CN116081980A - 一种高性能混凝土装饰材料及其成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高性能混凝土装饰材料及其成型方法，包括以下重量份数原料：复合胶凝材料100‑120份、砂100‑170份、纤维0.4‑6份、外加剂0.05‑0.24份、水10‑50份、颜料0.01‑0.12份、膨胀珍珠岩8‑13份和玻化微珠2‑8份。本发明的高性能混凝土装饰材料具有超高的力学强度，超高的耐候性，超低的吸水率、极佳的耐脏污性，使得其服役寿命甚至超过建筑基体，是一种非常理想的建筑外墙肌肤。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种高性能混凝土装饰材料及其成型方法。
背景技术
装饰材料是用于建筑物的内外装修、门窗、家具等表面装饰，分为PVC板、水泥基板材、大理石板等。水泥基板材是其中的典型代表，挤出成型水泥基板材是由低水灰比的塑性水泥基拌合料，在真空挤出机内径真空螺杆在高压力和高剪力作用下制成的具有多种断面形状的板材。挤出成型水泥基板材具有外观平整、均匀，质量好，长度可在一定范围内任意变化，规格尺寸公差小，密实度高的特点，广泛应用于中档或较高档建筑框架结构的内、外墙，灵活隔断，高速公路的隔声墙，地下工程衬墙，活动房，屋面板等领域。
目前市面上的挤出成型水泥基板材大部分是由木质纤维、水泥和石粉制备而成，该类型水泥基板材用于建筑外墙作饰面材料存在以下缺陷：力学强度低、吸水率高、耐候性差、易翘曲变形，服役寿命较低，制约了其大规模和大范围应用。另外，目前市面上的挤出成型水泥基板材在挤出时，由于卸压，板材会发生微膨胀，导致板材的宽度和厚度方向的尺寸与设计尺寸产生偏差，需增加修边和定厚工艺，导致生产成本增加。
发明内容
本发明针对上述技术存在的不足，提供一种高性能混凝土装饰材料及其成型方法。为实现本发明目的，采用如下技术方案：
一种高性能混凝土装饰材料，包括以下重量份数原料：复合胶凝材料100-120份、砂100-170份、纤维0.4-6份、外加剂0.05-0.24份、水10-50份、颜料0.01-0.12份、膨胀珍珠岩8-13份和玻化微珠2-8份。
进一步地，所述复合胶凝材料为水泥和偏高岭土的混合物，所述水泥和偏高岭土的质量比为1：(0.05-0.25)。
进一步地，所述砂为石英砂、河沙或彩砂中的一种或两种以上组合。
进一步地，所述纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维、木纤维、PP纤维或PVA纤维的一种或两种以上组合。
进一步地，所述外加剂为减水剂、发泡剂、早凝剂、引气剂、缓凝剂中的一种或两种以上组合。
进一步地，所述颜料为氧化铁系无机颜料。
进一步地，所述膨胀珍珠岩的粒径为30-50目，容重为500-700g/L，SiO2含量＞75％的开孔膨胀珍珠岩。
进一步地，所述玻化微珠粒径为80-100目，SiO2含量＞90％的闭孔玻化微珠。
另外，本发明还提供一种高性能混凝土装饰材料的成型方法，包括以下步骤：
(1)按照质量比例称量好各原料，将膨胀珍珠岩和玻化微珠置于真空室，打开真空泵进行抽真空处理；
(2)将抽真空后的膨胀珍珠岩和玻化微珠置于搅拌机中，加入适量水，搅拌；
(3)将所有复合胶凝材料、砂、外加剂、颜料及水加入搅拌机，搅拌，再将所有纤维加入，搅拌；
(4)将搅拌后的物料进行捏合和挤出，挤出的板材经过蒸养后脱模，根据需要进行表面抛光或抛丸处理。
进一步地，所述步骤(1)中，所述真空处理中真空度为-0.03MPa以下，维持时间为3-5min；所述步骤(2)中，加入水的量为膨胀珍珠岩和玻化微珠重量35％的水，搅拌时间为5-10min；所述步骤(3)中，搅拌时间为4-8min。
