CN113024198A

CN113024198A - 一种仿旧青砖及其制备方法

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Publication number: CN113024198A
Application number: CN202110286412.6A
Authority: CN
Inventors: 康志坚; 李火星; 张春
Original assignee: Zhuyou Zhizao Technology Investment Co Ltd
Current assignee: Zhuyou Zhizao Technology Investment Co Ltd
Priority date: 2021-03-17
Filing date: 2021-03-17
Publication date: 2021-06-25
Anticipated expiration: 2041-03-17
Also published as: CN113024198B

Abstract

本发明提供了一种仿旧青砖及其制备方法。本发明提供的仿旧青砖，所用原料包括水泥、固废掺和料、粉煤灰、建筑陶粒和其它添加剂及水，以该原料制备青砖，基层抗冻性好，采用特定的固废掺和料(铅锌固废物研磨成一定粒度等级的纳米级微粉颗粒)，充分填充水泥颗粒的孔隙，且与粉煤灰、陶粒等其它组分较好的搭配，改善整体砂浆孔隙结构，抑制砂浆返碱，且上述固废掺和料水化过程也消耗了多余Ca(OH)₂，也可抑制返碱，使最终所得青砖，在满足力学性能的同时，具有良好的抗冻性和抑制返碱效果。

Description

一种仿旧青砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑装饰材料领域，特别涉及一种仿旧青砖及其制备方法。

背景技术

作为新型的建筑装饰材料，人造文化石具有轻质、高强、不燃、耐久性好、抗冻性好等优良特性，可以用于新的建筑，可以用于翻新的旧建筑，可以生产任何款型(仿石、仿木、仿砖等)，可以为任何款型做任何颜色，因而被广泛用于室内外装饰装修。

近年来，由于资源与能源的日趋紧张和社会经济发展的持续性之间的矛盾不断加剧，人们开始把目光转移到固体废弃物的资源化利用上。目前国内已有利用粉煤灰、钢渣、页岩等废渣或废渣陶粒制备人造文化石的研究，这些废渣或废渣陶粒的加入可以改善人造文化石的性能，如降低产品密度、增加强度及提高抗冻性等。

在目前建筑材料领域中，大多数含陶粒轻质建材产品均存在吸水率高和极易泛碱问题，吸水率高的装饰建材产品易脱落、颜色稳定性差且抗冻性极差，而产品泛碱会大大影响其外观质量和使用寿命。降低产品吸水率和泛碱出现的几率成为目前业内公认的难题。

水泥基材料泛碱问题，由来已久，因受原材料、成本、生产、施工和环境等条件限制，至今未得到有效解决。泛碱也称为析白、泛白、析霜或起霜，一般呈白色粉末状、絮团状或絮片状，在低温通风且潮湿的背阴面较为常见。泛碱通常为硅酸盐水泥的主要成分硅酸钙水化后生成的Ca²⁺和OH^-在毛细孔压力下随着水分渗透到表面，并与空气中的CO₂生成不溶于水的白色碳酸钙晶体。泛碱现象严重影响砂浆、混凝土和水泥制品等外观质量和耐久性，同时也破坏了建筑装饰效果。

随着国内文旅商业的进一步发展，催生了大量仿古建筑、园林建筑等工程，其中，需要大量的仿古旧青砖、青面砖等仿古建材。但是青砖产品需要经过高温烧制，能耗高，对环境不友好，消耗了大量粘土。而且青砖生产普遍作坊化，依赖人工操作和师傅经验工艺不稳定，产品质量波动大，产品存在吸水率高，抗冻融差，易返碱、不耐风化腐蚀等一系列缺陷。部分工程为了追求古朴历史感，采用了从老建筑上拆除的老砖，不仅单价高，而且需要进行二次加工处理表面的三合土、石灰等，更重要的是数量有限不能满足需要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种仿旧青砖及其制备方法。本发明制备的仿旧青砖能够有效解决返碱、吸水及抗冻融性差等问题，同时还综合利用固体废弃物，节能环保。

