CN110117180B - 高致密度无机制品及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高致密度无机制品及其制备方法和应用，属于建筑工艺制品技术领域。该高致密度无机制品包括无机制品基体和涂敷于所述无机制品基体表面的晶化渗透膜层，所述晶化渗透膜层通过喷涂晶化渗透剂制得；所述晶化渗透剂选自：甲基硅酸钠、二氧化硅、碳酸锂中的至少一种。采用晶化渗透剂喷涂制品表面，通过孔隙从表面渗透至内部，与无机制品基体中的钙离子形成硬化晶体，填充孔隙，堵塞通道，增加致密性和防水性。最终得到的无机制品具有高致密度，高强度且强度发展快的特点，其外观光滑无气孔，内部也无连通孔，具有耐久性好，装饰性好，不易积灰，不泛白和返潮的优点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工艺制品，特别是涉及一种高致密度无机制品及其制备方法和应用。
背景技术
目前，市场上的无机制品如花盆、笔盒、艺术品等大部分都是通过浇筑成型或者手工制作，在制品上有一定的气孔、水纹、划痕、手工痕迹等缺陷，不仅影响其表面外观，强度降低，而且表面缺陷会积累灰尘污垢，难以清理影响装饰效果。此外，市面上的制作无机制品工艺主要是浇筑成型，具有较高的水灰比，不仅延长模具的使用周期，而且制品一般厚度较薄，强度相对较低，在制作、搬运和使用过程中容易造成损坏。制品有较多的连通孔，造成制品吸水性增加，制品的耐久性较差，而且易造成无机制品产生泛白、返潮等问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种高致密度无机制品的制备方法，采用该方法制备得到的高致密度无机制品，具有低水灰比，高强度，外观光滑无气孔，内部也无连通孔，耐久性好的特点。
一种高致密度无机制品，包括无机制品基体和涂敷于所述无机制品基体表面的晶化渗透膜层，所述晶化渗透膜层通过喷涂晶化渗透剂制得；所述晶化渗透剂选自：甲基硅酸钠、纳米二氧化硅、碳酸锂中的至少一种。
上述高致密度无机制品，采用晶化渗透剂喷涂制品表面，通过孔隙从表面渗透至内部与钙离子形成硬化晶体，填充孔隙，堵塞通道，增加致密性和防水性。
在其中一个实施例中，所述晶化渗透膜层厚度为0.5-2mm。将晶化渗透膜层厚度控制在上述范围内，具有较好的效果。
在其中一个实施例中，所述无机制品基体所述无机制品基体包括以下重量份的原料：
在其中一个实施例中，所述无机制品基体还包括6-15份的水。可以理解的，水可以不作为产品售出时的必要成分，但在制备该无机制品基体时，需要加入水与其它无机胶凝材料等原料配合反应。
在其中一个实施例中，包括以下重量份的原料：
将原料配比控制在上述范围内，具有孔隙率低、强度高，在成型过程中还具有良好的触变填充效果。
在其中一个实施例中，所述触变剂选自：碳酸钠、硫酸亚铁、钛螯合物中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述骨料选自：石英砂、天然砂、玻璃、鹅卵石、大理石、花岗岩中的至少一种；上述石英砂优选机制石英砂。
所述无机胶凝材料选自：硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥中的至少一种；其中硫铝酸盐水泥可根据需要选用白色硫铝酸盐水泥或普通硫铝酸盐水泥，同样的，硅酸盐水泥也可根据需要选用白色硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
所述减水剂选自：聚羧酸减水剂、三聚氰胺系减水剂、奈系减水剂中的至少一种；
所述增稠剂选自：羟烷基淀粉、羟丙基淀粉、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺中的至少一种；
所述消泡剂选自：聚醚、有机硅油、磷酸三丁酯中的至少一种；
所述调凝剂包括缓凝剂和/或促凝剂，所述缓凝剂选自：葡萄糖酸钠、葡萄糖、蔗糖、柠檬酸三钠、酒石酸钠、柠檬酸、苹果酸中的至少一种；所述促凝剂选自：铝矾土、铝酸钠、铝酸钾、硅酸钠、水合硅酸镁、氟硅酸钠、氯化钙、碳酸锂、碳酸钠中的至少一种；
所述保水剂选自：乙基纤维素、膨润土、石棉、火山灰中的至少一种；
所述颜料选自：锌白粉、钛白粉、碳黑、铜粉、铬黄、铁蓝、镉红、镉黄、立德粉、氧化铁红、氧化铁黄中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述骨料的级配方式为：6-8目：8-16目：16-26目：26-40目：40-70目：70-120目重量比为1.5-2.5：8-10:30-36:24-28：15-19：11-15，优选6-8目：8-16目：16-26目：26-40目：40-70目：70-120目＝2：9:33:26：17：13(重量比)。
