全憎水硅钙材料

复合材料学报

ACT A M A T ER IA E COM POSIT A E SIN ICA

　文章编号:1000-3851(2000) 02-0102-04

　　　　　　　　　　　　　　　　

第17卷　第4期　　5月　2000年V ol. 17　　N o. 2　　M ay

2000

全憎水硅钙材料

邢　锋

(深圳大学建筑与土木工程学院, 深圳518060)

摘　要:　硅钙材料具有轻质、耐火、保温诸优异性能, 但吸水率高。吸水后, 上述性能急剧降低。以往, 表面涂覆或掺加憎水剂, 效果不大而且昂贵。作者提出的全憎水化是一种全新的憎水化方法, 即以硅藻土为载体, 先吸附憎水剂, 再掺入坯体中。水热处理过程中, 憎水剂逐渐释放, 并均匀分布于整个坯体中, 从而获得了理想又经济的全憎水效果(制品的重量吸水率从330%降到3. 9%) , 而制品的高耐热性、高保温性、低容重仍保持不变。本文中给出了材料、掺量选择和基本性能的实验结果, 探讨了全憎水化机理, 并分析了效益与前景。关键词:　硅钙材料; 憎水; 载体

中图分类号:　T B 332; T U 52　　文献标识码:A

FULLY WATER -REPELLENT CALCIUM SILIC ATE MATERIAL

XING Feng

(T he College of A rchitectural Design &Civil Eng ineer ing , Shenzhen U niver sity , Shenzhen 518060)

Abstract :　Calcium silicate material has distinguished properties such as lightw eight , fireproofing and heat insulation , but w ith hig h w ater absorption . When it is wet , the properties above mentioned re-duced sharply. Form erly, surface painting or adm ix ing with w ater-repellent admix ture had low effi-ciency and relatively high cost. The author proposed a new fully water-repellent m ethod, by w hich the w ater -repellent admix ture w as first absorbed by the carrier (such as diatomite ) , and then it was

released and dispersed evenly in the w hole body in the course of hydrothermal processing. Thus an ideal and econom ical treatment w as obtained (water absorption by w eight of the product w as reduced from 330%to 3. 9%) , while high thermal stability , high heat insulation , and low bulk density were still maintained . In this paper , the result of the experiments on materials and dosage selection is pre-sented, the mechanism of full w ater-repellency is discussed, and the benefit and perspective are ana-ly zed.

Key words :　calcium silicate ; w ater -repellent ; carrier 　　氧化硅和石灰水热反应合成的水化硅酸钙制品(简称为硅钙材料) , 具有微孔、轻质、高强、保温、隔热、阻燃、耐火、易加工等特异功能, 是代替传统水泥胶凝材料和木材的一种新型胶凝材料。可广泛用于管道、锅炉、火力发电、工业干燥炉等设备的炉壁的保温, 结构钢架的耐火覆盖, 船用隔墙, 宾馆、大厦、地下建筑的耐火吸音墙面、顶棚、内外装饰板等[1, 2]。　　但是, 硅钙材料吸水性强, 质量吸水率高达330%, 吸水后, 强度、保温等性能急剧降低, 给运输和施工带来困难, 大大限制其应用。

　　降低硅钙材料吸水性的合理途径, 不是降低孔隙率。因为降低孔隙率, 必然根本丧失轻质、多孔等

特异功能, 是不可取的。毛细孔壁憎水化, 才是唯一合理的途径。

　　迄今为止, 硅钙材料的憎水化, 不外乎下列两种方法:

　　(1) 表面憎水化

　　在硅钙制品表面涂刷憎水剂, 或在硅钙板表面涂丙烯酸乳胶, 干燥后, 作为防水板, 再粘贴于其它硅钙板上[3]。但是憎水剂浸入深度有限, 毛细孔憎水化局限于制品表面, 憎水效果差。因尺寸问题, 需要现场切割制品时, 现场憎水处理新断面, 会增加施工困难。

