前氯氧鎂水泥的生產(chǎn)狀況并不理想,主要表現(xiàn)在生產(chǎn)和科研嚴(yán)重脫節(jié),生產(chǎn)技術(shù)不過關(guān),行業(yè)管理不規(guī)范,沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和要求,造成了市場混亂,產(chǎn)品低劣,嚴(yán)重阻礙了氯氧鎂水泥材料的正常發(fā)展。針對(duì)上述情況,該項(xiàng)目努力將科技成果與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合,加快科技生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化,以市場為導(dǎo)向,將科研、開發(fā)與生產(chǎn)有機(jī)的結(jié)合在一起,共同推動(dòng)氯氧鎂水泥制品的工業(yè)化生產(chǎn)。同時(shí),氯氧鎂水泥制品的又一生產(chǎn)特點(diǎn)是投資小,見效快,適合中小型企業(yè)或虧損轉(zhuǎn)產(chǎn)企業(yè),又和當(dāng)今市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大思路相吻合,屬于國家有關(guān)部門大力支持的行業(yè)。二、氯氧鎂水泥制品生產(chǎn)技術(shù)介紹：(一)玻璃纖維增強(qiáng)氯氧鎂水泥波形瓦：1.產(chǎn)品介紹：采用適當(dāng)工藝制得的玻璃纖維增強(qiáng)的氯氧鎂水泥波形瓦是一種價(jià)格低廉,性能優(yōu)越,輕質(zhì)高強(qiáng)的新型無機(jī)剛性屋面材料,是石棉水泥瓦的理想替代產(chǎn)品。其性能指標(biāo)如下：橫向抗折力不小于(N)：3300(小波瓦);3600(中波瓦);2800(大波瓦);縱向抗折力不小于(N)：450(小波瓦);330(中波瓦);360(大波瓦);吸水率不大于(%)：14(小波瓦);15(中波瓦);15(大波瓦);抗凍性：25次凍融循環(huán)不得有剝落開裂、起層等破壞現(xiàn)象;不透水性：浸水24小時(shí)后瓦背面不得有水滴;抗沖擊性：1千克鋼球從1500mm高處落下沖擊波形瓦不得產(chǎn)生裂紋和貫穿的孔穴。2.市場應(yīng)用狀況：自國際衛(wèi)生組織把石棉列為致癌物榜首后,除少數(shù)不發(fā)達(dá)國家,石棉制品已被絕大多數(shù)國家禁用,石棉水泥制品這些已有80多年歷史的古老產(chǎn)品,會(huì)逐步被國際市場所淘汰,在國際市場上無機(jī)剛性屋面材料就成為空白。而目前存在的替代產(chǎn)品例如鐵皮瓦,玻璃鋼波形瓦等也分別存在著導(dǎo)熱系數(shù)高,易腐蝕,易燃,價(jià)格高等不同缺點(diǎn),滿足不了市場的要求。玻璃纖維增強(qiáng)氯氧鎂水泥波形瓦等新型制品作為新一代不含石棉等有害物質(zhì)的綠色建筑材料,以其高強(qiáng),輕質(zhì),耐腐,無毒,美觀,價(jià)廉,可加工性強(qiáng),使用壽命長,屬A級(jí)不燃建筑材料,綜合性能優(yōu)良等特點(diǎn),成為理想的革命性替代產(chǎn)品,廣泛用于旅游景區(qū),街鎮(zhèn)商亭,飯店,商用鋪面房,集貿(mào)市場大棚,臨時(shí)建房屋以及化工設(shè)施,軍隊(duì)營房,基地,哨所,倉庫等各方面的建筑上,市場潛力很大。同時(shí),國際市場對(duì)這類產(chǎn)品也表現(xiàn)出極大的興趣,石棉水泥制品的禁用和木材資源的緊缺給玻璃纖維增強(qiáng)氯氧鎂水泥制品的銷售帶來了良好的契機(jī)。中東,東南亞,非洲,拉丁美洲等是最適合,最迫切要選用這些產(chǎn)品的國家和地區(qū),而這些地區(qū)卻恰恰沒有制備氯氧鎂水泥的原材料氧化鎂,這就為該項(xiàng)目的產(chǎn)品打入和占據(jù)國際市場創(chuàng)造了得天獨(dú)厚的有利條件。3.技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析：生產(chǎn)能力每年10～100萬片,以年產(chǎn)30萬片波形瓦為例說明成本及經(jīng)濟(jì)效益分析：①年產(chǎn)量：30萬片;②生產(chǎn)線設(shè)備及技術(shù)使用費(fèi)：70萬元;③土建工程：2400平米：主廠房：600平米(60米×10米,高3.5米);原料庫：400平米;成品庫：1000平米(簡易棚);輔助廠房：400平米;④流動(dòng)資金：35萬元;⑤職工：60人(管理人員10人,工人50人);⑥成本：12元/片;⑦平均價(jià)格：16元/片;⑧毛利：120萬元/年。