CN110423063A - 一种仿石材轻质透水板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种仿石材轻质透水板及其制备方法，所述仿石材轻质透水板由以下成分组成：骨料为65‑90％；无机胶黏剂为10‑35％；所述骨料为陶瓷颗粒、金刚砂、石英砂中的一种或多种组合，优选至少包括陶瓷颗粒；所述无机胶黏剂由水泥、掺和料，外加剂、颜料和水组成，所述水泥、掺和料的重量比为(25‑60)：(5‑60)：外加剂为水泥重量的0.1‑3％，颜料为水泥重量的0‑5％；水灰比是0.08‑0.25。本发明制得的仿石材轻质透水板轻薄，透水性能优异，透水时效长，同时具有优异的抗折强度和冲击强度。

Description

一种仿石材轻质透水板及其制备方法
技术领域
本发明属于建材领域，特别涉及一种仿石材轻质透水板及其制备方法。
背景技术
透水砖(板)，作为极具创造性的新型建筑材料之一，因其透水性能好、力学性能优异而被广泛应用。另外，国家、市政大力推广建设海绵城市，更增加了透水砖(板)的使用。然而，市面上的透水砖(板)比较单一，缺乏装饰性，不能满足人们日益增长的生活需要；另一方面，各种透水(板)比较笨重，影响施工效率，且不适合远程运载。
市场上普通的仿石材建筑材料的制备方法是通过原料球磨、粉料混合、增强剂添加、毛坯板制备和打磨成品，制备了一种高抗压长寿命透水板，该种透水板虽然力学性能和透水性能优异，但是制备工艺复杂，需要球磨、混炼、加温加热，需要花费大量能源和时间；而且该种透水砖缺乏装饰效果，不满足人们对审美的要求。
发明内容
为解决上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种仿石材轻质透水板，其质量轻，便于施工和运输；接近石材，装饰效果好，给人以美感；还兼具良好的透水性能和力学性能，满足海绵城市的指标要求。
更进一步地，需要提供上述仿石材轻质透水板的制备方法。
一种仿石材轻质透水板，由以下成分组成：
骨料为65-90％；
无机胶黏剂为10-35％。
其中，所述骨料为陶瓷颗粒、金刚砂、石英砂中的一种或多种组合，优选为陶瓷颗粒；
其中，所述骨料为陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒的平均粒径为0.3-3mm，当粒径高于此范围时，影响美观性和平整度，容易堵塞孔隙，长期会影响透水性能；当平均粒径低于此范围时，透水板的透水性能和力学性能不能满足要求；
所述陶瓷颗粒中粒径为0.3-1mm的占30-50％，粒径为1-2mm的占20-40％，粒径为2-3mm的10-50％，当低粒径范围0.3-1mm的陶瓷颗粒占比低于30％时，透水性能前期虽然比较好，但是后期透水板内部孔隙容易被堵塞，从而其后期透水性能变差，耐久性变差。
其中，所述无机胶黏剂由水泥、掺和料，外加剂、颜料和水组成，所述水泥、掺和料的重量比为(25-60)：(5-60)：外加剂为水泥重量的0.1-3％，颜料为水泥重量的0-5％；水灰比是0.08-0.25；
其中，所述水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、磷酸盐水泥中的一种或任意几种的组合；所述水泥为42.5级及以上等级硅酸盐水泥，且其中硅酸钙矿物含量≥66％，氧化钙和氧化硅质量比≥2:1。
所述掺和料是粉煤灰、硅灰、石粉、矿粉中一种或任意几种的组合。
其中，所述外加剂为SPA吸水树脂、膨润土、纤维素醚、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇中的一种或任意几种的组合。
其中，所述骨料粒径范围优选为0.3-3mm，粒径超出此范围会影响仿石材轻质透水板的综合性能。
其中，所述外加剂优选为SPA吸收树脂和羟乙基纤维素醚的混合物，SPA吸水树脂和羟乙基纤维素醚的质量比为1:1-1:2，SPA吸水树脂的粘度为10000CPS；羟乙基纤维素醚的分子量为10000-40000。
