CN114873971B - 一种工业化花纹板材的制备方法及应用 - Google Patents

一种工业化花纹板材的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种工业化花纹板材的制备方法及应用，该花纹板材制备方法，包括将胶凝材料与集料等材料混合得到的浇筑料浆与其加入无机颜料得到颜料料浆；将颜料料浆分批次加入浇筑料浆中，通过点混得到流动花纹料浆；将花纹料浆流入模具中震荡让其自流平得到花纹基板；将花纹基板进行恒温养护、碳化、切割处理得到花纹板；本发明花纹板具有较高的抗折强度、精美的花纹、平整的外观，不需要后期进行加工处理。本发明提供的工业化花纹板材，在建筑装修行业有很大的发展前景。

Description

一种工业化花纹板材的制备方法及应用
技术领域
本发明属于板材技术领域，具体涉及一种工业化花纹板材的制备方法及应用。
背景技术
随着人类社会的发展，经济不断进步，日益增长的物质需求对大自然的破坏是不可修复的。北极冰川的融化、温室效应的加剧都说明了碳排放对大自然的危害，人们已经采取了不同的方法来解决这个问题，解决气候变化问题最首要的任务就是靠减排降碳。现已经采用很多措施解决此问题，碳化板材制品可以实现固碳并在生活中广泛利用。碳化板材通常使用压机压制制成，大规模生产过程中强度不够，容易发生开裂等问题。
花纹板材使用固碳技术，通过吸收二氧化碳提升板材的强度，无二次污染，并且可循环再生等特点。其具有耐久、耐火、抗侵蚀、强度高、使用寿命长等优点，可在建筑、装饰等领域应用。最重要的是依靠浇筑手段结合工艺流程实现可实现工业化生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种工业化花纹板材的制备方法及应用的技术方案，以解决现碳化板材的强度不足，容易发生开裂等问题。
为实现上述目的，本申请是通过以下技术方案实现的：
一种工业化花纹板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将一定量的胶凝材料、石英粉、粉煤灰、硅灰、水泥混合搅拌得到混合A料；
(2)将一定量的胶凝材料、石英粉、粉煤灰、硅灰、水泥、无机颜料混合搅拌得到混合B料；
(3)将减水剂与增强剂水溶液混合得到第一混合液；
(4)将减水剂与水混合得到第二混合液；
(5)将步骤(3)的第一混合液与步骤(1)的混合A料搅拌得到浇筑料浆；
(6)将步骤(4)的第二混合液与步骤(2)的混合B料搅拌得到颜料料浆；
(7)将颜料料浆分批次加入到浇筑料浆中，颜料料浆通过点混加入的方式得到流动花纹料浆；
(8)步骤(7)的花纹料浆流入模具中震荡并自流平得到花纹基板；
(9)将步骤(8)的花纹基板进行恒温养护、二氧化碳碳化、切割处理得到工业化花纹板。
进一步的，步骤(1)和(2)中的胶凝材料为含C2S的胶凝材料，包括γ-C2S、钢渣及炉渣材料。
进一步的，步骤(1)和(2)中的水泥为通用硅酸盐水泥，包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和、复合硅酸盐水泥中的一种或多种。
进一步的，所述减水剂为萘系减水剂、脂肪族减水剂、氨基减水剂或聚羧酸减水剂中的一种；
所述增强剂为MgSO4、KHCO3、KCl、NaHCO3、NaCl中的一种或多种。
进一步的，步骤(3)中，减水剂与增强剂溶液的质量比为1:17-2:3，增强剂与水质量比为1-20：20-100。
进一步的，步骤(4)中的减水剂与水的质量比为1:17-2:3。
进一步的，浇筑浆料的原料质量百分比为：胶凝材料55.9％-68.9％、石英粉19.7％-21％、粉煤灰3.5％-4％、硅灰1％-2.1％、水泥4.9％-14％，第一混合液17％-20％；
颜料浆料的原料质量百分比胶凝材料52％-57％、石英粉23％-27％、粉煤灰4％-5％、硅灰1％-2％、水泥17％-22％、无机颜料0.5％-1％、第二混合液22％-26％。
进一步的，步骤(7)中，颜料料浆分三批次，每一批次均分三次加入到浇筑料浆中点混。
进一步的，步骤(9)中，养护环境为10℃-50℃，养护时间为1d-3d；二氧化碳碳化中，二氧化碳体积百分比浓度为30％-100％，碳化压力为0.1-0.6MPa，碳化时间为1h-48h。
一种工业化花纹板材的应用，上述任一项的工业化花纹板材应用于建筑装修装饰行业。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
