CN115432967B - 一种基于高韧性水泥基人造石及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于高韧性水泥基人造石及其制备方法，水泥基人造石由A组分原料和B组分原料制成，其中，A组分原料由水溶性高分子单体、引发剂和促进剂制成；所述B组分原料由白色硅酸盐水泥、硅灰、超细矿粉、骨料粉、消泡剂和减水剂制成。制备过程为：先制备A组分浆料和B组分浆料，然后将B组分浆液与A组分浆液进行混合，得到人造石混合浆料，然后将人造石混合浆料投入预制的框模内进行振动，抽取真空后对人造石混合浆料进行压制，即可得到高韧性水泥基人造石板材。本发明有利于高分子聚合物与水泥基材料之间的结合，进而形成粘结更强的复合材料界面，带来更高的复合材料力学性能，提高了无机人造石弯曲强度。
Description
技术领域
本发明属于建筑装饰材料技术领域，尤其涉及一种基于高韧性水泥基人造石及其制备方法。
背景技术
人造石通常是指人造石实体面材、人造石石英石、人造石岗石等。人造石类型不同，使用的材料也不尽相同。水泥基人造石主要是使用水泥作为胶结材料，石英石、岗石及其他骨料作为填充材料生产的无机人造石材。人造石作为一个环保型的产业在装饰建材行业拥有巨大的潜力，而水泥基人造石作为一种新型的材料在环保节能方面拥有更大的优势。无机人造石是一种建筑装饰材料，使用水泥等无机粘合剂与骨料、矿物掺合料、外加剂等材料混合，无机人造石主要以硅酸盐水泥为主要胶凝材料，其抗压能力强但抗弯能力、变形能力差，受外力和内力作用时容易发生开裂。水泥基人造石产品脆性大这一缺陷，导致其产品在运输、安装过程中易受磕碰而产生崩角、断裂。一篇专利公开号为：CN111574144 A，专利名称为：一种基于高韧性水泥基人造石配方及制备方法，是材料中添加较高掺量的可再分散性乳胶粉，提升材料的韧性，赋予材料一定程度的变形能力。而该专利虽然采用了高分子聚合物增韧的方法，只是单纯的把乳胶粉加入人造石体系中，没有很好的利用有机与无机相结合的特点，对韧性提高不是很明显。目前用来增韧水泥基人造石主要是掺入纤维增韧，用其他纤维的方法对于无机人造石板可能有纤维外漏的问题，影响其外观质量。另一篇中国专利公开号为：CN201810929011.6A，专利名称为：一种纤维混凝土增韧水泥基无机人造石板材及其制备方法，是在现浇法制备无机人造石板材的基础上，将高弯性能材料与无机人造石复合工艺，提高无机人造石装饰板材的弯曲强度，并且采用分层布料的方式虽然解决了面层外观问题，但是其工艺复杂繁琐，切割后侧面还是会有纤维外漏的问题，严重影响人造石表面花色。同时此方法与我们现有的成型工艺不同很难实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于高韧性水泥基人造石及其制备方法，本发明有利用于高分子聚合物与水泥基材料之间的结合，进而形成粘结更强的复合材料界面，带来更高的复合材料力学性能，提高了无机人造石弯曲强度。为了实现上述目的，本发明采用以下技术效果：
据本发明的一个方面，提供了一种基于高韧性水泥基人造石，所述水泥基人造石由A组分原料和B组分原料制成，其中，A组分原料由以下重量份的原料制成：2～6份的水溶性高分子单体、0.001～0.006份的引发剂和0.001～0.004份促进剂；所述B组分原料由以下重量份的原料制成：35～65份的白色硅酸盐水泥、4-10份的硅灰、4-8份的超细矿粉、30-80份的骨料粉、0.001-0.004份的消泡剂和0.3-0.6份的减水剂，所述骨料粉的粒径为0.1～20mm。所述超细矿粉的加入能够改善孔结构及水泥石集料界面结构，从而提高混凝土材料性能的主要手段。所述超细矿粉能够采用硅灰、超细矿渣、超细粉煤灰、超细沸石粉和超细石灰石粉以及上述超细粉的不同组合；
上述方案进一步优选的，所述骨料粉为粒径在0.1～20mm之间的石英砂、碳酸钙、废玻璃或再生骨料；骨料在混凝土中起骨架或填充作用的粒状松散材料。优选的，所述骨料粉为所述石英粉，石英粉的加入能够与水泥水化起到协同作用，提高无机人造石材料性能。
上述方案进一步优选的，所述水溶性高分子单体为丙烯酰胺、NN-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸钠、丙烯酸一种或两种以上混合，所述引发剂为过氧化物或过硫酸盐类中的一种或两种，所述过氧化物为过氧化氢，所述促进剂为NNNN-四甲基乙二胺、NN-亚甲基乙二胺、亚硫酸钠中的一种或两种以上混合。
上述方案进一步优选的，所述过硫酸盐类为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或两种。
