TWI774538B

TWI774538B - 拌合材料及製備拌合材料之方法

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Publication number: TWI774538B
Application number: TW110131502A
Authority: TW
Inventors: 賴聰銘; 藍隆寬
Original assignee: 興磊資源回收股份有限公司; 賴聰銘; 藍隆寬
Priority date: 2021-08-25
Filing date: 2021-08-25
Publication date: 2022-08-11
Also published as: CN115724618A; TW202308963A

Abstract

本發明提出一種用於塗層施作之拌合材料。該拌合材料包含；由水泥與第一細骨材以1：1至1：6之重量比例混合而成之混合物。其中，第一細骨材係為以粘土為主原料捏練後燒結粉碎而成之顆粒材料。該顆粒材料之組分包含SiO ₂、Al ₂O ₃及Fe ₂O ₃，且該顆粒材料之粒徑介於75 µm至3 mm之間，具有超過5%的孔隙率及吸水率，比重在1.6至2.5之間，且與水混合不會產生膠結性。另外，本發明還揭示一種製備用於塗層施作之拌合材料之方法。

Description

拌合材料及製備拌合材料之方法

本發明係關於一種拌合材料及製備拌合材料之方法。具體而言，本發明係關於一種包含由水泥與特定細骨材混合而成之混合物的拌合材料、以及製備所述拌合材料之方法。

為了平整、美化、加強、防水等目的，在營建結構體建造完成後，可選擇性進一步進行表面的修飾及粉刷等作業。常見的修飾粉刷作業包含粗胚打底及細胚粉光，且其需要配製及塗抹特定的拌合材料於營建結構體之表面上。承上所述，拌合材料所用原料及其具體配方會影響整體施作工程的品質及成本，且可能會大量的消耗稀缺的天然資源或營建材料。因此，期望可開發出有別於習知技術之不同拌合材料，且其仍具備或進一步改善粗胚打底及細胚粉光工程所需之性質。藉此，可減少或避免消耗常用的天然資源或營建材料，且可進一步開拓不同資源的潛在應用性。

解決問題之技術手段

為解決上述問題，根據本發明之一實施例提出一種用於塗層施作之拌合材料，其包含：混合物，其係由水泥與第一細骨材以1：1至1：6之重量比例混合而成。其中，該第一細骨材係為以粘土為主原料捏練後燒結粉碎而成之顆粒材料，該顆粒材料之組分包含SiO ₂、Al ₂O ₃及Fe ₂O ₃。該顆粒材料之粒徑介於75 µm至3 mm之間，且具有超過5%的孔隙率及吸水率，比重在1.6至2.5之間，且與水混合不會產生膠結性。

本發明之另一實施例提供一種製備用於塗層施作之拌合材料之方法，其包含：將水泥與第一細骨材以1：1至1：6之重量比例混合形成混合物。其中，第一細骨材係為以粘土為主原料捏練後燒結粉碎而成之顆粒材料。該顆粒材料之組分包含SiO ₂、Al ₂O ₃及Fe ₂O ₃，且顆粒材料之粒徑介於75 µm至3 mm之間，具有超過5%的孔隙率及吸水率，比重在1.6至2.5之間，且與水混合不會產生膠結性；以及以該混合物為主體調配形成用於塗層施作之拌合材料。

對照先前技術之功效

依據本發明之各實施例所提出之拌合材料及製備拌合材料之方法，可使用以粘土為主原料捏練後燒結粉碎而成之顆粒材料作為特定細骨材，進而與水泥及選擇性其他材料進行調配而製成拌合材料。承上，所述拌合材料可適用於進行粗胚打底及細胚粉光等塗層施作作業，且可施作於營建結構體上而廣泛地應用於營建工程或泥作工程中。因此，可在維持及/或改善施工品質下進一步增加施工作業材料的多樣性，並減少習知材料的消耗率。

下文中將描述各種實施例，且所屬技術領域中具有通常知識者在參照說明搭配圖式下，應可輕易理解本發明之精神與原則。然而，雖然在文中會具體說明一些特定實施例，這些實施例僅作為例示性，且於各方面而言皆非視為限制性或窮盡性意義。因此，對於所屬技術領域中具有通常知識者而言，在不脫離本發明之精神與原則下，對於本發明之各種變化及修改應為顯而易見且可輕易達成的。

