CN115215602A - 石材干粉料和采用该干粉料制备人造石材的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种石材干粉料和采用该干粉料制备人造石材的方法，涉及人造石材技术领域。该石材干粉料包括50～65重量份的胶凝材料、35～45重量份的砂料、0.01～0.1重量份的纤维素醚、0.2～0.5重量份的干粉减水剂、0.1～0.5重量份的碱激发剂、以及1～5重量份的纤维。其中，胶凝材料包括白水泥和偏高岭土，白水泥的重量占胶凝材料的60％～95％，偏高岭土的重量占胶凝材料的5％～40％。通过采用无机胶凝体系，可以较好的改善人造石材的耐候性和环保性问题，有利于作为建筑外墙的装饰材料。且由该石材干粉料和水混合制成的浆料，可以采用挤出成型工艺，相对于普通浇筑成型的无机板材，大大提升生产效率。
Description
技术领域
本申请属于人造石材技术领域，更具体地，涉及一种石材干粉料和采用该干粉料制备人造石材的方法。
背景技术
人造石材是指：以不饱和聚酯树脂为黏结剂，配合填料、阻燃剂、颜料等，混合搅拌、振压成型制备的仿石材装饰板。
由于大部分人造石材装饰板硬度小，存在怕划伤、怕热、怕烫、怕着色等缺陷，且耐候性较差，难以用于外墙等外部环境的装饰。目前可用于外墙装饰的无机板材常以浇筑方式生产，存在生产效率较低，成本较高的问题。
如何改善现有的人造石材至少部分上述问题，以使其能够适用于建筑外墙环境，是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
发明内容
本申请的目的包括，例如，提供了一种石材干粉料和采用该干粉料制备人造石材的方法，以改善至少部分上述问题。
本申请的实施例可以这样实现：
第一方面，提供一种石材干粉料，包括：
其中，胶凝材料包括白水泥和偏高岭土，白水泥的重量占胶凝材料的 60％～95％，偏高岭土的重量占胶凝材料的5％～40％。
本申请实施例提供的石材干粉料，采用无机材料聚合的复合胶凝体系。胶凝组分包括白水泥和偏高岭土，且通过白水泥和偏高岭土的配比。不仅可以改善人造石材的耐候性、环保性问题，也可以采用该干粉料和水按比例混合搅拌制成浆料，浆料柔软具有可塑性，可以采用挤出成型工艺制备人造石材。
进一步地，石材干粉料包括：
通过调整石材干粉料中各个材料的重量份，可以提高该石材干粉料所制成的人造石材的高耐候性，以及浆料在挤出成型工艺过程中的可塑性。
进一步地，石材干粉料包括：
通过调整石材干粉料中各个材料的重量份，进一步提高由石材干粉料所制成的人造石材的高耐候性，以适用于建筑外墙环境装饰。且通过挤出成型的工艺来提高生产效率，进而降低生产成本。
进一步地，偏高岭土的重量占胶凝材料的5％～30％，偏高岭土的粒径为 1250～3000目。
由于不同目数的偏高岭土的功能效果存在差异，140～325目的偏高岭土的激发效果好，但是粘聚力不足。4000目的偏高岭土的挤出状态较好，但容易导致板材强度不足，难以成型。当偏高岭土的重量占胶凝材料的5％～ 30％时，采用1250～3000目的偏高岭土就可以满足挤出料的粘性和软硬度。
进一步地，偏高岭土包括第一偏高岭土和第二偏高岭土，第一偏高岭土的粒径为1250～3000目，第二偏高岭土的粒径为140～325目。偏高岭土的重量占胶凝材料的20％～40％，第一偏高岭土的重量占胶凝材料的15％～ 30％。
在使用时可以采用不同目数的偏高岭土进行混合的方式添加到石材干粉料中，通过同时添加1250～3000目的第一偏高岭土和140～325目的第二偏高岭土，将不同目数的偏高岭土按比例进行混合，可以同时满足粘性和软硬度要求。
进一步地，砂料包括20～40目的石英砂、40～70目的石英砂以及140～ 325目的石英砂；20～40目的石英砂的重量占砂料的50％～70％，40～70目的石英砂的重量占砂料的20％～30％，140～325目的石英砂的重量占砂料的 10％～20％。
通过将不同目数的石英砂按比例进行混合，可以使得由该石材干粉料和水混合形成的浆料，具有紧密的堆积状态，可以有效提高砂浆的密实度，降低吸水率。
进一步地，砂料包括石英砂和彩砂，彩砂的目数与石英砂的目数相同，且彩砂含量小于或者等于相同目数的石英砂含量。
根据人造石材的颜色需求，可以将石英砂和彩砂进行混合。在满足添加彩砂的目数与石英砂的目数相同，且彩砂重量小于或者等于相同目数的石英砂重量的情况下，可以使得由该石材干粉料和水混合形成的浆料，具有较好的密实度，且可以丰富装饰效果，以使建筑外墙体的装饰具有多彩的颜色。
进一步地，砂料包括石英砂和玻璃砂，玻璃砂的粒径为2～6mm，且玻璃砂的含量小于或者等于石英砂重量的30％。
玻璃砂具有彩色玻璃砂和透明玻璃砂，可以根据人造石材的装饰需求，将具有透明或彩色性能的玻璃砂和石英砂进行混合，在满足由该石材干粉料和水混合形成的浆料，具有较好的密实度的前提下，使得人造石材具有更加丰富的装饰效果，例如，彩色或透明外观。
进一步地，石材干粉料还包括：
云母0～0.5重量份
颜料0～0.5重量份。
云母可以包括云母片和云母粉，通过在石材干粉料中添加云母，可以具有闪亮的外观效果；通过在石材干粉料中添加颜料，颜料可以包括无机矿物颜料，通过添加颜料，可以丰富由石材干粉料与水混合搅拌形成的装饰砂浆的多种配色，丰富不同颜色和闪亮的装饰外观效果。
第二方面，提供一种人造石材的制备方法，包括：
