CN109553340B - 再生骨料水磨石及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水磨石技术领域，具体提供一种再生骨料水磨石及其制备方法和应用。所述再生骨料水磨石包括基底层，以及自所述基底层一表面向外层叠的水磨石层、防水层；所述水磨石层采用如下的原料组分进行制备，所述原料组分按照重量份数包括：胶凝材料100份；石粉20～70份；再生骨料160～250份；色粉0.5～5份；外加剂0.8～1.5份；水30～70份。本发明提供的再生骨料水磨石具有质量较轻、色彩多样化以及造价成本低等特点，适合用作墙面、立柱面的装饰物。

Description

再生骨料水磨石及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于水磨石技术领域，尤其涉及一种再生骨料水磨石及其制备方法和应用。
背景技术
在城市旧城改造、拆除的过程中，会产生大量的建筑垃圾。这些建筑垃圾一般包括金属、塑料、混凝土、砖块、瓷砖、玻璃等，如果直接废弃，不仅会造成建筑垃圾的大量积累，占据大量的空间，而且还会产生环保压力，所以直接作为固废填埋不经济。而常见的方法是将建筑垃圾进行破碎分选或破碎分级处理后作为再生骨料填铺在路基上或者制成步道砖或者制成低标号的混凝土，而这些处理方式的附加值并不高，不能激发人们大规模利用再生骨料的积极性。
水磨石是一种用途广泛的装饰混凝土之一，水磨石常见的骨料是使用特定粒径的、单个颗粒只有一种颜色的石米骨料，普通碎石骨料不能满足装饰或美观要求。水磨石石米骨料是使用黑色、白色等朴素色石材尾料破碎制得，市面价格为300～400元/吨，另外绿色、红色等亮丽色的石米市场价格更贵，达到500元/吨以上，而且目前的水磨石还存在笨重、无法吸声、消音等问题。
发明内容
针对现有水磨石具有原料成本高，且水磨石存在色调单一、笨重、无消声吸音功能等缺陷，本发明提供一种再生骨料水磨石及其制备方法。
本发明是这样实现的：一种再生骨料水磨石，包括基底层，以及自所述基底层一表面向外层叠的水磨石层、防水层；
所述水磨石层采用如下的原料组分进行制备，所述原料组分按照重量份数，包括：
Figure BDA0001531321040000021
相应地，所述再生骨料水磨石的制备方法，至少包括以下步骤：
称取水磨石层的原料，然后制成水磨石浆料；
向模具中浇筑一层所述水磨石料浆、振动，然后静置0.5～2h，形成水磨石层，再在所述水磨石层上浇筑普通混凝土浆料、振动、抹面，养护至脱模，形成基底层；
对获得的所述水磨石层进行打磨、抛光处理；
在经过抛光处理的所述水磨石层表面进行防水层的涂覆处理。
相对于现有技术，本发明提供的再生骨料水磨石由于采用再生骨料作为水磨石层的主要原料之一，相对于现有的石米骨料成本可以降低250～600元/m3，而且再生骨料质量较轻、多孔，多孔结构起到消声吸音的效果，适用于墙体的立面装饰，由于再生骨料具有多种不同颜色的物料成分，获得的水磨石层表面具有色彩多样化的效果，防水层可有效的防止水分进入疏松多孔的再生骨料内，保证水磨石层不因使用而被水或者其他污染物所污染或者腐蚀。
本发明提供的再生骨料水磨石的制备方法，工艺简单，获得的水磨石层与基底层结合牢固，并且能够确保水磨石层的色彩多样性，适于大规模化生产。
由于本发明获得的再生骨料水磨石具有质量轻、消声吸音、色彩多样、美观、成本低等特点，非常适用于墙面、立柱面的装饰。
附图说明
为更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明再生骨料水磨石的主视示意图；
图2为本发明再生骨料水磨石A-A剖视示意图；
图中，1-基底层；2-水磨石层，21-红砖颗粒，22-水泥碎块，23-碎石，24-瓷片；3-防水层。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、2所示，本发明实施例提供一种再生骨料水磨石。
所述再生骨料水磨石，包括基底层1、层叠于所述基底层1一表面的水磨石层2以及防水层3，所述防水层3涂覆于所述水磨石层2的外露表面；
