本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種板材及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)是個(gè)產(chǎn)煤大國(guó)，以煤炭為電力生產(chǎn)基本燃料。近年來，隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，帶來了粉煤灰排放量的急劇增加，燃煤熱電廠每年所排放的粉煤灰總量逐年增加，給我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及生態(tài)環(huán)境造成巨大的壓力。另一方面，我國(guó)又是一個(gè)人均占有資源儲(chǔ)量有限的國(guó)家，粉煤灰的綜合利用，變廢為寶、變害為利，已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，是解決我國(guó)電力生產(chǎn)環(huán)境污染，資源缺乏之間矛盾的重要手段，也是電力生產(chǎn)所面臨解決的任務(wù)之一。
粉煤灰的儲(chǔ)備量大，價(jià)格低廉，經(jīng)過開發(fā)，粉煤灰在建材方面得到廣泛的應(yīng)用。煤礦中的可燃物很少，燃燒后的大量灰渣往往被用作建筑材料，制磚或鋪路。近年來，煤渣或煤灰作為原料之一制作成板材得到了研究及生產(chǎn)，但是目前所生產(chǎn)的板材在使用過程中還存在一些問題。
煤渣中的天然放射性核素比原煤中富集，無(wú)論將灰渣長(zhǎng)期堆放或綜合利用，它們都將成為一種幾乎永不消失的放射源。經(jīng)衛(wèi)生和環(huán)保部門檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，所有煤中都或多或少含有天然放射性核素，我國(guó)煤中放射性核素的平均含量偏高，通過燃燒，放射性核素在煙塵和灰渣中得到富集，煤渣的放射性污染對(duì)環(huán)境和人體會(huì)造成危害。經(jīng)過對(duì)用煤渣磚建房進(jìn)行放射性檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)煤渣磚房屋比非煤渣磚房屋的放射性明顯增大。綜上所述，目前利用煤渣或煤灰為原料生產(chǎn)的建筑材料造成的放射性污染比較嚴(yán)重。同時(shí)，使用粉煤灰作為原料生產(chǎn)的板材在長(zhǎng)期使用后會(huì)出現(xiàn)有裂痕的現(xiàn)象，板材的抗折性能比較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種板材及其制備方法，能解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種板材，由以下成分組成：煤灰粉、高嶺土、水泥、丙烯酰胺、玻璃纖維、Fe3O4納米磁性微粒、甘蔗粉和水；所述成分重量配比如下：煤灰粉40~60%、高嶺土5~10%、水泥10~20%、丙烯酰胺2~5%、玻璃纖維2~5%、Fe3O4納米磁性微粒1~3%、甘蔗粉1~3%和水15~20%。
優(yōu)選的，所述原料重量配比如下：煤灰粉50%、高嶺土9%、水泥13%、丙烯酰胺3%、玻璃纖維4%、Fe3O4納米磁性微粒2%、甘蔗粉1%和水18%。
優(yōu)選的，所述煤灰粉由煤渣或煤灰磨成，粒度為10000~20000目。
優(yōu)選的，所述煤灰粉的粒度為18000目。
優(yōu)選的，所述甘蔗粉由甘蔗渣磨成，粒度為8000~15000目。
優(yōu)選的，所述甘蔗粉的粒度為10000目。
優(yōu)選的，所述板材規(guī)格為長(zhǎng)×寬=1220mm×2440mm。
優(yōu)選的，所述板材為裝飾板。
上述板材的制備方法，包括如下步驟：
（1）用氣流磨將廢煤渣或煤灰磨成10000~20000目的煤灰粉；
