无机再生骨料高强人造艺术石板材及其制备方法
技术领域
本发明涉及建材领域,更具体地说,涉及一种无机再生骨料高强人造艺术 石板材及其制备方法。
背景技术
人造无机艺术石材作为一种建筑装饰材料,已广泛应用于室内外装饰设 计、幕墙装饰和市政工程等公共设施建设。目前市面上使用的无机人造艺术石 大都以水泥为粘结剂,以无机天然的大理石、石英石等矿石经开采、破碎、筛 分后得到的骨料再与相关助剂经复合而成。由于天然矿石为不可再生的矿产资 源,由于过去的过度开采而日趋枯竭。且天然矿石在开采过程中不可避免的带 来生态破坏,环境污染等次生灾害。另外由于水泥水化后产生的碱性物经雨水 长期浸淋后溶出、流失,会产生大量微细孔,影响密实度及耐污、耐久性。水 泥水化后产生的高碱性环境在自然状态下也会与空气中的水、二氧化碳接触进行缓慢的碳化反应,引致面层硬度及耐磨性的衰变,影响装饰使用效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对上述人造无机艺术石材由于采用天然 矿石而导致资源枯竭、生态破坏,以及耐污、耐久性、硬度、耐磨度不良等问 题,提供一种无机再生骨料高强人造艺术石板材及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案是,提供一种无机再生骨料高强人造 艺术石板材,包括如下质量份数比的原料:再生粗骨料45-58份、再生细骨料 12-22份、水泥18-26份、活性添加剂2-4份、混凝土密封固化剂0.15-0.3份、减 水剂0.4-0.8份、保水剂0.05-0.1份、纤维0.1-0.5份、水3-5份。
优选地,所述混凝土密封固化剂为锂基混凝土密封固化剂。
优选地,所述再生粗骨料和所述再生细骨料分别是经风选或水洗后的建筑 废弃物经破碎筛分后的再生料,且所述再生粗骨料的粒度为5-31.5mm,所述 再生细骨料的粒度为小于或等于5mm。
优选地,所述水泥为标号52.5及以上普通硅酸盐水泥或白水泥;所述减水 剂为聚羧酸高效减水剂。
优选地,所述活性添加剂包括以下材料中的一种或多种:微硅粉、粉煤灰、 偏高岭土、矿渣。
优选地,所述纤维包括以下材料中的一种或多种:玄武岩、聚丙烯、耐碱 玻璃短切纤维。
优选地,所述保水剂为以下材料中的一种或多种:羟丙基甲基纤维素、羧 甲基纤维素、羟乙基纤维素。
本发明还提供一种如上所述的无机再生骨料高强人造艺术石板材的制备 方法,包括如下步骤:
A、将如下质量份数比的原料:再生粗骨料45-58份、再生细骨料12-22份、 水泥18-26份、活性添加剂2-4份、混凝土密封固化剂0.15-0.3份、减水剂0.4-0.8 份、保水剂0.05-0.1份、纤维0.1-0.5份、水3-5份混合均匀;
B、将混合均匀的原料置于成型摸具中,并在压机中经抽真空压制成料坯;
C、将料坯固化成型得到人造艺术石板坯。
优选地,所述步骤B包括:
B1、在成型模具底部铺上离型膜或硅胶模,并将混合均匀的原料均匀布 放在所述离型膜或硅胶模上;
B2、在所述成型摸具中的原料表面覆上离型膜,并将所述成型模具置于 压机内经抽真空压制成料坯;
所述制备方法还包括:
D、将人造艺术石板坯脱去覆膜,并进行刮底、定厚和抛光处理。
优选地,所述步骤C包括:
C1、将所述料坯置于温度是5-35℃的养护室内密封存放;
C2、72小时后将所述料坯从养护室内取出获得人造艺术石板坯。
本发明的无机再生骨料高强人造艺术石板材及其制备方法,使用水泥实现 无机再生骨料的胶结,并通过配比中的混凝土密封固化剂与水泥水化后产生的 碱性物再次产生胶凝反应,提高了板材的强度及密实性,提升了后期强度及耐 污、耐磨性。并且,本发明使用建筑废弃物再生料作为骨料,原料易得,来源 广,成本低,绿色环保。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例, 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仅用以 解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明涉及一种无机再生骨料高强人造艺术石板材,该人造艺术石板材包 括如下质量份数比的原料:再生粗骨料45-58份、再生细骨料12-22份、水泥18-26 份、活性添加剂2-4份、混凝土密封固化剂0.15-0.3份、减水剂0.4-0.8份、保水 剂0.05-0.1份、纤维0.1-0.5份、水3-5份。
