CN113683371A - 一种面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石pc砖及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑材料领域，涉及一种面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖及其生产工艺，所述PC砖的面层浆料中包括：干法水泥砖用防水抗污剂；所述防水抗污剂由聚合物防水砂浆添加剂和工业级水玻璃硅酸钠液体组成，二者的质量比为3～6:2～4。通过使用本发明的防水抗污剂，将干法工艺的水泥砖面层孔隙完全封闭，并且有了憎水效果，在后期使用中，砖体表面堆积的泥水等污染物，再也无法渗透进砖体面层内部而污染砖体，同时，大大提高了干法水泥砖的耐脏性能。面层料二次搅拌工艺，可使干法工艺仿石效果的水泥砖面层中，面层料颗粒根据骨料颜色的不同而分布不同，彩色骨料间深度分布层次明显，界限过渡自然，砖体面层的仿石效果获得大幅的提升。

Description

一种面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖及其生产工艺

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖及其生产工艺。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

传统干法成型工艺水泥砖，由于使用水泥沙子混合的半干料压制或振动成型，用水量极低，水泥浆体发育极不充分，水泥浆体基本无流动性，导致砖体干燥，内部孔隙密布，砖体表面孔隙率大，在毛细管吮吸原理的作用下，砖体表面吸水性极强，导致泥水污染物极其容易进入砖体面层内部，难以清理，故砖体表面耐脏性很差，表面质感差。

同时，传统干法成型工艺水泥砖作为水泥制品，因其内部孔隙极大，故在水泥砖表面积水的情况下，砖内部的部分水泥组份很容易在水流作用下溶解、通过孔隙移动、最后到达并堆积在砖体面层，造成砖体表面明显固结了一层白色沉淀物，这就是水泥制品的表面返碱问题，返碱问题大大降低了水泥砖的表面美观效果，并且难以清理。

干法工艺水泥砖的强吸水不耐脏问题，以及遇水易返碱问题，一直以来都是干法工艺水泥砖难以解决的技术难题，只要是采用半干料的干法成型工艺，其内部孔隙一定非常发达，表面强吸水、易脏、易返碱的问题也就根本无法避免。并且目前市面上也没有很好的解决办法。从原理上说，解决办法就只有完全封闭水泥砖的内部孔隙，阻断砖体内部的毛细管吮吸作用，阻断砖体面层的污染物向砖体内部的移动和污染，同时阻断溶解的水泥成分随水流向砖体面层的流动。常用的封闭水泥制品内部孔隙的办法，一般是加入水泥防水封闭剂，但目前市面上现有的水泥防水封闭剂，全部是用于湿法混凝土工艺的，其主要工作原理是防水封闭组分吸水体积膨胀以填充并阻塞孔隙以达到防水效果。但在用于水泥干法工艺时，因干法工艺用水量极低，不足以提供多余并充足的水分来使普通防水封闭剂正常起作用，同时干法工艺水泥制品内部孔隙尺寸和数量远远大于湿法混凝土制品，故目前市面常用的水泥防水封闭剂对干法工艺水泥制品完全没有效果。另一种办法，就是后期在水泥砖表面二次喷涂石材用表面防水封闭剂，但此种方法只能是后期人工喷涂，防水效果不佳，并且成本昂贵，综合成本至少增加30-40元/平米以上，并且施工现场很难组织实施。综合而言，对于干法成型工艺水泥砖的强吸水易污染不耐脏，以及易返碱的问题，目前市面上并没有很好的解决办法及相应产品。

另一方面，为了达到干法工艺水泥砖表面的仿石效果，市面常用办法是通过不同颜色的天然彩砂做骨料来搅拌面层料，通过骨料的不同颜色来搭配出仿天然石材的表面效果，但目前市面同类产品使用的是面层料统一搅拌的工艺，不同颜色的天然彩砂骨料，其包裹的水泥浆体厚度，在砖体面层的分布位置和深度，完全一样，毫无层次感，故而仿石效果显得呆板，不够逼真，仿石效果差。

发明内容

为了克服干法水泥砖的强吸水、不耐脏、难清理以及遇水易返碱，以及表面仿石效果差的问题。本发明提供了一种面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖及其生产工艺。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖，所述PC砖的面层浆料中包括：干法水泥砖用防水抗污剂；