所述水磨石层2采用如下的原料组分进行制备，所述原料组分按照重量份数，包括：
Figure BDA0001531321040000031
下面对本发明的再生骨料水磨石做进一步的解释说明。
在任何实施例中，基底层1为普通混凝土层，采用普通混凝土层作为基底层1具有承载水磨石层2的作用，同时解决基底层1色彩单一的问题。
优选地，水磨石层2的厚度为10mm～30mm。如果厚度过薄，再生骨料以碎屑为主，制作的水磨石颗粒感不强，而如果厚度大于30mm，会导致水磨石层2的浇筑厚度过大，成本提高，本发明在确保水磨石颗粒感、色彩多样性的前提下，尽可能降低成本。
优选地，所述胶凝材料为通用硅酸盐水泥、白水泥中的至少一种。在实际生产过程中，还可以向所述胶凝材料中添加少量煤粉灰、矿粉等掺合料。
优选地，所述石粉的粒径不大于50μm。
采用再生骨料作为水磨石层的主要原料之一，是因为再生骨料具有疏松多孔、质量轻便、方便抛磨等特点，其中疏松多孔有利于吸声消音降低噪音，由于含有红砖颗粒、瓷砖碎片等而色彩多样，更重要的是，能够实现建筑垃圾的回收再利用。
再生骨料的来源一般是由建筑垃圾进行再资源化而成。建筑垃圾的资源化处理一般是将建筑垃圾中具有较高的价值的金属、塑料等组份进行分选回收，剩余的水泥碎块、砖块、瓷砖、玻璃等则做进一步的破碎处理，制成再生骨料，并用于建设工程。通过这种方式，不仅使建筑垃圾达到经济、环保、绿色的效果，同时还可以缓解石骨料因开采受限、资源日渐枯竭的紧张局势。
相比于石米骨料，再生骨料具有强度较低，结构多孔、吸水率较高等特点，并且再生骨料的市场价格仅为30～80元/吨，比石米骨料(300～400元/吨)低，因此将再生骨料用于水磨石的建造，具有降低水磨石生产成本、减轻水磨石重量的特点，还可以实现绿色、环保、经济循环等。
具体地，市面上每立方混凝土含骨料1300～1600kg左右，普通石米骨料计价300～400元/吨，再生骨料计价30～80元/吨，仅考虑替换骨料的情况下，每方混凝土降低成本286～592元。
优选地，所述再生骨料包括红砖颗粒、水泥碎块、碎石、瓷片；以所述再生骨料质量为100％计，所述再生骨料的红砖颗粒含量为5％～40％；所述再生骨料的粒径为5mm～25mm。如果红砖颗粒少于5％，水磨石层2表面灰暗，起不到色彩点缀的效果。而如果再生骨料的粒径小于5mm，再生骨料以碎屑为主，水磨石层2的颗粒感不强，无法起到装饰混凝土的作用，而如果颗粒超过25mm，会导致水磨石层2的浇筑厚度过大，造成成本上升。本发明的再生骨料中，其他成分，如水泥碎块、碎石、瓷片的重量没有特别的限定，以不为0的任意比例都可行。
优选地，所述色粉为耐碱性的无机颜料色粉，无机颜料色粉也叫无机颜料或者无机色粉，如常见的金属氧化物系列颜料。所使用的无机色粉必须耐碱性，因为混凝土内部为强碱性环境，需要确保无机色粉在碱性环境下能够正常着色，否则，无机色粉不能在混凝土内稳定存在、与碱反应消失掉，色粉着色失效。因此，可以优选氧化铁红、氧化铁黑、氧化铁黄、氧化铁绿、钴蓝、钴绿、氧化铬绿、铬黄、钛白粉、炭黑中的任一种。
优选地，所述外加剂为聚羧酸类减水剂，聚羧酸类减水剂具有减水率高、性能好、绿色环保而且对混凝土无不良影响的特点。
优选地，所述防水层3为丙烯酸树脂层、环氧树脂层、有机硅树脂层、氟碳聚合物层中的任一种或几种。防水层3除涂覆在水磨石层2的表面外，还渗透至水磨石层2的内部孔隙中，与游离的碱反应生成结晶或者胶体，堵塞水磨石层2的毛细孔，通过防水层3，使得水磨石表面的水无法进入到水磨石层2的内部，并且内部的水分无法出来，避免返碱，也避免外界污染物污染水磨石。此外，由于再生骨料具有疏松多孔的特点，直接外露会被磨损而降低使用寿命，通过涂覆防水层，除防水之外还能够避免再生骨料直接外露，从而使得水磨石具有耐久性，将添加的色粉等与空气隔绝，避免在使用过程中，颜料或色粉因风吹日晒而可能从再生骨料的毛细孔中逸出造成水磨石层表面被污染。
优选地，所述防水层的厚度为0.2mm～0.5mm，该厚度可以确保水磨石层2的外露再生骨料被完全覆盖，并且全部堵塞再生骨料的毛细孔。