上述方案进一步优选的，所述白色硅酸盐水泥由石灰石、白泥、瓷石和雪花石膏混合配制而成的混合原料，所述石灰石粉的加入能够达到最佳级配，改善孔结构，从而提高混凝土材料性能的主要手段。将混合原料在800至1200摄氏度高温烧制而成，在高温烧制过程中在原料上洒水以提高其白度，其制备过程是合配制的原理在高温烧制过将在熟料烧成过程中，采取高温下洒水的办法以提髙其白度。
上述方案进一步优选的，所述石灰石中Fe2O3的含量≤0.05％。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种基于高韧性水泥基人造石的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤1：制备原位聚合溶液：按配比称取水溶性高分子单体、引发剂和促进剂并进行搅拌混合，然后加入一定比例的水中进行混合搅拌均匀，完全溶解准备待用，得到A组分浆料；加入一定比例的水起到溶解原料作用；
步骤2、配置B组分原料：按配比称取白色硅酸盐水泥、硅灰、超细矿粉和骨料，并进行混合搅拌均匀后得到B组分原料；
步骤3、B组分浆料制备：将B组分原料中的白色硅酸盐水泥、硅灰、超细矿粉和骨料粉进行混合均匀后，分别依次加入一定比例的水、减水剂和消泡剂进行搅拌混合，搅拌均匀后得到B组分浆液，B组分浆液与步骤1制备得到的A组分浆液进行混合，得到人造石混合浆料；消泡剂减少物料搅拌过程中产生的气泡；所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，起到提高水分子利用率，改善混凝土的工作性；
步骤4，压制成型，将人造石混合浆料投入预制的框模内，先使用高频振动器在框模内对人造石混合浆料进行振动20s～30s，再使用液压机将对准框模，并抽取真空后对人造石混合浆料进行压制，然后脱模、自然养护，即可得到高韧性水泥基人造石板材。
上述方案进一步优选的，步骤4中，压制时的压力不小于1MPa，压制的时间不小于20s，抽取真空后的真空度不小于-0.08Mpa。将浆料混合最后通过真空、压制而成，使水泥基人造石具备高强、高韧性、成本低且性能好等优点。
本发明将水溶性高分子单体在常温下原位交联聚合，使高分子链短与链短发生交联，生成长链网状结构，从而可形成复杂的体型网络，水溶性高分子单体和水泥水化产物共同作用形成水泥基复合材料，高分子单体在聚合初期，聚合物快速聚合形成网络结构，缩短了复合材料的凝结时间，并使复合材料的抗折强度显著增加。聚合物形成的网络结构对水泥颗粒的包裹，延缓了水泥早期的水化进程，抑制水泥水化矿物的早期生成，但不改变水泥水化产物的种类。形成双网络结构，生成的聚合物体系与白色硅酸盐水泥中的Ca2+络合，从而形成Ca(OH)2的结晶并改变结晶过程，使改变其形貌，形成有机-无机复合体系。形成互穿网络结构高性能水泥基复合材料具有韧性好的特点。有利于有机聚合物与水泥基材料之间的结合，进而形成粘结更强的复合材料界面，带来更高的复合材料力学性能。不改变其现用工艺的情况下，提高其弯曲强度，减少无机人造石在运输及安装过程中的崩边、掉角情况发生。与此同时在人造石体系中，表面光滑，没有类似纤维外漏的问题。此配方既可以提高无机人造石的韧性，减少其崩边、掉角，又不影响其外观花色。目前没有高分子原位聚合的方法应用到无机人造石领域。
综上所述，本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
本发明的人造石制备过程中通过高分子单体原位聚合，生成的聚合物体系与白色硅酸盐水泥等原料中的Ca2+络合，形成双网络结构，从而形成Ca(OH)2的结晶并改变结晶过程，形成有机-无机复合体系，有利于高分子聚合物与水泥基材料之间的结合，进而形成粘结更强的复合材料界面，带来更高的复合材料力学性能，提高了无机人造石弯曲强度，减少无机人造石在运输及安装过程中的崩边、掉角情况发生。本发明的制备方法提升了无机人造石整体增韧，其制备工艺更容易控制，工艺简单，防止分层或者花色不均匀现象，能够保证外观更加美观，不改变其花色。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
实施例一：
本实施例提供了一种基于高韧性水泥基人造石，所述水泥基人造石由A组分原料和B组分原料制成，其中，A组分原料由以下重量份的原料制成：2份的水溶性高分子单体、0.006份的引发剂和0.001份促进剂；所述B组分原料由以下重量份的原料制成：35份的白色硅酸盐水泥、4份的硅灰、8份的超细矿粉、30份的骨料粉、0.001份的消泡剂和0.3份的减水剂，所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，所述骨料粉的粒径为0.1mm；所述骨料粉为0.1mm粒径的石英砂、碳酸钙、废玻璃或再生骨料；所述水溶性高分子单体为丙烯酰胺，所述引发剂为过硫酸盐类，所述过硫酸盐类为过硫酸铵，所述促进剂为NNNN-四甲基乙二胺；在本发明中，所述白色硅酸盐水泥由石灰石、白泥、瓷石和雪花石膏混合配制而成的混合原料，其中，石灰石中Fe2O3的含量<0.05％。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种基于高韧性水泥基人造石的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
