CN1099690A

CN1099690A - 天然建筑石材浸渍方法及其专用设备

Info

Publication number: CN1099690A
Application number: CN 93117038
Authority: CN
Inventors: 邓克忠
Original assignee: GUANGDONG PROVINCIAL BUILDING MATERIAL INDUSTRY INST
Current assignee: GUANGDONG PROVINCIAL BUILDING MATERIAL INDUSTRY INST
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 1995-03-08

Abstract

本发明提供一种天然建筑石材的浸渍方法及其专用设备。该设备由浸渍罐、贮液罐、真空泵机组和空气压缩机组成。其工艺方法是将经过清理的石材置于浸渍罐中，先抽真空，然后灌入浸渍液，并通过加压浸渍一段时间便可。该方法及专用设备与现有技术相比，具有渗透深度大，吸液量多，产品质量好和操作安全可靠等优点。适合于石材的防水，增液、看色、耐腐蚀和抗风化等浸渍处理，亦适合于硅酸盐制品，粘土制品及木材等材料的浸渍处理。

Description

本发明为一种天然建筑石材的浸渍分法及其专用设备。

众所周知，天然石材，包括花岗岩、大理石和砂岩等是人们喜爱的建筑结构和装饰材料，其优良的物理化学性能和质感是其它材料不能代替的。然而，在自然界中可用的优质天然石材比较少，大部分因其物理或化学性能不理想而影响了使用价值。其主要原因是这部分天然石材在自然形成及加工过程中产生相当多的毛细管，导致表面光泽度不高，容易风化、吸水率高，使其物理性能和化学性能无法达到使用要求。因此，寻求有效的处理方法，通过其毛细管导入某些物质，改变物理与化学性能，使之达到使用要求，是一条值得探讨的途径。在现有技术中有涂擦法和浸泡法，但由于渗透深度小，效果较差；亦有加压浸渍法（见JP56-50186），优点是渗透深度较大，工效高，缺点是操作不安全，吸液量小，在卸压时石材内部的气体会将相当一部分已导入的溶液推出，难以达到预期效果；还有一种方法是将经烘干的石材放在容器里用真空泵将石材孔隙的气体抽出，直到容器内的真空度达10^-1～10^-5Pa再注入浸渍液，常压下浸渍一段时间取出烘干（见00257254，JP62252384、US4695487）。该方法的优点是吸液量较高，操作安全，不足的是对毛细孔较细的石材渗透深度仍然偏小，而且在较高真空度下注入液体必然导致浸渍液中溶剂的大量挥发，不但加大真空泵的负荷，延长了达到指定真空度的时间，同时也影响真空泵的正常动作和寿命。

本发明的目的在于克服已有技术之不足，提供一种可增加渗透深度和浸渍液吸收量、工效高、操作安全可靠的天然建筑石材建浸渍方法及其实施的专用设备。

本发明的任务是这样实现的：

将经过表面清理的石板送入浸渍罐内，启动真空泵机组，当罐内真空度达到4×10⁴～13.3Pa时关闭抽气阀门并停机，往浸渍罐内注入浸液，当浸渍液淹没石板后，停止输液，往液面通入压缩空气，在正压力为0.3～2.5MPa下保压15～60分钟，最后让浸渍液回流到贮液罐内，取出石板清理。

本方法的工艺参数可根据石材的结构和厚薄在上述范围内作出调整，对于毛细孔径较大的石材，可选用较低的真空度和浸渍压力，但负压压力大于4×10⁴Pa时，其渗透深度和石材吸液量与常压处理无明显的改进。而负压压力小于13.3Pa时，因浸渍液的溶剂会大量挥发，使负压无法进一步降低。对于浸渍压力，若正压力低于0.3MPa，即使延长浸渍时间，亦无法提高浸透深度，一般不超过3毫米，随着正压力的增加，其浸透深度亦提高。由于建筑所用板材的厚度一般为10～50毫米，其正压力以不超过2.5MPa为合适。至于保压时间，当压力在0.3～0.6MPa范围时，随着保压时间的延长，其浸透深度和吸液量会增加，但超过60分钟后再延长时间，效果并不明显，当压力大于0.6MPa后，恒压时间的延长对浸渍效果无显著的影响。

实施例：

材料：广东省某地花岗岩石材

浸渍液：有机硅树脂表面保护液十无机盐和有机颜料着色液，比重为1.3。

实施例负压正压恒压时间吸液率浸渍深度

(Pa) (MPa) (分) (%) (毫米)

1 4×10⁴0.1 10 0.20 3

2 4×10⁴0.3 15 0.20 5

3 2×10⁴0.4 35 0.40 10

4 50 1.2 4.5 0.45 20

5 13.3 1.0 20 0.50 15

6 13.3 1.5 30 0.60 20

7 13.3 2.5 60 0.65 25

与现有技术对比的效果试验

效果比较：

在同一块花岗石料坯上，切割出50×50×50毫米立方体若干块，分成5组，每个立方体六个面磨平。选用同一种浸渍溶液进行浸渍，各组的浸渍处理方法如下。

第一组：用毛刷将浸渍溶液涂布于石块表面；

第二组：在常压下，将石块浸没于浸渍溶液内，浸渍时间为72小时；

第三组：将石块放进浸渍罐内，注入浸渍液至浸没石块。用压缩气体加压至3MPa，保持压力2小时，然后卸压，取出石块；

第四组：将石块放在浸渍罐内，用真空泵将罐内气体排出，直至罐内真空度达13.3Pa，保持该真空度30分钟，然后注入浸渍溶液，在常压下浸渍2小时取出；

第五组：将石块放进浸渍罐，用真空泵将罐内空气排出，使真空度达13.3Pa，保持该真空度20分钟，然后注入浸渍溶液，待石块完全被浸没，注入压力在15秒内达到1MPa，保持该压力20分钟，卸压、取出石块。