本发明实施例提供的再生骨料水磨石，由于采用再生骨料作为水磨石层的主要原料之一，具有质轻、多孔、吸声消音的特点，成本较普通水磨石降低250～600元/m3，适用于墙体的立面装饰，由于再生骨料具有多种不同颜色的物料成分，获得的水磨石层表面具有色彩多样化、美观的效果，防水层可有效的防止水分进入疏松多孔的再生骨料内，保证水磨石层不因使用而被水或者其他污染物所污染或者腐蚀，使得再生骨料水磨石的使用寿命长。
在提供该再生骨料水磨石的前提下，本发明还进一步提供该再生骨料水磨石的制备方法。
在一实施例中，所述的再生骨料水磨石的制备方法至少包括以下步骤：
称取水磨石层的原料，然后制成水磨石浆料；
向模具中浇筑一层所述水磨石料浆、振动，然后静置0.5～2h，形成水磨石层，再在所述水磨石层上浇筑普通混凝土、振动、抹面，养护至脱模，形成基底层；
对获得的所述水磨石层进行打磨、抛光处理；
在经过抛光处理的所述水磨石层表面进行防水层的涂覆处理。
为更好的理解该制备方法，下面对该制备方法做进一步的解释说明。
在制备水磨石浆料前，需要先将再生骨料进行水洗处理，去除表面杂质、油污等等。同时还能够确保再生骨料尽可能的吸水，降低其在制浆料以及在硬化过程中对水分的吸收，避免后续吸水而可能引发的收缩开裂甚至降低水磨石性能而使得使用寿命下降。
水磨石浆料制备时，先将胶凝材料、色粉、再生骨料、外加剂进行干混处理，然后再加入80％左右的水进行湿混，湿混后将剩余的20％左右的水进行调节粘度，形成浆料。
在水磨石浆料制备时，可采用混凝土搅拌机，干混阶段搅拌1～2min，湿混阶段搅拌1～2min，最后调节粘度时再搅拌至少2min，即可获得物料均匀的水磨石浆料。
由于本发明的再生骨料水磨石属于预制混凝土的制作领域，其具体制作过程是先向模具中浇筑水磨石浆料，形成水磨石层后再进行普通混凝土的浇筑，在所述水磨石层表面形成基底层，而在硬化脱模时，翻倒，使得水磨石层在上而基底层在下(也就是生产时水磨石层先位于底层，经过翻到后，水磨石层位于顶层)，并进行其他工艺处理。
在上述振动过程中，主要是起到将浆料均匀铺平、提高振实密度、排出气泡的目的，振动时间约为30～300s。
为避免失水过快，在浇筑普通混凝土基底层后，在普通混凝土基底层的上表面覆盖一层塑料薄膜进行养护，在养护24h后，检测水磨石层、混凝土层强度不低于10MPa时，脱模；如果强度过低，在脱模时容易发生破边掉角，应继续养护、延缓脱模。
脱模后进行打磨、抛光处理，使得水磨石层表面平整。
为避免打磨时扬尘，建议采用水磨处理。同时抛光时，抛光磨片目数不能高于300目，如果高于300目，水磨石层近镜面，过于光滑产生反光、刺眼现象，不利于立面装饰；也不能低于50目，如果低于50目，水磨石层表面过于粗糙、不美观，起不到装饰效果。
在防水层涂覆前，应当晾干，避免水磨石层表面还含有明水，涂覆时，应当反复多次(一般为2～3次)均匀涂覆，确保防水剂渗入再生骨料孔隙内部，同时避免防水层因涂覆量不足而产生气孔。
本发明提供的再生骨料水磨石的制备方法，工艺简单，获得的水磨石层与基底层结合牢固，并且能够确保水磨石层的色彩多样性，适于大规模化生产。
由于本发明获得的再生骨料水磨石具有质量轻、色彩多样、美观、成本低、装饰效果质朴大气等特点，非常适用于墙面、立柱面的装饰。当然，在施工时，可以预制制作成装饰薄板，然后按照外墙挂板、贴瓷砖的方式施工，也可以在PC工厂预制构件生产时，进行分层浇筑、连续一体化施工；此外，施工前，也可以去掉基底层。
为更好的说明本发明的技术方案，下面结合多个具体实施例进行说明。
实施例1
一种再生骨料水磨石，包括基底层，以及自所述基底层一表面向外层叠的水磨石层、防水层；其中，基底层的厚度为50mm、水磨石层的厚度为25mm、防水层的厚度为0.2mm。
所述水磨石层采用如下的原料组分进行制备，所述原料组分按照重量份数，包括：
Figure BDA0001531321040000081
所述再生骨料水磨石的制备方法如下：
(1)将再生骨料浸泡于水中，去除再生骨料表面的杂质和油污，同时使得再生骨料吸收足够的水；