所述防水抗污剂由湿法混凝土工艺用聚合物防水砂浆添加剂和工业级水玻璃硅酸钠液体组成，二者的质量比为3～6:2～4。

本发明的第二个方面，提供了一种面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖的生产工艺，包括：

将白水泥、沙子、水和干法水泥砖用防水抗污剂，混合均匀，得到第一混合料；

将水泥、沙子、水、干法水泥砖用防水抗污剂和增稠剂，得到第二混合料；

将第一混合料和第二混合料搅拌均匀，即得。

本发明的第三个方面，提供了面层料的二次搅拌工艺在提升砖面层的仿石效果中的应用。

本发明的有益效果在于：

(1)通过使用本发明调配出的适用于干法成型工艺水泥制品的防水抗污剂，将干法工艺的水泥砖面层孔隙完全封闭，并且有了憎水效果，在后期使用中，砖体表面堆积的泥水等污染物，再也无法渗透进砖体面层内部而污染砖体，同时由于污染物没有进入内部孔隙，只能堆积在砖体表面，后期清扫时可以很方便的将污染物清扫干净，大大提高了干法水泥砖的耐脏性能。同时由于水泥砖面层孔隙的完全封闭，水泥砖遇水时，水流在砖体内部通往砖体面层的通道被完全关闭，溶于水的水泥组分无法到达水泥砖面层，故而传统水泥砖遇水面层易返碱的问题也从根本上解决掉了。

(2)通过本发明的面层料二次搅拌工艺，可使干法工艺仿石效果的水泥砖面层中，面层料颗粒根据骨料颜色的不同而分布不同，彩色骨料间深度分布层次明显，界限过渡自然，砖体面层的仿石效果获得大幅的提升。

(3)本发明的操作方法简单、成本低、具有普适性，易于规模化生产。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实验例1毛细管渗透高度测试方法；

图2为本发明实验例1毛细管渗透高度测试结果图；

图3为本发明实验例1浸水2小时毛细管渗透高度对比测试实验结果；

图4为本发明实验例1干法水泥砖浸水4天快速返碱实验；

图5为本发明实验例1防水抗污剂样板和普通干法水泥砖样板的快速返碱实验结果对比；

图6为本发明实验例1快速返碱实验结果；

图7为本发明实验例2传统一次搅拌工艺仿石效果；

图8为本发明实验例2的二次搅拌工艺仿石效果；

图9为本发明使用的适用于干法工艺水泥砖的防水抗污剂，完全封闭干法工艺水泥砖颗粒间的孔隙，达到防水抗污的效果；

图10为本发明干法水泥砖面层料二次搅拌工艺示意图，可使面层料不同颜色骨料水泥浆厚度不同，分布有层次，仿石效果更逼真更自然；

图11为本发明干法水泥砖面层料二次搅拌工艺流程图；

图12为本发明实验例3的透水性能直观测试图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

术语解释

PC砖，Precasted Concrete，预制混凝土砖。

干法成型工艺水泥砖，主要用于地面铺装，是使用水泥搅拌沙子，加入极少量的水，搅拌成半干料，再装入钢模具，使用水泥砖机压制或振动而成型的水泥铺地砖产品。干法成型工艺水泥砖，是预制混凝土砖范围下的一个分支产品，传统上就叫做水泥砖或面包砖。

本发明的干法成型工艺水泥砖，融入了市面上广泛使用的PC砖的功能理念，主要是面层仿石材效果，尺寸多样化完全参照园林工程中常用石材尺寸，故本发明的新型干法水泥砖叫做干法仿石PC砖。

一种面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖，所述PC砖的面层浆料中包括：干法水泥砖用防水抗污剂；