将上述的石材干粉料与水混合搅拌，其中，水占石材干粉料重量的8％～ 15％；
将混合后的浆料挤出成型装饰构件；
对装饰构件保温养护至少5小时；
对养护完成后的装饰构件进行表面抛光、切割后形成人造石材。
采用上述石材干粉料按照制备方法制成的人造石材，不仅具有较高的耐候性，可以将人造石材应用于建筑外墙的环境装饰中；而且可以采用挤出成型工艺，大幅提高人造石材的生产效率，进而降低生产成本。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。
人造石材是以不饱和聚酯树脂为黏结剂，配以天然大理石或方解石、白云石、硅砂、玻璃粉等无机物粉料，以及适量的阻燃剂、颜料等。经配料混合、瓷铸、振动压缩、挤压等方法成型，固化而成。与天然石材相比，人造石具有色彩艳丽、光洁度高、颜色均匀一致，抗压耐磨、韧性好、结构致密、比重轻、不吸水、耐侵蚀风化、色差小、放射性低等优点。
目前，传统的人造石材大部分硬度小，存在易划伤、易着色、怕热怕烫等缺陷。又由于人造石材使用大量的树脂制成，其耐候性较差，不太适用于建筑外墙的环境装饰。另外，大多数的人造石材原料中或多或少存在有毒的化学物质，这些有毒的化学物质是需要较长时间进行挥发释放，不利于环保。
可以应用于建筑外墙的环境装饰的无机板材，常常采用浇筑方式进行生产。该生产方式决定了无机板材的生产效率低下，生产成本较高，不利于推广普遍生产。
为了改善至少部分上述问题，本申请实施例提供了一种石材干粉料和采用该干粉料制备人造石材的制备方法。该石材干粉料由无机材料组成，可以应用于挤出成型工艺。不仅可以改善传统的人造石材存在的至少部分问题，例如，耐候性。而且相对于浇筑方法可以大幅度提高生产效率。
作为本发明的一个方面，本申请实施例提供一种石材干粉料，该石材干粉料可以包括按重量份计的如下组分：
其中，胶凝材料的组分包括白水泥和偏高岭土，将白水泥和偏高岭土按照不同的比例进行混合制成。
白水泥是胶凝材料中最主要的胶结物质。在本申请一些实施方式中，白水泥的重量占胶凝材料重量的60％～95％，相应地，偏高岭土的重量占胶凝材料重量的5％～40％。
白水泥是白色硅酸盐水泥的简称，以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分，铁质含量少的熟料加入适量的石膏，磨细制成的白色水硬性胶凝材料。
可选地，白水泥的强度等级为52.5级(P.W52.5)，且要求白水泥的白度不小于85％。为了方便人造石材在成型过程中的调色，在生产时，应尽量选用同一品牌、且白度完全一致的白水泥。
偏高岭土(metakaolin，简称MK)，是以高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O，简称AS2H2)为原料，在适当温度下(600～900℃)，经脱水形成的无水硅酸铝 (Al2O3·2SiO2，简称AS2)。
偏高岭土是一种高活性矿物掺合料，是超细高岭土经过低温煅烧而形成的无定型硅酸铝，具有很高的火山灰活性，主要用作混凝土外加剂，也可制作高性能的地质聚合物。
其中，高岭土属于层状硅酸盐结构，层与层之间由范德华键结合，OH 离子在其中结合得较牢固。高岭土在空气中受热时，会发生几次结构变化，加热到大约600℃时，高岭土的层状结构因脱水而破坏，形成结晶度很差的过渡相-偏高岭土。由于偏高岭土的分子排列是不规则的，呈现热力学介稳状态，在适当激发下具有胶凝性。偏高岭土是由一种活性指数大于110％的高活性偏高岭土，白度85％以上，目数为140～325目和1250～3000目的两种规格按比例混合而成。其中的活性成分有水硅酸铝与水泥水化析出的氢氧化钙反应，生成具有凝胶性质的水化钙铝黄长石和二次C-S-H凝胶，这些水化产物不仅使混凝土的抗压、抗弯和劈裂抗拉强度增强，而且增加纤维混凝土抗弯韧性。
由于不同目数的偏高岭土的功能效果存在较大差别，例如，140～325 目的偏高岭土的激发效果较好，但粘聚力不足；4000目的偏高岭土细腻，挤出状态较好，但因其需水量较大，提高了水胶比，导致板材的强度不足、难以成型。因此，在实际使用时，可以采用不同目数的偏高岭土进行混合的方式进行添加。
可选地，在本申请的一些实施方式中，偏高岭土的重量占胶凝材料的 5％～30％，偏高岭土的目数可以为1250～3000目。也就是说，当偏高岭土的掺量小于或者等于胶凝材料重量的30％时，可以全部使用1250～3000目的偏高岭土。
可选地，在本申请的一些实施方式中，偏高岭土的重量占胶凝材料的 20％～40％时，偏高岭土可以包括第一偏高岭土和第二偏高岭土，第一偏高岭土和第二偏高岭土的粒径不同。
其中，第一偏高岭土的粒径为1250～3000目，第一偏高岭土的重量占胶凝材料的15％～30％，第二偏高岭土的粒径为140～325目，剩余重量的则为第二偏高岭土。
例如，第一偏高岭土的重量占胶凝材料的25％，余量的第二偏高岭土的重量占胶凝材料的0～15％。也就是说，偏高岭土的掺量若大于胶凝材料重量的25％时，可以将两种规格粒径的偏高岭土进行混合。在混合时，占胶凝材料重量的25％采用1250～3000目的第一偏高岭土；超出25％的部分采用140～325目的第二偏高岭土。
具体地，偏高岭土在本申请实施例提供的石材干粉料组分中具有以下作用。
第一、作为一种高活性矿物掺合料，可以提高水泥基材料的早期强度、硬度等力学性能，并改善后期强度的发展。