(2)将步骤(1)得到的再生骨料与通用硅酸盐水泥、氧化铁黑进行干混处理，获得第一混合物料；
(3)向所述第一混合物料中加入32份水，进行湿混，混合2min，然后继续加入剩余的水，调节磨石浆料粘度至合适，获得水磨石浆料；
(4)向模具中浇筑一层步骤(3)得到的水磨石浆料、振动200s，然后静置1.5h，形成水磨石层，再在所述水磨石层上浇筑事先准备好的普通混凝土浆料、继续振动30s、抹面，在普通混凝土浆料层上覆盖一层塑料薄膜，养护至水磨石层、普通混凝土浆料层硬度均超过10MPa时脱模，形成基底层；
(5)脱模后对水磨石层进行水磨、抛光处理，抛光时抛光磨片的目数为100目；
(6)将抛光后，对水磨石层表面进行清洗处理，并晾干，避免水磨石层表面含有明水，然后反复刷涂丙烯酸树脂，待无气泡产生时，停止刷涂，静置待丙烯酸树脂硬化即可获得再生骨料水磨石。
对得到的再生骨料水磨石称重，得到长宽高为200×200×80mm的再生骨料水磨石重量为7257g，并且表面色彩多样。
实施例2
一种再生骨料水磨石，包括基底层，以及自所述基底层一表面向外层叠的水磨石层、防水层；其中，基底层的厚度为50mm、水磨石层的厚度为25mm、防水层的厚度为0.2mm。
所述水磨石层采用如下的原料组分进行制备，所述原料组分按照重量份数，包括：
Figure BDA0001531321040000091
所述再生骨料水磨石的制备方法如下：
(1)将再生骨料浸泡于水中，去除再生骨料表面的杂质和油污，同时使得再生骨料吸收足够的水；
(2)将步骤(1)得到的再生骨料与白水泥、钛白粉进行干混处理，获得第一混合物料；
(3)向所述第一混合物料中加入36份水，进行湿混，混合2min，然后继续加入剩余的水，调节磨石浆料粘度至合适，获得水磨石浆料；
(4)向模具中浇筑一层步骤(3)得到的水磨石浆料、振动150s，然后静置1.0h，形成水磨石层，再在所述水磨石层上浇筑事先准备好的普通混凝土浆料、继续振动25s、抹面，在普通混凝土浆料层上覆盖一层塑料薄膜，养护至水磨石层、混凝土浆料层硬度均超过10MPa时脱模，形成基底层；
(5)脱模后对水磨石层进行水磨、抛光处理，抛光时抛光磨片的目数为300目；
(6)将抛光后，对水磨石层表面进行清洗处理，晾干，避免水磨石层表面有明水残留，然后反复刷涂有机硅树脂，待无气泡产生时，停止刷涂，静置待有机硅树脂硬化即可获得再生骨料水磨石。
对得到的再生骨料水磨石称重，得到长宽高为200×200×80mm的再生骨料水磨石重量为7195g，并且表面色彩多样。
实施例3
一种再生骨料水磨石，包括基底层，以及自所述基底层一表面向外层叠的水磨石层、防水层；其中，基底层的厚度为50mm、水磨石层的厚度为25mm、防水层的厚度为0.2mm。
所述水磨石层采用如下的原料组分进行制备，所述原料组分按照重量份数，包括：
Figure BDA0001531321040000101
所述再生骨料水磨石的制备方法如下：
(1)将再生骨料浸泡于水中，去除再生骨料表面的杂质和油污，同时使得再生骨料吸收足够的水；
(2)将步骤(1)得到的再生骨料与通用硅酸盐水泥、炭黑进行干混处理，获得第一混合物料；
(3)向所述第一混合物料中加入40份水，进行湿混，混合2min，然后继续加入剩余的水，调节磨石浆料粘度至合适，获得水磨石浆料；
(4)向模具中浇筑一层步骤(3)得到的水磨石浆料、振动200s，然后静置2h，形成水磨石层，再在所述水磨石层上浇筑事先准备好的普通混凝土浆料、继续振动20s、抹面，在普通混凝土浆料层上覆盖一层塑料薄膜，养护至水磨石层、普通混凝土浆料层硬度均超过10MPa时脱模，形成基底层；
(5)脱模后对水磨石层进行水磨、抛光处理，抛光时抛光磨片的目数为60目；
(6)将抛光后，对水磨石层表面进行清洗处理，晾干，避免水磨石层表面残留有明水，然后反复刷涂环氧树脂，待无气泡产生时，停止刷涂，静置待环氧树脂硬化即可获得再生骨料水磨石。
对得到的再生骨料水磨石称重，得到长宽高为200×200×80mm的再生骨料水磨石重量为7182g，并且表面色彩多样。
对比例1