所述防水抗污剂由湿法混凝土工艺用聚合物防水砂浆添加剂和工业级水玻璃硅酸钠液体组成，二者的质量比为3～6:2～4。

为了有效提高干法水泥砖制品的表面易脏难清理的问题，为了有效解决干法水泥砖遇水易返碱的问题，本发明在试验了市面已有的多种水泥防水抗渗剂剂、膨胀剂或封闭剂后，见其效果均不理想，无法达到目标要求的干法水泥砖表面不吸水的效果后，发明人通过大量原材料选择试验及配方研究，最终创新性的试配出了可有效用于干法成型工艺水泥砖表面的防水抗污剂，具体是某品牌用于湿法混凝土工艺的防水剂，按照重量比60％，再复配工业级水玻璃硅酸钠液体，按照重量比40％，整体混合物按照4％水泥用量的比例，直接掺入面层料搅拌中搅拌均匀即可，工艺简单方便，成本仅增加4元/平米左右，成本增加不明显，大大低于后期二次喷涂石材表面封闭剂的30-40元/平米综合费用，用于干法水泥砖制品中防水封闭效果好。

在一些实施例中，所述湿法混凝土工艺用聚合物防水砂浆添加剂由聚合物胶粉，抗裂纤维，聚丙烯酸盐和填料混合而成。实际应用时，为了满足工业化生产要求，可以采用为深圳筑龙ZL205聚合物防水砂浆添加剂，或专利CN200710073239.1所述的方法制备的聚合物防水砂浆。

在一些实施例中，所述防水抗污剂在面层浆料的加入量为水泥用量3～6％，优选地，为水泥用量4％。

在一些实施例中，所述面层浆料由如下重量份的原料组成：水泥20～30份，沙子70～80份，水4～6份，干法水泥砖用防水抗污剂0.6～0.9份，增稠剂0.3～0.5份。

在一些实施例中，所述面层浆料由如下重量份的原料组成：水泥20份，沙子74.4份，水4.4份，干法水泥砖用防水抗污剂0.8份，增稠剂0.4份。

本发明还提供了一种面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖的生产工艺，包括：

将白水泥、沙子、水和干法水泥砖用防水抗污剂，混合均匀，得到第一混合料；

将水泥、沙子、水、干法水泥砖用防水抗污剂和增稠剂，得到第二混合料；

将第一混合料和第二混合料搅拌均匀，即得。

在一些实施例中，第一混合料的混合的具体步骤为将水泥、沙子混合，搅拌10～15s，加水，搅拌30～40s，即得，优选地，将水泥、沙子混合，搅拌10s，加水，搅拌30s，即得。

在一些实施例中，第二混合料的混合的具体步骤为将水泥、沙子混合，搅拌10～15s，加水，搅拌40～50s，即得，优选地，将水泥、沙子混合，搅拌10s，加水，搅拌40s，即得。

在一些实施例中，所述搅拌时间为10～15s。

下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。

以下实施例中，湿法混凝土工艺用聚合物防水砂浆添加剂为深圳筑龙ZL205聚合物防水砂浆添加剂；

水玻璃采用南昌华博液体水玻璃；

增稠剂采用德州修杰羟丙基甲基纤维素醚。

实施例1：

干法水泥砖面层浆料配方为：水泥20kg，沙子74.4kg，水4.4kg，干法水泥砖用防水抗污剂0.8kg(ZL205防水砂浆添加剂0.5kg+南昌华博液体水玻璃0.3kg)，德州修杰增稠剂0.4kg。

制备方法如下：

搅拌机1：

配方：白水泥10kg(白色)，沙子37.2kg，水2.2kg，干法水泥砖用防水抗污剂0.4kg(ZL205防水砂浆添加剂0.25kg+南昌华博液体水玻璃0.15kg)。

搅拌方法：统一下料水泥沙子，搅拌10s，加水和干法水泥砖用防水抗污剂，搅拌30s，出锅，但不上料。

搅拌机2：

配方：普硅水泥10kg(灰色)，沙子37.2kg，水2.2kg，干法水泥砖用防水抗污剂0.4kg(ZL205防水砂浆添加剂0.25kg+南昌华博液体水玻璃0.15kg)，德州修杰增稠剂纤维素醚0.2kg。