按重量份量称取A组分中的如下原料：2份的丙烯酰胺、0.006份的过硫酸铵和0.001份的NNNN-四甲基乙二胺，按重量份量称取B组分中的如下原料：35份的白色硅酸盐水泥、4份的硅灰、8份的超细矿粉、30份的骨料粉、0.001份的消泡剂和0.3份的减水剂；
将2份的丙烯酰胺、0.006份的过硫酸铵和0.001份的NNNN-四甲基乙二胺进行混合，然后加入3份的水中进行混合搅拌均匀，完全溶解准备待用，得到A组分浆料；
将35份的白色硅酸盐水泥、4份的硅灰、8份的超细矿粉、30份的骨料粉进行混合均匀后，分别依次加入30份的水、0.001份的消泡剂和0.3份的减水剂进行搅拌均匀后得到B组分浆液；
再将B组分浆液与步骤1制备得到的A组分浆液进行混合，得到人造石混合浆料；将人造石混合浆料投入预制的框模内，先使用高频振动器在框模内对人造石混合浆料进行振动20s，再使用液压机将对准框模，并抽取真空后对人造石混合浆料进行压制，然后脱模、自然养护，即可得到高韧性水泥基人造石板材，其中，压制时的压力不小于1MPa，压制的时间不小于20s，抽取真空后的真空度不小于-0.08Mpa。
实施例二：
本实施例提供了一种基于高韧性水泥基人造石，所述水泥基人造石由A组分原料和B组分原料制成，其中，A组分原料由以下重量份的原料制成：3份的水溶性高分子单体、0.001份的引发剂和0.003份促进剂；所述B组分原料由以下重量份的原料制成：45份的白色硅酸盐水泥、10份的硅灰、4份的超细矿粉、60份的骨料粉、0.002份的消泡剂和0.49份的减水剂，所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，所述骨料粉的粒径为20mm；所述骨料粉为20mm粒径的石英砂、碳酸钙、废玻璃或再生骨料；所述水溶性高分子单体为丙烯酰胺和NN-亚甲基双丙烯酰胺的混合物，所述引发剂为过硫酸盐类，所述过硫酸盐类为过硫酸铵，所述促进剂为NNNN-四甲基乙二胺；在本发明中，所述白色硅酸盐水泥由石灰石、白泥、瓷石和雪花石膏混合配制而成的混合原料，其中，石灰石中Fe2O3的含量为0.04％。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种基于高韧性水泥基人造石的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
按重量份量称取A组分中的如下原料：2.9份的丙烯酰胺、0.1份的NN-亚甲基双丙烯酰胺、0.001份的过硫酸铵和0.003份的NNNN-四甲基乙二胺；按重量份量称取B组分中的如下原料：45份的白色硅酸盐水泥、10份的硅灰、4份的超细矿粉、60份的骨料粉、0.002份的消泡剂和0.49份的减水剂；
将2.9份的丙烯酰胺、0.1份的NN-亚甲基双丙烯酰胺、0.001份的过硫酸铵和0.003份的NNNN-四甲基乙二胺进行混合，然后加入4份的水中进行混合搅拌均匀，完全溶解准备待用，得到A组分浆料；
将45份的白色硅酸盐水泥、10份的硅灰、4份的超细矿粉、60份的骨料粉进行混合均匀后，分别依次加入40份的水、0.002消泡剂和0.49份的减水剂进行搅拌均匀后得到B组分浆液；
再将B组分浆液与步骤1制备得到的A组分浆液进行混合，得到人造石混合浆料；将人造石混合浆料投入预制的框模内，先使用高频振动器在框模内对人造石混合浆料进行振动30s，再使用液压机将对准框模，并抽取真空后对人造石混合浆料进行压制，然后脱模、自然养护，即可得到高韧性水泥基人造石板材，其中，压制时的压力不小于1MPa，压制的时间不小于20s，抽取真空后的真空度不小于-0.08Mpa。
实施例三：
本实施例提供了一种基于高韧性水泥基人造石，所述水泥基人造石由A组分原料和B组分原料制成，其中，A组分原料由以下重量份的原料制成：6份的水溶性高分子单体、0.004份的引发剂和0.002份促进剂；所述B组分原料由以下重量份的原料制成：55份的白色硅酸盐水泥、8.5份的硅灰、7份的超细矿粉、80份的骨料粉、0.004份的消泡剂和0.6份的减水剂，所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，所述骨料粉的粒径为10mm；所述骨料粉为10mm粒径的石英砂、碳酸钙、废玻璃或再生骨料；所述水溶性高分子单体为丙烯酰胺和NN-亚甲基双丙烯酰胺的混合物，所述引发剂为过硫酸盐类，所述过硫酸盐类为过硫酸铵，所述促进剂为NNNN-四甲基乙二胺；在本发明中，所述白色硅酸盐水泥由石灰石、白泥、瓷石和雪花石膏混合配制而成的混合原料，其中，石灰石中Fe2O3的含量为0.045％。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种基于高韧性水泥基人造石的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