加入膨胀珍珠岩的目的是：因膨胀珍珠岩具有较大孔隙率，在通过抽真空后，其体内一部分闭孔变成开孔，从而使比表面积进一步增大，通过在挤出工艺中，较大的孔隙在受压后可吸收混凝土中一部分游离水，起到“缓冲”作用，从而使得挤出后的材料在卸压后大大降低了膨胀。另外，由于珍珠岩具有较脆的表面，在挤出工艺中，珍珠岩遇到较硬的模具或者芯模边缘会受压破坏，从而起到“卸压”的作用。在缓冲和卸压两种作用下，最终板材的挤出膨胀率得到了降低。为了便于板材的养护，在成型过程在，珍珠岩在搅拌中加入水便于珍珠岩体内含有一定量水分，可以起到内养护作用，这对于高性能混凝土这种低水胶比的材料来说，内养护可以大大提高其早期强度，降低早期收缩，降低翘曲。
原料中加入玻化微珠能够降低挤出混凝土膨胀率，其机理与膨胀珍珠岩相似，二者按照上述比例混合加入后，协同作用极佳。此外，玻化微珠还具有一定触变性，使得挤出混凝土的挤出效果更佳流畅，挤出阻力更小，从而使得挤出的膨胀率得到进一步降低。
在水泥基板材中加入膨胀珍珠岩和玻化微珠使混凝土的挤出膨胀率得到大大降低。而且膨胀珍珠岩和玻化微珠的加入还可降低混凝土的自重，使得其制成的装饰挂板具有更好的施工性能。
采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
(1)本发明的高性能混凝土装饰材料可用于建筑外墙装饰，采用高性能混凝土材料通过挤出成型工艺制备而成，采用该配方后板材不易发生膨胀，不会翘曲变形，由于加入膨胀珍珠岩和玻化微珠，其质量较轻。并且本发明的高性能混凝土装饰材料具有超高的力学强度，超高的耐候性，超低的吸水率、极佳的耐脏污性，使得其服役寿命甚至超过建筑基体，是一种非常理想的建筑外墙肌肤。
(2)本发明采用膨胀珍珠岩和玻化微珠结合复合胶凝材料制备的装饰材料，具备较低的挤出膨胀，在挤出生产后，无需经过修边和定厚即可达到尺寸精度要求范围内，并且在高温条件下依然具备优良的尺寸稳定性，大大节约了成本。同时其具备较低的自重，降低了工人施工的负荷，具有非常优异的竞争力。
附图说明
图1是对照组挤出成型后装饰板材的截面形态图。
图2是实施例1的挤出成型后装饰材料的截图形态图。
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，以下参照附图并举出优选实施例，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1
一种高性能混凝土装饰材料，包括以下重量份数原料：复合胶凝材料100份、砂110份、纤维3.8份、外加剂0.05份、水20份、颜料0.12份、膨胀珍珠岩8份和玻化微珠3.5份；复合胶凝材料为水泥与偏高岭土，其比例为1：0.15；砂为石英砂和彩砂按3：1混合；纤维为PVA纤维，外加剂为减水剂，颜料为氧化铁系无机颜料，膨胀珍珠岩为粒径30目，容重680g/L；玻化微珠粒径为80目。其成型方法如下：
(1)按照质量比例称量好各原料；将所有膨胀珍珠岩和玻化微珠置于真空室，打开真空泵进行抽真空处理，真空度为-0.03MPa，维持时间3min；
(2)将抽真空后的膨胀珍珠岩和玻化微珠置于搅拌机中，加入膨胀珍珠岩和玻化微珠重量为35％的水，搅拌5min；该工艺为预吸水工艺；
(3)将所有复合胶凝材料、砂、外加剂、颜料及剩余的水加入搅拌机，搅拌8min，再将所有纤维加入，搅拌4min；将搅拌好的物料送入挤出工序；
(4)将搅拌后的物料在挤出工序进行捏合和挤出，挤出的板材经过蒸养后脱模，根据需要进行表面抛光或抛丸处理。
实施例2
