CN110183169A - 一种基于石材加工废料的人造无机石及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于石材加工废料的人造无机石及其制备方法,涉及人造石材制备技术领域和固体废弃物综合利用领域。该人造无机石以水泥为无机粘结剂,结合石材加工产生的废料如矿山边角料和石粉等,有效解决了一部分石材加工废料堆积对环境造成的污染,石粉的加入可降低减水剂的用量,达到固废高值化利用和环保的目的。具有良好的应用前景。制备出人造无机石板材吸水率低,具有较高的巴氏硬度和较好的耐磨性,有力地解决环境污染问题,降低生产成本,室内室外均可适用。

Description

一种基于石材加工废料的人造无机石及其制备方法
技术领域
本发明涉及人造石材制备技术领域和固体废弃物综合利用领域,具体涉及一种基于石材加工废料的人造无机石及其制备方法。
背景技术
石材是一类常用的建筑、装饰用材料,可分为天然石和人造石。天然石因其特殊的装饰效果和应用范围较广而受到人们的欢迎,但由于存在资源有限、大面积铺贴存在色差和不同程度的放射性超标等问题,在一定程度上限制了其全方位的发展。而人造石具有花色可调、大面积铺贴无色差、可利用天然石材开采出来的边角料和绿色环保等优势,已成为目前装饰石材行业发展的方向。无机人造石材以无机材料为原料,经过合理配方、催化,形成人造石材,可以替代各类天然石材,用于内外墙装饰、环境雕塑、高档工艺制品等行业。
加工石材会产生大量废料。例如在意大利的阿布亚那地区每天都会产生2000吨废浆;在意大利维罗那地区有68家石材企业仅1997年当年就排放了24万吨石材加工废浆。废浆中含水50%,剩下的是石材粉末。印度的石灰石储存量在856亿吨以上。其石灰石的产量估计超过1.886亿吨。当前,印度石灰石工业每年会产生大约1780万吨的固体废料。积累的废料大约在2.5吨。在印度拉贾斯坦邦的16个区中,大约有4000家大理石矿山和1100家大理石生产企业,它们大约每年产生500~600吨大理石粉末,这些粉末存在于大理石加工和切割成大板材产生的大理石废粉料浆中。这些大理石废粉料浆粉末一般都胡乱处置,常常被排放到道路两旁,从而造成***、水情、空气污染和农田土壤破坏等诸多问题。每年印度石材加工厂所产生的花岗石废料约达250~400吨。通常,厂家将废浆过滤,把固体物和水分离,然后将固体物送到转炉中干燥。虽然加工石材不会产生污染问题但会有一个废浆排放问题。把废浆排放到河流中,将过滤后的固体物长时间堆积在石材厂的场地上待处理,也会产生不利的健康问题、经济问题和环境的问题。以水泥为粘结剂,充分处理和利用石材加工废料,制备一种基于石材加工废料的人造无机石,既能有力地解决环境污染问题,又可以有效地降低生产成本,创造可观的经济效益。
发明内容
本发明的目的在于克服现有石材加工废料高值化利用的不足,提供一种基于石材加工废料的人造无机石及其制备方法。
本发明的目的是这样实现的,本发明所述的人造无机石包含以下质量百分比的各组分:
石粉原料:30~40份
石材边角料:15~25份
无机粘结剂:10~30份
无机抗裂剂:5~10份
耐磨剂:0.5~5份
偶联剂:5~15份
减水剂:0.3~0.8份
流平剂:2~5份
无机颜料:0.2~1份。
其中,所述抗裂剂选用水性抗裂剂。本发明涉及一种基于石材加工废料的人造无机石及其制备方法,以水泥为粘结剂,加入石粉可以降低减水剂的用量。
进一步地,所述石材边角料选用大理石边角料、矿山开采边角料、石英砂颗粒、玛瑙石边角料其中的一种或者多种。
进一步地,所述石材边角料的平均粒径为4-100目。
进一步地,所述无机粘结剂选用325型白水泥、硅酸盐水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥或铝酸盐水泥中的一种。
进一步地,所述抗裂剂选用亮光复合剂和无机砂岩复合剂其中的一种。
进一步地,所述耐磨剂为菲斯达8869型耐磨剂。
进一步地,所述偶联剂选用KH-550、KH-560、KH-570中的一种或多种。
进一步地,所述减水剂选用A118-69、XC-3020中的一种。