第二、作为一种抑制泛碱的胶凝材料，通过碱激发剂的激发作用，可以加速材料的水化反应，与水泥水化后的氢氧化钙反应生成胶凝。抑制无机装饰板材泛碱的同时，提高材料早期强度，强化材料的结构；提高板材的抗渗抗碱等耐久性能，提升产品的生产效率。
第三、可以采用偏高岭土替代部分水泥，在与水拌合的过程中，超细的偏高岭土可以明显增加浆料的粘聚力，为挤出施工提供条件。同时，还能够有效减少产品的收缩开裂问题，大幅改善拌合物的工作状态及稳定性。
第四、作为一种碱激发聚合原料，在硅酸盐等激发剂作用下与金属阳离子发生聚合反应生成沸石相矿物。
需要注意的是，具有白水泥和偏高岭土的石材干粉料，没有包含任何树脂类的材料，是一种无机胶凝组分，可以提高板材的抗渗抗碱等耐久性能。
在一些实施方式中，砂料可以包括20～40目的石英砂、40～70目的石英砂以及140～325目的石英砂三种规格。且20～40目的石英砂的重量占砂料的50％～70％，40～70目的石英砂的重量占砂料的20％～30％，140～325 目的石英砂的重量占砂料的10％～20％。
在制备该石材干粉料时，通过将20～40目的石英砂、40～70目的石英砂以及140～325目三种规格的石英砂，按照上述配比进行混合。混合后，可以实现砂料最紧密的堆积状态，能够有效提高装饰砂浆的密实度，从而降低吸水率。
当需要制成具有彩色或透明效果的人造石材时，可以通过将砂料中的石英砂进行部分替换。例如，在砂料中添加彩砂或者玻璃砂，或者同时在砂料中添加彩砂和玻璃砂。
可选地，在本申请的一些实施方式中，砂料也可以包括石英砂和彩砂。其中，彩砂的目数与石英砂的目数相同，且彩砂重量小于或者等于相同目数的石英砂重量。彩砂具有不同的色彩效果，可以根据建筑外墙体的装饰需求进行配色，通过将石英砂和相应颜色的彩砂进行混合，可以使得所形成的石材干粉料也可以具有丰富的色彩。由该石材干粉料和水混合制成的人造石材，具有多彩的外观装饰效果，以使建筑外墙体的外观效果更加丰富。
其中，砂料中彩砂的粒径目数应与石英砂的粒径目数保持一致。在调整配比时，应根据人造石材的外观颜色需要，使用等重量的彩砂替代石英砂，且彩砂的掺量不得超过相同目数的石英砂的掺量。从而使石材干粉料和水混合制成的浆料在具有较好的密实度的前提下，丰富所制成的人造石材的外观颜色需求。
可选地，在本申请的一些实施方式中，砂料可以也包括石英砂和玻璃砂。其中，玻璃砂的粒径为2～6mm，且玻璃砂的重量小于或者等于石英砂含量的30％。由于玻璃砂可以包括彩色玻璃砂和透明玻璃砂两种类型，通过将石英砂和玻璃砂按比例进行混合形成砂料。可以根据所形成人造石材的装饰需求来确定玻璃砂的类型，当玻璃砂为彩色玻璃砂时，所制成的人造石材可以具有丰富多彩的颜色效果。当玻璃砂为透明玻璃砂时，所制成的人造石材在彩色颜色的基础上还可以具有透明闪亮的外观装饰效果。即通过将玻璃砂和石英砂进行混合形成的石材干粉料与水搅拌混合制成人造石材，可以更加丰富石材的外观，能够增加建筑外墙体的装饰效果，以使建筑外墙体的外观具有透明闪亮或彩色的色彩。
需要注意的是，添加玻璃砂的粒径可以根据人造石材的实际装饰效果确定。通常情况下，玻璃砂的粒径可以选择2～6mm，玻璃砂可以采用等重量替代石英砂的添加方式，且玻璃砂的最大含量不得超过石英砂重量的 30％。
纤维素醚是由纤维素制成的具有醚结构的高分子化合物。纤维素大分子中每个葡萄糖基环含有三个羟基，第六碳原子上的伯羟基、第二、三个碳原子上的仲羟基，羟基中的氢被烃基取代而生成纤维素醚类衍生物。是纤维素高分子中羟基的氢被烃基取代的生成物。纤维素是一种既不溶解也不熔融的多羟基高分子化合物。纤维素经醚化后则能溶于水、稀碱溶液和有机溶剂，并具有热塑性。
可选地，纤维素醚的粘度可以选用大于或等于10万粘度。
可选地，干粉减水剂为聚羧酸高效减水剂粉末。碱激发剂可以采用工业级硅酸钠粉末与硫酸钠粉末或苛性碱粉末，按照2:1的配比进行混合使用。纤维可以为长度为3～12mm的耐碱玻纤短切丝。
可选地，在本申请的一些实施方式中，该石材干粉料可以包括按重量份计的如下组分：
调节石材干粉料中各个组分的占比处于上述范围内时，采用该石材干粉料和水混合搅拌，所制成的浆料可以采用挤出成型工艺生产人造石材。且制成的浆料具有如面团一般柔软的特性，可根据需要塑型，且能够保持塑型后的状态至少四个小时以上，不会硬化。
进一步地，在本申请的一些实施方式中，该石材干粉料还可以包括按重量份计的如下组分：
该石材干粉料在上述组分占比范围内时，由该石材干粉料与水混合搅拌形成的浆料，在挤出成型装饰构件的过程中，挤出料的软硬较适中，粘度较好，力学性能及抗裂能力较强。
可选地，为了增加由石材干粉料制成的人造石材的闪亮装饰效果，使得人造石材具有丰富的外观效果。在其他的一些实施方式中，还可以在石材干粉料中加入适量的云母和各种颜色的颜料。
其中，云母可以采用云母片或云母粉，云母的添加量可以为0～0.5重量份。通过添加云母，可以使得由石材干粉料制成的人造石材具有多彩闪亮的外观效果。颜料可以选用无机矿物颜料，颜料的添加量可以为0～0.5 重量份，通过添加无机矿物颜料，可以使得装饰砂浆的配色更加丰富。
需要注意的是，颜料应根据装饰砂浆的配色方案进行确定，不同的配色需求对应添加不同的无机矿物颜料。且在实际使用时，云母和颜料的添加量均比较少。
第二方面，本申请实施例还提供了一种人造石材的制备方法，该制备方法可以包括：
S100，将上述的石材干粉料与水混合搅拌。
