CN101723704A - 一种提高花岗岩综合性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到利用无机物改性技术对花岗岩的物理性质和装饰性进行改性的技术。其特征是：配制P-Zn-K-Al体系的花岗岩处理溶液。处理液的配方为：1L水，60～90g磷酸，六水合硝酸锌100～180g(或者硝酸锌64～115g)，硝酸钾3～30g，硝酸铝5～20g；切割好的花岗岩板材在处理液中浸泡5～100min，使浸泡液充分浸入花岗岩的缝隙中；将浸泡后的花岗岩板材在420～550℃下焙烧0.5～8h，然后自然降温到室温。

Description

一种提高花岗岩综合性能的方法
所属技术领域
本发明涉及到利用无机物改性技术对花岗岩的物理性质和装饰性进行改性的技术，属于矿物加工和建筑材料生产技术领域。
背景技术
花岗岩是一种深成酸性火成岩，俗称花岗石。二氧化硅含量多在70％以上。颜色较浅，以灰白、肉红色者较常见。主要由石英、长石和少量黑云母等暗色矿物组成。石英含量为20％～40％，碱性长石多于斜长石约占长石总量的2/3以上。碱性长石为各种钾长石和钠长石，斜长石主要为钠更长石或更长石。暗色矿物以黑云母为主，含少量角闪石。具花岗结构或似斑状结构。花岗岩比大理岩有更高的强度、硬度、耐磨性、抗腐蚀、耐气候性能，使用范围更广泛，更易维护保养；花岗岩的花纹一般比较小，色泽稳定，更易大面积拼装。
芝麻白花岗岩是一种细粒花岗岩，由黑云母、石英和长石组成。其中长石分为钾长石和钠长石。花岗岩颗粒存在较多的风化作用，颗粒与颗粒之间存在风化产生的少量粘土。从外观上看，该花岗岩的色泽为灰、白、黑三色组成。装饰效果较差。这种芝麻白花岗岩的装饰性和装饰效果直接影响到其应用效果。
随着人们生活水平的提高，花岗岩作为装饰材料的使用量逐渐提高，对花岗岩的质量要求也逐渐提高。其中，花岗岩色泽是一个主要的方面。黄色、黑色、红色和白色的花岗岩受到人们的青睐。但是天然的花岗岩中，纯正的黄色、黑色、红色花岗岩很少，白色花岗岩的产出量和品种就更少。
采用染色的方法制备黄色、黑色、红色花岗岩的技术在近20年中得到了快速的发展，技术逐渐趋于成熟。但是在这些技术中，主要是以浅色花岗岩制备深色花岗岩，还没有发现用深色花岗岩制备浅色花岗岩的相关报道。
采用浅色花岗岩制备黑白相间的花岗岩的技术基础是：通过配置一定的水溶液，然后将花岗岩在溶液中浸泡，将相关组分渗透进入到花岗岩的缝隙中，然后进行干燥处理和焙烧处理，将相关组分固着在里面。同时，产物中的磷酸组分与花岗岩中的致色的氧化铁反应生成无色的聚合磷酸铁。同时，利用颗粒生长的原理，在一定的温度下恒温一定的时间，使得颗粒物在缝隙中逐渐长大并附着在缝隙中。处理后的花岗岩的颜色白色为主，云母的本色相间的颜色。提高了其装饰性。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用“芝麻白”花岗岩制备一种以黑白相间为主要色调，且综合物理性能指标优于原花岗岩的新花岗岩品种。由于其色调的改变，新的花岗岩具有更好的装饰性能，并由于反应产生的产物不溶于水，且本身无毒无害，具有环境友好的特性。
本发明通过以下措施实现了“芝麻白”花岗岩综合性能的提高：
(1)配制P-Zn-K-Al体系的花岗岩处理溶液。处理液的配方为：1L水，60～90g磷酸，六水合硝酸锌100～180g(或者硝酸锌64～115g)，硝酸钾3～30g，硝酸铝5～20g；
(2)切割好的花岗岩板材在处理液中浸泡5～100min，使浸泡液充分浸入花岗岩的缝隙中；