其中，所述颜料是钛白粉、氧化铁红、氧化铬绿、酞菁蓝、碳黑、钛镍黄中的一种或任意几种的组合。
一种如上所述仿石材轻质透水板的制备方法：
(1)无机胶黏剂的准备：将水泥、掺和料、外加剂和颜料加入到搅拌锅中，慢速干搅拌1-2min后，缓慢加入水，继续搅拌1-3min，搅拌均匀，得到无机胶黏剂；
(2)将骨料加入搅拌好的无机胶黏剂中，持续搅拌1-5min，得到混合料；
(3)成型：将搅拌好的混合料输送到砌块成型设备的布料箱中，混合料会填入到模具型腔内，设置振动频率为2000-5000次/分，压制压力为0.1-5MPa，强制压制1-15s，正常启动砌块成型设备，模具型腔内的混合料经过振动和液压，制成10-30mm的透水板；
(4)养护，打磨：常温养护或蒸汽养护0.5-3d后，对步骤3)制备的透水板进行打磨。
相较于现有技术，本发明制得的仿石材轻质透水板具有以下优异性能：
(1)轻薄，其密度仅为1.5-1.8g/cm3，低于超高性能混凝土的密度，厚度在10-30mm，远薄于一般的透水砖；(2)优异的抗折强度和冲击强度，汽车从上面压过，透水板表面无任何变化；(3)透水性能优异，透水时效长，其透水系数≥0.5mm/s；(4)装饰效果好，由无机胶黏剂和骨料混合，利用无机胶黏剂对骨料颗粒不同程度的包裹和部分颜色自然相容或不容，透水板可以呈现出至少3种不同色彩或不同混合色彩或相同色彩不同色泽的的仿石图案效果，具有美观性和装饰效果。
具体实施方式
下面给出实施例以更详细说明本发明，但值得指出的是本发明不局限于这些实施例，本领域的专业人员根据上述本发明所做出的一些非本质的改变和调整，仍属本发明的保护范围。
实施例中的物质均来源于市售。
测试方法说明：
抗折强度：测试标准GB/T25993-2010；
抗压强度：测试标准GB/T31387-2015；
孔隙率：ASTM C948-1981(2000)；
透水系数：GB/T25993-2010；
耐磨性(磨坑深度5000r后)：按标准GB/T16925-1997。
实施例1
按以下步骤制备仿石材轻质透水板：
(1)无机胶黏剂的准备：将50份硅酸盐水泥、20份粉煤灰、20份矿粉和0.25份SPA吸水树脂、0.25份羟乙基纤维素醚和1份氧化铁红加入到搅拌锅中，慢速干搅拌1min后，缓慢加入10份水，继续搅拌2min，搅拌成均匀得到无机胶黏剂；
(2)将粒径范围为0.3-3mm的400份陶瓷颗粒加入搅拌好的无机胶黏剂中，持续搅拌3min，得到混合料，其中陶瓷颗粒中粒径为0.3-1mm的占30％，粒径为1-2mm的占40％，粒径为2-3mm的30％，
(3)成型：将搅拌好的混合料输送到砌块成型设备的布料箱中，混合料会填入到模具型腔内，设置振动频率为3000次/分，压制压力为3MPa，强制压制10s，正常启动砌块成型设备，模具型腔内的混合料经过振动和液压，制成20mm的透水板；
(4)养护，打磨：常温养护或蒸汽养护3d后，对步骤3)制备的透水板进行打磨。
实施例2
按以下步骤制备仿石材轻质透水板：
(1)无机胶黏剂的准备：将50份硅酸盐水泥、20份粉煤灰、20份矿粉和0.25份SPA吸水树脂、0.25份羟乙基纤维素醚和1份氧化铁红加入到搅拌锅中，慢速干搅拌1min后，缓慢加入10份水，继续搅拌2min，搅拌成均匀得到无机胶黏剂；
(2)将粒径范围为0.3-3mm的400份陶瓷颗粒加入搅拌好的无机胶黏剂中，持续搅拌3min，得到混合料，其中陶瓷颗粒中粒径为0.3-1mm的占10％，粒径为1-2mm的占40％，粒径为2-3mm的50％；
(3)成型：将搅拌好的混合料输送到砌块成型设备的布料箱中，混合料会填入到模具型腔内，设置振动频率为3000次/分，压制压力为3MPa，强制压制10s，正常启动砌块成型设备，模具型腔内的混合料经过振动和液压，制成20mm的透水板；
(4)养护，打磨：常温养护或蒸汽养护3d后，对步骤3)制备的透水板进行打磨。
实施例3
按以下步骤制备仿石材轻质透水板：
(1)无机胶黏剂的准备：将50份硅酸盐水泥、20份粉煤灰、20份矿粉和0.25份SPA吸水树脂、0.25份羟乙基纤维素醚和1份氧化铁红加入到搅拌锅中，慢速干搅拌1min后，缓慢加入10份水，继续搅拌2min，搅拌成均匀得到无机胶黏剂；