其中，水占石材干粉料重量的8％～15％，或者，石材干粉料的需水量约为固体粉料重量的8％～15％。
S200，将混合搅拌后的浆料挤出成型装饰构件。
由上述所提供的石材干粉料和水经混合搅拌后，形成的膏状浆料通过挤出设备挤出。具体地，可以通过不同结构的模具端口，制备不同结构形式的装饰构件。
S300，对成型后的装饰构件保温养护至少5小时。
当装饰构件挤出成型后，可以通过皮带传送到养护区域进行加热养护。例如，可以在45℃的恒温条件下，养护约6小时即可。
S400，对养护完成后的装饰构件进行表面抛光、切割后形成人造石材。
将养护完成后的装饰构件取出，进行表面抛光、切割、防护等工序，最终制成人造石材。
综上，本申请实施例提供的石材干粉料和采用该干粉料制备人造石材的方法具有如下有益效果：
石材干粉料采用胶凝无机材料组分混合制成，使得石材干粉料与水混合形成的浆料，在满足粘度和软硬要求的同时，且可以采用挤出成型工艺制备人造石材。可以大幅度提高人造石材的生产效率，降低生产成本；还可以改善人造石材的耐候性和环保性问题，以使人造石材可以应用于建筑外墙的环境装饰，满足建筑外墙对于人造石材的耐候性要求。
以下结合具体实施例对本发明提供的石材干粉料的成分和特性做进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种用于制备人造石材的石材干粉料，将35重量份的白水泥、22.5重量份的1250～3000目偏高岭土、30重量份的20～40目石英砂、12重量份的40～70目石英砂、6重量份的140～325目石英砂、0.05 重量份的纤维素醚、4重量份的外加剂、0.45重量份的碱激发剂以及2.6重量份的纤维进行混合搅拌，以形成石材干粉料。其中，外加剂为干粉减水剂的水剂，由干粉减水剂与水搅拌配置形成。
取11重量份的水与石材干粉料进行搅拌，混合均匀形成浆料。将混合搅拌后的浆料加入挤出成型设备中，挤出成型装饰构件。成型后的装饰构件在45℃的恒温条件下，保温养护6小时。将养护完成后的装饰构件进行表面抛光、切割，形成人造石材。
实施例2
本实施例提供一种用于制备人造石材的石材干粉料，将50重量份的白水泥、7.5重量份的1250～3000目偏高岭土、30重量份的20～40目石英砂、 12重量份的40～70目石英砂、6重量份的140～325目石英砂、0.05重量份的纤维素醚、4重量份的外加剂、0.15重量份的碱激发剂以及2.6重量份的纤维进行混合搅拌，以形成石材干粉料。其中，外加剂为干粉减水剂的水剂，由干粉减水剂与水搅拌配置形成。
取10重量份的水与该石材干粉料进行搅拌，混合均匀形成浆料。将混合搅拌后的浆料加入挤出成型设备中，挤出成型装饰构件。成型后的装饰构件在45℃的恒温条件下，保温养护6小时。将养护完成后的装饰构件进行表面抛光、切割，形成人造石材。
实施例3
本实施例提供一种用于制备人造石材的石材干粉料，将42.5重量份的白水泥、5重量份的140～325目偏高岭土、10重量份的1250～3000目偏高岭土、30重量份的20～40目石英砂、12重量份的40～70目石英砂、6 重量份的140～325目石英砂、0.05重量份的纤维素醚、4重量份的外加剂、 0.3重量份的碱激发剂以及2.6重量份的纤维进行混合搅拌，以形成石材干粉料。其中，外加剂为干粉减水剂的水剂，由干粉减水剂与水搅拌配置形成。
取10重量份的水与石材干粉料进行搅拌，混合均匀形成浆料。将浆料加入挤出成型设备中，挤出成型装饰构件。成型后的装饰构件在45℃的恒温条件下，保温养护6小时。将养护完成后的装饰构件进行表面抛光、切割，形成人造石材。
实施例4
本实施例提供一种用于制备人造石材的石材干粉料，将42.5重量份的白水泥、15重量份的1250～3000目偏高岭土、30重量份的20～40目石英砂、12重量份的40～70目石英砂、6重量份的140～325目石英砂、0.05 重量份的纤维素醚、4重量份的外加剂、0.3重量份的碱激发剂以及2.6重量份的纤维进行混合搅拌，以形成石材干粉料。其中，外加剂为干粉减水剂的水剂，由干粉减水剂与水搅拌配置形成。
取10重量份的水与该石材干粉料进行搅拌，混合均匀形成浆料。将混合搅拌后的浆料加入挤出成型设备中，挤出成型装饰构件。成型后的装饰构件在45℃的恒温条件下，保温养护6小时。将养护完成后的装饰构件进行表面抛光、切割，形成人造石材。
实施例5
本实施例提供一种用于制备人造石材的石材干粉料，将42.5重量份的白水泥、15重量份的140～325目偏高岭土、30重量份的20～40目石英砂、 12重量份的40～70目石英砂、6重量份的140～325目石英砂、0.05重量份的纤维素醚、4重量份的外加剂、0.3重量份的碱激发剂以及2.6重量份的纤维进行混合搅拌，以形成石材干粉料。其中，外加剂为干粉减水剂的水剂，由干粉减水剂与水搅拌配置形成。
取10重量份的水与该石材干粉料进行搅拌，混合均匀形成浆料。将混合搅拌后的浆料加入挤出成型设备中，挤出成型装饰构件。成型后的装饰构件在45℃的恒温条件下，保温养护6小时。将养护完成后的装饰构件进行表面抛光、切割，以形成人造石材。
实施例6
本实施例提供一种用于制备人造石材的石材干粉料，将42.5重量份的白水泥、10重量份的140～325目偏高岭土、5重量份的1250～3000目偏高岭土、30重量份的20～40目石英砂、12重量份的40～70目石英砂、6 重量份的140～325目石英砂、0.05重量份的纤维素醚、4重量份的外加剂、 0.3重量份的碱激发剂以及2.6重量份的纤维进行混合搅拌，以形成石材干粉料。其中，外加剂为干粉减水剂的水剂，由干粉减水剂与水搅拌配置形成。