(3)将浸泡后的花岗岩板材在420～550℃下焙烧0.5～8h，然后自然降温到室温。
本发明制备的改性花岗岩因色泽呈现黑白相间的颜色，使得其装饰性得到提高，成为市场上稀缺的产品之一；同时，由于颗粒在花岗岩缝隙中间的填充作用，提高了花岗岩的密实度，降低了其吸水率；新产物的粘附对于提高石材的弯曲强度还有一定的作用。
实现本发明的改性花岗岩的具体制备方法是：
原材料选用：
1.花岗岩板材，选用天然的“芝麻白”花岗岩板材，板材厚度为6～40mm。要求板材洁净且干燥。所用的“芝麻白”花岗岩板材的相关质量要求应符合国标GB/T18601-2001的相关质量要求。
2.磷酸，工业级；六水合硝酸锌(或硝酸锌)、硝酸钾、硝酸铝，工业级。在配制处理液时与水混合并搅拌至完全溶解后使用。
原则生产工艺过程的具体步骤是：
一、首先按配置花岗岩处理液的要求配置水溶液；量取定量的水和磷酸，并混合搅拌均匀，然后称取六水合硝酸锌(或无水硝酸锌)、硝酸铝和硝酸钾，配制成水溶液；
二、将切割好的“芝麻白”花岗岩板材表面洗净后干燥，然后放入处理液中浸泡处理30～100min。要求板材全部没入处理液中。剩余的处理液可以重复使用；
三、将浸泡好的花岗岩板材放入焙烧炉中进行干燥和焙烧。现将温度升至100℃后恒温1h，然后升温至420℃～550℃之间，恒温0.5～8h；
四、将板材自然降温到室温后进行后续的抛光和切割处理，即为成品。
具体实施方式
实施例1：
(1)配制P-Zn-K-Al体系的花岗岩处理溶液。处理液的配方为：1L水，70.75g磷酸(磷酸浓度为85％)，六水合硝酸锌140g，硝酸钾15g，硝酸钠13g，硝酸铝9.25g；
(2)切割好的花岗岩板材在处理液中浸泡100min，使浸泡液充分浸入花岗岩的缝隙中；
(3)将浸泡后的花岗岩板材在420℃下焙烧0.5h，然后自然降温到室温。
(4)对花岗岩样品进行切割和抛光处理。
表1为处理前后花岗岩的力学性能指标和色泽指标
表1实施例1处理前后“芝麻白”花岗岩的相关物理性能
 指标   处理前样品   处理后样品   GB/T18601-2001要求
 镜面光泽度   ＞80   ＞80   ＞80
 指标   处理前样品   处理后样品   GB/T18601-2001要求
 干燥弯曲强度，MPa   8.1   8.4   ＞8.0
 水饱和弯曲强度，MPa   8.1   8.3   ＞8.0
 干燥压缩强度，MPa   182   186   ＞100
 吸水率，％   0.42   0.59   ＜0.6
 体积密度，g/m3   2.60   2.60   ≥2.56
 色泽   灰黑色   黑白相间

Claims (1)

1.一种提高“芝麻白”花岗岩综合性能的方法，其特征是：配制P-Zn-K-Al体系的花岗岩处理溶液。处理液的配方为：1L水，60～90g磷酸，六水合硝酸锌100～180g(或者硝酸锌64～115g)，硝酸钾3～30g，硝酸铝5～20g；切割好的花岗岩板材在处理液中浸泡5～100min，使浸泡液充分浸入花岗岩的缝隙中；将浸泡后的花岗岩板材在420～550℃下焙烧0.5～8h，然后自然降温到室温。
花岗岩选用天然的“芝麻白”花岗岩板材，板材厚度为6～40mm。要求板材洁净且干燥。所用的“芝麻白”花岗岩板材的相关质量要求应符合国标GB/T18601-2001的相关质量要求。
配置处理液用的磷酸、六水合硝酸锌(或硝酸锌)、硝酸钾、硝酸铝，工业级。在配制处理液时与水混合并搅拌至完全溶解后使用。
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