搅拌方法：统一下料水泥沙子，搅拌10s，加水、干法水泥砖用防水抗污剂和德州修杰增稠剂纤维素醚，搅拌40s，出锅，但不上料。

搅拌机3：

将搅拌机1搅拌好的料，和搅拌机2搅拌好的料，全部放入搅拌机3，统一搅拌10s，不可多搅拌，具体以目测两种料已搅拌均匀为准。

搅拌好后出锅，上砖机料斗，开始生产，即得。

将混合好的面层料一起放入砖机面料斗中上料，压制砖体面层。

实施例2：

干法水泥砖面层浆料配方为：水泥30kg，沙子80kg，水6kg，干法水泥砖用防水抗污剂0.9kg(ZL205防水砂浆添加剂0.6kg+南昌华博液体水玻璃0.3kg)，德州修杰增稠剂0.6kg。

制备方法同实施例1。

实施例3：

干法水泥砖面层浆料配方为：水泥20kg，沙子70kg，水4kg，干法水泥砖用防水抗污剂0.6kg(ZL205防水砂浆添加剂0.4kg+南昌华博液体水玻璃0.2kg)，德州修杰增稠剂0.3kg。

制备方法同实施例1。

对比例1

干法水泥砖面层浆料配方为：水泥20kg，沙子74.4kg，水4.4kg，德州修杰增稠剂0.4kg。

制备方法同实施例1。

对比例2

干法水泥砖面层浆料配方同实施例2，制备方法如下：

搅拌方法：统一下料水泥、沙子，搅拌10s，加水、干法水泥砖用防水抗污剂和德州修杰增稠剂纤维素醚，搅拌30s，出锅，上砖机料斗，开始生产；

将混合好的面层料一起放入砖机面料斗中上料，压制砖体面层。

对比例3

干法水泥砖面层浆料配方为：水泥20kg，沙子70kg，水4kg，德州修杰增稠剂0.3kg。

制备方法同实施例3。

实验例1：防水、防碱性能测试

对制备的干法水泥砖在具体的毛细管渗透高度测试中(装置见图1)，对比例1制备的普通干法水泥砖样板(编号0)，在浸水10分中内水分即因毛细管吮吸原理而被吸入并充满整个砖体样板内，毛细管渗透高度d≥40mm；另外使用了A，B，C三种市面成熟水泥防水抗渗剂产品的样板(编号2，3，4)，2小时毛细孔渗透高度d也在20-40mm之间，充分证明了市面现有水泥防水抗渗剂对干法工艺水泥制品完全不适用，效果不理想；而使用了本发明自配的干法水泥制品用的防水抗污剂的实施例1制备的样板(编号1)，测得的2小时毛细管渗透高度值d为0，根本无法观测到水位的上升，这充分证明了本发明的防水抗污剂效果显著，水泥砖面层的孔隙被完全封闭，防水效果优秀，如图2所示。

图2中左侧为普通干法水泥砖面层浸水后，在10分钟内，水就因毛细管吮吸原理而迅速布满水泥砖样品整体，毛细管渗透高度d≥40mm；

图2中，右侧为本发明实施例1制备的干法水泥砖面层添加了本发明配制的防水抗污剂后，浸泡2小时后都无法观察到毛细孔渗透高度，毛细孔渗透高度d＝0mm。

表1：浸水2小时毛细管渗透高度对比测试实验结果

在具体的快速返碱实验中(见图4)，普通干法水泥砖样板(编号0)在浸水4天后出现了非常明显的面层返碱情况，返碱面积比例大约在20％左右；另外使用了A，B，C三种市面成熟水泥防水抗渗剂产品的样板(编号2，3，4)，也出现了比较明显的面层返碱情况，返碱面积比例大约在5-20％之间；而实施例1制备的使用本发明的防水抗污剂样板(编号1)，未发现明显面层返碱情况，返碱面积为0％，这充分证明本发明配制的防水抗污剂完全封闭了干法水泥砖的面层孔隙，导致溶于水的水泥组分无法通过砖体内部孔隙通道到达砖体面层，面层返碱现象完美解决，如图5、图6所示。

综上所述，本发明的干法水泥制品用的防水抗污剂，使干法工艺水泥砖在不额外增加工序，不显著增加成本的前提下，首次具有了砖体表面憎水、不吸水效果，砖体表面孔隙完全封闭，完全解决了干法水泥砖表面易脏难清理的难题，同时由于表面孔隙的封闭，砖体表面遇水不再轻易返碱。