按重量份量称取A组分中的如下原料：6份的丙烯酸钠、0.004份的过硫酸铵和0.002份的NNNN-四甲基乙二胺，按重量份量称取B组分中的如下原料：55份的白色硅酸盐水泥、8.5份的硅灰、7份的超细矿粉、80份的骨料粉、0.004份的消泡剂和0.6份的减水剂；
将6份的丙烯酸钠、0.004份的过硫酸铵和0.002份的NNNN-四甲基乙二胺进行混合，然后加入4份的水中进行混合搅拌均匀，完全溶解准备待用，得到A组分浆料；
将55份的白色硅酸盐水泥、8.5份的硅灰、7份的超细矿粉、80份的骨料粉进行混合均匀后，分别依次加入50份的水、0.004消泡剂和0.6份的减水剂进行搅拌均匀后得到B组分浆液；
再将B组分浆液与步骤1制备得到的A组分浆液进行混合，得到人造石混合浆料；将人造石混合浆料投入预制的框模内，先使用高频振动器在框模内对人造石混合浆料进行振动25s，再使用液压机将对准框模，并抽取真空后对人造石混合浆料进行压制，然后脱模、自然养护，即可得到高韧性水泥基人造石板材，其中，压制时的压力不小于1MPa，压制的时间不小于20s，抽取真空后的真空度不小于-0.08Mpa。
实施例四：
本实施例提供了一种基于高韧性水泥基人造石，所述水泥基人造石由A组分原料和B组分原料制成，其中，A组分原料由以下重量份的原料制成：3份的水溶性高分子单体、0.006份的引发剂和0.002份促进剂；所述B组分原料由以下重量份的原料制成：40份的白色硅酸盐水泥、7份的硅灰、5份的超细矿粉、70份的骨料粉、0.002份的消泡剂和0.5份的减水剂，所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，所述骨料粉的粒径为2mm；所述骨料粉为2mm粒径的石英砂、碳酸钙、废玻璃或再生骨料；所述水溶性高分子单体为丙烯酰胺和丙烯酸钠的混合物，所述引发剂为过硫酸盐类，所述过硫酸盐类为过硫酸铵，所述促进剂为NNNN-四甲基乙二胺；在本发明中，所述白色硅酸盐水泥由石灰石、白泥、瓷石和雪花石膏混合配制而成的混合原料，其中，石灰石中Fe2O3的含量为0.04％。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种基于高韧性水泥基人造石的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
按重量份量称取A组分中的如下原料：2份的丙烯酰胺、1份的丙烯酸钠、0.006份的过硫酸铵和0.002份的NNNN-四甲基乙二胺；按重量份量称取B组分中的如下原料：40份的白色硅酸盐水泥、7份的硅灰、5份的超细矿粉、70份的骨料粉、0.002份的消泡剂和0.5份的减水剂；
将2份的丙烯酰胺、1份的丙烯酸钠、0.006份的过硫酸铵和0.002份的NNNN-四甲基乙二胺进行混合，然后加入5份的水中进行混合搅拌均匀，完全溶解准备待用，得到A组分浆料；
将40份的白色硅酸盐水泥、7份的硅灰、5份的超细矿粉、70份的骨料粉进行混合均匀后，分别依次加入40份的水、0.002消泡剂和0.5份的减水剂进行搅拌均匀后得到B组分浆液；
再将B组分浆液与步骤1制备得到的A组分浆液进行混合，得到人造石混合浆料；将人造石混合浆料投入预制的框模内，先使用高频振动器在框模内对人造石混合浆料进行振动27s，再使用液压机将对准框模，并抽取真空后对人造石混合浆料进行压制，然后脱模、自然养护，即可得到高韧性水泥基人造石板材，其中，压制时的压力不小于1MPa，压制的时间不小于25s，抽取真空后的真空度不小于-0.08Mpa。
实施例五：
本实施例提供了一种基于高韧性水泥基人造石，所述水泥基人造石由A组分原料和B组分原料制成，其中，A组分原料由以下重量份的原料制成：5份的水溶性高分子单体、0.005份的引发剂和0.003份促进剂；所述B组分原料由以下重量份的原料制成：48份的白色硅酸盐水泥、6.5份的硅灰、7份的超细矿粉、55份的骨料粉、0.003份的消泡剂和0.6份的减水剂，所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，所述骨料粉的粒径为0.5mm；所述骨料粉为0.5mm粒径的石英砂、碳酸钙、废玻璃或再生骨料；所述水溶性高分子单体为丙烯酸钠和NN-亚甲基双丙烯酰胺的混合物，所述引发剂为过硫酸盐类，所述过硫酸盐类为过硫酸铵，所述促进剂为NNNN-四甲基乙二胺；在本发明中，所述白色硅酸盐水泥由石灰石、白泥、瓷石和雪花石膏混合配制而成的混合原料，其中，石灰石中Fe2O3的含量为0.03％。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种基于高韧性水泥基人造石的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