參照圖1，根據本發明之一實施例提出一種拌合材料M1及其製備方法。其中，拌合材料M1可用於粗胚打底或細胚粉光等營建結構體之表面施工作業。具體而言，所述拌合材料M1可包含混合物100。混合物100是由水泥10與第一細骨材15以1：1至1：6之重量比例混合而成。承上，製備所述拌合材料M1之方法包含將水泥10與第一細骨材15以1：1至1：6之重量比例混合形成混合物100，接著再以該混合物100為主體選擇性加入或不加入其他材料200而調配形成拌合材料M1。

具體而言，第一細骨材15可為以粘土為主原料捏練後燒結粉碎而成之顆粒材料。例如，可以粘土為主原料捏成結塊後以低於熔融溫度之溫度進行高溫燒結，再將其碎解、清洗、過篩後製成具有預期粒徑範圍之第一細骨材15。另外，用於燒結之結塊除粘土之外亦可另外包含頁岩、煤矸石等材料。承上，依此燒結粉碎形成之該顆粒材料之組分可至少包含SiO ₂、Al ₂O ₃及Fe ₂O ₃。

承上，根據一些實施例，第一細骨材15之顆粒材料之SiO ₂、Al ₂O ₃及Fe ₂O ₃組分中，可為SiO ₂占比最大，Al ₂O ₃次之，且Fe ₂O ₃第三。舉例而言，在一些實施例中，SiO ₂佔第一細骨材15之顆粒材料之組分之百分比可約為45%以上，例如但不限於50%或55%；Al ₂O ₃佔第一細骨材15之顆粒材料之組分之百分比可約為10%以上，例如但不限於15%或30%；且Fe ₂O ₃佔第一細骨材15之顆粒材料之組分之百分比可約為5%以上，例如但不限於8%或10%。此外，除了SiO ₂、Al ₂O ₃及Fe ₂O ₃組分以外，第一細骨材15之顆粒材料亦可進一步包含其他組分。例如但不限於MgO、CaO等。

根據一些實施例，第一細骨材15之顆粒材料可為微觀具有石英、鈉長石、綠泥石、赤鐵礦等晶相排列的不規則型粒料。然而，此僅為示例，且本發明之其他實施例之第一細骨材15的晶相或結構排列形式不限於此。

根據一些實施例，第一細骨材15可為營建剩餘土石方中的紅磚、混凝土塊，經回收及碎解而製成。例如，可為新建、拆除、或改建時剩餘或清出的營建工程材料，經回收及碎解而製成。亦即，根據本發明之一些實施例，可使用此些資源投入製作拌合材料M1，而將營建剩餘土石方再次應用於各種結構體之粉刷或修飾上。因此，可增進營建剩餘土石方的資源回收性，促進環保及循環經濟，減少天然資源開發及消耗，且可以減少施作粗胚打底或細胚粉光等粉刷或修飾作業時用料的成本。另外，藉由回收再利用營建剩餘土石方，也可大幅降低廢棄物的產生，且減少或避免處理廢棄物所需消耗的空間、能源、資源及人力。

承上述，第一細骨材15之顆粒材料可包含紅磚等營建剩餘土石方之組成組分，且至少包含SiO ₂、Al ₂O ₃及Fe ₂O ₃等組分。然而，回收再利用營建剩餘土石方僅為示例，且根據本發明之其他實施例不限於此。例如，第一細骨材15亦可為特別為了製備拌合材料M1，而以粘土為主原料捏練後燒結粉碎而成之顆粒材料，且至少包含組分SiO ₂、Al ₂O ₃及Fe ₂O ₃，而不一定是來自於營建剩餘土石方的紅磚及/或混凝土塊。另外，根據一些實施例，以粘土為主原料捏練後燒結粉碎而成之顆粒材料亦不限於相同於或類似於紅磚及/或混凝土塊之組分之材料。承上，根據以粘土為主原料加入的其他副原料之組分以及粘土主原料之組分而定，捏練後燒結粉碎而成之顆粒材料之組分可能會有部分差異。承上，所述差異應為所屬技術領域中具有通常知識所能理解之容許偏差範圍，且具有差異但符合本發明界定性質下之材料應落於本發明之各實施例之第一細骨材15之顆粒材料之範疇中。