所述矿渣选自：200-425目矿粉；
所述煤灰选自：550-650目C类粉煤灰；
所述沸石选自：200-325目4A沸石粉。
上述原料均可市售获得。
本发明还公开了上述的高致密度无机制品的制备方法，包括以下步骤：
制干混料：将固体原料搅拌均匀，制得干混料；
制浆体料：向干混料中加入液体原料和水，混合均匀，制得浆体料；
制流体料：将上述浆体料真空振动处理，去除气泡，制得密实流体料；
成型：将上述流体料成型后在模具中静置，脱模后制得所述无机制品基体，向该无机制品基体表面喷涂晶化渗透剂，制得高致密度无机制品。
可以理解的，所述晶化渗透剂配置为溶液喷涂，其中晶化渗透剂的浓度可根据实际工况调整，优选的，采用浓度为30-50wt％，更优选32-46wt％，具有较好的施工效果。
上述制备方法，具有操作简便，可靠性高，成本低的优点。
在其中一个实施例中，所述制干混料步骤中，在90-180r/min的速度下搅拌5-25min；
所述制浆体料步骤中，先在60-100r/min的速度下搅拌3-10min，直至固体原料和液体原料初步均匀，再在350-420r/min的速度下搅拌5-15min，至完全混合均匀；
所述制流体料步骤中，以真空振动压机进行真空振动处理，控制所述真空振动压机的压力为3-7MPa，真空度为-0.08～-0.1MPa，所述处理步骤为：先抽真空1-3min，再进行振动振压1-4min；
所述成型步骤中，所述静置时间为1-2天，喷涂水性脱模剂脱模1-2天，再喷涂晶化渗透剂。
优选的，上述晶化渗透剂的浓度为32-46wt％。
本发明公开了上述的高致密度无机制品在用于制备花盆、烟灰缸、墙砖、地板砖、艺术墙体、艺术品等中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的一种高致密度无机制品，采用晶化渗透剂喷涂制品表面，通过孔隙从表面渗透至内部，与无机制品基体中的钙离子形成硬化晶体，填充孔隙，堵塞通道，增加致密性和防水性。
并且，其无机制品基体使用的是具有火山灰活性的原材料，能够二次水化，填充内部孔隙，增加骨料薄弱界面的粘结强度。再通过多种骨料配合使用，具有良好的骨料级配，无机制品致密度增加。同时使用高效减水剂，混合料具有较低的水灰比，无机制品强度大幅度增加。
本发明的一种高致密度无机制品的制备方法，采用消泡剂和真空振动压机配合，把混合料内部的气泡排除，并且配合增稠剂，使得混合料具有触变态，便于封闭内部保持无气孔，也便于成型。
最终得到的无机制品具有高致密度，高强度且强度发展快的特点，其外观光滑无气孔，内部也无连通孔，具有耐久性好，装饰性好，不易积灰，不泛白和返潮的优点。
附图说明
图1为实施例1中制备得到无机平板照片；
图2为对比例1中制备得到无机平板照片。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
一种高致密度无机制品，包括无机制品基体和涂敷于所述无机制品基体表面的晶化渗透膜层。
其中无机制品基体包括下述以重量份数计的原料：
上述高致密度无机制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)制干混料：先将无机胶凝材料、骨料、矿渣、粉煤灰、沸石粉、调凝剂和颜料等固体原料以105r/min搅拌8min直至均匀，制得干混料。
(2)制浆体料：在干混料慢速90r/min搅拌过程中加入水、减水剂、增稠剂等液体，初步混合均匀再高速360r/min搅拌，制得浆体料。
(3)制流体料：把将浆体料放入真空振动压机内，真空度-0.08MPa，先抽真空3min，再进行压料处理，压力6MPa振压时间为3min，制得密实流体料。
(4)成型：将密实流体料放入注塑成型机，装入模具内，养护1天，脱模喷涂晶化渗透剂(碱性甲基硅酸钠水溶液，浓度为46wt％)，得到厚度为0.8mm的晶化渗透膜层，静养6天制得高致密度无机制品。
实施例2
一种高致密度无机制品，包括无机制品基体和涂敷于所述无机制品基体表面的晶化渗透膜层。
其中无机制品基体包括下述以重量份数计的原料：
上述高致密度无机制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)制干混料：先将无机胶凝材料、骨料、矿渣、粉煤灰、沸石粉、调凝剂和颜料等固体原料以150r/min搅拌8min直至均匀，制得干混料。
