CN108178570A - 一种彩石纤维混凝土艺术板、其制作方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种彩石纤维混凝土艺术板、其制作方法和用途，所述彩石纤维混凝土艺术板至少由基层和基层上的表层两层结构形成，所述基层为纤维混凝土层，其原料包括碎石、中砂、耐碱玻璃纤维、水泥、高岭土、减水剂、消泡剂、纤维素醚、缓凝剂和水；所述表层为彩石混凝土层，其原料包括彩石、石英砂、水泥、高岭土、减水剂、缓凝剂、着色剂和水。本发明制作的彩石纤维混凝土艺术板的表面具有天然石材效果，可干挂于建筑物外维护结构上以代替天然石材形成建筑装饰面，具有美观、经济、环保、高效的特点。

Description

一种彩石纤维混凝土艺术板、其制作方法和用途
技术领域
本发明属于建筑装饰材料领域，具体涉及一种彩石纤维混凝土艺术板、其制作方法和用途。
背景技术
目前，为了实现欧式建筑效果，一般采用石材雕刻、GRC构件、砌筑抹灰刷涂料等工艺进行装饰来实现。但石材雕刻造价昂贵，建造时间长，而且天然石材的开采会破坏自然环境，天然石材的加工产生的废料、粉尘、废水会对环境造成污染。GRC构件耐久性能较差，一些GRC构件建筑经过几年使用，出现破损锈蚀的现象，有的还形成安全隐患。砌筑抹灰可在小型建筑或以简单线条造型为主的建筑中，难以实现复杂的艺术造型，并且砌筑抹灰工艺的耐久性能也较差。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种彩石纤维混凝土艺术板、其制作方法和用途，该艺术板可加工成多种造型，安装到建筑物的外表面后具有天然石材效果，可代替天然石材用作建筑物的外装饰面。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明一方面提供了一种彩石纤维混凝土艺术板，至少由基层和固定于基层上的表层两层结构形成，所述基层为纤维混凝土层，其原料包括碎石、中砂、耐碱玻璃纤维、水泥、高岭土、减水剂、消泡剂、纤维素醚、缓凝剂和水；所述表层为彩石混凝土层，其原料包括彩石、石英砂、水泥、高岭土、减水剂、缓凝剂、着色剂和水。
本发明将彩石、碎石、中砂、石英砂与水泥混合并添加各种添加剂后制得具有仿天然石材效果的彩石纤维混凝土艺术板，可干挂于建筑物外维护结构上以代替天然石材形成建筑装饰面，具有美观、经济、环保、高效的特点。
进一步的，
所述基层中，各原料的重量份数如下:碎石900-1000份，中砂800-900份、耐碱玻璃纤维2-12份、水泥300-450份、高岭土3-5份、减水剂1-5、消泡剂0.2-1份、纤维素醚1-8份、缓凝剂1-3份和水120-200份；
所述表层中，各原料的重量份数如下:彩石900-1000份，石英砂800-900份、水泥300-450份、高岭土3-5份、减水剂1-5份、缓凝剂1-3份、着色剂0.1-1份和水120-200份。
本发明彩石纤维混凝土艺术板的表层以彩石、石英砂和白水泥为主要材料，基层以碎石、中砂、白水泥、耐碱玻璃纤维为主要原料，且表层中的彩石、石英砂、白水泥和基层中的碎石、中砂、白水泥、耐碱玻璃纤维的重量配比均按照最大密度法配置，由此获得的艺术板的抗压强度、抗弯强度、抗冲击强度、吸水率以及耐久性达到饰面材料设计使用年限的要求。从表层和基层的原料成分可知，基层中用碎石和中砂代替表层中的彩石和石英砂，所述表层中添加彩石，经过表面处理后，使彩石纤维混凝土艺术板的表面具有天然石材效果；而碎石的强度比彩石高，因此基层中采用碎石作为粗骨料；石英为天然石材的主要组成成分，在表层材料中加入石英砂，可以使艺术板表面产生石英结晶体感觉，使得制作的彩石纤维混凝土艺术板与天然石材的相似度更高；而在基层中用中砂代替石英砂，使抗压强度和抗弯强度更高，且中砂来源更为广泛、成本比石英砂低。在本发明中，中砂是指粒径大于0.25mm的颗粒质量超过总质量的50％的砂，细度模数在3.0-2.3之间。