进一步地,所述流平剂为AKN-1131、AKN-1010、BYK-370中的一种或多种。
进一步地,所述无机颜料为有色金属的氧化物,或一些金属不溶性的金属盐中的一种或两种。
上述一种基于石材加工废料的人造无机石及其制备方法,其制备方法为:
1) 将上述所述原料按配比称取石粉原料和石材边角料,石材骨料按不同的颗粒目数进行级配,不同的大理石边角料、矿山开采边角料、石英砂颗粒、陶瓷碎片、玛瑙石边角料按设计要求进行颜色搭配;随后放入搅拌机中搅拌均匀,得到无机混合物;
2) 将无机粘结剂、抗裂剂、耐磨剂、偶联剂、流平剂、减水剂、无机颜料和水投入搅拌机中,得到助剂混合物,水和无机粘合剂的重量比为0.25~0.30 : 1;
3) 将无机混合物和助剂混合物投入搅拌机中快速搅拌混合均匀,得到湿料;
4) 将所有物料卸至模具中,密封抽真空,在真空状态下振压成型;
5) 将压制成型的产物在夹板固化箱中90±5℃固化80~90min,放入蒸养室,在38~40℃环境下蒸汽蒸养1~2h,之后冷却静置7天,脱模,冷固化15天后切割,再抛光,最终得到人造无机石板材。
本发明的优点在于:针对石材加工行业产生的大量废料,充分利用石材加工废料与水泥结合,添加适当助剂制备无机人造石。制备得到人造无机石板材,有效解决了一部分石材加工废料堆积对环境造成的污染,达到固废高值化利用和环保的目的,具有良好的应用前景。本发明制备的人造无机石具有大理石的天然质感和坚固质地,能够在室内外及地面大面积应用,其板材硬度高、耐磨、抗变形能力强、不褪色、重量轻,室内室外均可使用。
附图说明
图1为本发明实施例1的基于石材加工废料的人造无机石样板图。
图2为本发明实施例2的基于石材加工废料的人造无机石样板图。
图3为本发明实施例3的基于石材加工废料的人造无机石样板图。
图4为本发明实施例4的基于石材加工废料的人造无机石样板图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
以下各实施例中,抗裂剂选用亮光复合剂和无机砂岩复合剂其中的一种;石材边角料选用大理石边角料、矿山开采边角料、石英砂颗粒、陶瓷碎片、玛瑙石边角料其中的一种或者多种,平均粒径为4-100目;无机粘结剂选用325型白水泥、硅酸盐水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥或铝酸盐水泥中的一种;偶联剂选用KH-550、KH-560、KH-570中的一种或多种;减水剂选用A118-69、XC-3020中的一种;流平剂为AKN-1131、AKN-1010、AKN-1010、BYK-370中的一种或多种;无机颜料为有色金属的氧化物,或一些金属不溶性的金属盐中的一种或两种。
实施例1:
一种基于石材加工废料的人造无机石及其制备方法,其特征在于,由以下重量的原料制成,花岗岩石粉原料3.5 kg、大理石边角料1.5 kg、石英砂颗粒1.5 kg、硅酸盐水泥2 kg、亮光复合抗裂剂0.7 kg、、菲斯达8869耐磨剂2 kg、KH-550偶联剂7 kg、AKN-1131流平剂3kg、A118-69减水剂0.5 kg、氧化铁黑0.5 kg。
制备方法包括以下步骤:
1) 将上述所述原料按配比称取花岗岩石粉原料和石材边角料,石材边角料按4-10目进行级配,石材边角料由大理石边角料、石英砂颗粒组成,大理石边角料、石英砂颗粒按质量比1:1进行颜色搭配;随后放入搅拌机中搅拌均匀,得到无机混合物;
2) 按配比称取硅酸盐水泥、亮光复合抗裂剂、菲斯达8869耐磨剂、偶联剂KH-550、流平剂AKN-1131、减水剂A118-69、氧化铁黑并将其和水投入搅拌机中,得到助剂混合物,水和硅酸盐水泥无机粘结剂的重量比为0.26 : 1;
3) 将无机混合物和助剂混合物投入搅拌机中快速搅拌混合均匀,得到湿料;
4) 将所得湿料卸至模具中,密封抽真空,在真空状态下振压成型;
5) 将压制成型的产物在夹板固化箱中90±5 ℃固化90 min,放入蒸养室,在40 ℃环境下蒸汽蒸养1.5 h,之后冷却静置7天,脱模,冷固化15天后切割,再抛光,最终得到人造无机石板材,见图1。
