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球形闭孔膨胀珍珠岩工业化生产及其产品应用
上传时间:2010/4/14 信息来源:中信珍珠岩 浏览次数:2279

球形闭孔膨胀珍珠岩工业化生产及其产品应用
 

摘 要:探讨了球形闭孔膨胀珍珠岩工业化生产方案,与传统多孔产品和传统炉型相比,新产品和新炉型有许多优点.对新产品进行了四个方面的试用,初步分析了其市场应用前景.
关键词:球型闭孔膨胀珍珠岩 工业化生产 新产品应用 市场分析

球型闭孔膨胀珍珠岩是我院承担的河南省97~99年重大科技攻关项目,于1999年10月底取得圆满成功,新产品的技术性能完成合同指标,并达到国际同类产品的先进水平。

1 国内外有关产品与技术水平现状
信阳上天梯珍珠岩储量1.4亿t,品质居全国首位,数量占亚洲第一,有着重要的开发价值和经济价值.由珍珠岩原矿加工而成的膨胀珍珠岩是一种轻质保温节能材料,可用于建材,化工,轻工,冶金,农业等多种领域.目前,我国已达到年产600万m3(约600万t)膨胀珍珠岩的生产能力. 然而,在我国30余年的珍珠岩生产中,多孔产品始终是唯一产品类型,该结构产品吸水率大,易碎,在其使用过程中,往往质量性能下降,制品使用寿命缩短.整个行业存在着品种单一,工艺技术落后,能耗大,污染严重,经济效益低下的局面. 国外八十年代开始研制球形非多孔产品,九十年代初,产品投入市场,由此把低质低价的传统产品改变为优质高价的高档产品.借鉴国外的先进经验,我院课题组经过三年的研究攻关,自行设计制造出国内首台珍珠岩电膨胀炉,并利用该炉成功地试制出球形闭孔膨胀珍珠岩新产品.经过半年的生产性试验,新产品各项性能指标均达到设计要求,合格品重复率为100%.
2 球形闭孔膨胀珍珠岩与电膨胀炉的优势
与传统多孔产品和传统炉型(烧油,气,煤炉型)相比,新产品与新设备有如下特点:
①技术含量高.把不规则的矿砂颗粒加工成表面平滑,有连续壁壳的封闭气孔球状颗粒,涉及硅酸盐学,化学,热学,机械力学和空气力学,这一技术即使在国外也仅有少数几家美,日公司掌握.该项技术推广后,即使有人仿制了设备,也难以生产出球形闭孔产品.
②产品密度稳定性能好.由于产品呈球形结构,强度提高且颗粒间隙减小,不易产生破碎和体积收缩,加工成同等厚度的制品时,压缩比降低,用量减少.
③吸水率低.该产品为孔隙封闭结构,可阻止液体进入颗粒内部,在水中浸泡24h后,吸水率仅为传统产品的五分之一,二次处理后吸水率小于1%,因此可大幅度提高产(制)品的质量,延长其使用寿命.
④砂浆流动性能提高.由于颗粒呈微球状,在与水泥,树脂,粘合剂等材料混拌成砂浆时,其流动性能好,易于分散,液体添加量也相应减少,故可用各类喷枪进行喷涂作业.
⑤产品结构均匀,洁白干净,不含任何有害物质.
⑥电膨胀炉可精确控制温度,热利用率高,特别是可大幅度降低加热过余空气量的能耗,
连续化生产可进一步降低成本.
⑦生产时无噪音,无污染.
⑧生产可实行自动化或半自动化控制,减少操作人员.
⑨资源利用率提高.本产品采用60~325目尾砂为原料,可将矿山的大量微粉变废为宝.
⑩产品应用范围广.凡在传统产品应用的领域,本产品均可应用;在传统产品不宜使用的地方,如液体系统中,本产品更能发挥其独特作用.
⑾产品档次提高,经济附加值可相对提高3倍以上.
3 新产品与传统多孔产品技术性能对比
见表1.
表1 新产品与传统多孔产品技术性能对比
产品性能 新产品 传统产品
容重/kg/m3
导热系数/W/m・K
球形率/%
闭孔率/%
吸水率/%
合格品漂浮率/%
抗压强度*/%
砂浆流动性能
90~160
0.047~0.052
>85
>95
38~84
≥95
30~46