进一步的，所述基层和表层所用水泥均为硅酸盐白水泥，采用硅酸盐白水泥更适合用于建筑装饰。
进一步的，所述耐碱玻璃纤维为含锆14.5％的玻璃纤维，其长度为1.5-4.5cm；所述减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂；所述消泡剂为聚醚类消泡剂；所述纤维素醚为甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚或羟乙基甲基纤维素醚中的一种；所述缓凝剂为羟基羧酸盐缓凝剂；所述着色剂为氧化铁、氧化铬或氧化铜颜料中的一种。
本发明所述耐碱玻璃纤维为含锆14.5％的玻璃纤维，通过切割设备将耐碱玻璃纤维自动切割成1.5-4.5cm左右，随喷枪喷射混凝土浆料时均匀混合于彩石纤维混凝土板的基层内，增加了基层的抗弯强度；所述减水剂能够在维持混凝土坍落度不变的条件下，减少拌合用水量，提高混凝土密实度。所述消泡剂可以减少混凝土表面的气孔和蜂窝、麻面等缺陷，有效提高混凝土的表观质量，也可以减少混凝土中的含气量，提高混凝土的密实度，从而提高混凝土的强度；所述纤维素醚为甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚或羟乙基甲基纤维素醚中的一种；所述缓凝剂可以推迟水泥水化反应，从而延长混凝土的凝结时间，能使新拌混凝土在长时间内保持较好的塑形，便于施工，提高工作效率；所述着色剂用于调整板材表面颜色。
进一步的，所述基层厚度为20-25mm；所述表层厚度为4-6mm。
本发明的彩石纤维混凝土艺术板设置基层和表层，基层为结构层，在艺术板中起骨架支撑作用；表层为饰面层，起到重现天然石材质感的作用。由基层和表层形成的艺术板与只采用表层成分制成的艺术板相比，不仅制作成本低，而且更适合采用干挂的方式设置于建筑物的外装饰面。
进一步的，所述表层外涂有有机硅保护剂层。
所述彩石纤维混凝土艺术板还可在表层外涂刷有机硅保护剂层，所述有机硅保护剂层可防止水和污染物进入彩石内部，同时还具有透气性、抗紫外线、耐老化性和持久性，维护时间延长至每十年一次，降低了维护成本。
进一步的，所述艺术板内预埋有螺栓，所述艺术板通过预埋的螺栓干挂于建筑物外维护结构上以形成具有天然石材质感的建筑装饰面。本发明的彩石纤维混凝土艺术板通过螺栓干挂于建筑物外维护结构上，属于装配式工艺，大大提高了施工效率。
本发明另一方面提供了一种如上所述的彩石纤维混凝土艺术板的制作方法，包括如下步骤：
S1：将彩石、石英砂、水泥、高岭土、减水剂、缓凝剂、着色剂和水按照如上所述的配比混合后搅拌形成表层浆料；
S2：将碎石、中砂、耐碱玻璃纤维、水泥、高岭土、减水剂、消泡剂、纤维素醚、缓凝剂和水按照如上所述的配比混合后搅拌形成基层浆料；
S3：采用聚苯板制成与待装饰面成1:1比例的模型，用硅胶翻模后，在硅胶模表面喷射表层浆料，摁压到位后，喷射基层浆料，振捣使浆料密实，脱模养护，得到各种造型的彩石纤维混凝土板；
S4：对彩石纤维混凝土板进行表面工艺处理，即制成具有天然石材质感的彩石纤维混凝土艺术板。
进一步的，步骤S3中，在喷射表层浆料之前，还包括在硅胶模上预埋螺栓的步骤；在步骤S4之后，还包括在彩石纤维混凝土艺术板的表层外涂刷有机硅保护剂层的步骤。
