CN111003989B - 一种利用花岗岩锯泥制备花岗岩装饰板材的制备方法 - Google Patents

一种利用花岗岩锯泥制备花岗岩装饰板材的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用花岗岩锯泥制备花岗岩装饰板材的制备方法，包括表层料配置、表层料成型、基层料配置、基层料成型、复合料二次成型、产品养护，本发明采用花岗岩固体废弃物所加工生产的机制细沙和石粉，替代石英砂和石英粉，在实现大宗应用花岗岩锯泥、消除环境影响的基础上，还能有效降低了产品成本；本产品一次成型后，产品外观无龟裂、结构变形、稳定性极佳，同时还拥有RPC复合材料的高强度、高抗折、低吸水率、耐酸碱、耐火耐候等优点，各项指标均优于天然石材，产品使用寿命达到50年以上。

Description

一种利用花岗岩锯泥制备花岗岩装饰板材的制备方法
技术领域
本发明涉及板材制备技术领域，具体是指一种利用花岗岩锯泥制备花岗岩装饰板材的制备方法。
背景技术
天然花岗岩在切割过程中，将会产生5％左右的锯泥，这些锯泥因含有冷却剂、悬浮济等药剂，且直径≤75μm物料占其重量比的80％以上，现国内尚无大量成功应用花岗岩锯泥成熟技术，多数锯泥被随意倾倒，导致水体污染严重；同时，锯泥石粉具有一定的内聚力且具有重复性，即使翻耕或施入农家肥也无法完全消除解决，若掺入土壤中，则会使土壤快速板结，土壤透气性、保墒性以及其内部结构会导致破坏，农作物减产明显，严重者会导致寸草不生，最终导致撂荒；再加上花岗岩锯泥水分蒸发后即形成石粉，其中PM10可吸入颗粒达10％以上，极易随风飘散形成浮尘，导致雾霾产生，对空气造成严重污染，对生态环境形成极大影响。随着环保政策的逐步加强，花岗岩锯泥规模化应用处理成为亟待解决的关键性问题。
随着我国石材产业的逐步规范，以及环保及生态环境保护力度的加大，天然花岗岩装饰板材产品供应量也将呈现出越来越少趋势，而随着国内建筑品质要求的提高，越来越多的工程部位采用花岗岩装饰。天然花岗岩板材的市场供需矛盾日渐突出。利用花岗岩石粉制备具有天然花岗岩观感效果且抗压强度、耐候性均优于天然花岗岩，同时克服天然花岗岩低抗折强度以及高比重的新型无机复合板材成为替代天然花岗岩板材的最佳替代产品和消除锯泥环境污染的最佳途径。虽然花岗岩石粉具有天然石材不可比拟的结构强度优势，但是却很难在装饰性工程领域大范围应用，加上其加工工艺复杂、养护条件苛刻，故而加工成本高昂，因此应用领域受限。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种利用花岗岩锯泥制备花岗岩装饰板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)表层料配置：表层料由以下质量份的材料组成：PO42.5白/普通硅酸盐水泥90-110份、花岗岩水洗细沙50-130份、花岗岩石粉10-30份、Fe3O4磁铁矿粉2-5份、硅酸铝1-3份、无机氧化色料0.5-10份；
(2)表层料成型：按照步骤(1)的配比选取表层材料，将上述材料充分混合后，加入占PO42.5白/普通硅酸盐水泥重量的20-30％清水，将材料充分拌合成粘稠糊状后，倒入模具内进行摊铺，摊铺平均厚度不大于3mm，摊铺后双激振器平台振捣，振捣时间不小于60秒，然后置于45℃恒温室内初养15分钟；