其中,上述原料中的混凝土密封固化剂可采用锂基混凝土密封固化剂。在 实际应用中,混凝土密封固化剂也可采用钠基混凝土密封固化剂、钾基混凝土 密封固化剂等,但最终产品的性能稍有差异。
再生粗骨料和再生细骨料分别是经风选或水洗后的建筑废弃物经破碎筛 分后的再生料,且再生粗骨料的粒度为5-31.5mm,其性能满足GB/T25177-2010 规定的再生粗骨料Ⅱ类质量要求;再生细骨料的粒度为小于或等于5mm,其性 能满足GB/T25176-2010规定的再生细骨料Ⅱ类质量要求。
上述水泥最好选用标号52.5及以上普通硅酸盐水泥或白水泥。减水剂则最 好选用聚羧酸高效减水剂。水采用自来水即可。
上述活性添加剂具体可包括以下材料中的一种或多种:微硅粉、粉煤灰、 偏高岭土、矿渣。纤维具体可包括以下材料中的一种或多种:玄武岩、聚丙烯、 耐碱玻璃短切纤维,例如可采用长为3-5mm的短切玄武岩纤维。
保水剂可避免人造艺术石板材成型后因早期面层水分的挥发而引致面层 干花不良的产生。该保水剂具体可包括以下材料中的一种或多种:羟丙基甲基 纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素。
上述无机再生骨料高强人造艺术石板材由于使用了混凝土密封固化剂,其 可与水泥水化后产生的碱性物再次产生胶凝反应,提高了板材的强度及密实 性,提升了后期强度及耐污、耐磨性。并且,本发明使用建筑废弃物再生料作 为骨料,原料易得,来源广,成本低,绿色环保。此外,本发明使用水泥作为 主要胶凝材料,不会放射有害的化学元素,安全可靠。
本发明还提供一种如上所述的无机再生骨料高强人造艺术石板材的制备 方法,包括如下步骤:
A、将如下质量份数比的原料:再生粗骨料45-58份、再生细骨料12-22份、 水泥18-26份、活性添加剂2-4份、混凝土密封固化剂0.15-0.3份、减水剂0.4-0.8 份、保水剂0.05-0.1份、纤维0.1-0.5份、水3-5份混合均匀,备用。
B、将混合均匀的原料置于成型摸具中,并在压机中经抽真空压制成料坯。
在该步骤中,可先在成型模具底部铺上离型膜,并将由步骤A中获得的混 合均匀的原料均匀布放在所述离型膜上;然后在成型摸具中的原料表面再覆上 一层离型膜,并将成型模具置于压机内经抽真空压制成料坯。
通过抽真空操作,可排出原料中的气泡,使得产品的强度及密实性更佳。
C、将料坯固化成型得到人造艺术石板坯。
优选地,在该步骤中,可先将步骤B中获得的料坯置于温度为5-35℃的养 护室内密封存放;在等待72小时后将料坯从养护室内取出获得人造艺术石板 坯。
此外,上述制备方法还可包括:将人造艺术石板坯脱去覆膜,并进行刮底、 定厚和抛光处理,获得无机再生骨料高强人造艺术石板材。
下面通过具体实施例进行详细说明。
实施例1
按照如下重量份配比准备人造艺术石板材原料(×5kg):
再生粗骨料:45
再生细骨料:12
水泥:18
活性添加剂:2
混凝土密封固化剂:0.15
减水剂:0.4
保水剂:0.05
纤维:0.1
水:3
再生粗骨料为5-31.5mm连续级配的道路拆除混凝土块经破碎筛分后的 再生骨料,再生细骨料为0-5.0mm道路拆除混凝土块经破碎筛分后的再生骨 料。水泥为52.5普通硅酸盐水泥(华润水泥控股有限公司生产销售的标号为52.5 的硅酸盐水泥),活性添加剂为偏高岭土(内蒙古超牌高岭土有限公司产 K1300W型活性添加剂),混凝土密封固化剂为晶盾牌锂基混凝土固化剂(上 海良艺环境科技有限公司)。减水剂为聚羧酸高效减水剂(深圳市五山新材料 股份有限公司开发的WS-PC型减水剂)。保水剂为羧甲基纤维素(河北宇飞化 工有限公司生产的保水剂产品)。纤维为长3-5mm短切玄武岩纤维。水则直接 使用自来水.