进一步的，步骤S4中，所述对彩石纤维混凝土板进行表面工艺处理具体为：在彩石纤维混凝土板养护到预定强度后，采用机械锤在彩石纤维混凝土板表面捶打出仿天然石材纹理，或人工用斧子在彩石纤维混凝土板表面剁出仿天然石材纹理，制成彩石纤维混凝土艺术板。
本发明还提供了一种如上所述的彩石纤维混凝土艺术板在建筑表面装饰中的应用。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的彩石纤维混凝土艺术板主要由基层和表层形成，使得该艺术板不仅具有良好的抗压强度、抗弯强度、抗冲击强度、低吸水率以及耐久性，而且可体现天然石材效果，能够代替天然石材用于建筑物装饰面，降低了天然石材的雕刻成本，提高了制作效率。
2、所述彩石纤维混凝土艺术板是将原料按一定比例在硅胶模具上加工预制而成，加工预制后，干挂于建筑物外，属于工厂化生产，装配式工艺，成本低，效率高。
3、本发明的彩石纤维混凝土艺术板中所用的彩石是将天然石材或生产板材废弃材料，粉碎成直径不大于5mm的彩色级配碎石而成，采用废弃材料作为原料，不仅节约了天然石材，而且有利于环境保护。
4、所述彩石纤维混凝土艺术板可以制作成各种形状、各种图案、各种建筑造型的混凝土制品，制作方便、应用广泛。
5、所述彩石纤维混凝土艺术板单块面积最大可达几十平米，是天然石材面积的几倍到十几倍，适合用于大面积的装饰面中，避免大面积装饰面中使用石材产生的拼接缝影响装饰美观性。
具体实施方式
以下将结合实施例来详细说明本发明的实施方式，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供了一种彩石纤维混凝土艺术板，该艺术板具有仿天然石材效果，可干挂于建筑物外维护结构上以代替天然石材形成建筑装饰面。本发明的彩石纤维混凝土艺术板不仅可节省天然石材，有利于环境保护，成本低，而且可按照要求制作成平面、曲面、转角、线条、图案、花朵、人物等各种造型或组合造型，造型多种多样，比天然石材加工更加容易。而且，本发明的彩石纤维混凝土艺术板单块面积可以做到几平米到十几平米，比天然石材单块面积大几倍，而且可以做到拼接处无缝隙，使建筑效果更加逼真。
下面通过具体实施例说明本发明的彩石纤维混凝土艺术板的制作方法。
实施例1
一种彩石纤维混凝土艺术板的制作方法，包括如下步骤：
S1：将彩石1000份，石英砂825份、水泥355份、高岭土4份、减水剂3.6份、缓凝剂2份、着色剂0.5份和水160份混合后搅拌形成表层浆料；
S2：将碎石1000份，中砂825份、耐碱玻璃纤维5.3份、水泥355份、高岭土4份、减水剂3.6份、消泡剂2份、纤维素醚2份、缓凝剂2份和水160份混合后搅拌形成基层浆料；
S3：采用聚苯板制成与待装饰面成1:1比例的模型，经过反复修正，用硅胶翻模后，将螺栓预埋到位，在硅胶模表面喷射5mm表层浆料，摁压到位后，喷射25mm基层浆料，振捣使浆料密实，脱模，结合环境温度喷雾汽或蒸汽养护，得到各种造型的彩石纤维混凝土板；
S4：在彩石纤维混凝土板养护到预定强度后，采用机械锤在彩石纤维混凝土板表面捶打出仿天然石材纹理，或人工用斧子在彩石纤维混凝土板表面剁出仿天然石材纹理，然后在混凝土板表面涂刷两层绿色环保型建筑有机硅保护剂，制成具有天然石材质感的彩石纤维混凝土艺术板。
实施例2
一种彩石纤维混凝土艺术板的制作方法，包括如下步骤：
S1：将彩石977份，石英砂800份、水泥335份、高岭土3份、减水剂4份、缓凝剂2份、着色剂0.5份和水154份混合后搅拌形成表层浆料；