(2)制浆体料：在干混料慢速80r/min搅拌过程中加入水、减水剂、增稠剂等液体，初步混合均匀再高速400r/min搅拌，制得浆体料。
(3)制流体料：把将浆体料放入真空振动压机内，真空度-0.1MPa，先抽真空3min，再进行压料处理，压力7MPa振压时间为4min，制得密实流体料。
(4)成型：将密实流体料放入注塑成型机，装入模具内，养护1天，脱模喷涂晶化渗透剂(甲基硅酸钠：活性二氧化硅＝3:1的混合水溶液，浓度为43wt％)，得到厚度为1.5mm的晶化渗透膜层，养护5天制得高致密度无机制品。
实施例3
一种高致密度无机制品，包括无机制品基体和涂敷于所述无机制品基体表面的晶化渗透膜层。
其中无机制品基体包括下述以重量份数计的原料：
上述高致密度无机制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)制干混料：先将无机胶凝材料、骨料、矿渣、粉煤灰、沸石粉、调凝剂和颜料等固体原料以180r/min搅拌5min直至均匀，制得干混料。
(2)制浆体料：在干混料慢速100r/min搅拌过程中加入水、减水剂、增稠剂等液体，初步混合均匀再高速410r/min搅拌，制得浆体料。
(3)制流体料：把将浆体料放入真空振动压机内，真空度-0.09MPa，先抽真空2.5min，再进行压料处理，压力5MPa振压时间为3min，制得密实流体料。
(4)成型：将密实流体料放入注塑成型机，装入模具内，养护2天，脱模喷涂晶化渗透剂(甲基硅酸钠：碳酸锂＝3:2的混合水溶液，浓度为36wt％)，得到厚度为1.1mm的晶化渗透膜层，养护4天制得高致密度无机制品。
实施例4
一种高致密度无机制品，包括无机制品基体和涂敷于所述无机制品基体表面的晶化渗透膜层。
其中无机制品基体包括下述以重量份数计的原料：
上述高致密度无机制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)制干混料：先将无机胶凝材料、骨料、矿渣、粉煤灰、沸石粉、调凝剂和颜料等固体原料以110r/min搅拌10min直至均匀，制得干混料。
(2)制浆体料：在干混料慢速90r/min搅拌过程中加入水、减水剂、增稠剂等液体，初步混合均匀再高速420r/min搅拌，制得浆体料。
(3)制流体料：把将浆体料放入真空振动压机内，真空度-0.08MPa，先抽真空3min，再进行压料处理，压力4MPa振压时间为4min，制得密实流体料。
(4)成型：将密实流体料放入注塑成型机，装入模具内，养护1天，脱模喷涂晶化渗透剂(甲基硅酸钠：二氧化硅：碳酸锂＝2:1:1的混合水溶液，浓度为32wt％)，得到厚度为1.8mm的晶化渗透膜层，养护4天制得高致密度无机制品。
对比例1
一种无机制品，参照实施例4的方法制备，区别在于：生产该无机制品的原料和工艺不同。
该无机制品包括下述以重量份数计的原料：
无机胶凝材料40份，骨料25份，矿渣10粉，粉煤灰10，水1.66份，调凝剂0.05份，保水剂0.15份，颜料0.08份。
其中：所述无机胶凝材料为白色硅酸盐水泥325；骨料为玻璃60-80目和大理石80-150目比例3:1；调凝剂为铝矾土；保水剂为膨润土；颜料为钛白粉。
本对比例的无机制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将无机胶凝材料、骨料、矿渣、调凝剂和颜料等固体原料先以110r/min搅拌10min直至均匀，制得干混料。
(2)在干混料慢速90r/min搅拌过程中加入水、减水剂、增稠剂等液体，初步混合均匀再高速420r/min搅拌，制得浆体料。
(3)把将浆体料放入注塑成型机，装入模具内，养护5天，脱模制得无机制品。
对比例2
一种无机制品，参照实施例4的方法制备，区别在于：不在该无机制品基体表面喷涂晶化渗透剂。
对比例3
一种无机制品，参照实施例4的方法制备，区别在于：在该无机制品基体表面喷涂同等厚度的市售水泥基晶化渗透剂。
实验例
将上述实施例和对比例制作无机平面板材进而检测，所得无机平面板的各项指标如表1所示。
表1.无机平面板指标
从上述结果可以看出，实施例都具有较高的强度和表观密度，且表面光滑无气孔；从对比例1可知，没有采用本发明原料和工艺的制品强度较低，且表面有气孔和痕迹；从比对例2可知，采用本发明的原料和工艺，只是没有使用本发明晶化渗透处理，表观同样是光滑无气孔，但是力学强度稍低；从对比例3可知，换做其他市售晶化渗透剂则力学性能基本没有提高，而且不相容的晶化渗透剂在制品表面留有痕迹，破坏美观。其中实施例1制备得到无机平面板如图1所示，对比例1制备得到无机平面板如图2所示。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种高致密度无机制品，其特征在于，包括无机制品基体和涂敷于所述无机制品基体表面的晶化渗透膜层；