将用于成型的上述原料称量、混合均匀,备用;在成型模具底部铺上一张 刻有预定图案的硅胶膜,接着将混合均匀的原料均匀布放在硅胶膜上;布料完 毕后再在表面覆上一张0.1毫米厚聚丙烯离型膜,在压机中经抽真空按压力 40kgf/cm2条件下压制50秒即得人造石料坯;将料坯放入养护箱内,在5℃条件 下养护72小时,固化成型即得人造艺术石板坯;最后坯板脱去覆膜,进行刮底、 定厚和抛光处理得成品板。
将成品板按照无机人造石DB44/T 1601-2015的方法测定其质量性能参数, 测定结果如表1所示。
实施例2
按照如下重量份配比准备人造艺术石板材原料(×5kg):
再生粗骨料:52
再生细骨料:17
水泥:22
活性添加剂:3
混凝土密封固化剂:0.23
减水剂:0.6
保水剂:0.075
纤维:0.3
水:4.0
再生粗骨料为5-25.0mm连续级配的城市住宅拆除废弃物经破碎筛分后的 再生骨料,再生细骨料为0-5.0mm城市住宅拆除废弃物经破碎筛分后的再生骨 料,水泥为52.5普通硅酸盐白水泥(由江西银杉白水泥有限公司生产的对应标 号的水泥),活性添加剂为偏高岭土(由杭州君一新材料科技有限公司生产的 80M型活性添加剂),混凝土密封固化剂为纳米级KF-329(北京凯福化学科技 有限公司),减水剂为聚羧酸高效减水剂(广州四航材料科技公司的HSP-V型), 保水剂为羟丙基甲基纤维素(山东宸邦精细化工公司)。纤维为长3-5mm聚丙 烯短切纤维,水为自来水.
将用于成型的原料称量、混合均匀,备用;在成型模具底部铺上一张刻有 图纹的硅胶膜,接着将混合均匀的原料均匀布放在硅胶膜上;布料完毕后再在 表面覆上一张0.1毫米厚涂胶牛皮纸,在压机中经抽真空按压力45kgf/cm2条件 下压制60秒即得人造艺术石料坯;将料坯放入养护室内,在15℃条件下养护72 小时,固化成型即得人造艺术石板坯;坯板脱去覆膜后,进行刮底、定厚和抛 光处理得成品板。将成品板按照无机人造石DB44/T1601-2015的方法测定其质 量性能参数,测定结果如表1所示。
实施例3
按照如下重量份配比准备人造艺术石板材原料(×5kg):
再生粗骨料:58
再生细骨料:22
水泥:26
活性添加剂:4
混凝土密封固化剂:0.30
减水剂:0.8
保水剂:0.1
纤维:0.5
水:5
再生粗骨料为5-20.0mm连续级配的桥梁拆除废弃物经破碎筛分后的再生 骨料,再生细骨料为0-5.0mm桥梁拆除废弃物经破碎筛分后的再生骨料,水泥 为P.W.52.5普通硅酸盐白水泥(阿尔博波特兰(安庆)有限公司生产),活性添 加剂为二级粉煤灰(深圳妈湾电力有限公司生产),混凝土密封固化剂为锂基 混凝土密封固化剂(佛山科凝新材料科技有限公司)。减水剂为聚羧酸高效减 水剂(深圳迈地砼外加剂有限公司的PCA型)。保水剂为羟乙基纤维素(石家 庄金昊新材料科技公司)。纤维为长3-5mm耐碱短切玻璃纤维,水为自来水.