另外，根據一些實施例，由於具有Fe ₂O ₃組分，第一細骨材15之顆粒材料可整體呈現紅色或部分呈現紅色。然而，本發明不限於此，且在具有Fe ₂O ₃組分下，第一細骨材15之顆粒材料亦可能根據其他組分而呈現紅色以外的顏色。

根據一些實施例，依上所述所製成之顆粒材料可具有超過5%的孔隙率及吸水率。承上，一般天然石頭或沙子可具有1%~2%的吸水率，但根據本發明之各實施例之顆粒材料可具有超過5%甚至10%以上的孔隙率及吸水率，而顯著高於一般天然石頭或沙子的孔隙率及吸水率。例如，第一細骨材15之顆粒材料可具有8%的吸水率，但不限於此。舉例而言，第一細骨材15之顆粒材料亦可能具有高達15%的吸水率。另外，依上所述所製成之顆粒材料可具有比重在1.6至2.5之間。

承上，由於第一細骨材15之顆粒材料具有高度孔隙率及吸水率，從而具有較佳的保水率，可以減少因為失水導致乾縮等因素所造成的開裂機率。在施作粗胚打底及/或細胚粉光下，可以增進所完成之打底層或粉光層等之表面塗層之孔隙率及吸水率。因此，可改善完成工程之結構的通氣性、透水性及排水性，且可減少或避免營建結構體之表面塗層之缺陷。例如但不限於滲水、或微裂縫等。

另外，在一些實施例中，以粘土為主原料捏練後燒結粉碎而成之顆粒材料之第一細骨材15可具有鹼性性質，因此可避免酸性性質對於營建結構體或其他材料如鋼筋的腐蝕性，從而增進了完成的工程成品的壽命、耐震性及可靠性。

根據一些實施例，依上所述所製成之顆粒材料，在作為第一細骨材15而用於製備拌合材料M1時，可具有介於75 µm至3 mm之間之粒徑。承上，為了製備拌合材料M1，第一細骨材15之顆粒材料較佳可以介於75 µm至3 mm之間之粒徑而與水泥10進行混合。然而，根據本發明之其他實施例不限於此。例如，可用於粗胚打底或細胚粉光之第一細骨材15之顆粒材料亦可以低於75 µm甚至低於62.5 µm之粒徑與水泥10進行混合。承上，根據本實施例之作為第一細骨材15之顆粒材料不具泥之性質，且因此可使用較小的粒徑來混合成拌合材料M1，從而可控制降低拌合材料M1的含泥量。藉此，可減少或避免產生由於具有泥土於拌合材料M1中所導致之材料缺陷，例如由於泥容易聚集而使得拌合材料M1中各材料分布不均勻的缺陷，或者是含泥吸附化學外加劑導致需水量提高等的缺陷。如上所述，根據本發明之一些實施例，依此所製成之拌合材料M1可藉由降低含泥量而減少拌合材料M1所製成之表面塗層容易開裂等之缺陷。

另外，習知水泥與水單獨混合下會產生膠結性。然而，根據本發明之各實施例之第一細骨材15之顆粒材料單獨與水混合時並不會產生膠結性。具體而言，根據本發明之各實施例之第一細骨材15之顆粒材料在單獨與水混合下不會產生明顯的體積變化，其各別顆粒之間之界面不會明顯減少，顆粒與顆粒之間亦不會相互連結或融合。

進一步，根據本發明之各實施例之第一細骨材15之顆粒材料單獨與水混合時亦難以或無法結球。詳細而言，一般習知河砂或海沙在與少量水混合下容易搓成沙球或泥球，但根據本發明之各實施例之第一細骨材15之顆粒材料相較於一般習知河砂或海沙較難以依靠水為介質產生的例如但不限於氫鍵或凡德瓦力等各種作用而相互靠攏。因此，即便與少量水混合，根據本發明之各實施例之第一細骨材15之顆粒材料並無法或難以搓成並維持具有固定形狀或體積之結塊。因此，相較於一般河砂或海砂，第一細骨材15之此種性質可在混成形成拌合材料M1時增進材料分布的均勻性，從而改善拌合材料M1物化性質的穩定性、組成比例一致性及基於此完成之塗層之整體強度及可靠性。