一种高性能混凝土装饰材料，包括以下重量份数原料：复合胶凝材料120份、砂160份、纤维6份、外加剂0.24份、水50份、颜料0.10份、膨胀珍珠岩13份和玻化微珠6份；复合胶凝材料为水泥与偏高岭土，其比例为1：0.25；砂为石英砂和彩砂按2：1.5混合；纤维为玻璃纤维，外加剂为缓凝剂，颜料为氧化铁系无机颜料，膨胀珍珠岩为粒径50目，容重520g/L；玻化微珠粒径为90目。其成型方法如下：
(1)按照质量比例称量好各原料；将所有膨胀珍珠岩和玻化微珠置于真空室，打开真空泵进行抽真空处理，真空度为-0.03MPa，维持时间5min；
(2)将抽真空后的膨胀珍珠岩和玻化微珠置于搅拌机中，加入膨胀珍珠岩和玻化微珠重量为35％的水，搅拌10min；该工艺为预吸水工艺；
(3)将所有复合胶凝材料、砂、外加剂、颜料及剩余的水加入搅拌机，搅拌4min，再将所有纤维加入，搅拌8min；将搅拌好的物料送入挤出工序；
(4)将搅拌后的物料在挤出工序进行捏合和挤出，挤出的板材经过蒸养后脱模，根据需要进行表面抛光或抛丸处理。
实施例3
一种高性能混凝土装饰材料，包括以下重量份数原料：复合胶凝材料110份、砂170份、纤维6份、外加剂0.24份、水40份、颜料0.11份、膨胀珍珠岩10份和玻化微珠5份；复合胶凝材料为水泥与偏高岭土，其比例为1：0.05；砂为石英砂和彩砂按2：1混合；纤维为木纤维，外加剂为减水剂，颜料为氧化铁系无机颜料，膨胀珍珠岩为粒径40目，容重700g/L；玻化微珠粒径为100目。其成型方法如下：
(1)按照质量比例称量好各原料；将所有膨胀珍珠岩和玻化微珠置于真空室，打开真空泵进行抽真空处理，真空度为-0.03MPa，维持时间4min；
(2)将抽真空后的膨胀珍珠岩和玻化微珠置于搅拌机中，加入膨胀珍珠岩和玻化微珠重量为35％的水，搅拌8min；该工艺为预吸水工艺；
(3)将所有复合胶凝材料、砂、外加剂、颜料及剩余的水加入搅拌机，搅拌6min，再将所有纤维加入，搅拌5min；将搅拌好的物料送入挤出工序；
(4)将搅拌后的物料在挤出工序进行捏合和挤出，挤出的板材经过蒸养后脱模，根据需要进行表面抛光或抛丸处理。
实施例4
一种高性能混凝土装饰材料，包括以下重量份数原料：复合胶凝材料115份、砂150份、纤维2份、外加剂0.15份、水35份、颜料0.09份、膨胀珍珠岩12份和玻化微珠6份；复合胶凝材料为水泥与偏高岭土，其比例为1：0.1；砂为石英砂和彩砂按2.5：1混合；纤维为玄武岩纤维，外加剂为减水剂，颜料为氧化铁系无机颜料，膨胀珍珠岩为粒径40目，容重600g/L；玻化微珠粒径为90目。其成型方法如下：
(1)按照质量比例称量好各原料；将所有膨胀珍珠岩和玻化微珠置于真空室，打开真空泵进行抽真空处理，真空度为-0.03MPa，维持时间3min；
(2)将抽真空后的膨胀珍珠岩和玻化微珠置于搅拌机中，不加入水；
(3)将所有复合胶凝材料、砂、外加剂、颜料及剩余的水加入搅拌机，搅拌8min，再将所有纤维加入，搅拌4min；将搅拌好的物料送入挤出工序；
(4)将搅拌后的物料在挤出工序进行捏合和挤出，挤出的板材经过蒸养后脱模，根据需要进行表面抛光或抛丸处理。
对照组
水泥87份、偏高岭土13份，石英砂110份，PVA纤维3.8份，水的掺量为水泥、偏高岭土和石英砂总量的36％。制备方法如下：
将所有水泥、偏高岭土、石英砂及水加入搅拌机，搅拌8min，再将PVA纤维加入，搅拌4min；将搅拌好的物料送入挤出工序；
将搅拌后的物料在挤出工序进行捏合和挤出，挤出的板材经过蒸养后脱模，根据需要进行表面抛光或抛丸处理。
性能测试
将实施例1-4和对照组制备的装饰板材测试其抗压强度、抗弯强度、挤出膨胀率、吸水率和耐久性，结果如表1所示。