所述晶化渗透膜层通过喷涂晶化渗透剂制得；所述晶化渗透剂由甲基硅酸钠和纳米二氧化硅组成；
所述无机制品基体包括以下重量份的原料：
所述骨料选自：石英砂、天然砂、玻璃、大理石中的至少一种；所述减水剂选自：聚羧酸减水剂、三聚氰胺系减水剂、萘 系减水剂中的至少一种；所述消泡剂选自：聚醚、有机硅油、磷酸三丁酯中的至少一种；
所述无机胶凝材料为硅酸盐水泥；
所述高致密度无机制品通过以下方法制备得到：
制干混料：将固体原料搅拌均匀，制得干混料；
制浆体料：向干混料中加入液体原料和水，混合均匀，制得浆体料；
制流体料：将上述浆体料以真空振动压机进行处理，控制所述真空振动压机的压力为3-7Mpa，真空度为-0.08～-0.1MPa，先抽真空1-3min，再进行振动镇压1-4min，去除气泡，制得密实流体料；
成型：将上述流体料成型后在模具中静置，脱模后制得所述无机制品基体，向该无机制品基体表面喷涂晶化渗透剂，制得高致密度无机制品。
2.根据权利要求1所述的高致密度无机制品，其特征在于，所述晶化渗透膜层厚度为0.5-2mm。
3.根据权利要求2所述的高致密度无机制品，其特征在于，所述无机制品基体还包括6-15份的水。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高致密度无机制品，其特征在于，所述触变剂选自：碳酸钠、硫酸亚铁、钛螯合物中的至少一种。
5.根据权利要求1-3任一项所述的高致密度无机制品，其特征在于，
所述增稠剂选自：羟烷基淀粉、羟丙基淀粉、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺中的至少一种；
所述调凝剂包括缓凝剂和/或促凝剂，所述缓凝剂选自：葡萄糖酸钠、葡萄糖、蔗糖、柠檬酸三钠、酒石酸钠、柠檬酸、苹果酸中的至少一种；所述促凝剂选自：铝矾土、铝酸钠、铝酸钾、硅酸钠、水合硅酸镁、氟硅酸钠、氯化钙、碳酸锂、碳酸钠中的至少一种；
所述保水剂选自：乙基纤维素、膨润土、石棉、火山灰中的至少一种；
所述颜料选自：锌白粉、钛白粉、碳黑、铜粉、铬黄、铁蓝、镉红、镉黄、立德粉、氧化铁红、氧化铁黄中的至少一种。
6.根据权利要求1-3任一项所述的高致密度无机制品，其特征在于，所述骨料的级配方式为：6-8目：8-16目：16-26目：26-40目：40-70目：70-120目的重量比为1.5-2.5：8-10:30-36:24-28：15-19：11-15；
所述矿渣选自：100-325目矿粉；
所述煤灰选自：550-650目C类粉煤灰；
所述沸石选自：200-325目4A沸石粉。
7.权利要求1-6任一项所述的高致密度无机制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制干混料：将固体原料搅拌均匀，制得干混料；
制浆体料：向干混料中加入液体原料和水，混合均匀，制得浆体料；
制流体料：将上述浆体料以真空振动压机进行处理，控制所述真空振动压机的压力为3-7MPa，真空度为-0.08～-0.1MPa，先抽真空1-3min，再进行振动镇压1-4min，去除气泡，制得密实流体料；
成型：将上述流体料成型后在模具中静置，脱模后制得所述无机制品基体，向该无机制品基体表面喷涂晶化渗透剂，制得高致密度无机制品。
8.根据权利要求7所述的高致密度无机制品的制备方法，其特征在于，所述制干混料步骤中，在90-180r/min的速度下搅拌5-25min；
所述制浆体料步骤中，先在60-100r/min的速度下搅拌3-10min，直至固体原料和液体原料初步均匀，再在350-420r/min的速度下搅拌5-15min，至完全混合均匀；
所述成型步骤中，所述静置时间为1-2天，喷涂水性脱模剂脱模1-2天，再喷涂晶化渗透剂。
9.权利要求1-6任一项所述的高致密度无机制品在用于制备花盆、烟灰缸、墙砖、地板砖、艺术墙体、艺术品中的应用。
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| CN110117180A (zh) | 2019-08-13 |
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