本发明提供了一种仿旧青砖，由包括以下质量份组分的浆料制得：

所述固废掺和料为铅锌尾矿和铅锌冶炼渣经粉磨后得到的混合料；

以质量比计，所述固废掺合料包括以下不同粒度的物料：

优选的，所述固废掺和料中，铅锌尾矿和铅锌冶炼渣的质量比为(1～5)∶(5～9)。

优选的，所述固废掺和料的比表面积≥600m²/kg。

优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂。

优选的，所述粉煤灰选自Ⅰ级粉煤灰、Ⅱ级粉煤灰和Ⅲ级粉煤灰中的一种或几种。

优选的，所述水泥选自硫铝酸盐水泥、PⅡ水泥和PS水泥中的一种或几种；

所述水泥选自等级为32.5、42.5和52.5中的一种或几种；

所述增稠剂选自纤维素醚、瓜尔胶、糊精、聚丙烯酰胺和丙烯酰胺中的一种或几种；

所述引气剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和松香中的一种或几种。

本发明还提供了一种上述技术方案中所述的仿旧青砖的制备方法，包括以下步骤：

a)将古旧青砖作为模种，制作成硅胶纹理块；向所述硅胶纹理块涂覆脱模剂后喷涂色浆，得到带色浆层的硅胶纹理块；

b)浇筑浆料并抹平，形成轻质基层；

c)将所述带色浆层的硅胶纹理块压在所述轻质基层上，之后，揭起带色浆层的硅胶纹理块，得到压纹轻质基层；

d)对所述压纹轻质基层养护，得到仿旧青砖；

所述步骤a)和步骤b)没有顺序限制。

优选的，所述步骤a)中，所述色浆包括以下质量份的组分：

以质量比计，所述固废掺合料包括以下不同粒度的物料：

优选的，所述步骤d)中，所述喷砂为喷50～200目细砂。

优选的，所述步骤d)中，所述养护的条件为：温度40～80℃，湿度40％～98％，时间5～10h。

本发明提供的仿旧青砖，所用原料包括水泥、固废掺和料、粉煤灰、建筑陶粒和其它添加剂及水，以该原料制备青砖，基层抗冻性好，采用特定的固废掺和料(铅锌固废物研磨成一定粒度等级的纳米级微粉颗粒)，充分填充水泥颗粒的孔隙，且与粉煤灰、陶粒等其它组分较好的搭配，改善整体砂浆孔隙结构，抑制砂浆返碱，且上述固废掺和料水化过程也消耗了多余Ca(OH)₂，也可抑制返碱，使最终所得青砖，在满足力学性能的同时，具有良好的抗冻性和抑制返碱效果。另外，本发明采用固废作为原料，使废气物重新利用，生产过程绿色节能。

实验结果表明，本发明提供的仿旧青砖，28d抗折强度在1.5MPa以上，满足使用需求，抗冻等级达到F200，而且，能够明显缓解返碱问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为实施例1的青砖经返碱实验后的外观示意图；

图2为实施例2的青砖经返碱实验后的外观示意图；

图3为对比例1的青砖经返碱实验后的外观示意图。

具体实施方式

以质量比计，所述固废掺合料包括以下不同粒度的物料：

本发明提供的仿旧青砖，所用原料包括水泥、固废掺和料、粉煤灰、建筑陶粒和其它添加剂及水，以该原料制备青砖，基层抗冻性好，采用特定的固废掺和料(铅锌固废物研磨成一定粒度等级的纳米级微粉颗粒)，充分填充水泥颗粒的孔隙，且与粉煤灰、陶粒等其它组分较好的搭配，改善整体砂浆孔隙结构，抑制砂浆返碱，且上述固废掺和料水化过程也消耗了多余Ca(OH)₂，也可抑制返碱，使最终所得青砖，在满足力学性能的同时，具有良好的抗冻性和抑制返碱效果。

本发明中，所述水泥优选为硫铝酸盐水泥、PⅡ水泥和PS水泥中的一种或几种。所述水泥的等级优选为32.5、42.5和52.5中的一种或几种。本发明对所述水泥的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。