（2）將丙烯酰胺總量的40%~60%與水總量的60%~80%攪拌均勻后，加入步驟（1）制得的煤灰粉，混合均勻，得到煤灰粉混合物；
（3）用氣流磨將甘蔗渣磨成8000~15000目的甘蔗粉；
（4）在步驟（2）得到的煤灰粉混合物中添加高嶺土、水泥、玻璃纖維、Fe3O4納米磁性微粒、甘蔗粉、剩余的丙烯酰胺和剩余的水，攪拌均勻，得到混合漿料；
（5）用平板液壓機(jī)將混合漿料壓成板材半成品；
（6）將步驟（5）得到的板材半成品在100℃保養(yǎng)，保養(yǎng)時(shí)間為10~24h，得到板材。
作為優(yōu)選，所述步驟（2）中，加入丙烯酰胺的量為丙烯酰胺總量的55%，加入水的量為水總量的75%。
作為優(yōu)選，所述步驟（6）中，保養(yǎng)時(shí)間為12~15h。
有益效果：本發(fā)明提供的板材中的煤灰粉占比大，不僅能顯著地降低生產(chǎn)成本，而且能充分利用廢煤渣、廢煤灰，變廢為寶，保護(hù)環(huán)境。本發(fā)明提供的板材中含有Fe3O4納米磁性微粒，能吸收煤灰粉中核素的輻射，避免核素輻射對(duì)人體的危害。本板材抗折性能好，能解決板材在長(zhǎng)時(shí)間使用后出現(xiàn)裂痕的問題。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
本發(fā)明制備的板材中，煤灰粉的占比達(dá)40~60%，比現(xiàn)有技術(shù)中其他的方法制備的板材中煤灰粉的含量大，煤灰粉的價(jià)格低廉，能降低板材的生產(chǎn)成本。
利用氣流磨將廢煤渣或者煤灰磨成10000~20000目的灰粉再進(jìn)行生產(chǎn)板材，灰粉的粒度達(dá)到這樣的規(guī)格，能使板材的密度更大，密度達(dá)1.5~1.6g/cm3，板材的密度大，能夠使顯著提高板材的隔音效果，同時(shí)能提高板材的硬度，經(jīng)檢測(cè)，板材的摩氏硬度中，表面硬度達(dá)到5，基材硬度達(dá)到3，說明控制煤灰粉的粒度能有效提高板材的硬度。
Fe3O4納米磁性微粒是一種新型吸附劑，與傳統(tǒng)的吸附劑相比，具有粒徑小，比表面積大的特點(diǎn)，F(xiàn)e3O4納米磁性微粒本身具有磁性，兼具納米顆粒和磁性顆粒的雙重優(yōu)勢(shì)。在板材的組分中加入Fe3O4納米磁性微粒，能很好的與其他組分融合，并且實(shí)現(xiàn)吸附煤灰粉中的核素輻射，吸附完成后能進(jìn)行固化。制成板材后，能控制板材中的核素不向外輻射，保證板材使用地點(diǎn)的安全，保證使用者的健康。
高嶺土具有良好的可塑性和耐火性等理化性質(zhì)，在板材中加入高嶺土能使板材的性能穩(wěn)定，在各種環(huán)境中不會(huì)出現(xiàn)變形等情況。
將甘蔗渣磨成8000~15000目的甘蔗粉，甘蔗粉適宜的粒度能使甘蔗粉與其他組分更好的混合，由于甘蔗粉質(zhì)軟耐沖擊，壓制好后密度均勻，所以能有效增強(qiáng)板材的抗折性能。
在傳統(tǒng)的煤類料制作板材的過程中，很多技術(shù)都需要經(jīng)過高溫處理或者長(zhǎng)時(shí)間（有的達(dá)80~ 100h）的保養(yǎng)，本發(fā)明采用的制備方法為先將廢煤渣或者煤灰經(jīng)過氣流磨磨成粒度很小的灰粉后，再將原料混合后直接用平板液壓機(jī)壓制，再在100℃下保養(yǎng)10~24h，本方法的工藝十分簡(jiǎn)單易操作，經(jīng)過磨細(xì)后的煤灰粉因?yàn)榱６群苄?，所以方便壓制，保養(yǎng)溫度較低，時(shí)間較短，制板效率高，成本低。
實(shí)施例1：
一種板材，由以下成分組成：煤灰粉、高嶺土、水泥、丙烯酰胺、玻璃纖維、Fe3O4納米磁性微粒、甘蔗粉和水；所述原料重量配比如下：煤灰粉50%、高嶺土9%、水泥13%、丙烯酰胺3%、玻璃纖維4%、Fe3O4納米磁性微粒2%、甘蔗粉1%和水18%。
上述板材的制備方法，包括如下步驟：
（1）用氣流磨將廢煤渣或煤灰磨成10000~20000目的煤灰粉；