按重量份量称取A组分中的如下原料：4.8份的丙烯酸钠、0.2份的NN-亚甲基双丙烯酰胺、0.005份的过硫酸铵和0.003份的NNNN-四甲基乙二胺，按重量份量称取B组分中的如下原料：48份的白色硅酸盐水泥、6.5份的硅灰、7份的超细矿粉、55份的骨料粉、0.003份的消泡剂和0.6份的减水剂；
将4.8份的丙烯酸钠、0.2份的NN-亚甲基双丙烯酰胺、0.005份的过硫酸铵和0.003份的NNNN-四甲基乙二胺进行混合，然后加入3份的水中进行混合搅拌均匀，完全溶解准备待用，得到A组分浆料；
将48份的白色硅酸盐水泥、6.5份的硅灰、7份的超细矿粉、55份的骨料粉进行混合均匀后，分别依次加入30份的水、0.003消泡剂和0.6份的减水剂进行搅拌均匀后得到B组分浆液；
再将B组分浆液与步骤1制备得到的A组分浆液进行混合，得到人造石混合浆料；将人造石混合浆料投入预制的框模内，先使用高频振动器在框模内对人造石混合浆料进行振动30s，再使用液压机将对准框模，并抽取真空后对人造石混合浆料进行压制，然后脱模、自然养护，即可得到高韧性水泥基人造石板材，其中，压制时的压力不小于1MPa，压制的时间不小于30s，抽取真空后的真空度不小于-0.08Mpa。
实施例六：
本实施例提供了一种基于高韧性水泥基人造石，所述水泥基人造石由A组分原料和B组分原料制成，其中，A组分原料由以下重量份的原料制成：6份的水溶性高分子单体、0.003份的引发剂和0.002份促进剂；所述B组分原料由以下重量份的原料制成：65份的白色硅酸盐水泥、5份的硅灰、6份的超细矿粉、45份的骨料粉、0.001份的消泡剂和0.4份的减水剂，所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，所述骨料粉的粒径为0.8mm；所述骨料粉为0.8mm粒径的石英砂、碳酸钙、废玻璃或再生骨料；所述水溶性高分子单体为丙烯酰胺，所述引发剂为过硫酸盐类，所述过硫酸盐类为过硫酸铵，所述促进剂为NN-亚甲基乙二胺；在本发明中，所述白色硅酸盐水泥由石灰石、白泥、瓷石和雪花石膏混合配制而成的混合原料，其中，石灰石中Fe2O3的含量为0.02％。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种基于高韧性水泥基人造石的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
按重量份量称取A组分中的如下原料：6份的丙烯酰胺、0.003份的过硫酸铵和0.002份的NN-亚甲基乙二胺；按重量份量称取B组分中的如下原料：65份的白色硅酸盐水泥、5份的硅灰、6份的超细矿粉、45份的骨料粉、0.001份的消泡剂和0.4份的减水剂；
将6份的丙烯酰胺、0.003份的过硫酸铵和0.002份的NN-亚甲基乙二胺进行混合，然后加入4份的水中进行混合搅拌均匀，完全溶解准备待用，得到A组分浆料；
将65份的白色硅酸盐水泥、5份的硅灰、6份的超细矿粉、45份的骨料粉进行混合均匀后，分别依次加入35份的水、0.001消泡剂和0.4份的减水剂进行搅拌均匀后得到B组分浆液；
再将B组分浆液与步骤1制备得到的A组分浆液进行混合，得到人造石混合浆料；将人造石混合浆料投入预制的框模内，先使用高频振动器在框模内对人造石混合浆料进行振动25s，再使用液压机将对准框模，并抽取真空后对人造石混合浆料进行压制，然后脱模、自然养护，即可得到高韧性水泥基人造石板材，其中，压制时的压力不小于1MPa，压制的时间不小于28s，抽取真空后的真空度不小于-0.08Mpa。
实施例七：
本实施例提供了一种基于高韧性水泥基人造石，所述水泥基人造石由A组分原料和B组分原料制成，其中，A组分原料由以下重量份的原料制成：4份的水溶性高分子单体、0.006份的引发剂和0.004份促进剂；所述B组分原料由以下重量份的原料制成：50份的白色硅酸盐水泥、9份的硅灰、5份的超细矿粉、65份的骨料粉、0.002份的消泡剂和0.45份的减水剂，所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，所述骨料粉的粒径为1mm；所述骨料粉为1mm粒径的石英砂、碳酸钙、废玻璃或再生骨料；所述水溶性高分子单体为丙烯酰胺，所述引发剂为过硫酸盐类，所述硫酸盐类为过硫酸铵，所述促进剂为NNNN-四甲基乙二胺；在本发明中，所述白色硅酸盐水泥由石灰石、白泥、瓷石和雪花石膏混合配制而成的混合原料，其中，石灰石中Fe2O3的含量为0.02％。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种基于高韧性水泥基人造石的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