取10重量份的水与石材干粉料进行搅拌，混合均匀形成浆料。将混合搅拌后的浆料加入挤出成型设备中，挤出成型装饰构件。成型后的装饰构件在45℃的恒温条件下，保温养护6小时。将养护完成后的装饰构件进行表面抛光、切割，形成人造石材。
实施例7
本实施例提供一种用于制备人造石材的石材干粉料，将57.5重量份的白水泥、30重量份的20～40目石英砂、12重量份的40～70目石英砂、6 重量份的140～325目石英砂、0.05重量份的纤维素醚、4重量份的外加剂以及2.6重量份的纤维进行混合搅拌，以形成石材干粉料。其中，外加剂为干粉减水剂的水剂，由干粉减水剂与水搅拌配置形成。
取10重量份的水与该石材干粉料进行搅拌，混合均匀形成浆料。将混合搅拌后的浆料加入挤出成型设备中，挤出成型装饰构件。成型后的装饰构件在45℃的恒温条件下，保温养护6小时。将养护完成后的装饰构件进行表面抛光、切割，以形成人造石材。
实施例8
本实施例提供一种用于制备人造石材的石材干粉料，将35重量份的白水泥、22.5重量份的1250～3000目偏高岭土、30重量份的8～16目石英砂、15重量份的70～140目石英砂、0.05重量份的纤维素醚、4重量份的外加剂、0.45重量份的碱激发剂以及2.6重量份的纤维进行混合搅拌，以形成石材干粉料。其中，外加剂为干粉减水剂的水剂，由干粉减水剂与水搅拌配置形成。
取11重量份的水与石材干粉料进行搅拌，混合均匀形成浆料。将混合搅拌后的浆料加入挤出成型设备中，挤出成型装饰构件。成型后的装饰构件在45℃的恒温条件下，保温养护6小时。将养护完成后的装饰构件进行表面抛光、切割，形成人造石材。
实施例9
本实施例提供一种用于制备人造石材的石材干粉料，将50重量份的白水泥、7.5重量份的1250～3000目偏高岭土、30重量份的8～16目石英砂、 15重量份的70～140目石英砂、0.05重量份的纤维素醚、4重量份的外加剂、0.15重量份的碱激发剂以及2.6重量份的纤维进行混合搅拌，以形成石材干粉料。其中，外加剂为干粉减水剂的水剂，由干粉减水剂与水搅拌配置形成。
取10重量份的水与该石材干粉料进行搅拌，混合均匀形成浆料。将混合搅拌后的浆料加入挤出成型设备中，挤出成型装饰构件。成型后的装饰构件在45℃的恒温条件下，保温养护6小时。将养护完成后的装饰构件进行表面抛光、切割，形成人造石材。
实施例10
本实施例提供一种用于制备人造石材的石材干粉料，将42.5重量份的白水泥、5重量份的140～325目偏高岭土、10重量份的1250～3000目偏高岭土、30重量份的8～16目石英砂、15重量份的70～140目石英砂、0.05 重量份的纤维素醚、4重量份的外加剂、0.3重量份的碱激发剂以及2.6重量份的纤维进行混合搅拌，以形成石材干粉料。其中，外加剂为干粉减水剂的水剂，由干粉减水剂与水搅拌配置形成。
取10重量份的水与石材干粉料进行搅拌，混合均匀形成浆料。将浆料加入挤出成型设备中，挤出成型装饰构件。成型后的装饰构件在45℃的恒温条件下，保温养护6小时。将养护完成后的装饰构件进行表面抛光、切割，形成人造石材。
综上，对上述实施例1-7进行汇总，获得下述表1，列举了1-7实施例所提供的石材干粉料的组分配比如表所示：
表1试验例1-7提供的石材干粉料与水混合形成浆料的组分配比表
另外，对上述实施例8-10进行汇总，获得下述表2，列举了8-10实施例所提供的石材干粉料的组分配比如表所示：
表2试验例8-10提供的石材干粉料与水混合形成浆料的组分配比表
由表1可知，实施例1、实施例2及实施例4中仅添加了1250～3000 目的偏高岭土，实施例5中仅添加了140～325目的偏高岭土，实施例3和实施例6中分别添加了140～325目和1250～3000目两种粒径的偏高岭土，实施例7中不添加偏高岭土，胶凝材料全部为白水泥。
另外，实施例1中1250～3000目的偏高岭土的重量占胶凝材料的比例最高，且为39％；实施例2中1250～3000目的偏高岭土的重量占胶凝材料的比例最小，且为13％；实施例3中偏高岭土的重量占胶凝材料的比例为 26％，且1250～3000目的偏高岭土的重量占胶凝材料的比例17％；实施例 4中1250～3000目的偏高岭土的重量占胶凝材料的比例为26％；实施例5 中140～325目的偏高岭土的重量占胶凝材料的比例26％；实施例6中偏高岭土的重量占胶凝材料的比例为26％，且1250～3000目的偏高岭土的重量占胶凝材料的比例8％。
由表1和表2可知，实施例1、实施例2及实施例3中的石英砂分别为 20～40目、40～70目、140～325目。实施例8、实施例9及实施例10中的石英砂分别为8～16目和70～140目。且实施例1与实施例8相比，区别仅在于石英砂的粒径和重量不同；实施例2与实施例9相比，区别仅在于石英砂的粒径和重量不同；实施例3与实施例10相比，区别仅在于石英砂的粒径和重量不同。
分析上述数据如下：
实施例1中仅添加1250～3000目的偏高岭土，且占比为39％，位于5％～ 40％的范围内。
实施例2中仅添加1250～3000目的偏高岭土，且占比为13％，位于5％～ 30％的范围内。