（2）將丙烯酰胺總量的40%與水總量的70%攪拌均勻后，加入步驟（1）制得的煤灰粉，混合均勻，得到煤灰粉混合物；通過先將部分丙烯酰胺和水混合，加入煤灰粉進(jìn)行混合，一方面煤灰粉的粒度非常小，本工藝能在制板過程中避免煤灰粉的揚(yáng)塵，另一方面能夠?qū)⒚悍刍疫M(jìn)行改性后再制板，制備所得的板材性能更好；
（3）用氣流磨將甘蔗渣磨成8000~15000目的甘蔗粉；
（4）在步驟（2）得到的煤灰粉混合物中添加高嶺土、水泥、玻璃纖維、Fe3O4納米磁性微粒、甘蔗粉、剩余的丙烯酰胺和剩余的水，攪拌均勻，得到混合漿料；
（5）用平板液壓機(jī)將混合漿料壓成板材半成品；
（6）將步驟（5）得到的板材半成品在100℃保養(yǎng)，保養(yǎng)時(shí)間為12h，得到板材。
表1為本實(shí)施例制得的板材的檢測(cè)結(jié)果。
表1
由表1可以看出，本實(shí)施例制作的板材密度較大，能有效提高板材的硬度和隔音效果，摩氏硬度較大，板材的硬度較大。
實(shí)施例2：
一種板材，由以下成分組成：煤灰粉、高嶺土、水泥、丙烯酰胺、玻璃纖維、Fe3O4納米磁性微粒、甘蔗粉和水；所述原料重量配比如下：煤灰粉60%、高嶺土5%、水泥10%、丙烯酰胺5%、玻璃纖維2%、Fe3O4納米磁性微粒2%、甘蔗粉1%和水15%。
上述板材的制備方法，包括如下步驟：
（1）用高速氣流磨將廢煤渣或煤灰磨成10000目的煤灰粉；
（2）將丙烯酰胺總量的60%與水總量的80%攪拌均勻后，加入步驟（1）制得的煤灰粉，混合均勻，得到煤灰粉混合物；
（3）用高速氣流磨將甘蔗渣磨成15000目的甘蔗粉；
（4）在步驟（2）得到的煤灰粉混合物中添加高嶺土、水泥、丙烯酰胺、玻璃纖維、Fe3O4納米磁性微粒、甘蔗粉和水，攪拌均勻，得到混合漿料；
（5）用5000噸平板液壓機(jī)將混合漿料壓成1220mm×2440mm的板材半成品；
（6）將步驟（5）得到的板材半成品在100℃保養(yǎng)，保養(yǎng)時(shí)間為24h，得到板材。
實(shí)施例3：
一種板材，由以下成分組成：煤灰粉、高嶺土、水泥、丙烯酰胺、玻璃纖維、Fe3O4納米磁性微粒、甘蔗粉和水；所述原料重量配比如下：煤灰粉40%、高嶺土10%、水泥20%、丙烯酰胺5%、玻璃纖維4%、Fe3O4納米磁性微粒3%、甘蔗粉2%和水16%。
上述板材的制備方法，包括如下步驟：
（1）用高速氣流磨將廢煤渣或煤灰磨成20000目的煤灰粉；
（2）將丙烯酰胺總量的50%與水總量的60%攪拌均勻后，加入步驟（1）制得的煤灰粉，混合均勻，得到煤灰粉混合物；
（3）用高速氣流磨將甘蔗渣磨成10000目的甘蔗粉；
（4）在步驟（2）得到的煤灰粉混合物中添加高嶺土、水泥、丙烯酰胺、玻璃纖維、Fe3O4納米磁性微粒、甘蔗粉和水，攪拌均勻，得到混合漿料；
（5）用5000噸平板液壓機(jī)將混合漿料壓成1220mm×2440mm的板材半成品；
（6）將步驟（5）得到的板材半成品在100℃保養(yǎng)，保養(yǎng)時(shí)間為15h，得到板材。
實(shí)施例4：
一種板材，由以下成分組成：煤灰粉、高嶺土、水泥、丙烯酰胺、玻璃纖維、Fe3O4納米磁性微粒、甘蔗粉和水；所述原料重量配比如下：煤灰粉47%、高嶺土8%、水泥15%、丙烯酰胺3%、玻璃纖維5%、Fe3O4納米磁性微粒1%、甘蔗粉2%和水19%。
上述板材的制備方法，包括如下步驟：
（1）用高速氣流磨將廢煤渣或煤灰磨成15000目的煤灰粉；
（2）將丙烯酰胺總量的55%與水總量的75%攪拌均勻后，加入步驟（1）制得的煤灰粉，混合均勻，得到煤灰粉混合物；
（3）用高速氣流磨將甘蔗渣磨成9000目的甘蔗粉；
（4）在步驟（2）得到的煤灰粉混合物中添加高嶺土、水泥、丙烯酰胺、玻璃纖維、Fe3O4納米磁性微粒、甘蔗粉和水，攪拌均勻，得到混合漿料；
（5）用5000噸平板液壓機(jī)將混合漿料壓成1220mm×2440mm的板材半成品；
（6）將步驟（5）得到的板材半成品在100℃保養(yǎng)，保養(yǎng)時(shí)間為20h，得到板材。