实验例2：仿石效果性能测试

为了提高本发明制备的干法工艺水泥砖的仿石效果，本发明还创新性的提出了面层料二次搅拌工艺。根据面层料骨料颜色的深浅而分开独立搅拌，并且在其中一组搅拌料中额外加入增稠剂，掺量为水泥用量的2％，使此部分面层料中天然彩砂的水泥裹浆厚度对比没掺增稠剂的，厚度明显增大，甚至按照仿石花色需求，分开搅拌的两部分面层料可以使用颜色不同的水泥搅拌，两部分面层料分别独立搅拌完成后，再混合在一起集中快速搅拌10s，搅拌均匀即可，之后再将最终混合面层料一起放入砖机面料斗中上料，压制砖体面层(实施例2)。

对对比例2制备的干法水泥砖的面层进行拍照，如图7所示。

对本发明实施例2二次搅拌制备的干法水泥砖的面层进行拍照，如图8所示。

由对比可知，通过此种面层料的二次搅拌工艺，可使干法水泥砖的面层中，面层料骨料根据颜色的不同而分布不同，彩色骨料间深度分布层次差异明显，界限过渡自然，砖面层的仿石效果获得大幅的提升。

实验例3：透水性能直观测试

图12中左右两块砖，均为我司生产的干法工艺水泥砖，左侧那块为常规配方(对比例3)，右边那块(实施例3)为添加了本发明调配出的用于干法工艺水泥制品的防水抗污剂。同时淋水后，很明显的可看出，左侧那块常规配方的干法工艺水泥砖，水迅速在砖体面层铺开，并迅速被水泥砖自身大量的毛细孔隙吸入砖体内部：而右侧那块添加了本发明的用于干法水泥砖的防水抗污剂后，砖体表面的憎水效果导致砖体面层的积水在自身表面张力的约束下，无法向四周铺开，同时由于砖体面层的毛细孔隙被完全封闭，导致积水完全无法渗入砖体内部，而只能停留在砖体表面。

最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖，其特征在于，所述PC砖的面层浆料中包括：干法水泥砖用防水抗污剂；

所述防水抗污剂由聚合物防水砂浆添加剂和工业级水玻璃硅酸钠液体组成，二者的质量比为3～6:2～4。

2.如权利要求1所述的面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖，其特征在于，所述聚合物防水砂浆添加剂由聚合物胶粉，抗裂纤维，聚丙烯酸盐和填料混合而成。

3.如权利要求1所述的面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖，其特征在于，所述防水抗污剂在面层浆料的加入量为水泥用量3～6％，优选地，为水泥用量4％。

4.如权利要求1所述的面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖，其特征在于，所述面层浆料由如下重量份的原料组成：水泥20～30份，沙子70～80份，水4～6份，干法水泥砖用防水抗污剂0.6～0.9份，增稠剂0.3～0.5份。

5.如权利要求4所述的面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖，其特征在于，所述面层浆料由如下重量份的原料组成：水泥20份，沙子74.4份，水4.4份，干法水泥砖用防水抗污剂0.8份，增稠剂0.4份。

6.一种面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖的生产工艺，其特征在于，包括：

将白水泥、沙子、水和干法水泥砖用防水抗污剂，混合均匀，得到第一混合料；

将水泥、沙子、水、干法水泥砖用防水抗污剂和增稠剂，得到第二混合料；

将第一混合料和第二混合料搅拌均匀，即得。

7.如权利要求6所述的面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖的生产工艺，其特征在于，第一混合料的混合的具体步骤为将水泥、沙子混合，搅拌10～15s，加水，搅拌30～40s，即得，优选地，将水泥、沙子混合，搅拌10s，加水，搅拌30s，即得。

8.如权利要求6所述的面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖的生产工艺，其特征在于，第二混合料的混合的具体步骤为将水泥、沙子混合，搅拌10～15s，加水，搅拌40～50s，即得，优选地，将水泥、沙子混合，搅拌10s，加水，搅拌40s，即得。

9.如权利要求6所述的面层不吸水不返碱的水泥基干法仿石PC砖的生产工艺，其特征在于，所述搅拌时间为10～15s。

10.面层料的二次搅拌工艺在提升砖面层的仿石效果中的应用。

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