CN1314615C - 一种高性能彩色固化胶凝材料的制备工艺 - Google Patents

一种高性能彩色固化胶凝材料的制备工艺 Download PDF

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Abstract

一种高性能彩色固化胶凝材料及其制备工艺。按重量比由细度为400m2/kg的普通硅酸盐白水泥30%-70%、耐磨介质20%-60%、着色组份3%-13%、性能调整组份6%-25%，色料分散剂0.2%-1%组成。它可经本发明的粉磨活化改性生产工艺制备而得。本发明的材料与普通装饰混凝土材料相比，抗压强度是其2-3倍，抗折强度是其1-1.5倍，耐磨性是其1.5-2.5倍，泛霜测试为一级。可用于路面、墙面及屋面的施工，对于要求装饰性的水池、防水性顶面、有标识的立面与地面均可使用。

Description

一种高性能彩色固化胶凝材料的制备工艺
一、技术领域：
本发明属于水泥基建筑装饰材料类，具体地是一种高性能彩色固化胶凝材料及其制备工艺。
二、背景技术：
传统的装饰混凝土由于存在色泽不均，强度低，耐磨、耐候性差，装饰效果单调、死板等缺陷，而无法满足现代建筑的要求，新世纪的建筑要求一种新的建筑装饰材料，不仅能够克服传统材料耐久性差的缺陷，同时具有色泽均一，色调多样，装饰图案灵活多变，易与周围建筑与环境相协调等多种优点。
例如CN1033984公布的粉煤灰彩色辅地砖：采用彩色水泥、滑石粉及砂等材料复合而成，由于彩色水泥存在色彩不稳定、颜色耐久性较差、保色性相对较差、耐侵蚀性能较差等性能局限，而且这种预制成型工艺，图案单调、死板，装饰效果单一。同时由于成型与施工是两个独立工艺，致使整体成本相对较高。
三、发明内容：
本发明为了克服传统装饰混凝土存在的上述缺点，提供一种高性能(高强，高耐久性，高抗磨性)、易施工(一次施工成型)、装饰效果出众(无泛霜，色彩均一，耐光照，耐化学侵蚀)的优质彩色固化胶凝材料的制备工艺。
高性能彩色固化胶凝材料制备工艺，其特点是按照重量比由细度为400m2/kg的硅酸盐白水泥30％-70％、天然铁铸砂矿物耐磨介质20％-60％、着色组份3％-13％、性能调整组份6％-25％和色料分散剂NNO 0.2％-1％组成，首先将着色组份、色料分散剂NNO预拌和性能调整组份预拌均匀，然后与水泥和耐磨介质一起在搅拌机内预均化，并控制总含水率在2％以下，再进入球磨机粉磨至颜色均匀，然后出磨，经产品均化库进行均化，然后经检验包装成产品。
本发明采用的技术方案：采用的水泥基胶凝材料为经过活化粉磨的普通硅酸盐白水泥，其性能应满足中国GB175-92标准规定，制作浅色装饰材料时，应采用白水泥且要求白度大于等于80％。白水泥细度要求400m2/kg，重量比30％-70％。
耐磨介质采用天然铁铸砂矿物高硬度耐磨物质，以重量比20％-60％加入整个材料中。其性质如下：
                        铁铸砂性质
  显微硬度：1250-1300kg/mm3   空隙率：47.6-43.2％
  真比重：4.12T/m3   最高使用温度：1300℃
  容重：2.15-2.33T/m3   颜色：灰红色，灰白色，白色
着色组份以性能稳定的耐碱氧化铁系列为主，同时配合其他系列的着色组份，要求满足GB1708-79——GB1719-79有关颜料特性的要求。同时还要求着色组份与水泥基材料有较好的互容均质性，其用量为整个材料的3％-13％。
采用的色料分散剂NNO，是一种有机微细材料，具有分散、解聚的作用，其用量为整个材料的0.2％-1％，生产时先将其与着色组份混合，以解除微细粒的团聚现象，使各微细料充分均匀分散，保证颜色的整体均匀性。
采用性能调整组份为具有离子固化功能及克服收缩开裂能力的两种矿物混合而成。是一种富含硅的玻璃态超细粉，其目的在于通过吸附固化有害离子，减少有害离子的迁移，同时改善结构内部的孔结构，密实结构，阻塞离子迁移通道，从而有效地抑制有害离子的扩散，提高耐久性及抗泛霜能力，其用量为整个材料的6％-25％。
                            性能调整组份化学成分
  SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   SO3   R2O   LDI
  64.37   5.885   1.035   20.32   4.515   0.2   1.45   1.39
性能调整组份是一种超细粒子，粒径在0.1μm-20μm之间，具有减水、增强的作用，改善界面结构，增强薄弱区，同时填充或者堵塞孔洞，吸附、固化有害离子，有效抑制泛霜的发生。
性能调整组份的引入，减少了水泥用量，相应地减少了Ca(OH)2的生成量，同时它们在水泥浆体中可与水泥水化释放的Ca(OH)2反应，生成水化硅酸钙(C-S-H)，能减少界面处Ca(OH)2的含量，并限制Ca(OH)2的取向，从面改善过渡层的性质。
性能调整组份中的抗收缩开裂物质，在水泥水化过程中发生膨胀性反应，补偿水泥水化的化学收缩，从减少收缩开裂发生的机率。