实施例3中同时添加140～325目和1250～3000目两种粒径的偏高岭土，且偏高岭土的占比为26％，位于20％～40％的范围内；其中，1250～3000 目的第一偏高岭土的占比为17％。
实施例4中仅添加1250～3000目的偏高岭土，且占比为26％，位于5％～ 30％的范围内。
实施例5中仅添加了140～325目的偏高岭土，且占比为26％，位于5％～ 30％的范围内。
实施例6中同时添加140～325目和1250～3000目两种粒径的偏高岭土，且偏高岭土的占比为26％，位于20％～40％的范围内；其中，1250～3000 目的第一偏高岭土的占比为8.7％。
试验例
以下结合具体试验例对本发明提供的石材干粉料和水混合形成的砂浆的特性做进一步的详细描述。
根据《GB/T 31387-活性粉末混凝土》的测试方法，使用上述实施例1-7 提供的石材干粉料与水混合形成的砂浆进行检测，获得其性能参数如表3：
表3实施例1-7提供的石材干粉料制备的人造石材的性能参数表
另外，使用上述实施例8-10提供的石材干粉料与水混合形成的砂浆进行检测，获得其性能参数如表4：
表4实施例8-10提供的石材干粉料制备的人造石材的性能参数表
注：d(day)是指天。1d抗压强度指一天的抗压强度；1d抗折强度指一天的抗折强度。
该实施例1提供的石材干粉料的组分中仅添加了1250～3000目的偏高岭土，且1250～3000目的偏高岭土的占比为39％，位于5％～40％的范围内。对试验例中实施例1对应的性能参数进行分析，可以得出：由该石材干粉料制成的人造石材的力学性能较差，但吸水率较高。使得制备的人造石材的硬度偏大，由于偏高岭土吸水量较多，导致原水胶比条件下难以搅拌出塑性泥状态的挤出料，在改变原水胶比的条件下形成的挤出料粘度偏大，但由该组分的石材干粉料所制成的人造石材抗裂能力强，无可视裂纹。
该实施例2提供的石材干粉料的组分中仅添加了1250～3000目的偏高岭土，且1250～3000目的偏高岭土的占比为13％，位于5％～30％的范围内。对试验例中实施例2对应的性能参数进行分析，可以得出：由该石材干粉料制成的人造石材的力学性能较好，使得制备的人造石材的稳定性、硬度和强度均较好。但是，该组分的石材干粉料在制备过程中所形成的挤出料偏软，粘度一般，且具有少量的可视裂纹，可以应用于建筑外墙的外部环境装饰，但装饰后的耐候性一般。
该实施例3提供的石材干粉料的组分中同时添加了140～325目的偏高岭土和1250～3000目的偏高岭土，偏高岭土的占比为26％。其中，1250～ 3000目的第一偏高岭土的占比为17％，剩余量的为第二偏高岭土。对试验例中实施例3对应的性能参数进行分析，可以得出：由该石材干粉料制成的人造石材的力学性能较好，使得制备的人造石材的稳定性较好，抗裂性能好，具有硬度适中、强度高的优点。且在制备的过程中形成的砂浆挤出料软硬适中，粘度较好，具有高耐候性的特点，可以广泛的应用于建筑外墙的外部环境装饰。另外，该砂浆挤出料的密度合适，吸水率较适中，可以在挤出成型设备上采用挤出成型的工艺制备人造石材，能够较好的提高人造石材的生产效率，进而降低生产成本。
该实施例4提供的石材干粉料的组分中仅添加了1250～3000目的偏高岭土，且偏高岭土的占比为26％，位于5％～30％的范围内。对试验例中实施例4对应的性能参数进行分析，可以得出：由该石材干粉料制成的人造石材的力学性能较好，使得制备的人造石材的稳定性较好，具有硬度适中、强度高，且高耐候性的特点，可以广泛的应用于建筑外墙的外部环境装饰。另外，该砂浆的密度合适，吸水率较适中，可以在挤出成型设备上采用挤出成型的工艺制备人造石材。能够较好的提高人造石材的生产效率，进而降低生产成本。
该实施例5提供的石材干粉料的组分中仅添加了140～325目的偏高岭土，且偏高岭土的占比为26％，位于5％～30％的范围内。对试验例中实施例 5对应的性能参数进行分析，可以得出：由该石材干粉料制成的人造石材的力学性能较大，由于140～325目的偏高岭土比1250～3000目的偏高岭土活性更强，使得挤出料的状态偏软，粘性不足，所制备的人才石材具有少量可视裂纹。可以应用于建筑外墙的外部环境装饰中，但耐候性一般。
该实施例6提供的石材干粉料的组分中，同时添加140～325目和 1250～3000目两种粒径的偏高岭土，且偏高岭土的占比为26％，位于20％～ 40％的范围内。其中，1250～3000目的第一偏高岭土的占比为8.7％。对试验例中实施例6对应的性能参数分析可以得出：当石材干粉料的组分中同时添加不同目数的偏高岭土时，由该石材干粉料制成的人造石材的力学性能较好。但由于1250～3000目的偏高岭土的占比小于140～325目的偏高岭土的占比，使得制备过程中所形成的砂浆挤出料偏软，粘度一般。导致制成的人造石材的抗裂性一般，耐候性一般。由于浆料偏软，在采用挤出成型工艺时，挤出成型困难，不利于生产效率的提高。
该实施例7提供的石材干粉料的组分中，不添加偏高岭土，胶凝材料全部采用白水泥。由于偏高岭土可以作为一种活性掺合料，能够提高水泥基材料的强度、硬度等力学性能。对试验例中实施例7对应的性能参数分析可以得出：当石材干粉料的组分中不添加偏高岭土时，由该石材干粉料制成的人造石材的力学性能较弱，具有较多的可视裂纹。且制成的砂浆挤出料偏软，粘度不足，不利于采用挤出成型工艺生产，使得制备的人造石材的稳定性较差，存在硬度小，怕划伤、怕热怕烫，且耐候性较差的问题。