(2)将粒径范围为0.2-5mm的400份陶瓷颗粒加入搅拌好的无机胶黏剂中，持续搅拌3min，得到混合料，其中陶瓷颗粒中粒径为0.2-1mm的占30％，粒径为1-3mm的占40％，粒径为3-5mm的30％；
(3)成型：将搅拌好的混合料输送到砌块成型设备的布料箱中，混合料会填入到模具型腔内，设置振动频率为3000次/分，压制压力为3MPa，强制压制10s，正常启动砌块成型设备，模具型腔内的混合料经过振动和液压，制成20mm的透水板；
(4)养护，打磨：常温养护或蒸汽养护3d后，对步骤3)制备的透水板进行打磨。
实施例4
按以下步骤制备仿石材轻质透水板：
(1)无机胶黏剂的准备：将50份硅酸盐水泥、20份粉煤灰、20份矿粉和0.25份SPA吸水树脂、0.25份羟乙基纤维素醚和1份氧化铁红加入到搅拌锅中，慢速干搅拌1min后，缓慢加入10份水，继续搅拌2min，搅拌成均匀得到无机胶黏剂；
(2)将粒径范围为5-8mm的400份陶瓷颗粒加入搅拌好的无机胶黏剂中，持续搅拌3min，得到混合料，其中陶瓷颗粒中粒径为5-6mm的占30％，粒径为6-7mm的占40％，粒径为7-8mm的30％；
(3)成型：将搅拌好的混合料输送到砌块成型设备的布料箱中，混合料会填入到模具型腔内，设置振动频率为3000次/分，压制压力为3MPa，强制压制10s，正常启动砌块成型设备，模具型腔内的混合料经过振动和液压，制成20mm的透水板；
(4)养护，打磨：常温养护或蒸汽养护3d后，对步骤3)制备的透水板进行打磨。
实施例5
按以下步骤制备仿石材轻质透水板：
(1)无机胶黏剂的准备：将50份硅酸盐水泥、20份粉煤灰、20份矿粉和0.25份SPA吸水树脂、0.25份羟乙基纤维素醚和1份氧化铁红加入到搅拌锅中，慢速干搅拌1min后，缓慢加入10份水，继续搅拌2min，搅拌成均匀得到无机胶黏剂；
(2)将粒径范围为0.05-1mm的400份陶瓷颗粒加入搅拌好的无机胶黏剂中，持续搅拌3min，得到混合料；
(3)成型：将搅拌好的混合料输送到砌块成型设备的布料箱中，混合料会填入到模具型腔内，设置振动频率为3000次/分，压制压力为3MPa，强制压制10s，正常启动砌块成型设备，模具型腔内的混合料经过振动和液压，制成20mm的透水板；
(4)养护，打磨：常温养护或蒸汽养护3d后，对步骤3)制备的透水板进行打磨。
对比例1
按以下步骤制备仿石材轻质透水板：
(1)无机胶黏剂的准备：将50份硅酸盐水泥、20份粉煤灰、20份矿粉和0.25份SPA吸水树脂、0.25份羟乙基纤维素醚和1份氧化铁红加入到搅拌锅中，慢速干搅拌1min后，缓慢加入10份水，继续搅拌2min，搅拌成均匀得到无机胶黏剂；
(2)将粒径范围为0.3-3mm的400份金刚砂加入搅拌好的无机胶黏剂中，持续搅拌3min，得到混合料，其中金刚砂中粒径为0.3-1mm的占30％，粒径为1-2mm的占40％，粒径为2-3mm的30％；
(3)成型：将搅拌好的混合料输送到砌块成型设备的布料箱中，混合料会填入到模具型腔内，设置振动频率为3000次/分，压制压力为3MPa，强制压制10s，正常启动砌块成型设备，模具型腔内的混合料经过振动和液压，制成20mm的透水板；
(4)养护，打磨：常温养护或蒸汽养护3d后，对步骤3)制备的透水板进行打磨。
对比例2
按以下步骤制备仿石材轻质透水板：
(1)无机胶黏剂的准备：将50份硅酸盐水泥、20份粉煤灰、20份矿粉和0.25份SPA吸水树脂、0.25份羟乙基纤维素醚和1份氧化铁红加入到搅拌锅中，慢速干搅拌1min后，缓慢加入10份水，继续搅拌2min，搅拌成均匀得到无机胶黏剂；
(2)将粒径范围为0.3-3mm的400份石英砂加入搅拌好的无机胶黏剂中，持续搅拌3min，得到混合料，其中石英砂中粒径为0.3-1mm的占30％，粒径为1-2mm的占40％，粒径为2-3mm的30％；