实施例2:
一种基于石材加工废料的人造无机石及其制备方法,其特征在于,由以下重量的原料制成,花岗岩石粉原料30 kg、矿山开采边角料11 kg、石英砂颗粒5.5 kg、玛瑙石边角料5.5kg、325型白水泥23 kg、无机砂岩复合抗裂剂5 kg、菲斯达8869耐磨剂2 kg、KH-560偶联剂10 kg、AKN-1010流平剂1 kg、AKN-1131流平剂2 kg、A118-69减水剂0.3 kg、氧化铁黄0.7kg。
制备方法包括以下步骤:
1) 将上述所述原料按配比称取花岗岩石粉原料和石材边角料,石材边角料按80-100目进行级配,石材边角料由矿山开采边角料、石英砂颗粒、玛瑙石边角料组成,矿山开采边角料、石英砂颗粒、玛瑙石边角料按质量比1:0.5:0.5进行颜色搭配;随后放入搅拌机中搅拌均匀,得到无机混合物;
2) 按配比称取325型白水泥、无机砂岩复合抗裂剂、菲斯达8869耐磨剂、偶联剂KH-560、流平剂AKN-1010和AKN-1131、减水剂A118-69、氧化铁黄并将其和水投入搅拌机中,得到助剂混合物,水和无机粘结剂的重量比为0.25 : 1;
3) 将无机混合物和助剂混合物投入搅拌机中快速搅拌混合均匀,得到湿料;
4) 将所得湿料卸至模具中,密封抽真空,在真空状态下振压成型;
5) 将压制成型的产物在夹板固化箱中90±5 ℃固化90 min,放入蒸养室,在40 ℃环境下蒸汽蒸养2 h,之后冷却静置7天,脱模,冷固化15天后切割,再抛光,最终得到人造无机石板材,见图2。
实施例3:
一种基于石材加工废料的人造无机石及其制备方法,其特征在于,由以下重量的原料制成,花岗岩石粉原料38 kg、石英砂颗粒16 kg、玛瑙石边角料8 kg、粉煤灰水泥25 kg、亮光复合抗裂剂8 kg、菲斯达8869耐磨剂3 kg、KH-570偶联剂12 kg、BYK-370流平剂3 kg、XC-3020减水剂0.5 kg、氧化铁黄1 kg。
制备方法包括以下步骤:
1) 将上述所述原料按配比称取花岗岩石粉原料和石材边角料,石材边角料按30-50目进行级配,石材边角料由石英砂颗粒、玛瑙石边角料组成,石英砂颗粒、玛瑙石边角料按质量比2:1进行颜色搭配;随后放入搅拌机中搅拌均匀,得到无机混合物;
2) 按配比称取粉煤灰水泥、亮光复合抗裂剂、菲斯达8869耐磨剂、偶联剂KH-570、流平剂BYK-370、减水剂XC-3020、氧化铁黄并将其和水投入搅拌机中,得到助剂混合物,水和无机粘结剂的重量比为0.28 : 1;
3) 将无机混合物和助剂混合物投入搅拌机中快速搅拌混合均匀,得到湿料;
4) 将所得湿料卸至模具中,密封抽真空,在真空状态下振压成型;
5) 将压制成型的产物在夹板固化箱中90±5 ℃固化90 min,放入蒸养室,在40 ℃环境下蒸汽蒸养2 h,之后冷却静置7天,脱模,冷固化15天后切割,再抛光,最终得到人造无机石板材,见图3。
实施例4:
一种基于石材加工废料的人造无机石及其制备方法,其特征在于,由以下重量的原料制成,花岗岩石粉原料40 kg、大理石边角料10 kg、矿山开采边角料6 kg、火山灰水泥26kg、亮光复合抗裂剂5 kg、菲斯达8869耐磨剂2 kg、KH-550偶联剂13 kg、AKN-1010流平剂3kg、A118-69减水剂0.4 kg、氧化铁黄0.8 kg。
制备方法包括以下步骤:
1) 将上述所述原料按配比称取花岗岩石粉原料和石材边角料,石材边角料按50-80目进行级配,石材边角料由大理石边角料、矿山开采边角料组成,大理石边角料、矿山开采边角料按质量比1:0.6进行颜色搭配;随后放入搅拌机中搅拌均匀,得到无机混合物;
2) 按配比称取火山灰水泥、亮光复合抗裂剂、菲斯达8869耐磨剂、偶联剂KH-550、流平剂AKN-1010、减水剂A118-69、氧化铁黄并将其和水投入搅拌机中,得到助剂混合物,水和无机粘结剂的重量比为0.25 : 1;
3) 将无机混合物和助剂混合物投入搅拌机中快速搅拌混合均匀,得到湿料;
4) 将所得湿料卸至模具中,密封抽真空,在真空状态下振压成型;