该实施例8提供的石材干粉料，相对于实施例1提供的石材干粉料，区别仅在于石英砂的粒径和重量不同。对试验例中实施例1和实施例8对应的性能参数进行分析，可以得出：由8～16目、70～140目组成的石英砂所制成的石材干粉料，相比于20～40目、40～70目及140～325目组成的石英砂所制成的石材干粉料，力学性能较弱，且力学性能减少大约15％。
该实施例9提供的石材干粉料，相对于实施例2提供的石材干粉料，区别仅在于石英砂的粒径和重量不同。对试验例中实施例2和实施例9对应的性能参数进行分析，可以得出：由8～16目、70～140目组成的石英砂所制成的石材干粉料，相比于20～40目、40～70目及140～325目组成的石英砂所制成的石材干粉料，力学性能较弱，且力学性能减少大约15％。
该实施例10提供的石材干粉料，相对于实施例3提供的石材干粉料，区别仅在于石英砂的粒径和重量不同。对试验例中实施例3和实施例10对应的性能参数进行分析，可以得出：由8～16目、70～140目组成的石英砂所制成的石材干粉料，相比于20～40目、40～70目及140～325目组成的石英砂所制成的石材干粉料，力学性能较弱，且力学性能减少大约15％。
综上，由表3中实施例4对应的性能参数可知，当石材干粉料的组分中，偏高岭土的重量位于胶凝材料重量的5％～30％时，可以全部采用1250～ 3000目偏高岭土。且由该石材干粉料与水混合形成浆料的挤出料的软硬适中、粘度较好；由该石材干粉料制成的人造石材的力学性能较好，且抗裂性能好。当石材干粉料的组分中，偏高岭土的重量占胶凝材料重量的20％～ 40％时，可以同时采用140～325目偏高岭土和1250～3000目偏高岭土混合的方式。且胶凝材料重量的15％～30％的部分采用1250～3000目偏高岭土，超出的部分余量采用140～325目偏高岭土。且由该石材干粉料与水混合形成浆料的挤出料的软硬适中、粘度较好；由该石材干粉料制成的人造石材的力学性能较好，且抗裂性能好。
挤出料的软硬适中，粘度较好，可以采用挤出成型工艺进行挤出成型装饰构件，能够大大提高生产效率，易于推广，进而降低生产成本。人造石材的力学性能较好，且抗裂性能好，有利于提高人造石材的耐候性，提高强度、硬度，可以广泛应用于建筑外墙的外部环境装饰中，以满足对于耐候性的要求。
请一并参照上述表1至表4，对多组实施例和多组试验例进行对比，分析如下：
1).对比表1中的实施例2、实施例4及实施例7有：实施例7的组分中无偏高岭土，实施例2的组分中具有少量偏高岭土，实施例4的组分中偏高岭土的占比最多，但实施例2和实施例4的占比均位于5％～30％的范围内。
对比表3中的实施例2、实施例4及实施例7对应的性能参数有：通过添加相同组分的水混合制成浆料，偏高岭土占比在5％～30％的范围内时，占比最多的一组浆料所形成挤出料的软硬程度和粘度较好，且材料的力学性能和抗裂能力也较好。
因此，在石材干粉料的组分中，随着偏高岭土的添加，材料的力学性能及抗裂能力有明显的提升。浆料的软硬适中、粘度较好，可以采用挤出成型工艺进行挤出成型，有利于提高生产效率，易于推广，降低生产成本。人造石材的力学性能强，抗裂能力强，耐候性高，可以应用于建筑外墙的外部环境装饰。
2).对比表1中的实施例1、实施例2及实施例4有：实施例1的组分中偏高岭土占比较多，实施例2的组分中偏高岭土的占比较少，实施例4 的组分中偏高岭土的占比位于实施例1和实施例2的占比之间，且位于5％～ 30％的范围内。
对比表3中的实施例1、实施例2及实施例4对应的性能参数有：随着偏高岭土占胶材比例的不断提高，挤出料的粘性不断增大，人造石材的力学性能和抗裂能力也提升。但当偏高岭土占比接近或超过胶凝材料的40％时，挤出料的硬度偏硬；相应地，人造石材的力学性能有所降低。
因此，在石材干粉料的组分中，随着偏高岭土占胶材比例不断提高，挤出料的粘性不断增大，且当偏高岭土占比接近或超过胶材的40％时，由于偏高岭土吸水量的增多，导致原水胶比条件下难以搅拌出塑性泥状态的挤出料，在提高用水量后挤出料仍然偏硬且粘度偏大。当挤出料偏硬，粘度较大，难以挤出成型时，由石材干粉料和水混合搅拌所形成的浆料，不利于挤出成型设备采用挤出成型工艺进行生产，不利于生产效率的提高。且制备的人造石材的力学性能较差，耐候性较差，不利于应用在建筑外墙的外部环境装饰中。
3).对比表1中的实施例1、实施例2、实施例4及实施例7有：实施例1的组分中偏高岭土的占比较多，实施例2的组分中偏高岭土的占比较少，实施例3的组分中偏高岭土的占比位于实施例1和实施例2之间，实施例7的组分中无偏高岭土。
对比表3中的实施例1、实施例2、实施例4及实施例7对应的性能参数有：随着偏高岭土占胶材比例的不断提高，挤出料的粘性不断增大，人造石材的力学性能和抗裂能力也提升。但当偏高岭土占比超过胶材的40％时，挤出料的硬度偏硬；相应地，人造石材的力学性能有所降低。
因此，偏高岭土在胶凝材料中的合适占比宜控制在5％～40％之间。当 1250～3000目的偏高岭土占胶凝材料的占比在5％～40％之间时，可以采用挤出成型的工艺进行挤出成型，有利于提高生产效率。且制成的人造石材具有高耐候性，可以应用于建筑外墙的外部环境装饰。
4).对比表1中的实施例4及实施例5有：实施例4的组分中含有15 重量份、目数为1250～3000目的偏高岭土，实施例5的组分中含有15重量份、目数为140～325目的偏高岭土。