表1结果表明，实施例1-3按照本发明原料配比和挤出工艺获得的装饰材料，其挤出膨胀率较对照组大大降低，尺寸精度控制得比较好，板材膨胀率低，密实度高，并且其抗压性能和抗弯性能相较于对照组大大提高，实施例1-3具有良好的力学性能。并且实施例1-3的板材吸水率低，200次冻融质量损失相对于对照组要低得多，具有良好的耐久性。实施例4由于未采用预吸水工艺，其抗压强度和抗折强度较实施例1-3低，由此可见，膨胀珍珠岩和玻化微珠通过预吸水工艺可实现混凝土内养护的功能，对于促进低水胶比混凝土的强度发展非常有利。
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 (10)
1.一种高性能混凝土装饰材料，其特征在于，包括以下重量份数原料：复合胶凝材料100-120份、砂100-170份、纤维0.4-6份、外加剂0.05-0.24份、水10-50份、颜料0.01-0.12份、膨胀珍珠岩8-13份和玻化微珠2-8份。
2.如权利要求1所述的一种高性能混凝土装饰材料，其特征在于，所述复合胶凝材料为水泥和偏高岭土的混合物，所述水泥和偏高岭土的质量比为1：(0.05-0.25)。
3.如权利要求1所述的一种高性能混凝土装饰材料，其特征在于，所述砂为石英砂、河沙或彩砂中的一种或两种以上组合。
4.如权利要求1所述的一种高性能混凝土装饰材料，其特征在于，所述纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维、木纤维、PP纤维或PVA纤维的一种或两种以上组合。
5.如权利要求1所述的一种高性能混凝土装饰材料，其特征在于，所述外加剂为减水剂、发泡剂、早凝剂、引气剂、缓凝剂中的一种或两种以上组合。
6.如权利要求1所述的一种高性能混凝土装饰材料，其特征在于，所述颜料为氧化铁系无机颜料。
7.如权利要求1所述的一种高性能混凝土装饰材料，其特征在于，所述膨胀珍珠岩的粒径为30-50目，容重为500-700g/L，SiO2含量＞75％的开孔膨胀珍珠岩。
8.如权利要求1所述的一种高性能混凝土装饰材料，其特征在于，所述玻化微珠粒径为80-100目，SiO2含量＞90％的闭孔玻化微珠。
9.如权利要求1所述的一种高性能混凝土装饰材料的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照质量比例称量好各原料，将膨胀珍珠岩和玻化微珠置于真空室，打开真空泵进行抽真空处理；
(2)将抽真空后的膨胀珍珠岩和玻化微珠置于搅拌机中，加入适量水，搅拌；
(3)将所有复合胶凝材料、砂、外加剂、颜料及水加入搅拌机，搅拌，再将所有纤维加入，搅拌；
(4)将搅拌后的物料进行捏合和挤出，挤出的板材经过蒸养后脱模，根据需要进行表面抛光或抛丸处理。
10.如权利要求9所述的一种高性能混凝土装饰材料的成型方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述真空处理中真空度为-0.03MPa以下，维持时间为3-5min；所述步骤(2)中，加入水的量为膨胀珍珠岩和玻化微珠重量35％的水，搅拌时间为5-10min；所述步骤(3)中，搅拌时间为4-8min。
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- 2022-11-09 CN CN202211402719.9A patent/CN116081980A/zh active Pending
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