本发明中，所述水泥的用量为为200～260份，在本发明的一些实施例中，所述水泥的用量为200份、230份或260份。

本发明中，所述固废掺和料为铅锌尾矿和铅锌冶炼渣经粉磨后得到的混合料。其中，所述铅锌尾矿和铅锌冶炼渣的质量比优选为(1～5)∶(5～9)，更优选为2∶8。所述铅锌尾矿和铅锌冶炼渣的来源没有特殊限制，为本领域常规作业产生的固体废弃物即可。

本发明中，所述固废掺和料通过以下方式获得：将铅锌尾矿和铅锌冶炼渣经粉磨后，得到固废掺和料。在所述粉磨过程中，优选加入助磨剂。在本发明的一些实施例中，所述助磨剂为CJS-400。所述助磨剂的用量优选为铅锌尾矿和铅锌冶炼渣总质量的0.5％。所述粉磨的转速优选为50～100rpm；粉磨的时间优选为30～120min，更优选为50min。通过粉磨，优选控制所得固废掺和料的比表面积≥600m²/g。

优选的，以质量比计，所述固废掺合料包括以下不同粒度的物料：

更优选的，以质量比计，所述固废掺合料包括以下不同粒度的物料：

进一步优选的，以质量比计，所述固废掺合料包括以下不同粒度的物料：

在本发明的一些实施例中，以质量比计，所述固废掺合料包括以下不同粒度的物料：

本发明控制固废掺和料为上述粒度分布的纳米级颗粒，充分填充水泥颗粒的孔隙，且与粉煤灰、陶粒等其它组分较好的搭配，改善整体砂浆孔隙结构，抑制砂浆返碱，且上述固废掺和料水化过程也消耗了多余Ca(OH)₂，也可抑制返碱。

本发明中，所述固废掺和料的用量为100～300份，优选为200～260份，在本发明的一些实施例中，其用量为200份、230份或260份。本发明中，所述固废掺和料与水泥的质量比优选为0.76～1.3，控制在上述比例下，强度性能、抑制返碱效果均较好，若水泥用量过高，则容易返碱。在本发明的一些实施例中，所述质量比为0.76或1.3。

本发明中，所述铅锌尾矿砂的粒度优选为40～100目。所述铅锌尾矿砂的用量为400～900份，更优选为800份。

本发明中，所述粉煤灰优选为Ⅰ级粉煤灰、Ⅱ级粉煤灰和Ⅲ级粉煤灰中的一种或几种。所述粉煤灰的用量为10～50份，优选为40～50份，在本发明的一些实施例中，其用量为40份、45份或50份。

本发明中，所述建筑陶粒的规格优选为：粒径≤5mm，筒压强度≥1MPa，吸水率＜15％。所述建筑陶粒的用量为200～800份，优选为600～650份，在本发明的一些实施例中，其用量为600份、630份或650份。

本发明中，所述减水剂优选为聚羧酸减水剂。本发明对所述减水剂的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。本发明中，所述减水剂的用量为5～10份，在本发明的一些实施例中，其用量为7.5份或10份。

本发明中，所述增稠剂优选为纤维素醚、瓜尔胶、糊精、聚丙烯酰胺和丙烯酰胺中的一种或几种，更优选为纤维素醚。引入上述增稠剂能够使拌合物更均匀、不容易离析。本发明中，所述增稠剂的用量为0.1～1份，在本发明的一些实施例中，其用量为0.5份或1份。

本发明中，所述引气剂优选为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和松香中的一种或几种，更优选为十二烷基硫酸钠。本发明中，所述引气剂的用量为0.1～1份，在本发明的一些实施例中，其用量为0.2份或0.5份。

本发明中，所述消泡剂的用量为0.1～0.5份，在本发明的一些实施例中，其用量为0.1份或0.5份。本发明的浆料体系中引入引气剂和消泡剂，二者并存，有先消后引作用，引入绵密气泡，使得贯通孔隙减少(蜂窝封闭)，能够帮助抑制返碱。在本发明的一些实施例中，所述消泡剂为