(3)基层料配置：基层料由以下质量份的材料组成：PO42.5普通硅酸盐水泥90-110份、铁合金硅灰20-30份、玻化微珠6-8份、碳纤维0.05-0.2份、镀铜钢纤维1.5-4.5份、花岗岩水洗细沙110-120份、花岗岩石粉25-37份、聚羧酸减水剂2-3份、消泡剂0.3-1.0份；
(4)基层料成型：按照步骤(3)的配比选取基层材料，将材料中的PO42.5普通硅酸盐水泥、铁合金硅灰、玻化微珠、花岗岩石粉按重量混合后，进入密闭搅拌器中进行不少于3min拌合；然后加入疏松后的碳纤维、镀铜钢纤维以及花岗岩水洗细沙再次进行不少于2min拌合；随后将清洁水和聚羧酸减水剂、消泡剂预先投入到容器内，其中水胶比为0.22，进行充分拌合后，加入已干拌均匀的混合材料中，最后进行不少于4.5min的高速拌合，形成高粘性拌合物；
(5)复合料二次成型：将步骤(4)制备的拌合物注入已完成表层材料流平的模具内；然后将模具送至双振幅高频激振平台振捣2min，形成高密度的复合板基材；
(6)产品养护：将步骤(5)振捣成型的产品连同模具送入45度恒温初养室养护22小时，初养完成后，转入85度恒温蒸养室进行48小时蒸养；蒸养完成后静置于常温状态下带构件自然降温至室温，即可脱模打包出厂。
优选地，所述表层料组分由以下质量份的材料组成：PO42.5白/普通硅酸盐水泥100份、花岗岩水洗细沙90份、花岗岩石粉20份、Fe3O4磁铁矿粉3份、硅酸铝1.5份、无机氧化色料5份。
优选地，所述基层料组分由以下质量份的材料组成：PO42.5普通硅酸盐水泥100份、铁合金硅灰25份、玻化微珠7.5份、碳纤维0.1份、镀铜钢纤维3份、花岗岩水洗细沙115份、花岗岩石粉32份、聚羧酸减水剂2.5份、消泡剂0.6份。
优选地，表层料中花岗岩水洗细沙为40-120目，花岗岩石粉为200目，Fe3O4磁铁矿粉为200目，硅酸铝为200目，无机氧化色料为200目。
优选地，基层料中，玻化微珠为150目，花岗岩水洗细沙为18-120目，花岗岩石粉为200-350目。
优选地，表层料组分中无机氧化色料为非有机颜料，包括氧化铁红、氧化铬绿、氧化铁黄、二氧化钛。
本发明就是以现有的RPC活性粉末混凝土为基材，通过减轻比重、添加增强纤维、复合装饰面层等多重工艺制备的超高强粉末混凝土基装饰板材；本产品以花岗岩锯泥石粉为主要原材料，替代RPC粉末混凝土中的石英砂和石英粉，在满足活性粉末混凝土硅粉活化的同时，实现大宗锯泥石粉的大宗工业化应用，同时还大大降低了生产制造成本。再添加玻化微珠等轻体颗粒，有效降低材料容重，使本复合材料兼具RPC各项指标性能外，还具有干容重不到于2200kg/m3轻体化优势。
本发明采用模压复合成型加工工艺，使得构件表面具有和天然花岗岩效果近似的晶体状外观效果，在不需要磨制的情况下，就能达到与天然石材粗磨后的装饰效果。本复合材料同时兼具RPC混凝土高强度、高耐候性等明显优势，采用本发明所制作的RPC仿花岗岩板材，厚度在15mm时，其抗折强度与天然花岗岩28mm厚抗折强度值等同，若应用于高层建筑外墙装饰领域，将会减少装饰板材重量近1/5，大大降低结构荷载，降低主体结构成本。
本发明除了可以制作高光洁度复合装饰板材外，还可以利用模具预先设置火烧板纹理，一次性成型火烧板型仿石装饰板材及其他类制品。该产品厚度达到50mm时，制作的600*600广场砖，完全可以承载20T汽车行驶无任何损坏，因此，该材料还可以广泛应用于要求装饰效果和承压效果并重的高端广场地坪领域。
另外，本发明还具有以下优势：