另外，拌合材料M1為水泥10與第一細骨材15所混合之混合物100為主體所調配而成的材料。然而，參照圖1，除了水泥10及第一細骨材15以外，拌合材料M1亦可進一步選擇性加入或不加入其他材料200。例如，可加入有助於防水的微量材料，可加入有助於呈現所需顏色之微量材料。或者是，可加入第一細骨材15以外的其他傳統細骨材。亦或是加入傳統習知營建工程或泥作工程等所可能採用的任何添加劑或材料。承上，除去水之佔比以外，在混合物100佔比最高為主體下(50%至100%)，拌合材料M1可依據預期施作工程的需求任意地添加少許其他營建或泥作用材料。承上，此為所屬技術領域中具有通常知識者所明暸，且在此將不再贅述。

根據一些實施例，拌合材料M1可進一步包含水。例如，材料200可包含水。詳細而言，在施作粗胚打底或細胚粉光等塗層施作作業之前，拌合材料M1可為混合物100基於預設水灰比0.42 ~ 0.8而與水調配而成。藉此，可使得拌合材料M1具有流動性，或可藉由水泥10與水的反應而使得整體拌合材料M1具有膠結性。

承上，參照圖2及圖3，可基於加入水以後的拌合材料M1之膠結性及/或流動性，而使用拌合材料M1塗抹結構體25或35之表面，而進行相對應的粉刷或修飾等塗層施作作業。承上，上述拌合材料M1在塗抹於結構體25或35上且完工靜置一段時間後，可形成硬化之預期塗層。例如，圖2示意的粗胚打底層250、或圖3示意的細胚粉光層350。然而，本發明之其他實施例之拌合材料M1可施作之態樣不限於此。舉例而言，根據各實施例之拌合材料M1可適用於作為各種結構體之表面粉飾材料、表面整平材料或表面保護材料等。

如上所述，圖4示出根據本發明之一實施例，實際使用針對粗胚打底調配之拌合材料進行粗胚打底之結果示意圖，且圖5示出根據本發明之一實施例，實際使用針對細胚粉光調配之拌合材料進行細胚粉光之結果示意圖。

根據一些實施例，使用拌合材料M1施工所形成之塗層可具有1 cm至6 cm之間的厚度。例如，1.5 cm至5 cm之間的厚度。然而，此僅為示例，且本發明不限於此。例如，根據一些實施例，應用時使用拌合材料M1施工所形成之塗層可實際上為2 cm至3 cm之間的厚度。

另外，根據一些實施例，根據施作粗胚打底或細胚粉光等情況，拌合材料M1中的水泥10與第一細骨材15之比例可有相對應變化。

承上所述，根據一實施例，在用於施作粗胚打底之情況下，在拌合材料M1中，混合物100可由水泥10與第一細骨材15以1：3至1：5之比例混合而成。例如，在用於施作粗胚打底之情況下，混合物100可由水泥10與第一細骨材15以1：5之比例混合而成。承上，在第一細骨材15占比越高的情況下，可減少水泥10的使用及消耗，從而減少使用水泥10所需耗費的資源及成本。

與此相對，根據一實施例，在用於施作細胚粉光之情況下，在拌合材料M1中，混合物100可由水泥10與第一細骨材15以1：2至1：4之比例混合而成。例如，在用於施作細胚粉光之情況下，混合物100可由水泥10與第一細骨材15以1：3之比例混合而成。承上，在第一細骨材15占比越高的情況下，可減少水泥10的使用及消耗，從而減少使用水泥10所需耗費的資源及成本。

此外，根據一些實施例，施作於細胚粉光之拌合材料M1所使用的第一細骨材15之顆粒材料的粒徑範圍可小於施作於粗胚打底之拌合材料M1所使用的第一細骨材15之顆粒材料的粒徑範圍。舉例而言，根據一些實施例，施作於細胚粉光之拌合材料M1所使用的第一細骨材15之顆粒材料的粒徑之平均值可小於施作於粗胚打底之拌合材料M1所使用的第一細骨材15之顆粒材料的粒徑之平均值。