将经过浸渍处理的石块处理表面擦干，称重、计算吸液量，以第一组样品的吸液量为基准（100），将各组的吸液量与之对比，用切割机将石块对称切开，测量其浸透深度。其结果如下表

组别	第一组	第二组	第三组	第四组	第五组
						吸液量	100	200	250	300	400
浸透深度（毫米）	0.5～1	2～3	4～8	4～7	15～20

上述工艺方法是采用如下的专用设备来实施的：如图1所示，该专用设备主要由浸渍缸（2），贮液罐（10），真空泵机组（9）和空气压缩机（6）组成，贮液罐（10）置于浸渍罐（2）下方，并通过输液管（11）和阀门（12）与浸渍罐（2）下部连接，空气压缩机（6）和真空泵机组（9）分别通过管道（4）、阀门（5）和管道（8）、阀门（7）与浸渍罐（2）上部连接。

图1为本发明的专用设备示意图。

该专用设备是这样工作的：将已清理的石材（1）送入浸渍罐（2）内，关闭封门，打开阀门（7），启动真空泵机组（9）抽气，当真空度达到指定值后，停机开关闭阀门（7），打开阀门（12），贮液缸（10）中的浸渍液被吸至浸渍罐（2）中，当液面浸没石块上表面后，关闭阀门（12），打开阀门（5），启动空气压缩机（6）往浸渍罐（2）充气，当压力达到指定值后，恒压一定时间，然后停机卸压，再打开阀门（12），让浸渍液在重力作用下回流到贮流罐内，取出石材清洗便可。

在实施本专用设备时，最好在浸渍罐（2）上部设置一个气室（3），管通（4）和（8）与气室（3）上部连接。使用时只要浸渍液浸到气室（3）下部，通入压缩空气，正压力便可在短时间内达到指定值，显著提高加压速度，节约能耗。气室（3）的容积以0.3～0.06立方米为好。为了将石材浸渍处理过程中带入的粉尘颗粒清除，以保持浸渍溶液的质量，可在贮液罐（10）上连接一个由输液泵（13）、过滤罐（14）和调液罐（15）组成的过滤调液装置。使用时，通过输液泵（13）将贮液罐（10）底部的浸渍液抽至过滤罐（14）内过滤，然后输至调液罐（15）内对浸渍溶液进行浓度，粘度等参数的调整，最后再输回贮液罐（10）。真空泵机组（9）最好由水环泵、罗茨增压泵和液环真空泵组成或由水喷射真空泵与滑阀泵组成，以保证获得较大范围的真空度，并能承受大量溶剂挥发的影响。

本发明与已有技术相比，具有透深度大、吸液量多、工效快，产品质量好和操作安全可靠等优点、适合于石材的防水、增强、着色、耐腐蚀和抗风化等浸渍处理。同时也适合于各种硅酸盐建筑制品、粘土建筑制品、木材等材料的浸渍处理。

Claims

1、一种天然建筑石材浸渍方法，其特征在于：将经过表面清理的石材送入浸渍罐内，启动真空泵机组，当罐内真空度达到4×10⁴～13.3Pa时关闭抽气阀门并停机，往浸渍罐内注入浸渍液。当浸渍液淹没石板后，停止输液，往液面通入压缩空气，在正压力为0.3～2.5MPa下保压15～60分钟，最后让浸渍液回流到贮液罐内，取出石材清理。

2、一种实施天然建筑石材浸渍方法的专用设备，其特征是由浸渍罐（2）、贮液罐（10）、真空泵机组（9）和空气压缩机（6）组成，贮液罐（10）置于浸渍罐（2）的下方，并通过输液管（11）和阀门（12）与浸渍罐（2）连接，空气压缩机（6）和真空泵机组（9）分别通过管道（4）、阀门（5）和管道（8）、阀门（7）与浸渍罐（2）上部连接。

3、根据权利要求1所述的专用设备，其特征在于浸渍罐（2）的上部还设有一个气室（3），管道（4）和（8）与气室（3）上部连接。

4、根据权利要求1所述的专用设备，其特征在于贮液罐（10）上还连接一个由输液泵（13）、过滤罐（10）和调液罐（15）组成的过滤调液装置。

5、根据权利要求3所述的专用设备，其特征在于气室（3）的容积以0.03～0.06立方米为好。

6、根据权利要求1所述的专用设备，其特征在于真空泵机组（9）由水环泵、罗茨增压泵和液环真空泵组成。

7、根据权利要求1所述的专用设备，其特征在于真空泵机组（9）由水喷射真空泵和滑阀组成。