对比表3中的实施例4及实施例5对应的性能参数有：当偏高岭土在胶凝材料中的占比在5％～30％时，1250～3000目的偏高岭土相比较于140～ 325目的偏高岭土，可操作时间长，挤出料的硬度适中，粘接较好。相应地，人造石材的力学性能较弱，但抗裂能力较强。
因此，不同目数的偏高岭土对挤出料的工作状态及力学性能有较大的影响，140～325目比1250～3000目的偏高岭土活性更强，但粘性相对较小，挤出料可操作时间较短。相对来说，1250～3000目的偏高岭土对挤出料状态更好，也更适合生产合格稳定的产品。偏高岭土占胶凝材料的比例相同时，采用1250～3000目的偏高岭土的力学性能和采用140～325目的偏高岭土的力学性能均较好。区别在于，1250～3000目的偏高岭土制成的砂浆软硬适中，粘度较好，且抗裂性能更强、耐候性更高。相比，1250～3000 目的偏高岭土更适应于建筑墙体的外部环境装饰，且更适用于采用挤出成型工艺，生产效率更高，更易于推广。
5).对比表1中的实施例3、实施例4、实施例5及实施例6有：实施例4的组分中含有15重量份1250～3000目的偏高岭土。实施例5的组分中含有15重量份140～325目的偏高岭土。实施例6的组分中含有10重量份140～325目的偏高岭土，和5重量份1250～3000目的偏高岭土。实施例3的组分中含有5重量份140～325目的偏高岭土，和10重量份1250～ 3000目的偏高岭土。
对比表3中的实施例3、实施例4、实施例5及实施例6对应的性能参数有：1250～3000目的偏高岭土相比较于140～325目的偏高岭土的粘性较大，同时，人造石材的抗裂性能较强。但相应地，人造石材的力学性能有所降低。
因此，不同目数偏高岭土的功能有不同的偏向性，越细的偏高岭土拌和后粘性越大，同时越能抑制材料的收缩开裂，但与激发剂的反应活性会降低。为减少裂纹发展，试验表明应尽量使用1250～3000目的偏高岭土。只有当偏高岭土占胶材比重超过30％，方能适当添加140～325目偏高岭土以提高强度，降低总体用水量。当偏高岭土占胶材比重小于30％时，采用 1250～3000目的偏高岭土，可以实现高耐候性，且制成的砂浆软硬适中，粘度较好，有利于采用挤出成型工艺，提高生产效率。当偏高岭土占胶材比重大于30％时，采用1250～3000目的偏高岭土和140～325目的偏高岭土，也可以实现高耐候性，且制成的砂浆软硬适中，粘度较好，有利于采用挤出成型工艺，提高生产效率。
6).发明人还通过试验，对4000目及以上的偏高岭土进行了相同试验，发现含有4000目及以上的偏高岭土的浆料吸水量太大，难以成型，不适于用作挤出料的组分。
总之，本申请实施例提供的石材干粉料，通过添加包括白水泥和偏高岭土的胶凝材料，且控制白水泥含量占胶凝材料的60％～95％，偏高岭土含量占胶凝材料的5％～40％。以使该干粉料为无机胶凝体系，不采用树脂类材料，可以较好的改善人造石材的耐候性和环保性问题，有利于作为建筑外墙的装饰材料。且由该石材干粉料和水混合搅拌制成的浆料，可以采用挤出成型工艺。相对于采用普通浇筑成型的无机板材，可以大大提升生产效率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种石材干粉料，其特征在于，包括：
其中，所述胶凝材料包括白水泥和偏高岭土，所述白水泥的重量占所述胶凝材料的60％～95％，所述偏高岭土的重量占所述胶凝材料的5％～40％。
2.根据权利要求1所述的石材干粉料，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的石材干粉料，其特征在于，包括：
4.根据权利要求1所述的石材干粉料，其特征在于，所述偏高岭土的重量占所述胶凝材料的5％～30％，所述偏高岭土的粒径为1250～3000目。
5.根据权利要求1所述的石材干粉料，其特征在于，所述偏高岭土包括第一偏高岭土和第二偏高岭土，所述第一偏高岭土的粒径为1250～3000目，所述第二偏高岭土的粒径为140～325目，所述偏高岭土的重量占所述胶凝材料的20％～40％，所述第一偏高岭土的重量占所述胶凝材料的15％～30％。
6.根据权利要求1所述的石材干粉料，其特征在于，所述砂料包括20～40目的石英砂、40～70目的石英砂以及140～325目的石英砂；
所述20～40目的石英砂的重量占所述砂料的50％～70％，所述40～70目的石英砂的重量占所述砂料的20％～30％，所述140～325目的石英砂的重量占所述砂料的10％～20％。
7.根据权利要求1所述的石材干粉料，其特征在于，所述砂料包括石英砂和彩砂，所述彩砂的目数与所述石英砂的目数相同，且所述彩砂含量小于或者等于相同目数的所述石英砂含量。
8.根据权利要求1所述的石材干粉料，其特征在于，所述砂料包括石英砂和玻璃砂，所述玻璃砂的粒径为2～6mm，且所述玻璃砂的重量小于或者等于所述石英砂重量的30％。
9.根据权利要求1-8任一所述的石材干粉料，其特征在于，还包括
云母 0～0.5重量份
颜料 0～0.5重量份。
10.一种人造石材的制备方法，其特征在于，包括：
将权利要求1-9任一项所述的石材干粉料与水混合搅拌，其中，所述水占所述石材干粉料重量的8％～15％；
将混合后的浆料挤出成型装饰构件；
对装饰构件保温养护至少5小时；
对养护完成后的装饰构件进行表面抛光、切割后形成人造石材。
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