按重量份量称取A组分中的如下原料：4份的丙烯酰胺、0.006份的过硫酸铵和0.004份的NNNN-四甲基乙二胺，按重量份量称取B组分中的如下原料：50份的白色硅酸盐水泥、9份的硅灰、5份的超细矿粉、65份的骨料粉、0.002份的消泡剂和0.45份的减水剂；
将4份的丙烯酰胺、0.006份的过硫酸铵和0.004份的NNNN-四甲基乙二胺进行混合，然后加入5份的水中进行混合搅拌均匀，完全溶解准备待用，得到A组分浆料；
将50份的白色硅酸盐水泥、9份的硅灰、5份的超细矿粉、65份的骨料粉进行混合均匀后，分别依次加入45份的水、0.002消泡剂和0.45份的减水剂进行搅拌均匀后得到B组分浆液；
再将B组分浆液与步骤1制备得到的A组分浆液进行混合，得到人造石混合浆料；将人造石混合浆料投入预制的框模内，先使用高频振动器在框模内对人造石混合浆料进行振动35s，再使用液压机将对准框模，并抽取真空后对人造石混合浆料进行压制，然后脱模、自然养护，即可得到高韧性水泥基人造石板材，其中，压制时的压力不小于1MPa，压制的时间不小于30s，抽取真空后的真空度不小于-0.08Mpa。
实施例八：
本实施例提供了一种基于高韧性水泥基人造石，所述水泥基人造石由A组分原料和B组分原料制成，其中，A组分原料由以下重量份的原料制成：5份的水溶性高分子单体、0.005份的引发剂和0.003份促进剂；所述B组分原料由以下重量份的原料制成：60份的白色硅酸盐水泥、6份的硅灰、7份的超细矿粉、35份的骨料粉、0.004份的消泡剂和0.6份的减水剂，所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，所述骨料粉的粒径为0.6mm；所述骨料粉为0.6mm粒径的石英砂、碳酸钙、废玻璃或再生骨料；所述水溶性高分子单体为NN-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸钠和丙烯酸的混合物，所述引发剂为过硫酸盐类，所述过硫酸盐类为过硫酸钾，所述促进剂为NN-亚甲基乙二胺和亚硫酸钠的混合物；在本发明中，所述白色硅酸盐水泥由石灰石、白泥、瓷石和雪花石膏混合配制而成的混合原料，其中，石灰石中Fe2O3的含量为0.04％。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种基于高韧性水泥基人造石的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
按重量份量称取A组分中的如下原料：3份的NN-亚甲基双丙烯酰胺、1.5份的丙烯酸钠、0.5份的丙烯酸、0.005份的过硫酸钾、0.002份的NN-亚甲基乙二胺和0.001份的亚硫酸钠，按重量份量称取B组分中的如下原料：60份的白色硅酸盐水泥、6份的硅灰、7份的超细矿粉、35份的骨料粉、0.004份的消泡剂和0.6份的减水剂；
将3份的NN-亚甲基双丙烯酰胺、1.5份的丙烯酸钠、0.5份的丙烯酸、0.005份的过硫酸钾、0.002份的NN-亚甲基乙二胺和0.001份的亚硫酸钠进行混合，然后加入5份的水中进行混合搅拌均匀，完全溶解准备待用，得到A组分浆料；
将60份的白色硅酸盐水泥、6份的硅灰、7份的超细矿粉、35份的骨料粉进行混合均匀后，分别依次加入45份的水、0.004消泡剂和0.6份的减水剂进行搅拌均匀后得到B组分浆液；
再将B组分浆液与步骤1制备得到的A组分浆液进行混合，得到人造石混合浆料；将人造石混合浆料投入预制的框模内，先使用高频振动器在框模内对人造石混合浆料进行振动30s，再使用液压机将对准框模，并抽取真空后对人造石混合浆料进行压制，然后脱模、自然养护，即可得到高韧性水泥基人造石板材，其中，压制时的压力不小于1MPa，压制的时间不小于30s，抽取真空后的真空度不小于-0.08Mpa。
实施例九：