　　(2) 整体憎水化

收稿日期:1999-10-25; 收修改稿日期:1999-11-23

,

邢　锋:全憎水硅钙材料

・103・

　　用阳离子系表面活化剂乳化硅钙材料, 再添加聚二甲硅醚或电解质乳剂, 经混合、脱水成型后, 再干燥或蒸汽养护, 使硅钙材料整体憎水化[4]。但由于压力成型时, 憎水剂流失较多, 会降低憎水效果, 而且成本过高。

　　为提高硅钙材料整体憎水效果, 在混凝土掺加载体流化剂[5]的启发下, 研究采用“载体”法实施整体憎水化。实质是先以载体吸附憎水剂, 再将载体掺入坯体中, 载体在高压蒸养过程中, 同周围物质发生反应, 憎水剂逐渐释放, 并均匀分布于坯体中。这样憎水剂不会流失, 可以保持较高的憎水效果, 比较完满地解决了硅钙材料整体憎水化问题, 而且成本较低, 称为“全憎水化”。硅钙材料全憎水化的工艺过程如图1

所示。

　　对憎水剂的载体, 有三个要求:(1) 应具有较大的吸附能力; (2) 内部孔径较大, 能容纳憎水分子; (3) 具有一定的活性, 以便在高压蒸养过程中发生反应。根据这些要求, 选用浙江嵊县硅藻土作为载体。其主要矿物为蛋白石(SiO 2・H 2O ) , 其余为与蛋白石共生的杂质矿物:粘土矿物(如蒙脱石、伊利石、

图1　硅钙材料全憎水化工艺流程Fig. 1　Process of fully w ater-repellent treatment

图2　硅油粘度对全憎水硅钙材料憎水性的影响Fig. 2　Influence of the dimethicone viscosity on the

hydrophobici ty of calcium silicate =

水云母及高岭土等) 、石英、长石、碳酸盐及火山灰等, 其化学成分主要为SiO 2, 其次是少量Al 2O 3、

Fe 2O 3、CaO 、M gO 、K 2O 、Na 2O 及有机杂质。形成硅藻土的生物种属主要为冰岛直链藻、圆筛藻和蛛网藻。它具有特殊的孔结构(图3) 、孔体积、比表面积及主要孔半径都比较大。从(图4) 扫描电镜照片可见, 硅壳上的粗孔多呈规则排列, 另有大量微孔。平均粒径是衡量其作用的一个重要指标, 平均粒径愈

1　全憎水硅钙材料的研制

1. 1　载体与憎水剂的选择

　　有机硅憎水剂的理化性能, 远优于一般金属皂类或其它种类的憎水剂。另外, 考虑强碱性憎水剂对

硅钙制品性能会有不良的影响。因此选用二甲基硅油作为憎水剂, 其结构式为

3

CH 3

3

3CH 3CH 3

CH 3

CH 3

　　外观——无机械杂质, 系无色透明油状液体, 凝固点低于50℃, 闪点高于300℃。　　粘度——是目前最常用的指标。因为粘度愈低, 表面张力愈小, 表面活性愈高, 与粒子愈易结合, 防水性能就愈好。但低粘度硅油一般价格较高。因此, 宜选用粘度适中的硅油。

　　控制其它工艺条件不变, 用粘度分别为0. 1、0. 3、0. 5和0. 7Pa ・s 的硅油进行综合实验。由图2可见, 随硅油粘度的增加, 制品吸水率略有增加, 根据

图3　硅藻土微孔分布曲线

Fig . 3　Pore size distribution of the diatomite

小, 比表面积愈大, 吸附性就愈好; 但平均粒径过小, 一方面, 生产成本增大, 另一方面也可能破坏其内部

的孔结构, 因此宜选用适当的平均粒径。

用

・104・

复　合　材　料　学　报

　　当实验条件不变, 控制载体对凝胶化反应物的重量比分别为0. 05、0. 08、0. 10、0. 12、0. 15时, 制品的性能如表1。由该表可以看出, 当载体的量较小(0. 05, 0. 08) 时, 产品的吸水率较大, 当载体和反应物的比值提高到0. 12～0. 15时, 制品容重过大。根据以上测试结果, 载体和凝胶化反应物的重量比确定为0. 10。