S2：将碎石977份，中砂800份、耐碱玻璃纤维5份、水泥335份、高岭土3份、减水剂4份、消泡剂2份、纤维素醚2份、缓凝剂2份和水154份混合后搅拌形成基层浆料；
S3：采用聚苯板制成与待装饰面成1:1比例的模型，经过反复修正，用硅胶翻模后，将螺栓预埋到位，在硅胶模表面喷射5mm表层浆料，摁压到位后，喷射25mm基层浆料，振捣使浆料密实，脱模，结合环境温度喷雾汽或蒸汽养护，得到各种造型的彩石纤维混凝土板；
S4：在彩石纤维混凝土板养护到预定强度后，采用机械锤在彩石纤维混凝土板表面捶打出仿天然石材纹理，或人工用斧子在彩石纤维混凝土板表面剁出仿天然石材纹理，然后在混凝土板表面涂刷两层绿色环保型建筑有机硅保护剂，制成具有天然石材质感的彩石纤维混凝土艺术板。
实施例3
一种彩石纤维混凝土艺术板的制作方法，包括如下步骤：
S1：将彩石939份，石英砂800份、水泥382份、高岭土4份、减水剂3份、缓凝剂2份、着色剂0.5份和水169份混合后搅拌形成表层浆料；
S2：将碎石939份，中砂800份、耐碱玻璃纤维5.5份、水泥382份、高岭土4份、减水剂3、消泡剂2份、纤维素醚2份、缓凝剂2份和水169份混合后搅拌形成基层浆料；
S3：采用聚苯板制成与待装饰面成1:1比例的模型，经过反复修正，用硅胶翻模后，将螺栓预埋到位，在硅胶模表面喷射5mm表层浆料，摁压到位后，喷射25mm基层浆料，振捣使浆料密实，脱模，结合环境温度喷雾汽或蒸汽养护，得到各种造型的彩石纤维混凝土板；
S4：在彩石纤维混凝土板养护到预定强度后，采用机械锤在彩石纤维混凝土板表面捶打出仿天然石材纹理，或人工用斧子在彩石纤维混凝土板表面剁出仿天然石材纹理，然后在混凝土板表面涂刷两层绿色环保型建筑有机硅保护剂，制成具有天然石材质感的彩石纤维混凝土艺术板。
对比例1
一种彩石纤维混凝土艺术板的制作方法，包括如下步骤：
S1：将彩石400份，石英砂400份、硅酸盐白水泥300份、高岭土6份、聚羧酸减水剂1份、羟基羧酸盐缓凝剂1份、氧化铁颜料0.2份和水144份混合后搅拌形成表层浆料；
S2：将碎石400份，中砂400份、耐碱玻璃纤维3份、硅酸盐白水泥300份、高岭土6份、聚羧酸减水剂1份、聚醚类消泡剂0.5份、羟丙基甲基纤维素醚1份、羟基羧酸盐缓凝剂1份和水144份混合后搅拌形成基层浆料；
S3：采用聚苯板制成与待装饰面成1:1比例的模型，经过反复修正，用硅胶翻模后，将螺栓预埋到位，在硅胶模表面喷射5mm表层浆料，摁压到位后，喷射25mm基层浆料，振捣使浆料密实，脱模，结合环境温度喷雾汽或蒸汽养护，得到各种造型的彩石纤维混凝土板；
S4：在彩石纤维混凝土板养护到预定强度后，采用机械锤在彩石纤维混凝土板表面捶打出仿天然石材纹理，或人工用斧子在彩石纤维混凝土板表面剁出仿天然石材纹理，然后在混凝土板表面涂刷两层绿色环保型建筑有机硅保护剂，制成具有天然石材质感的彩石纤维混凝土艺术板。
表1
从表1的结果可知，本发明实施例的体积密度、抗压强度、抗弯极限强度和抗冲击强度高于对比例，吸水率低于对比例，说明本发明的彩石纤维混凝土板中主要原料的含量对体积密度、抗压强度、抗弯极限强度、抗冲击强度和吸水率有很大影响。具体而言，水泥含量在一定范围内升高时，混凝土艺术板的体积密度、抗压强度、抗弯极限强度和抗冲击强度上升，吸水率降低。但水泥含量不能太高，太高也会导致混凝土艺术板的体积密度、抗压强度、抗弯极限强度和抗冲击强度下降，吸水率上升。因此本发明将水泥含量控制在300-450kg/m3之间，彩石或碎石的含量控制在900-1000kg/m3之间，石英砂或中砂的含量控制在800-900kg/m3之间，同时配以相应添加剂改善混凝土性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种彩石纤维混凝土艺术板，其特征在于，至少由基层和基层上的表层两层结构形成，所述基层为纤维混凝土层，其原料包括碎石、中砂、耐碱玻璃纤维、水泥、高岭土、减水剂、消泡剂、纤维素醚、缓凝剂和水；所述表层为彩石混凝土层，其原料包括彩石、石英砂、水泥、高岭土、减水剂、缓凝剂、着色剂和水。