本实施例提供了一种基于高韧性水泥基人造石，所述水泥基人造石由A组分原料和B组分原料制成，其中，A组分原料由以下重量份的原料制成：3份的水溶性高分子单体、0.003份的引发剂和0.002份促进剂；所述B组分原料由以下重量份的原料制成：65份的白色硅酸盐水泥、10份的硅灰、4份的超细矿粉、50份的骨料粉、0.001份的消泡剂和0.5份的减水剂，所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，所述骨料粉的粒径为1mm；所述骨料粉为1mm粒径的石英砂、碳酸钙、废玻璃或再生骨料；所述水溶性高分子单体为NN-亚甲基双丙烯酰胺和丙烯酸钠的混合物，所述引发剂为过氧化物，所述过氧化物为过氧化氢，所述促进剂为NNNN-四甲基乙二胺；在本发明中，所述白色硅酸盐水泥由石灰石、白泥、瓷石和雪花石膏混合配制而成的混合原料，其中，石灰石中Fe2O3的含量为0.035％。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种基于高韧性水泥基人造石的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
按重量份量称取A组分中的如下原料：2.5份的NN-亚甲基双丙烯酰胺、0.5份的丙烯酸钠、0.003份的过氧化氢、0.002份的NNNN-四甲基乙二胺，按重量份量称取B组分中的如下原料：65份的白色硅酸盐水泥、10份的硅灰、4份的超细矿粉、50份的骨料粉、0.001份的消泡剂和0.5份的减水剂；
将2.5份的NN-亚甲基双丙烯酰胺、0.5份的丙烯酸钠、0.003份的过氧化氢、0.002份的NNNN-四甲基胺进行混合，然后加入5份的水中进行混合搅拌均匀，完全溶解准备待用，得到A组分浆料；
将65份的白色硅酸盐水泥、10份的硅灰、4份的超细矿粉、50份的骨料粉进行混合均匀后，分别依次加入45份的水、0.001消泡剂和0.5份的减水剂进行搅拌均匀后得到B组分浆液；
再将B组分浆液与步骤1制备得到的A组分浆液进行混合，得到人造石混合浆料；将人造石混合浆料投入预制的框模内，先使用高频振动器在框模内对人造石混合浆料进行振动30s，再使用液压机将对准框模，并抽取真空后对人造石混合浆料进行压制，然后脱模、自然养护，即可得到高韧性水泥基人造石板材，其中，压制时的压力不小于1MPa，压制的时间不小于25s，抽取真空后的真空度不小于-0.08Mpa。
实施例十：
本实施例提供了一种基于高韧性水泥基人造石，所述水泥基人造石由A组分原料和B组分原料制成，其中，A组分原料由以下重量份的原料制成：6份的水溶性高分子单体、0.003份的引发剂和0.001份促进剂；所述B组分原料由以下重量份的原料制成：35份的白色硅酸盐水泥、10份的硅灰、4份的超细矿粉、80份的骨料粉、0.001份的消泡剂和0.6份的减水剂，所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，所述骨料粉的粒径为0.8mm；所述骨料粉为0.8mm粒径的石英砂、碳酸钙、废玻璃或再生骨料；所述水溶性高分子单体为NN-亚甲基双丙烯酰胺和丙烯酸的混合物，所述引发剂为过氧化物和过硫酸盐类的混合物，所述过硫酸盐类为过硫酸铵，所述过氧化物为过氧化氢，所述促进剂为NN-亚甲基乙二胺；在本发明中，所述白色硅酸盐水泥由石灰石、白泥、瓷石和雪花石膏混合配制而成的混合原料，其中，石灰石中Fe2O3的含量为0.04％。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种基于高韧性水泥基人造石的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
按重量份量称取A组分中的如下原料：4份的NN-亚甲基双丙烯酰胺、2份的丙烯酸、0.001份的过氧化氢、0.002份的过硫酸铵、0.001份的NN-亚甲基乙二胺，按重量份量称取B组分中的如下原料：65份的白色硅酸盐水泥、10份的硅灰、4份的超细矿粉、50份的骨料粉、0.001份的消泡剂和0.5份的减水剂；
将4份的NN-亚甲基双丙烯酰胺、2份的丙烯酸、0.001份的过氧化氢、0.002份的过硫酸铵、0.001份的NN-亚甲基乙二胺进行混合，然后加入5份的水中进行混合搅拌均匀，完全溶解准备待用，得到A组分浆料；
将35份的白色硅酸盐水泥、10份的硅灰、4份的超细矿粉、80份的骨料粉进行混合均匀后，分别依次加入45份的水、0.001消泡剂和0.6份的减水剂进行搅拌均匀后得到B组分浆液；
再将B组分浆液与步骤1制备得到的A组分浆液进行混合，得到人造石混合浆料；将人造石混合浆料投入预制的框模内，先使用高频振动器在框模内对人造石混合浆料进行振动30s，再使用液压机将对准框模，并抽取真空后对人造石混合浆料进行压制，然后脱模、自然养护，即可得到高韧性水泥基人造石板材，其中，压制时的压力不小于1MPa，压制的时间不小于35s，抽取真空后的真空度不小于-0.08Mpa。
对比例：