根據一些實施例，根據本發明之拌合材料M1所使用之第一細骨材15之顆粒材料在細度模數為1.5以下或至少為1.5時，與水及水泥10混合仍可塗抹施作於結構體上並形成對應表面塗層，相較於同樣細度模數的泥砂材料可減少或避免發生塗層隆起或浮凸，甚至脫落之缺陷。

承上，依據本發明各實施例之拌合材料M1進行粉刷或修飾等塗層施作作業，可建立具有足夠強度、可靠性及預期外觀的表面塗層。

綜上所述，根據本發明之各實施例之拌合材料及製備拌合材料之方法，可應用於對結構體施作粉刷修飾等塗層施作作業。承上，根據本發明之各實施例，可使用習知材料以外的其他資源和原料來製備或混成拌合材料。藉此，可以開發不同資源和原料的應用性，增進營建剩餘土石方的回收利用性，且可減少消耗常見於營建工程或泥作工程而大量使用甚至稀缺的材料或天然資源。因此，根據本發明之各實施例之拌合材料及製備拌合材料之方法，可在維持及/或改善結構體表面粉刷修飾之施作成品之品質下，增進各種材料或資源的利用性及選擇性，並減少現有常規材料或資源的消耗率。

上文中所述僅為本發明之一些較佳實施例。應注意的是，在不脫離本發明之精神與原則下，本發明可進行各種變化及修改。所屬技術領域中具有通常知識者應明瞭的是，本發明由所附申請專利範圍所界定，且在符合本發明之意旨下，各種可能置換、組合、修飾及轉用等變化皆不超出本發明由所附申請專利範圍所界定之範疇。

10:水泥 15:第一細骨材 25、35:結構體 100:混合物 200:其他材料 250:粗胚打底層 350:細胚粉光層 M1:拌合材料

圖1係為根據本發明之一實施例之例示性拌合材料及其製備方法之示意圖。

圖2係為根據本發明之一實施例之使用拌合材料塗抹結構體以進行粉刷或修飾工程之示意圖。

圖3係為根據本發明之一實施例之使用拌合材料塗抹結構體以進行粉刷或修飾工程之示意圖。

圖4係為實際使用針對粗胚打底調配之拌合材料進行粗胚打底之結果示意圖。

圖5係為實際使用針對細胚粉光調配之拌合材料進行細胚粉光之結果示意圖。

無

10:水泥

15:第一細骨材

100:混合物

200:其他材料

M1:拌合材料

Claims

一種用於施作粗胚打底之拌合材料，其包含：一混合物，其係由水泥與一第一細骨材以1：5至1：6之重量比例混合而成，且其中，該第一細骨材係為以粘土為主原料捏練後燒結粉碎而成之顆粒材料，該顆粒材料之組分包含SiO₂、Al₂O₃及Fe₂O₃，且該顆粒材料之粒徑介於75μm至3mm之間，具有超過5%的孔隙率及吸水率，比重在1.6至2.5之間，且與水混合不會產生膠結性。
如請求項1所述之拌合材料，其中，在施作粗胚打底之前，該拌合材料係為該混合物基於預設水灰比0.42~0.8而與水調配而成。
如請求項1所述之拌合材料，其中，該混合物係由水泥與該第一細骨材以1：5之比例混合而成。
如請求項1所述之拌合材料，其中，該第一細骨材係為營建剩餘土石方中的紅磚，經回收及碎解而製成。
一種製備用於施作粗胚打底之拌合材料之方法，其包含：將水泥與一第一細骨材以1：5至1：6之重量比例混合形成一混合物，且其中，該第一細骨材係為以粘土為主原料捏練後燒結粉碎而成之顆粒材料，該顆粒材料之組分包含SiO₂、Al₂O₃及Fe₂O₃，且該顆粒材料之粒徑介於75μm至3mm之間，具有超過5%的孔隙率及吸水率，比重在1.6至2.5之間，且與水混合不會產生膠結性；以及以該混合物為主體調配形成用於施作粗胚打底之拌合材料。
如請求項5所述之方法，其中，在施作粗胚打底之前，該拌合材料係為該混合物基於預設水灰比0.42~0.8而與水調配而成。
如請求項5所述之方法，其中，將水泥與該第一細骨材以1：5之比例混合而成該混合物。
如請求項5所述之方法，其中，該第一細骨材係為營建剩餘土石方中的紅磚，經回收及碎解而製成。