2.根据权利要求1所述的彩石纤维混凝土艺术板，其特征在于，
所述基层中，各原料的重量份数如下:碎石900-1000份，中砂800-900份、耐碱玻璃纤维2-12份、水泥300-450份、高岭土3-5份、减水剂1-5、消泡剂0.2-1份、纤维素醚1-8份、缓凝剂1-3份和水120-200份；
所述表层中，各原料的重量份数如下:彩石900-1000份，石英砂800-900份、水泥300-450份、高岭土3-5份、减水剂1-5份、缓凝剂1-3份、着色剂0.1-1份和水120-200份。
3.根据权利要求1或2所述的彩石纤维混凝土艺术板，其特征在于，所述基层和表层所用水泥均为硅酸盐白水泥；所述耐碱玻璃纤维为含锆14.5％的玻璃纤维；所述减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂；所述消泡剂为聚醚类消泡剂；所述缓凝剂为羟基羧酸盐缓凝剂；所述着色剂为氧化铁、氧化铬或氧化铜颜料中的一种。
4.根据权利要求1或2所述的彩石纤维混凝土艺术板，其特征在于，所述基层厚度为20-25mm；所述表层厚度为4-6mm。
5.根据权利要求1或2所述的彩石纤维混凝土艺术板，其特征在于，所述表层外涂有有机硅保护剂层。
6.根据权利要求1或2所述的彩石纤维混凝土艺术板，其特征在于，所述艺术板内预埋有螺栓，所述艺术板通过预埋的螺栓干挂于建筑物外维护结构上以形成具有天然石材质感的建筑装饰面。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的彩石纤维混凝土艺术板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将彩石、石英砂、水泥、高岭土、减水剂、缓凝剂、着色剂和水混合后搅拌形成表层浆料；
S2：将碎石、中砂、耐碱玻璃纤维、水泥、高岭土、减水剂、消泡剂、纤维素醚、缓凝剂和水混合后搅拌形成基层浆料；
S3：采用聚苯板制成与待装饰面成1:1比例的模型，用硅胶翻模后，在硅胶模表面喷射表层浆料，摁压到位后，喷射基层浆料，振捣使浆料密实，脱模养护，得到各种造型的彩石纤维混凝土板；
S4：对彩石纤维混凝土板进行表面工艺处理，即制成具有天然石材质感的彩石纤维混凝土艺术板。
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，步骤S3中，在喷射表层浆料之前，还包括在硅胶模上预埋螺栓的步骤；在步骤S4之后，还包括在彩石纤维混凝土艺术板的表层外涂刷有机硅保护剂层的步骤。
9.根据权利要求7或8所述的制作方法，其特征在于，步骤S4中，所述对彩石纤维混凝土板进行表面工艺处理具体为：在彩石纤维混凝土板养护到预定强度后，采用机械锤在彩石纤维混凝土板表面捶打出仿天然石材纹理，或人工用斧子在彩石纤维混凝土板表面剁出仿天然石材纹理，制成彩石纤维混凝土艺术板。
10.一种如权利要求1-6任一项所述的彩石纤维混凝土艺术板在建筑表面装饰中的应用。
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