70~120
0.047~0.065

全部为开孔
360~460
88
76~80
一般
* 1MPa压力下的体积损失率,%.
4 新产品的应用
北京中建建科院中试基地,信阳雷诺新型建材有限公司等单位,对球形闭孔膨胀珍珠岩进行了多项试用,根据应用效果和市场发展趋势分析如下.
4.1 外墙保温砂浆
外墙保温,无论是内保温或外保温,历来是建筑节能的一大市场.传统多孔膨胀珍珠岩以喷浆,刮抹和制品等形式,用于外墙内保温已有一定的历史,但用于外保温却存在着若干难题.外保温对于材料的强度,吸水性能,抗恶劣环境能力及其与墙体的结合能力,均有严格的要求.本次试用结果发现,采用球形闭孔产品,以喷浆和抹灰方法进行外墙保温试验,
取得了理想的效果.由于球形闭孔产品吸水率低,具有一定的强度,且砂浆的均质性,流动性好,外保温层经一冬(-10~10℃)一夏(15~45℃)的初步考验,未发现有龟裂,剥离迹象,
层面密实,不掉灰,颜色仍保持洁白.球形闭孔珍珠岩内保温砂浆干混料的密度,小于多孔珍珠岩干混料的密度,其试件的抗折,抗压强度均符合JC/T517-93的技术要求.有关的试验数据将进一步测试.从先期试用效果看,球形闭孔珍珠岩应用于外墙内外保温砂浆,具有独特优势和应用价值.
4.2 装饰板
以球形闭孔珍珠岩为轻骨料,采取通用的胶结料和增强材料制成面积为1.2×0.6m,厚8mm的薄型装饰板,面密度与爱特丽特板相近,但小于9.5mm规格的纸面石膏板和水泥刨花板.端起一角板不断裂,说明该板的实际抗折能力较强.经初步核算,其生产成本约为7~9元/m2.
从使用性能和效益角度分析,球形闭孔珍珠岩用于装饰板或其它板材的减荷材料,有着广阔的市场发展前景.
4.3 GRC隔墙板面层增强材料
1000m2隔墙板采用球形闭孔珍珠岩为面层材料后,板面的外观质量,密度,强度和硬度明显改善,板的断裂载荷由原来的130kg提高至220kg.今后,随着GRC墙板的广泛应用,球形闭孔珍珠岩的用量极为可观.
4.4 保温板(砖)
屋面和室内保温板是膨胀珍珠岩的主要应用领域.生产厂家采用球形闭孔珍珠岩后,原料的压缩比由传统多孔珍珠岩的2.8:1减至1.8:1,板的强度仍很高.该板的抗水性能也十分良好,在水中浸泡12h后,其质量无明显变化.
球形闭孔珍珠岩在以上四个方面的试用,取得了理想的效果,同时也代表了该产品在建筑节能和装饰材料中的应用前景和发展趋势.其它方面的应用研究亦将陆续进行.
5 生产条件,设备和主要经济指标
5.1 生产条件和设备
厂房面积200~400m2,电源为380V工业动力电及输变电装置.主要设备有预热炉,电膨胀炉,矿砂处理机,混拌机,振动筛,提升机,料仓,装袋机和振动,除尘,出料等辅助装置,设备总投资约为68万元.
5.2 成本核算
经计算,产品成本为418.5元/t.
5.3 主要经济指标
该生产线产量5000t/a,产品出厂价1000元/t,总销售额500万元,总成本210万元,总利税290万元,经济效益显著.
6 市场分析
球形闭孔膨胀珍珠岩为国内首次推出的高新技术产品,属一种中等价格的优质新型保温绝热材料和工业用轻质填充材料,可普遍用作建筑保温节能材料,尤其适用于外墙保温砂浆及涂料,屋面绝热防水制品,复合保温建材制品,装饰板和高级助滤材料等.传统多孔珍珠岩产品吸水率大,产,制品使用寿命短,矿棉,玻璃棉等一类产品也因形状和价格等因素,
都难以在上述应用领域中形成主导地位.而本产品因密度稳定性能好,吸水率低,砂浆流动性能优良,具有质量优势和市场优势,目前国内尚无同类产品与之竞争.在优质高价,低质低价和优质中价这三类产品中,所有用户都会选择第三者,而球形闭孔产品正属于优质中价这一类的产品. 在新产品定价方面,通过市场调查,我们认为:由于国外定价较高,如日本同种产的价格为4000~5000元/t,而国内又无同种产品价格可资参考,考虑到国内消费水平,消费层次与暂时内需不足等因素,球形闭孔产品以中等价格的定价较为适宜,即平均价格为1000元/t.以此价格计算,开建一座年产5000t产品的示范企业,每年利税为290万元,投入出产比约为1:3.因此,无论是在产品的技术含量或市场竞争能力上,本产品均具有优势,投入
工业化生产切实可行.


 

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