-PXP(I)混凝土消泡剂，由江苏苏博特新材料有限公司提供。

本发明中，所述水的用量为100～300份，优选为150～200份，在本发明的一些实施例中，其用量为150份、175份或200份。

本发明中，将上述原料制备成浆料的过程优选如下：先投入尾矿砂，后加入陶粒和粉料(水泥、粉煤灰、固废掺和料、增稠剂和引气剂)，预搅拌1min。再加入水和减水剂和消泡剂，搅拌3min即可。

b)浇筑浆料并抹平，形成轻质基层；

d)对所述压纹轻质基层养护，得到仿旧青砖；

所述步骤a)和步骤b)没有顺序限制。

关于步骤a)：

本发明中，以古旧青砖作为模种，制作成硅胶纹理块的方式没有特殊限制，能够将古旧青砖的图纹清晰转移至硅胶块即可。具体如下：将需要的青砖纹理面切成薄片，厚度在10～25mm；将旧青砖薄片用胶水均匀固定铺在需要大小的模具内(一般小于1000×1000mm)，片和片之间的距离为2～10mm，纹理面朝上，然后将硅胶到入模具，没过旧青砖片。等24小时后硅胶固化后即可脱模。脱模后的硅胶片，纹理面和边条的高度修整为3～8mm，得到硅胶纹理块。

本发明中，在得到硅胶纹理块后，向其表面涂覆脱模剂。所述脱模剂的种类没有特殊限制，为本领域常规脱模剂即可。涂覆完脱模剂后，喷涂色浆，得到带色浆层的硅胶纹理块，通过喷涂色浆进行调色，形成斑驳过渡均匀的外观。

本发明中，所述色浆优选包括以下质量份的组分：

其中，水泥、固废掺合料、减水剂、增稠剂、引气剂及消泡剂的种类及来源等均与上述技术方案中所述浆料的组分种类及来源一致，在此不再一一赘述。其中，所述颜料的种类没有特殊限制，按照所需效果进行选择即可。

以水泥用量为100质量份为基准，所述固废掺合料的用量为0～150份(不包括端点0份，即其用量不为0)，优选为75～135份，在本发明的一些实施例中，其用量为75份、100份或133份。

以水泥用量为100质量份为基准，所述减水剂的用量为0～8份(不包括端点0份，即其用量不为0)，优选为2～2.7份，在本发明的一些实施例中，其用量为2份或2.7份。

以水泥用量为100质量份为基准，所述增稠剂的用量为0.1～1.0份，在本发明的一些实施例中，其用量为0.1份。

以水泥用量为100质量份为基准，所述引气剂的用量为0.1～1份，在本发明的一些实施例中，其用量为0.2份。

以水泥用量为100质量份为基准，所述消泡剂的用量为0.1～1份，在本发明的一些实施例中，其用量为0.1份。

以水泥用量为100质量份为基准，所述颜料的用量为3～5份，在本发明的一些实施例中，其用量为3份或4.7份。

以水泥用量为100质量份为基准，所述水的用量为50～150份，在本发明的一些实施例中，其用量为60份、80份或100份。

本发明中，所述色浆的制备过程优选如下：先投入粉料(水泥、固废掺和料、增稠剂及引气剂)，预搅拌1min。加入水和减水剂和消泡剂，搅拌3min即可。

本发明中，喷涂色浆后，形成色浆层，得到带色浆层的硅胶纹理块。喷完色浆的硅胶块，后续按压在轻质基层上后揭起，因为有脱模剂存在，色浆层(未凝固)能完整附到轻质基层上面。

关于步骤b)：

本发明中，所述浆料即为上述技术方案中用以形成仿旧青砖的浆料，在此不再赘述。本发明中，可在模具内浇筑浆料并抹平，形成轻质基层。

本发明对步骤a)制备带色浆层的硅胶纹理块和步骤b)制备轻质基层的顺序没有特殊限制。

关于步骤c)：

将步骤a)所得带色浆层的硅胶纹理块压在步骤b)所得轻质基层上，通过上述按压操作将硅胶纹理块的图纹转移至轻质基层上，即色浆层(未凝固)能够完整附到轻质基层上，在轻质基层上形成纹理面。本发明中，上述操作的压力优选为0.1～0.2MPa，保压时间优选为≥10min。经上述压制操作后，揭起带色浆层的硅胶纹理块，得到压纹轻质基层。