1、采用花岗岩固体废弃物所加工生产的机制细沙和石粉，替代石英砂和石英粉，在实现大宗应用花岗岩锯泥、消除环境影响的基础上，还能有效降低了产品成本；
2、采用玻化微珠替代粉煤灰，使复合材料的基材干密度远远低于传统粉煤灰添加的RPC产品密度；
3、在增强纤维选择上，采用了性能更佳的碳纤维替代部分镀铜钢纤维，使基层结构更稳定，抗折强度得到大幅提升；
4、采用预先铺设装饰表层的加工工艺，使产品表面具有花岗岩装饰效果；
5、采用双恒温室养护，使产品养护过程更合理，产品质量更稳定；
6、双振幅高频激振平台振捣，使仿花岗岩制品成型更密实，成型时间更短；
7、采用不同种类的花岗岩石粉、细沙，可以配置出各类花岗岩纹理的装饰效果，满足不同领域的需求；
8、本产品一次成型后，即可获得天然花岗岩粗磨光洁度，具有天然石材外观效果，产品外观无龟裂、结构变形、稳定性极佳，同时还拥有RPC复合材料的高强度、高抗折、低吸水率、耐酸碱、耐火耐候等优点，各项指标均优于天然石材，产品使用寿命达到50年以上。
具体实施方式
一种利用花岗岩锯泥制备花岗岩装饰板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)表层料配置：表层料由以下质量份的材料组成：PO42.5白/普通硅酸盐水泥90-110份、花岗岩水洗细沙50-130份、花岗岩石粉10-30份、Fe3O4磁铁矿粉2-5份、硅酸铝1-3份、无机氧化色料0.5-10份；
(2)表层料成型：按照步骤(1)的配比选取表层材料，将上述材料充分混合后，加入占PO42.5白/普通硅酸盐水泥重量的20-30％清水，将材料充分拌合成粘稠糊状后，倒入模具内进行摊铺，摊铺平均厚度不大于3mm，摊铺后双激振器平台振捣，振捣时间不小于60秒，然后置于45℃恒温室内初养15分钟；
(3)基层料配置：基层料由以下质量份的材料组成：PO42.5普通硅酸盐水泥90-110份、铁合金硅灰20-30份、玻化微珠6-8份、碳纤维0.05-0.2份、镀铜钢纤维1.5-4.5份、花岗岩水洗细沙110-120份、花岗岩石粉25-37份、聚羧酸减水剂2-3份、消泡剂0.3-1.0份；
(4)基层料成型：按照步骤(3)的配比选取基层材料，将材料中的PO42.5普通硅酸盐水泥、铁合金硅灰、玻化微珠、花岗岩石粉按重量混合后，进入密闭搅拌器中进行不少于3min拌合；然后加入疏松后的碳纤维、镀铜钢纤维以及花岗岩水洗细沙再次进行不少于2min拌合；随后将清洁水和聚羧酸减水剂、消泡剂预先投入到容器内，其中水胶比为0.22，进行充分拌合后，加入已干拌均匀的混合材料中，最后进行不少于4.5min的高速拌合，形成高粘性拌合物；
(5)复合料二次成型：将步骤(4)制备的拌合物注入已完成表层材料流平的模具内；然后将模具送至双振幅高频激振平台振捣2min，形成高密度的复合板基材；
(6)产品养护：将步骤(5)振捣成型的产品连同模具送入45度恒温初养室养护22小时，初养完成后，转入85度恒温蒸养室进行48小时蒸养；蒸养完成后静置于常温状态下带构件自然降温至室温，即可脱模打包出厂。
作为本实施例较佳实施方案的是，表层料中花岗岩水洗细沙为40-120目，花岗岩石粉为200目，Fe3O4磁铁矿粉为200目，硅酸铝为200目，无机氧化色料为200目。
作为本实施例较佳实施方案的是，基层料中，玻化微珠为150目，花岗岩水洗细沙为18-120目，花岗岩石粉为200-350目。
作为本实施例较佳实施方案的是，表层料组分中无机氧化色料为非有机颜料，包括氧化铁红、氧化铬绿、氧化铁黄、二氧化钛。
实施例一