高性能彩色固化胶凝材料的制备工艺是：首先将颜料与色料分散剂按要求分别计量预拌，再与计量好的性能调整组份预拌均匀，然后加入计量的水泥、耐磨介质，在搅拌机内预均化，并控制总含水率在2％以下，再进入球磨机粉磨至颜色均匀，然后出磨，再经产品均化库进行均化，然后经检验包装成产品(其详细工艺流程见附图1)。
通过活化改性的粉磨生产工艺，在进一步细化物料的同时起到活化改性作用，激发表面，增大颗粒水化的比表面积，促进水化，又由于多组份的复合，改善了水化产物的结构，使材料结构更密实，阻止了外部离子的进入，在得到高强高耐磨特性的同时，使材料具有很强的抗离子迁移能力，有效抑制了彩色制品的泛霜出现机率。
本发明为水泥基建筑装饰材料，用于路面、屋面、墙面等面层装饰，高性能彩色固化胶凝材料具有下述的明显特征：
1.高性能彩色固化材料是经表面改性的水泥基材料，与基层混凝土相容性好，粘结紧密。各种外加剂的引入，增加了微细胶凝粒子，有助于改善界面连接，增强了结构薄弱区，同时内部孔结构分布改变，对强度和耐久性有害的大的毛细孔分布减少，而对强度耐久性影响较小的微孔增加。
2.高性能彩色固化胶凝材料是一种胶凝材料，因而其水化产物种类，水化产物数量及水化速率应与自身的强度发展，耐久性要求相适应。而解决这些问题的技术措施包括选取合理的粒级分配，有效的激发活化条件，减水效应，掺加耐磨介质来实现。
3.高性能彩色固化胶凝材料一种装饰胶凝材料，在传统的装饰混凝土材料的应用过程中发现，泛霜是彩色制品较为严重的问题。高性能彩色固化胶凝材料采用多组分复合技术，改善水化产物的结构与分布，减少有害离子的迁移通道，通过离子固化技术，吸附固化有害离子，减少迁移的有害粒子源，从而有效地抑制了泛霜现象的发生。
4.高性能彩色固化胶凝材料必须有必要的分散均化条件，在此材料中微细组份较多，着色组份及性能调整组份中的大部分颗粒细度均低于水泥材料，团聚现象非常严重，必须采用分散剂分散微细颗粒，保证制品颜色均一，微细组份及微量组份充分分散，达到材料材质、性质均一。
四、附图说明
附图1是本发明高性能彩色固化胶凝材料的配制工艺流程图。
附图2是干缩性能对比。
附图3是耐盐侵蚀性能对比。
五、具体实施方式：
本发明之产品，通过一系列改性及活化措施，使本产品与普通装饰混凝土材料相比，性能有很大的提高，同时由于原材料国产化，施工机具及施工辅助材料的国产化，使最终成本较引进国外产品大大下降。下面结合实施例进一步说明本发明。
                   高性能彩色固化胶凝材料的配合比
编号 水泥 耐磨介质  着色组份(含色料分散剂) 性能调整组分
  1#2#3#4#5#   3558703040   5032203537   7341013   8762510
                             离子吸附数据
部位   普通装饰混凝土面层   普通装饰混凝土内部   彩色固化胶凝材料层   基础混凝土内部
  Ca(OH)2量(％)   19   23   10   22
                          耐磨测试结果
  传统材料   RF材料   固化剂材料
  磨坑长度(mm)   46.4   36.4   23.4
  提高率(％)   0   21.55   50.4
                             耐老化试验结果
时间(h)                项等级 综合等级
  失光   变色   粉化   开裂
  HPCH传统材料RF材料   250250250   130   020   030   030   030
注：RF材料为国外同期产品。
                             干湿循环测试结果
  次数   0   ＜10   10   15   25
  HPCHRF材料传统材料   ---   001％，边角部位   0010％，边部   0030％   2％1％50％
注：以占表面面积的几率表示。

Claims (3)

1、一种高性能彩色固化胶凝材料制备工艺，其特征在于按照重量百分含量由细度为400m2/kg的硅酸盐白水泥30％-70％、天然铁铸砂矿物耐磨介质20％-60％、着色组份3％-13％、性能调整组份6％-25％和色料分散剂NNO 0.2％-1％组成，性能调整组份的化学组成的重量百分含量为SiO2为64.37，Al2O3为5.885，Fe2O3为1.035，CaO为20.32，MgO为4.515，SO3为0.2，R2O为1.45，LDI为1.39，首先将着色组份、色料分散剂NNO预拌和性能调整组份预拌均匀，然后与水泥和耐磨介质一起在搅拌机内预均化，并控制总含水率在2％以下，再进入球磨机粉磨至颜色均匀，然后出磨，经产品均化库进行均化，然后经检验包装成产品。
2、根据权利要求1所述的高性能彩色固化胶凝材料的制备工艺，其特征是所述的着色组份采用耐碱的氧化铁系列颜料。
3、根据权利要求1所述的高性能彩色固化胶凝材料的制备工艺，其特征是所述的性能调整组份粒径在0.1μm-20μm之间。
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