将用于成型的原料称量、混合均匀,备用;在成型模具底部铺上一张0.1 毫米聚乙烯薄膜,接着将混合均匀的原料均匀布放在离型膜上;布料完毕后再 在表面覆上一张0.1毫米聚乙烯薄膜,在压机中经抽真空按压力35kgf/cm2条件 下压制50秒即得人造艺术石料坯;将料坯放入养护室内,在35℃条件下养护72 小时,固化成型即得人造艺术石板坯;坯板脱去覆膜后,进行刮底、定厚和抛 光处理得成品板。将成品板按照无机人造石DB44/T1601-2015的方法测定其质 量性能参数,测定结果如表1所示。
对比例1
按照如下重量份配比准备人造艺术石板材原料(×5kg):
石英砂:66
石英粉:7
水泥:22
活性添加剂:3
减水剂:0.6
水:4.0
石英砂为8-120目连续级配的混合物,所述石英粉为400目,水泥为52.5普 通硅酸盐白水泥(由江西银杉白水泥有限公司生产的对应标号的水泥),活性 添加剂为硅微粉。减水剂为聚羧酸高效减水剂(深圳五山新型建筑材料公司的 WS-PC型)。水为常温自来水(25℃)。
将用于成型的原料称量、混合均匀,备用;在成型模具底部铺上一张离型 膜(0.1毫米厚涂胶牛皮纸),接着将混合均匀的原料均匀布放在离型膜上;布 料完毕后再在表面覆上一张离型膜(0.1毫米厚涂胶牛皮纸),在压机中经抽真 空按压力45kgf/cm2条件下压制60秒即得人造艺术石料坯;将料坯放入养护箱 内,在15℃条件下养护24小时,固化成型即得人造艺术石板坯;坯板脱去包覆 离型膜后,再进行刮底、定厚和抛光处理得成品板。将成品板按照无机人造石 DB44/T 1601-2015的方法测定其质量性能参数,测定结果如表1所示。
表1人造艺术石板材成品质量检测结果
根据表1的检测结果表明:本发明的无机再生骨料高强人造艺术石板材, 其物理力学性能好,满足无机人造石DB44/T 1601-2015相关指标要求。并且本 发明的无机再生骨料高强人造艺术石板,抗弯强度和压缩强度高,压缩强度大 于75MPa,抗折强度大于18.0MPa,相对普通无机人造石有较低的热膨胀系 数(线性热膨胀系数小于等于8.4×10-6(1/℃)),因而尺寸稳定,不易变形, 特别适用于市政工程、装饰幕墙、商业广场等。此外,本发明的无机再生骨料 高强人造艺术石板材还具有吸水率低(低于0.4%),因而耐污、耐久性优异。
本发明的无机再生骨料高强人造艺术石板,还具有莫氏硬度高因而耐磨性 优异的特点。1kg钢球从距离人造艺术石板材高度落差50cm处落下,冲击无破 坏,表明本发明的人造艺术石板材抗冲击能力强,使用寿命长。
此外,本发明无机再生骨料高强人造艺术石板由于使用价格低廉,来源广 泛的建筑废弃物再生骨料,生产材料成本低,绿色环保。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局 限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易 想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护 范围应该以权利要求的保护范围为准。