制备仿锈石花岗岩复合粗磨板材：
取PO42.5白水泥100份、锈石废石花岗岩加工的机制细沙(40-120目)130份，花岗岩(锈石)石粉(200目)20份、Fe3O4磁铁矿粉(200目)5份、硅酸铝(200目)1份、氧化铁黄(200目)1.4份，加入25份水充分拌合，获得锈石表层料。
将表层料置入高光洁度的塑料模具中，经双振频高频振动平台振捣65秒，放入45度预养室预养15分钟；
在预养期间，取PO硅酸盐普通水泥100份、铁合金硅灰25份、玻化微珠6份、松解后碳纤维0.1份、镀铜钢纤维3份、花岗岩水洗细沙(18-120目)110份、花岗岩石粉(200-350目)25份、减水剂2.8份、消泡剂0.3份、水27份，按重量混合后，进入密闭搅拌器中进行不少于3min拌合；然后加入疏松后的碳纤维、镀铜钢纤维以及花岗岩水洗细沙再次进行不少于2min拌合；随后将清洁水和聚羧酸减水剂、消泡剂预先投入到容器内，其中水胶比为0.22，进行充分拌合后，加入已干拌均匀的混合材料中，最后进行不少于4.5min的高速拌合，形成高粘性拌合物；
将高粘度的拌合基料注入预养完成的带表层料的模具内，再次通过双振幅高频激振平台振捣2min，形成高密度的复合板基材；
将成型板材放入45度恒温室养护22小时，初养完成后，转入85度恒温蒸养室进行48小时蒸养；蒸养完成后静置于常温状态下带构件自然降温至室温，即可脱模打包出厂。
本产品抗压强度90MPa，抗折强度18MPa，弹性模量40GPa，抗冻融次数≥150次，吸水率≤3％。表面光洁度与粗磨天然板材近似，与天然锈石板材5米外目视无明显差异，板材色泽一致。
实施例二
制备仿鲁灰花岗岩复合火烧板材：
取PO硅酸盐白水泥80份、PO硅酸盐普通水泥20份，花岗岩(鲁灰废石)加工的机制细沙(40-120目)130份，鲁灰花岗岩石粉(200目)20份、Fe3O4磁铁矿粉(200目)5份、硅酸铝(200目)1.4份、氧化铁黑(200目)4份，加入25份水充分拌合，获得鲁灰表层料；
将材料充分拌合成粘稠糊状后，倒入模具内进行摊铺，摊铺平均厚度不大于3mm，摊铺后双激振器平台振捣，振捣时间不小于60秒，然后置于45℃恒温室内初养15分钟；
在预养期间，取PO硅酸盐普通水泥100份、铁合金硅灰25份、玻化微珠7.5份、松解后碳纤维0.1份、镀铜钢纤维3份、花岗岩水洗细沙(18-120目)110份、花岗岩石粉(200-350目)30份、减水剂3份、消泡剂03份、水22.5份，按重量混合后，进入密闭搅拌器中进行不少于3min拌合；然后加入疏松后的碳纤维、镀铜钢纤维以及花岗岩水洗细沙再次进行不少于2min拌合；随后将清洁水和聚羧酸减水剂、消泡剂预先投入到容器内，其中水胶比为0.22，进行充分拌合后，加入已干拌均匀的混合材料中，最后进行不少于4.5min的高速拌合，形成高粘性拌合物；
然后注入预养完成的带表层料的模具内，再次通过双振幅高频激振平台振捣，形成高密度的复合板基材；
将成型板材放入45度恒温室养护22小时，初养完成后，转入85度恒温蒸养室进行48小时蒸养；蒸养完成后静置于常温状态下带构件自然降温至室温，即可脱模打包出厂。