表1　载体/凝胶化反应物对全憎水硅钙材料性能的影响Table 1　Inf luence of carrier /gelatinization reactants ratio on the properties of fully water -repel lent calcium silicate

载体/凝胶化反应物0. 050. 080. 100. 120. 15

容重/kg ・m -3

[**************]

抗压强度/M Pa 0. 690. 670. 690. 680. 70

吸水率/%2810. 93. 73. 42. 9

图4　硅藻土扫描电镜图Fig . 4　SEM of the

diatomite

　　憎水剂的掺量对制品憎水性有决定性的影响。憎水剂掺量过低, 则产品的憎水性较差, 过高则造成不必要的浪费。

　　控制其它实验条件不变, 憎水剂对载体的比值分别为0. 30、0. 35、0. 40、0. 45和0. 50, 测试制品憎水性的变化, 结果如图6, 表明该比值为0. 40～0. 50为最佳。

图5　硅藻土的细度对全憎水硅钙材料憎水性的影响Fig . 5　Influence of the average particle size of diatomite on the

h ydrophobicity of calcium s i licate

40、53. 2、76. 4、101. 2和150 m 的硅藻土作为载体进行实验, 并测定其吸水率。结果(如图5所示) 表明:平均粒径小于76. 4 m 时, 吸水率较小; 大于此值时, 吸水率急剧上升, 可能是平均粒径在该值附近时, 憎水剂刚好被完全吸附, 因此硅藻土的平均粒径选为76. 4 m 。

1. 2　载体与憎水剂掺量的确定

　　载体掺量过高导致制品容重增大, 掺量过低不

图6　憎水剂/载体比值对全憎水硅钙材料憎水性的影响Fig. 6　Influence of w ater -repellent/carri er rati o on the

hydrophobici ty of calcium silicate

2　全憎水硅钙材料的性能

　　用平均粒径为76. 4 m 的嵊县硅藻土作为载体, 粘度为0. 5Pa ・s 的二甲基硅油作为憎水剂, 选择前述最适宜的条件制备全憎水硅钙制品, 即载体

邢　锋:全憎水硅钙材料

・105・

值为0. 4; 制品的性能如下:

表2　全憎水硅钙材料同普通硅钙材料的性能比较

Table 2　Properties comparison of fully water -repel lent and ordinary calcium silicate materials

硅钙材料种类全憎水普通

容重/kg ・m -3

215208

抗折强度/M Pa 0. 310. 30

抗压强度/M Pa 0. 670. 69

导热系数

(75±5℃) /W ・(m ・K ) -1

0. 06160. 0602

热收缩/%

吸水率/%3. 9330

2. 1　吸水率

　　由表2可见, 全憎水硅钙制品的吸水率远低于一般的产品, 仅约为后者的1%, 其它性能基本相同。

2. 2　隔热性

　　将全憎水硅钙制品分别放置在100℃、200℃、300℃和350℃的恒温条件下2h, 测定各自的吸水率, 结果(表3) 表明:温度低于300℃时, 吸水率基本不变; 温度高于350℃时, 将失去憎水性。主要因为二甲基硅油的闪点为300℃, 350℃使二甲基硅油分解, 丧失憎水功能。通常, 硅钙材料导热系数低, 隔热性能好。实际上, 离高温管道相当远的硅钙隔热材料的外表面, 很难达到300℃, 因此在全憎水硅钙材料的外表面, 隔热性能基本不受影响, 而结构使用时需要憎水性的正是该表面, 所以全憎水硅钙材料的隔热保温性能并不影响其应用。

表3　全憎水硅钙材料的耐热性Table 3　Thermal stability of fully water -repellent calcium silicate

温度/℃吸水率/%

常温3. 9

1003. 9

2003. 9

3003. 9

350330

子和CHS(I) 粒子。这三种物相均含有硅氧键, 二甲基硅油分子在它们的表面定向分布, 二甲基硅油分子的Si 基在里面, 而憎水的甲基团伸向外面, 这样就在毛细孔壁表面形成了一层憎水薄膜, 与水的浸润角在90～180°之间, 由于毛细管张力的作用, 水不能渗入毛细管。