将40份白水硅酸盐水泥、8份硅灰、7份超细矿粉、40份废玻璃骨料、3份自来水、1份聚氨酯乳液、0.01份消泡剂、0.99份高效聚羧酸减水剂一起进行搅拌混合，均匀布料于模具中，将模具置于压板机中压制后，脱模、自然养护，其中压制时的压力不小于1MPa，压制的时间不小于20s，抽取真空后的真空度不小于-0.08Mpa。
分别按实施例一至实施例八与对比例(每个样品成型两组，每组3个平行样，取每组平均值)制备得到的水泥人造基石，养护至28天龄期后抛光，将板材切割成300mm×70mm×20mm的样品，用万能压力机测定各样品的抗折强度，测定结果如下表1所示：
表1：测定结果
| 实施例 | 抗折强度/MPa |
| 实施例1 | 21.3 |
| 实施例2 | 23.2 |
| 实施例3 | 23.1 |
| 实施例4 | 25.2 |
| 实施例5 | 26.4 |
| 实施例6 | 24.6 |
| 实施例7 | 22.9 |
| 实施例8 | 25.7 |
| 实施例9 | 24.9 |
| 实施例9 | 26.1 |
| 对比例 | 17.6 |
由表1中的测定结果可知，水溶性高分子单体原位聚合方法对人造石28天抗弯强度有明显提升，其弯曲强度最高可达26.4MPa，人造石弯曲强度的提升减少人造石崩边、掉角的情况发生；本发明通过高分子单体原位聚合，生成的聚合物体系与白色硅酸盐水泥中的Ca2+络合，形成双网络结构，从而形成Ca(OH)2的结晶并改变结晶过程，使改变其形貌，形成有机-无机复合体系，有利于高分子聚合物与水泥基材料之间的结合，进而形成粘结更强的复合材料界面，带来更高的复合材料力学性能，提高了无机人造石弯曲强度，减少无机人造石在运输及安装过程中的崩边、掉角情况发生。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于高韧性水泥基人造石，其特征在于：所述水泥基人造石由A组分原料和B组分原料制成，其中，A组分原料由以下重量份的原料制成：2～6份的水溶性高分子单体、0.001～0.006份的引发剂和0.001～0.004份促进剂；所述B组分原料由以下重量份的原料制成：35～65份的白色硅酸盐水泥、4-10份的硅灰、4-8份的超细矿粉、30-80份的骨料粉、0.001-0.004份的消泡剂和0.3-0.6份的减水剂，所述骨料粉的粒径为0.1～20mm；
所述水溶性高分子单体为丙烯酰胺、NN-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸钠、丙烯酸一种或两种以上混合，所述引发剂为过氧化物或过硫酸盐，所述过氧化物为过氧化氢，所述促进剂为NNNN-四甲基乙二胺、NN-亚甲基乙二胺、亚硫酸钠中的一种或两种以上混合；所述白色硅酸盐水泥由石灰石、白泥、瓷石和雪花石膏混合配制而成的混合原料，并在800至1200摄氏度高温烧制而成，在高温烧制过程中在原料上洒水以提高其白度，其制备过程是合配制的原理在高温烧制过将在熟料烧成过程中，采取高温下洒水的办法以提髙其白度。
2.根据权利要求1所述的一种基于高韧性水泥基人造石，其特征在于：所述骨料粉为粒径在0.1～20mm之间的石英砂、碳酸钙、废玻璃或再生骨料。
3.根据权利要求1所述的一种基于高韧性水泥基人造石，其特征在于：所述过硫酸盐为过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种基于高韧性水泥基人造石，其特征在于：所述石灰石中Fe2O3的含量≤0.05％。
5.一种权利要求1至4任一所述的一种基于高韧性水泥基人造石的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：
步骤1：制备原位聚合溶液：按配比称取水溶性高分子单体、引发剂和促进剂并进行搅拌混合，然后加入一定比例的水中进行混合搅拌均匀，完全溶解准备待用，得到A组分浆料；
步骤2、配置B组分原料：按配比称取白色硅酸盐水泥、硅灰、超细矿粉和骨料，并进行混合搅拌均匀后得到B组分原料；
步骤3、B组分浆料制备：将B组分原料中的白色硅酸盐水泥、硅灰、超细矿粉和骨料粉进行混合均匀后，分别依次加入一定比例的水、减水剂和消泡剂进行搅拌混合，搅拌均匀后得到B组分浆液，B组分浆液与步骤1制备得到的A组分浆液进行混合，得到人造石混合浆料；
步骤4，压制成型，将人造石混合浆料投入预制的框模内，先使用高频振动器在框模内对人造石混合浆料进行振动20s～30s，再使用液压机将对准框模，并抽取真空后对人造石混合浆料进行压制，然后脱模、自然养护，即可得到高韧性水泥基人造石板材。
6.根据权利要求5所述的一种基于高韧性水泥基人造石的制备方法，其特征在于：步骤4中，压制时的压力不小于1MPa，压制的时间不小于20s，抽取真空后的真空度不小于-0.08Mpa。
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