本产品抗压强度80MPa，抗折强度20MPa，弹性模量40GPa，抗冻融次数≥100次，吸水率≤3％。表面火烧纹理清晰，与天然鲁灰板材10米外目视无明显差异，板材色泽一致。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种利用花岗岩锯泥制备花岗岩装饰板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)表层料配置：表层料由以下质量份的材料组成：PO42.5白/普通硅酸盐水泥90-110份、花岗岩水洗细沙50-130份、花岗岩石粉10-30份、Fe3O4磁铁矿粉2-5份、硅酸铝1-3份、无机氧化色料0.5-10份；其中，花岗岩石粉由花岗岩锯泥水分蒸发后形成；
(2)表层料成型：按照步骤(1)的配比选取表层材料，将上述材料充分混合后，加入占PO42.5白/普通硅酸盐水泥重量的20-30％清水，将材料充分拌合成粘稠糊状后，倒入模具内进行摊铺，摊铺平均厚度不大于3mm，摊铺后双激振器平台振捣，振捣时间不小于60秒，然后置于45℃恒温室内初养15分钟；
(3)基层料配置：基层料由以下质量份的材料组成：PO42.5普通硅酸盐水泥90-110份、铁合金硅灰20-30份、玻化微珠6-8份、碳纤维0.05-0.2份、镀铜钢纤维1.5-4.5份、花岗岩水洗细沙110-120份、花岗岩石粉25-37份、聚羧酸减水剂2-3份、消泡剂0.3-1.0份；
(4)基层料成型：按照步骤(3)的配比选取基层材料，将材料中的PO42.5普通硅酸盐水泥、铁合金硅灰、玻化微珠、花岗岩石粉按重量混合后，进入密闭搅拌器中进行不少于3min拌合；然后加入疏松后的碳纤维、镀铜钢纤维以及花岗岩水洗细沙再次进行不少于2min拌合；随后将清洁水和聚羧酸减水剂、消泡剂预先投入到容器内，其中水胶比为0.22，进行充分拌合后，加入已干拌均匀的混合材料中，最后进行不少于4.5min的高速拌合，形成高粘性拌合物；
(5)复合料二次成型：将步骤(4)制备的拌合物注入已完成表层材料流平的模具内；然后将模具送至双振幅高频激振平台振捣2min，形成高密度的复合板基材；
(6)产品养护：将步骤(5)振捣成型的产品连同模具送入45度恒温初养室养护22小时，初养完成后，转入85度恒温蒸养室进行48小时蒸养；蒸养完成后静置于常温状态下带构件自然降温至室温，即可脱模打包出厂。
2.根据权利要求1所述的一种利用花岗岩锯泥制备花岗岩装饰板材的制备方法，其特征在于，表层料组分由以下质量份的材料组成：PO42.5白/普通硅酸盐水泥100份、花岗岩水洗细沙90份、花岗岩石粉20份、Fe3O4磁铁矿粉3份、硅酸铝1.5份、无机氧化色料5份。
3.根据权利要求1所述的一种利用花岗岩锯泥制备花岗岩装饰板材的制备方法，其特征在于，基层料组分由以下质量份的材料组成：PO42.5普通硅酸盐水泥100份、铁合金硅灰25份、玻化微珠7.5份、碳纤维0.1份、镀铜钢纤维3份、花岗岩水洗细沙115份、花岗岩石粉32份、聚羧酸减水剂2.5份、消泡剂0.6份。
4.根据权利要求1所述的一种利用花岗岩锯泥制备花岗岩装饰板材的制备方法，其特征在于，表层料中花岗岩水洗细沙为40-120目，花岗岩石粉为200目，Fe3O4磁铁矿粉为200目，硅酸铝为200目，无机氧化色料为200目。
5.根据权利要求1所述的一种利用花岗岩锯泥制备花岗岩装饰板材的制备方法，其特征在于，基层料中，玻化微珠为150目，花岗岩水洗细沙为18-120目，花岗岩石粉为200-350目。
6.根据权利要求1所述的一种利用花岗岩锯泥制备花岗岩装饰板材的制备方法，其特征在于，表层料组分中无机氧化色料为非有机颜料，包括氧化铁红、氧化铬绿、氧化铁黄、二氧化钛。
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