一种水磨石，包括基底层，以及自所述基底层一表面向外层叠的水磨石层、防水层；其中，基底层的厚度为50mm、水磨石层的厚度为25mm、防水层的厚度为0.2mm。
其中，水磨石层的骨料为普通石米，基底层由普通混凝土构成。
所述水磨石的制备方法，按照常规生产工艺进行。
得到长宽高为200×200×80mm的水磨石，对得到的水磨石进行称重，水磨石重量为7751g，与实施例1相比，实施例1的水磨石重量减轻约6.4％。
对比例2
一种水磨石，包括基底层，以及自所述基底层一表面向外层叠的水磨石层、防水层；其中，基底层的厚度为50mm、水磨石层的厚度为25mm、防水层的厚度为0.2mm。
其中，水磨石层的骨料为普通石米，基底层由普通混凝土构成。
所述水磨石的制备方法，按照常规工艺制作。
得到长宽高为200×200×80mm的水磨石，对得到的水磨石进行称重，水磨石重量为7725g，与实施例2相比，实施例2的水磨石重量减轻约6.8％。
对比例3
一种水磨石，包括基底层，以及自所述基底层一表面向外层叠的水磨石层、防水层；其中，基底层的厚度为50mm、水磨石层的厚度为25mm、防水层的厚度为0.2mm。
其中，水磨石层的骨料为普通石米，基底层由普通混凝土构成。
所述水磨石的制备方法，按照常规工艺制作。
得到长宽高为200×200×80mm的水磨石，对得到的水磨石进行称重，水磨石重量为7778g，与实施例3相比，实施例3的水磨石重量减轻约7.7％。
由实施例1～3及对比例1～3可知，本发明的再生骨料水磨石在相同条件下，重量仅为普通水磨石的92％±2％，而且由于采用的再生骨料具有多孔的特点，具有一定吸声消音效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于墙面或立柱面装饰的再生骨料水磨石，其特征在于：包括基底层，以及自所述基底层一表面向外层叠的水磨石层、防水层；
所述水磨石层采用如下按照重量份数的原料组分进行制备：
胶凝材料 100份；
石粉 20~70份；
再生骨料 160~250份；
色粉 0.5~5份；
外加剂 0.8~1.5份；
水 30~70份；
所述再生骨料为红砖颗粒、水泥碎块、碎石和瓷片，且所述再生骨料的粒径为5mm~25mm；
以所述再生骨料质量为100%计，所述再生骨料的红砖颗粒含量为5%~40%；
所述色粉为耐碱性的无机颜料色粉；
所述防水层除涂覆在所述水磨石层的表面外，还渗透至所述水磨石层的内部孔隙中；
所述胶凝材料为通用硅酸盐水泥、白水泥中的至少一种；
所述水磨石层的厚度为10mm~30mm。
2.如权利要求1所述的用于墙面或立柱面装饰的再生骨料水磨石，其特征在于：所述石粉的粒径不大于50μm。
3.如权利要求1所述的用于墙面或立柱面装饰的再生骨料水磨石，其特征在于：所述外加剂为聚羧酸类减水剂。
4.如权利要求1所述的用于墙面或立柱面装饰的再生骨料水磨石，其特征在于：所述防水层为丙烯酸树脂层、环氧树脂层、有机硅树脂层、氟碳聚合物层中的任一种或几种。
5.如权利要求1所述的用于墙面或立柱面装饰的再生骨料水磨石，其特征在于：所述防水层的厚度为0.2mm~0.5mm；所述基底层为普通混凝土层。
6.一种如权利要求1~5任一项所述的用于墙面或立柱面装饰的再生骨料水磨石的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：
称取水磨石层的原料，然后制成水磨石浆料；
向模具中浇筑一层所述水磨石浆 料、振动，然后静置0.5~2h，形成水磨石层，再在所述水磨石层上浇筑普通混凝土浆料、振动、抹面，养护至脱模，形成基底层；
对获得的所述水磨石层进行打磨、抛光处理；
在经过抛光处理的所述水磨石层表面进行防水层的涂覆处理。
7.如权利要求6所述的用于墙面或立柱面装饰的再生骨料水磨石的制备方法，其特征在于：所述抛光处理时采用的抛光磨片的目数为50~300目。
8.如权利要求6所述的用于墙面或立柱面装饰的再生骨料水磨石的制备方法，其特征在于：所述打磨为水磨。
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