4　效益及应用前景分析

　　本研究中, 憎水硅钙材料是一种性能优良的全憎水硅钙材料, 它具有全憎水性, 同时具有一般硅钙材料全部优异性能。应用这类硅钙材料能带来重大的技术优势、经济效益与社会效益。例如:全憎水硅钙材料使保温管道结构不必采取防水措施, 可提高施工速度、降低成本。这种材料用于地下管道保温时, 管道可以直接埋设于地下, 不必挖管沟, 施工方便, 造价降低。全憎水硅钙材料也能代替玻璃纤维用作保冷材料, 使售价降低一半。

参　考　文　献

[1]　瞿镇华, 莫松涛. 我国硅酸钙绝热制品行业的现状调查[J]. 硅

酸盐建筑制品, 1988, 16(1) :14～17.

[2]　水电部标准. SDGJ -59-84火力发电厂热力设备和管道保温材

料技术设计规范[S ]. 1984.

[3]　水口隆, 俊藤阳功. 防水 一 付硅酸 ! ∀#板[R]. 日

本国特许厅(JP) , 公开特许公报(A) , 昭60-247553, 昭和60年(1985)12月7日公开.

[4]　Process for producing w ater-repelling calcium silicate molding

[P ]. 世界专利:W O 82/02546, Int Publication Date :5August 1982.

[5]　冯乃谦, 李桂芝. 控制混凝土塌落度损失的载体流化剂[J].

硅酸盐学报, 1990, 18(4) :289～295.

3　全憎水化的机理

　　有机硅树脂具有立体网状结构, 与SiO 2晶体结构十分相似, 均具有硅氧键。这种结构使有机硅对含

硅氧键的无机矿物有极强的亲合性。

　　本研究中, 蒸压载体时发生反应, 二甲基硅油释放, 并均匀分布于硅钙制品的各部分。硅钙制品中主要有三种物相:未反应的SiO 2粒子, 托贝莫莱石粒

复合材料学报

ACT A M A T ER IA E COM POSIT A E SIN ICA

　文章编号:1000-3851(2000) 02-0102-04

　　　　　　　　　　　　　　　　

第17卷　第4期　　5月　2000年V ol. 17　　N o. 2　　M ay

2000

全憎水硅钙材料

邢　锋

(深圳大学建筑与土木工程学院, 深圳518060)

摘　要:　硅钙材料具有轻质、耐火、保温诸优异性能, 但吸水率高。吸水后, 上述性能急剧降低。以往, 表面涂覆或掺加憎水剂, 效果不大而且昂贵。作者提出的全憎水化是一种全新的憎水化方法, 即以硅藻土为载体, 先吸附憎水剂, 再掺入坯体中。水热处理过程中, 憎水剂逐渐释放, 并均匀分布于整个坯体中, 从而获得了理想又经济的全憎水效果(制品的重量吸水率从330%降到3. 9%) , 而制品的高耐热性、高保温性、低容重仍保持不变。本文中给出了材料、掺量选择和基本性能的实验结果, 探讨了全憎水化机理, 并分析了效益与前景。关键词:　硅钙材料; 憎水; 载体

中图分类号:　T B 332; T U 52　　文献标识码:A

FULLY WATER -REPELLENT CALCIUM SILIC ATE MATERIAL

XING Feng

(T he College of A rchitectural Design &Civil Eng ineer ing , Shenzhen U niver sity , Shenzhen 518060)

Abstract :　Calcium silicate material has distinguished properties such as lightw eight , fireproofing and heat insulation , but w ith hig h w ater absorption . When it is wet , the properties above mentioned re-duced sharply. Form erly, surface painting or adm ix ing with w ater-repellent admix ture had low effi-ciency and relatively high cost. The author proposed a new fully water-repellent m ethod, by w hich the w ater -repellent admix ture w as first absorbed by the carrier (such as diatomite ) , and then it was

released and dispersed evenly in the w hole body in the course of hydrothermal processing. Thus an ideal and econom ical treatment w as obtained (water absorption by w eight of the product w as reduced from 330%to 3. 9%) , while high thermal stability , high heat insulation , and low bulk density were still maintained . In this paper , the result of the experiments on materials and dosage selection is pre-sented, the mechanism of full w ater-repellency is discussed, and the benefit and perspective are ana-ly zed.