(3)成型：将搅拌好的混合料输送到砌块成型设备的布料箱中，混合料会填入到模具型腔内，设置振动频率为3000次/分，压制压力为3MPa，强制压制10s，正常启动砌块成型设备，模具型腔内的混合料经过振动和液压，制成20mm的透水板；
(4)养护，打磨：常温养护或蒸汽养护3d后，对步骤3)制备的透水板进行打磨。
对实施例1-5制备的仿石材透水板进行综合性能测试，包括：密度、抗折强度、抗压强度、冲击强度、孔隙率、透水性能和耐磨性能测试，测试结果列于表1中。
表1实施例1-5和对比例1-2透水板的性能
由表1的数据可以看出，本发明所述的仿石材轻质透水板所用陶瓷颗粒在特定的粒径范围内，在特定的粒径分布条件下，特别是中粒径为0.3-1mm的占30-50％，粒径为1-2mm的占20-40％，粒径为2-3mm的10-50％，其制得的透水板同时具有优异的抗折强度，且透水性能也优异，且同时在使用一段时间后仍能保持优良的透水性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种仿石材轻质透水板，其特征在于由以下成分组成：
骨料为65-90％；
无机胶黏剂为10-35％。
2.如权利要求1所述的仿石材轻质透水板，其特征在于：
所述骨料为陶瓷颗粒、金刚砂、石英砂中的一种或多种组合，优选至少包括陶瓷颗粒。
3.如权利要求2所述的仿石材轻质透水板，其特征在于：
所述无机胶黏剂由水泥、掺和料，外加剂、颜料和水组成，所述水泥、掺和料的重量比为(25-60)：(5-60)：外加剂为水泥重量的0.1-3％，颜料为水泥重量的0-5％；水灰比是0.08-0.25。
4.如权利要求3所述的仿石材轻质透水板，其特征在于：
所述水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、磷酸盐水泥中的一种或任意几种的组合；
所述掺和料是粉煤灰、硅灰、石粉、矿粉中一种或任意几种的组合。
5.如权利要求2所述的仿石材轻质透水板，其特征在于：
所述骨料为陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒的平均粒径为0.3-3mm。
6.如权利要求5所述的仿石材轻质透水板，其特征在于：
所述陶瓷颗粒中粒径为0.3-1mm的占30-50％，粒径为1-2mm的占20-40％，粒径为2-3mm的10-50％。
7.如权利要求3所述的仿石材轻质透水板，其特征在于：
所述外加剂为SPA吸水树脂、膨润土、纤维素醚、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇中的一种或任意几种的组合；
所述水泥为42.5级及以上等级硅酸盐水泥，且其中硅酸钙矿物含量≥66％，氧化钙和氧化硅质量比≥2:1。
8.如权利要求3所述的仿石材轻质透水板，其特征在于：
所述外加剂为SPA吸收树脂和羟乙基纤维素醚的混合物，SPA吸水树脂和羟乙基纤维素醚的质量比为1:1-1:2，SPA吸水树脂的粘度为10000CPS；羟乙基纤维素醚的分子量为10000-40000。
9.如权利要求2所述的仿石材轻质透水板，其特征在于：
所述颜料是钛白粉、氧化铁红、氧化铬绿、酞菁蓝、碳黑、钛镍黄中的一种或任意几种的组合。
10.一种如权利要求1-9任一项所述仿石材轻质透水板的制备方法：
(1)无机胶黏剂的准备：将水泥、掺和料、外加剂和颜料加入到搅拌锅中，慢速干搅拌1-2min后，缓慢加入水，继续搅拌1-3min，搅拌均匀，得到无机胶黏剂；
(2)将骨料加入搅拌好的无机胶黏剂中，持续搅拌1-5min，得到混合料；
(3)成型：将搅拌好的混合料输送到砌块成型设备的布料箱中，混合料会填入到模具型腔内，设置振动频率为2000-5000次/分，压制压力为0.1-5MPa，强制压制1-15s，正常启动砌块成型设备，模具型腔内的混合料经过振动和液压，制成10-30mm的透水板；
(4)养护，打磨：常温养护或蒸汽养护0.5-3d后，对步骤3)制备的透水板进行打磨。
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