(二)氯氧鎂水泥城市步行街彩磚：1.產(chǎn)品介紹：氯氧鎂水泥城市步行街彩磚(已申請(qǐng)國家專利,申請(qǐng)?zhí)枮?8123112.8)是以改性的低堿度氯氧鎂水泥為膠結(jié)料,以砂、石或工業(yè)廢料粉煤灰為主要填料,經(jīng)過成型,養(yǎng)護(hù)而得的制品。其性能指標(biāo)如下：抗壓強(qiáng)度(MPa)：檢測結(jié)果：21.3;指標(biāo)：≥20;抗折強(qiáng)度(MPa)：檢測結(jié)果：4.1;指標(biāo)：≥3;吸水率：檢測結(jié)果：6.7%;指標(biāo)：≤10%;25次凍融循環(huán)后強(qiáng)度損失：檢測結(jié)果：23%;指標(biāo)：≤25%;耐磨性(mm)：檢測結(jié)果：35;指標(biāo)：≤37。2.市場應(yīng)用狀況：目前,中國城市公路旁的人行道及步行街均主要采用各種水泥磚,如九格磚,六角磚,平?；蛄⒛４蠓酱u等。隨著市政建設(shè)及目前迅速興起的各種封閉小區(qū)建設(shè)的發(fā)展,傳統(tǒng)的水泥磚在僅僅滿足功能性要求的前提下,已經(jīng)越來越不能滿足日益提高的裝飾性要求。雖然,在水泥磚中摻入顏料可以制得彩色水泥磚,但是,由于水泥基體的顏色及膠凝性能決定了水泥彩磚不可能具有鮮亮的顏色及光潔細(xì)膩的質(zhì)地。采用白水泥基體在一定程度上能改善色感,但一方面,其工藝復(fù)雜成本高,另一方面,其表面質(zhì)感仍有不足。該項(xiàng)目采用氯氧鎂水泥膠凝材料與骨料按一定的比例經(jīng)混合、成型、養(yǎng)護(hù)而成彩磚可以具有各種鮮亮的色彩,同時(shí)可以制得具有拋光大理石或啞光大理石表面的表觀質(zhì)感。這種彩磚強(qiáng)度高、抗水性好、抗凍性好、耐老化且成本低、投資少、見效快,有著廣闊的市場前景和較好的經(jīng)濟(jì)效益。3.技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析：生產(chǎn)能力每年5～50萬平米,以年產(chǎn)20萬平米為例說明經(jīng)濟(jì)效益分析：①生產(chǎn)能力：產(chǎn)量為20萬平米。 ②投資概算：投資額65萬元;簡易廠房面積2500平米;用電負(fù)荷25千瓦;用水量11噸/日。③員工配置及工資成本：管理人員10人,生產(chǎn)線工人58人,共計(jì)68人。平均月工資及獎(jiǎng)金按800元計(jì),全年支出：800×68×12 =65.28萬元。工資成本：3.3元/平米(=65.28萬元/20萬平米)。④產(chǎn)品成本：產(chǎn)品成本21.3元/平米,其中原材料成本18元。⑤產(chǎn)品價(jià)格：產(chǎn)品出廠價(jià)格參考目前彩色水泥磚價(jià)格28.16元/平米。⑥經(jīng)濟(jì)效益：年利稅137.2萬元(=20×(28.16-21.3))。(三)氯氧鎂水泥防火裝飾板：1.產(chǎn)品介紹：氯氧鎂水泥防火裝飾板具有優(yōu)良的綜合性能：①輕質(zhì)高強(qiáng),可滿足建筑造型的要求。氯氧鎂水泥防火裝飾板在滿足強(qiáng)度要求時(shí)厚度可以在2～3mm,具有較好的柔韌性,可以依據(jù)造型隨意彎曲,安裝固定方式與傳統(tǒng)板材相同,不易變形和撬曲。②無機(jī)材質(zhì),環(huán)保耐用。氯氧鎂水泥防火裝飾板以天然無機(jī)礦物為主要原料,具有永久有效的耐火性,無毒無味,對(duì)人體無害,對(duì)環(huán)境無污染,并保護(hù)日益減少的林木資源,有利于環(huán)境及資源保護(hù)。③防潮防腐,耐酸、耐堿、抗老化。氯氧鎂水泥防火裝飾板具有極低的吸水率和良好的防水性能,遇水不膨脹、分解、變形,耐酸、耐堿、抗老化,既使用于室外裝修,壽命也大大優(yōu)于膠合板、刨花板等板材。④施工方便,裝飾性能強(qiáng)。氯氧鎂

【成果類別】 應(yīng)用技術(shù)

【成果入庫時(shí)間】 2004