Key words :　calcium silicate ; w ater -repellent ; carrier 　　氧化硅和石灰水热反应合成的水化硅酸钙制品(简称为硅钙材料) , 具有微孔、轻质、高强、保温、隔热、阻燃、耐火、易加工等特异功能, 是代替传统水泥胶凝材料和木材的一种新型胶凝材料。可广泛用于管道、锅炉、火力发电、工业干燥炉等设备的炉壁的保温, 结构钢架的耐火覆盖, 船用隔墙, 宾馆、大厦、地下建筑的耐火吸音墙面、顶棚、内外装饰板等[1, 2]。　　但是, 硅钙材料吸水性强, 质量吸水率高达330%, 吸水后, 强度、保温等性能急剧降低, 给运输和施工带来困难, 大大限制其应用。

　　降低硅钙材料吸水性的合理途径, 不是降低孔隙率。因为降低孔隙率, 必然根本丧失轻质、多孔等

特异功能, 是不可取的。毛细孔壁憎水化, 才是唯一合理的途径。

　　迄今为止, 硅钙材料的憎水化, 不外乎下列两种方法:

　　(1) 表面憎水化

　　在硅钙制品表面涂刷憎水剂, 或在硅钙板表面涂丙烯酸乳胶, 干燥后, 作为防水板, 再粘贴于其它硅钙板上[3]。但是憎水剂浸入深度有限, 毛细孔憎水化局限于制品表面, 憎水效果差。因尺寸问题, 需要现场切割制品时, 现场憎水处理新断面, 会增加施工困难。

　　(2) 整体憎水化

收稿日期:1999-10-25; 收修改稿日期:1999-11-23

,

邢　锋:全憎水硅钙材料

・103・

　　用阳离子系表面活化剂乳化硅钙材料, 再添加聚二甲硅醚或电解质乳剂, 经混合、脱水成型后, 再干燥或蒸汽养护, 使硅钙材料整体憎水化[4]。但由于压力成型时, 憎水剂流失较多, 会降低憎水效果, 而且成本过高。

　　为提高硅钙材料整体憎水效果, 在混凝土掺加载体流化剂[5]的启发下, 研究采用“载体”法实施整体憎水化。实质是先以载体吸附憎水剂, 再将载体掺入坯体中, 载体在高压蒸养过程中, 同周围物质发生反应, 憎水剂逐渐释放, 并均匀分布于坯体中。这样憎水剂不会流失, 可以保持较高的憎水效果, 比较完满地解决了硅钙材料整体憎水化问题, 而且成本较低, 称为“全憎水化”。硅钙材料全憎水化的工艺过程如图1

所示。

　　对憎水剂的载体, 有三个要求:(1) 应具有较大的吸附能力; (2) 内部孔径较大, 能容纳憎水分子; (3) 具有一定的活性, 以便在高压蒸养过程中发生反应。根据这些要求, 选用浙江嵊县硅藻土作为载体。其主要矿物为蛋白石(SiO 2・H 2O ) , 其余为与蛋白石共生的杂质矿物:粘土矿物(如蒙脱石、伊利石、

图1　硅钙材料全憎水化工艺流程Fig. 1　Process of fully w ater-repellent treatment

图2　硅油粘度对全憎水硅钙材料憎水性的影响Fig. 2　Influence of the dimethicone viscosity on the

hydrophobici ty of calcium silicate =

水云母及高岭土等) 、石英、长石、碳酸盐及火山灰等, 其化学成分主要为SiO 2, 其次是少量Al 2O 3、

Fe 2O 3、CaO 、M gO 、K 2O 、Na 2O 及有机杂质。形成硅藻土的生物种属主要为冰岛直链藻、圆筛藻和蛛网藻。它具有特殊的孔结构(图3) 、孔体积、比表面积及主要孔半径都比较大。从(图4) 扫描电镜照片可见, 硅壳上的粗孔多呈规则排列, 另有大量微孔。平均粒径是衡量其作用的一个重要指标, 平均粒径愈