5) 将压制成型的产物在夹板固化箱中90±5 ℃固化90 min,放入蒸养室,在40 ℃环境下蒸汽蒸养1.5 h,之后冷却静置7天,脱模,冷固化15天后切割,再抛光,最终得到人造无机石板材,见图4。
上述实施例1-4的测试结果见附表1,表1为本实施例所得人造无机石板材检测结果。
附表1 人造无机石板材检测结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
体积密度 2.15g/cm<sup>3</sup> 2.31g/cm<sup>3</sup> 2.59g/cm<sup>3</sup> 2.77g/cm<sup>3</sup>
吸水率 0.042% 0.051% 0.047% 0.044%
巴氏硬度 58.3 63.6 65.7 69.1
耐磨性 0.91g 0.76 g 0.81g 0.86 g
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于石材加工废料的人造无机石,由以下质量份的组分制成:
石粉原料:30~40份
石材边角料:15~25份
无机粘结剂:10~30份
无机抗裂剂:5~10份
分散剂:0.1~2份
耐磨剂:0.5~5份
偶联剂:5~15份
减水剂:0.3~0.8份
流平剂:2~5份
无机颜料:0.2~1份。
2.权利要求1所述的一种基于石材加工废料的人造无机石的制备方法,步骤如下:
1) 将各原料按配比称取石粉原料和石材边角料,石材边角料按不同的颗粒目数进行级配,不同的大理石边角料、矿山开采边角料、石英砂颗粒、陶瓷碎片或玛瑙石边角料按设计要求进行颜色搭配;随后放入搅拌机中搅拌均匀,得到无机混合物;
2) 将无机粘结剂、无机抗裂剂、分散剂、耐磨剂、偶联剂、流平剂、减水剂、无机颜料和水投入搅拌机中,得到助剂混合物,其中水和无机粘合剂的重量比为0.25~0.30 : 1;
3) 将无机混合物和助剂混合物投入搅拌机中快速搅拌混合均匀,得到湿料;
4) 将步骤3)所得的湿料卸至模具中,密封抽真空,在真空状态下振压成型;
5) 将压制成型的产物在夹板固化箱中90±5 ℃固化80~90 min,放入蒸养室,在38~40℃环境下蒸汽蒸养1~2 h,之后冷却静置7天,脱模,冷固化15天后切割,再抛光,最终得到人造无机石板材。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述无机抗裂剂选用水性抗裂剂,所述分散剂选用水性分散剂。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述石材边角料选用大理石边角料、矿山开采边角料、石英砂颗粒、玛瑙石边角料中的一种或者多种;所述石材边角料的平均粒径为4-100目。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述无机粘结剂选用325型白水泥、硅酸盐水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥或铝酸盐水泥中的一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述抗裂剂选用亮光复合剂或无机砂岩复合剂中的一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述偶联剂选用KH-550、KH-560、KH-570中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述减水剂选用A118-69、XC-3020中的一种。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述流平剂为AKN-1131、AKN-1010、BYK-370中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述无机颜料为有色金属的氧化物,或一些金属不溶性的金属盐中的一种或两种。
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