关于步骤d)：

本发明中，经步骤c)得到压纹轻质基层后，优选先对其表面进行喷砂，模拟手工制砖时表面细沙的质感。所述喷砂的细度优选为50～200目细砂，更优选为100目砂。

经上述喷砂后，再进行养护。本发明中，所述养护的条件优选为：温度为40～80℃，更优选为60℃；湿度为40％～98％，更优选为95％；时间优选为5～10h，更优选为7h。经上述处理后，得到仿旧青砖成品，大小可依据需要进行切割，所得产品可用于外墙铺贴等。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1

S1、利用采购的古旧青砖作为模种，制作成面积为1m²的硅胶纹理块。

S2、制备固废掺和料：

将铅锌尾矿和铅锌冶炼渣按质量比2∶8混合，并加入助磨剂CJS-400(由湖南希杰斯建材科技有限公司提供)0.5％，粉磨50min，得到比表面积不低于600m²/kg的固废掺和料。

其中，铅锌尾矿和铅锌冶炼渣的成分组成参见表1。

表1铅锌固废物的化学成分

粉磨后所得固废掺和料的粒度分布参见表2：

表2固废掺和料的粒度分布

粒径，nm	≤4.50	≤9.00	≤14.50	≤18.50	≤23.50	≤30.00	≤48.00	≤60.00
									颗粒占比，％	39.52	70.34	80.94	85.64	90.43	95.21	99.57	100

S3、制备浆料，并向模具内浇筑轻质基层，厚度控制在5mm，抹平。

浆料组成参见表3：

表3实施例1中的浆料组成

其中，铅锌尾矿砂的粒度为100目；粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰；建筑陶粒的粒径为3-5mm；消泡剂为

-PXP(I)混凝土消泡剂，由江苏苏博特新材料有限公司提供。

S4、将步骤S1的硅胶纹理块涂好脱模剂后，喷涂色浆。色浆的组成参见表4。

表4实施例1中色浆的组成

S5、将喷好色浆的硅胶纹理块按压在轻质基层上，压力为0.1MPa，10min后揭起，得到压纹纹理块。

S6、向压纹纹理块表面喷100目细砂，然后进行养护，养护条件为：温度60℃，湿度95％，时间7h。之后，脱模，得到仿旧青砖。

实施例2

按照实施例1的制备过程进行，不同的是：轻质基层浆料的组成以及色浆的组成分别参见表5和表6。

表5实施例2中的浆料组成

表6实施例2中色浆的组成

实施例3

按照实施例1的制备过程进行，不同的是：轻质基层浆料的组成以及色浆的组成分别参见表7和表8。

表7实施例3中的浆料组成

表8实施例3中色浆的组成

对比例1

按照实施例1的制备过程进行，不同的是：轻质基层浆料的组成进行调整，将固废掺和料，等量替换为水泥，具体组成参见表9。

表9对比例1中的浆料组成

实施例4

对实施例1～3及对比例1所得仿旧青砖进行性能测试，结果参见表10。

表10仿旧青砖的性能

	28d抗折强度，MPa	吸水率，％	返碱情况	冻融循环F200
					对比例1	3.4	0.1	明显返碱	合格
实施例1	2.2	0.2	轻微返碱	合格
					实施例2	1.7	0.2	无返碱	合格
实施例3	2.6	0.1	无返碱	合格

其中，返碱性的测试采用《墙体饰面砂浆》JC/T1024-007规定的淋水法。

返碱实验中，实施例1～2及对比例1的青砖外观分别参见图1～3，图1为实施例1的青砖经返碱实验后的外观示意图，图2为实施例2的青砖经返碱实验后的外观示意图，图3为对比例1的青砖经返碱实验后的外观示意图。可以看出，对比例1的青砖明显返碱，问题严重，与对比例1相比，实施例1-3青砖的返碱问题得到明显改善，实施例1仅有轻微返碱，实施例2-3无返碱。

从以上测试结果可以看出，与对比例1相比，本发明实施例提供的仿旧青砖，在保证强度性能相当的基础上，明显缓解了返碱问题。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。