1　全憎水硅钙材料的研制

1. 1　载体与憎水剂的选择

　　有机硅憎水剂的理化性能, 远优于一般金属皂类或其它种类的憎水剂。另外, 考虑强碱性憎水剂对

硅钙制品性能会有不良的影响。因此选用二甲基硅油作为憎水剂, 其结构式为

3

CH 3

3

3CH 3CH 3

CH 3

CH 3

　　外观——无机械杂质, 系无色透明油状液体, 凝固点低于50℃, 闪点高于300℃。　　粘度——是目前最常用的指标。因为粘度愈低, 表面张力愈小, 表面活性愈高, 与粒子愈易结合, 防水性能就愈好。但低粘度硅油一般价格较高。因此, 宜选用粘度适中的硅油。

　　控制其它工艺条件不变, 用粘度分别为0. 1、0. 3、0. 5和0. 7Pa ・s 的硅油进行综合实验。由图2可见, 随硅油粘度的增加, 制品吸水率略有增加, 根据

图3　硅藻土微孔分布曲线

Fig . 3　Pore size distribution of the diatomite

小, 比表面积愈大, 吸附性就愈好; 但平均粒径过小, 一方面, 生产成本增大, 另一方面也可能破坏其内部

的孔结构, 因此宜选用适当的平均粒径。

用

・104・

复　合　材　料　学　报

　　当实验条件不变, 控制载体对凝胶化反应物的重量比分别为0. 05、0. 08、0. 10、0. 12、0. 15时, 制品的性能如表1。由该表可以看出, 当载体的量较小(0. 05, 0. 08) 时, 产品的吸水率较大, 当载体和反应物的比值提高到0. 12～0. 15时, 制品容重过大。根据以上测试结果, 载体和凝胶化反应物的重量比确定为0. 10。

表1　载体/凝胶化反应物对全憎水硅钙材料性能的影响Table 1　Inf luence of carrier /gelatinization reactants ratio on the properties of fully water -repel lent calcium silicate

载体/凝胶化反应物0. 050. 080. 100. 120. 15

容重/kg ・m -3

[**************]

抗压强度/M Pa 0. 690. 670. 690. 680. 70

吸水率/%2810. 93. 73. 42. 9

图4　硅藻土扫描电镜图Fig . 4　SEM of the

diatomite

　　憎水剂的掺量对制品憎水性有决定性的影响。憎水剂掺量过低, 则产品的憎水性较差, 过高则造成不必要的浪费。

　　控制其它实验条件不变, 憎水剂对载体的比值分别为0. 30、0. 35、0. 40、0. 45和0. 50, 测试制品憎水性的变化, 结果如图6, 表明该比值为0. 40～0. 50为最佳。

图5　硅藻土的细度对全憎水硅钙材料憎水性的影响Fig . 5　Influence of the average particle size of diatomite on the

h ydrophobicity of calcium s i licate

40、53. 2、76. 4、101. 2和150 m 的硅藻土作为载体进行实验, 并测定其吸水率。结果(如图5所示) 表明:平均粒径小于76. 4 m 时, 吸水率较小; 大于此值时, 吸水率急剧上升, 可能是平均粒径在该值附近时, 憎水剂刚好被完全吸附, 因此硅藻土的平均粒径选为76. 4 m 。

1. 2　载体与憎水剂掺量的确定

　　载体掺量过高导致制品容重增大, 掺量过低不

图6　憎水剂/载体比值对全憎水硅钙材料憎水性的影响Fig. 6　Influence of w ater -repellent/carri er rati o on the

hydrophobici ty of calcium silicate

2　全憎水硅钙材料的性能

　　用平均粒径为76. 4 m 的嵊县硅藻土作为载体, 粘度为0. 5Pa ・s 的二甲基硅油作为憎水剂, 选择前述最适宜的条件制备全憎水硅钙制品, 即载体

邢　锋:全憎水硅钙材料

・105・

值为0. 4; 制品的性能如下:

表2　全憎水硅钙材料同普通硅钙材料的性能比较

Table 2　Properties comparison of fully water -repel lent and ordinary calcium silicate materials

硅钙材料种类全憎水普通

容重/kg ・m -3

215208

抗折强度/M Pa 0. 310. 30

抗压强度/M Pa 0. 670. 69

导热系数

(75±5℃) /W ・(m ・K ) -1

0. 06160. 0602

热收缩/%

吸水率/%3. 9330

2. 1　吸水率

　　由表2可见, 全憎水硅钙制品的吸水率远低于一般的产品, 仅约为后者的1%, 其它性能基本相同。

2. 2　隔热性

　　将全憎水硅钙制品分别放置在100℃、200℃、300℃和350℃的恒温条件下2h, 测定各自的吸水率, 结果(表3) 表明:温度低于300℃时, 吸水率基本不变; 温度高于350℃时, 将失去憎水性。主要因为二甲基硅油的闪点为300℃, 350℃使二甲基硅油分解, 丧失憎水功能。通常, 硅钙材料导热系数低, 隔热性能好。实际上, 离高温管道相当远的硅钙隔热材料的外表面, 很难达到300℃, 因此在全憎水硅钙材料的外表面, 隔热性能基本不受影响, 而结构使用时需要憎水性的正是该表面, 所以全憎水硅钙材料的隔热保温性能并不影响其应用。

表3　全憎水硅钙材料的耐热性Table 3　Thermal stability of fully water -repellent calcium silicate

温度/℃吸水率/%

常温3. 9

1003. 9

2003. 9

3003. 9

350330

子和CHS(I) 粒子。这三种物相均含有硅氧键, 二甲基硅油分子在它们的表面定向分布, 二甲基硅油分子的Si 基在里面, 而憎水的甲基团伸向外面, 这样就在毛细孔壁表面形成了一层憎水薄膜, 与水的浸润角在90～180°之间, 由于毛细管张力的作用, 水不能渗入毛细管。

4　效益及应用前景分析

　　本研究中, 憎水硅钙材料是一种性能优良的全憎水硅钙材料, 它具有全憎水性, 同时具有一般硅钙材料全部优异性能。应用这类硅钙材料能带来重大的技术优势、经济效益与社会效益。例如:全憎水硅钙材料使保温管道结构不必采取防水措施, 可提高施工速度、降低成本。这种材料用于地下管道保温时, 管道可以直接埋设于地下, 不必挖管沟, 施工方便, 造价降低。全憎水硅钙材料也能代替玻璃纤维用作保冷材料, 使售价降低一半。

参　考　文　献

[1]　瞿镇华, 莫松涛. 我国硅酸钙绝热制品行业的现状调查[J]. 硅

酸盐建筑制品, 1988, 16(1) :14～17.

[2]　水电部标准. SDGJ -59-84火力发电厂热力设备和管道保温材

料技术设计规范[S ]. 1984.

[3]　水口隆, 俊藤阳功. 防水 一 付硅酸 ! ∀#板[R]. 日

本国特许厅(JP) , 公开特许公报(A) , 昭60-247553, 昭和60年(1985)12月7日公开.

[4]　Process for producing w ater-repelling calcium silicate molding

[P ]. 世界专利:W O 82/02546, Int Publication Date :5August 1982.

[5]　冯乃谦, 李桂芝. 控制混凝土塌落度损失的载体流化剂[J].

硅酸盐学报, 1990, 18(4) :289～295.

3　全憎水化的机理

　　有机硅树脂具有立体网状结构, 与SiO 2晶体结构十分相似, 均具有硅氧键。这种结构使有机硅对含

硅氧键的无机矿物有极强的亲合性。

　　本研究中, 蒸压载体时发生反应, 二甲基硅油释放, 并均匀分布于硅钙制品的各部分。硅钙制品中主要有三种物相:未反应的SiO 2粒子, 托贝莫莱石粒