混合物中的各组分和混合液在颜料的配合下，结合其他工艺，特别是颜色料浆加入浇注料浆分批点动混合形成层次感和流动条纹，之后将所述花纹基板在加压CO2环境下碳化得到所述花纹板，增强剂的加入起到增强碳化强度、深度的作用；颜料的加入起到过滤和孔隙的作用，为CO2气体进入板材留下大量通道，加强了碳化程度，而且该花纹板可以大规模生产，满足市场需求。该花纹板抗折强度强、碳化程度高，平均每块抗折强度可高达25.7MPa，碳化程度可高达23.7％。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
实施例1
将7500g的γ-C2S、5000g石英粉、1000g粉煤灰、500g硅灰、1000g水泥混合搅拌得到混合A料。
将1425g的γ-C2S、500g石英粉、100g粉煤灰、50g硅灰、400g水泥、25g无机颜料混合搅拌得到混合B料。
将243gNaCl与2462g水混合得到增强剂溶液。
将179g脂肪族高效减水剂和2705g增强剂溶液混合得到第一混合液。
将40g脂肪族高效减水剂与534g水混合得到第二混合液。
将混合A料与第一混合液混合，料浆混合搅拌转速为120rpm，搅拌时间为1h，形成浇筑浆料。
将混合B料与第二混合液混合，转速为120rpm，搅拌时间为1h，搅拌形成颜色浆料。
将颜色料浆分三等份，分批次倒入浇筑料浆中点混；分批次点混为每加入一等份颜色料浆电动混合4次，得到板材料浆。
将板材料浆倒入5m*5m*5cm模具中使其自流平后进行恒温养护，恒温为30℃养护2.5d，得到花纹浇筑基板。
将花纹浇筑基板切割为25cm*25cm*5cm的小型花纹基板；
小型花纹基板在二氧化碳体积百分比为浓度为60％、碳化压力为0.3MPa的条件下，碳化24h，得到花纹板材，并命名为J-1。
实施例2
将7500g的γ-C2S、5000g石英粉、1000g粉煤灰、500g硅灰、1000g水泥混合搅拌得到混合A料。
将1425g的γ-C2S、500g石英粉、100g粉煤灰、50g硅灰、400g水泥、25g无机颜料混合搅拌得到混合B料。
将243gNaCl与2462g水混合得到增强剂溶液。
将179g脂肪族高效减水剂和2705g增强剂溶液混合得到第一混合液。
将40g脂肪族高效减水剂与534g水混合得到第二混合液。
将混合A料与第一混合液混合，料浆混合搅拌转速为120rpm，搅拌时间为1h，形成浇筑浆料。
将混合B料与第二混合液混合，转速为120rpm，搅拌时间为1h，搅拌形成颜色浆料。
将颜色料浆分三等份，分批次倒入所述浇筑料浆中点混；分批次点混为每加入一等份颜色料浆电动混合4次，得到板材料浆。
将板材料浆倒入5m*5m*5cm模具中使其自流平后进行恒温养护，恒温为30℃养护2.5d，得到花纹浇筑基板。
花纹基板在二氧化碳体积百分比浓度为60％、碳化压力为0.3MPa的条件下，碳化24h，得到花纹板材。
将花纹板材切割为25cm*25cm*5cm的小型花纹基板，并命名为J-2。
实施例3
将7500g钢渣、5000g石英粉、1000g粉煤灰、500g硅灰、1000g水泥混合搅拌得到混合A料。
将1425g钢渣、500g石英粉、100g粉煤灰、50g硅灰、400g水泥、25g无机颜料混合搅拌得到混合B料。
将243gNaCl与2462g水混合得到增强剂溶液。
将179g氨基高效减水剂和2705g增强剂溶液混合得到第一混合液。
将40g氨基高效减水剂与534g水混合得到第二混合液。
将混合A料与第一混合液混合，料浆混合搅拌转速为120rpm，搅拌时间为1h，形成浇筑浆料。
将混合B料与第二混合液混合，转速为120rpm，搅拌时间为1h，搅拌形成颜色浆料。
将颜色料浆分三等份，分批次倒入浇筑料浆中点混；分批次点混为每加入一等份颜色料浆电动混合4次，得到板材料浆。
将板材料浆倒入5m*5m*5cm模具中使其自流平后进行恒温养护，恒温为30℃养护2.5d，得到花纹浇筑基板。
将花纹浇筑基板切割为25cm*25cm*5cm的小型花纹基板。
小型花纹基板在二氧化碳体积百分比浓度为60％、碳化压力为0.3MPa的条件下，碳化48h，得到花纹板材，并命名为J-3。
实施例4
将7500g的γ-C2S和钢渣，γ-C2S和钢渣的质量比为1：1(γ-C2S和钢渣之间的用量比不影响本申请技术方案的实现)、5000g石英粉、1000g粉煤灰、500g硅灰、1000g水泥混合搅拌得到混合A料。
将1425g(包括γ-C2S、钢渣及炉渣)胶凝材料、500g石英粉、100g粉煤灰、50g硅灰、400g水泥、25g无机颜料混合搅拌得到混合B料。
将243gNaCl与2462g水混合得到增强剂溶液。
将179g萘系减水剂和2705g增强剂溶液混合得到第一混合液。
将40g萘系减水剂与534g水混合得到第二混合液。
将混合A料与第一混合液混合，料浆混合搅拌转速为120rpm，搅拌时间为1h，形成浇筑浆料。
将混合B料与第二混合液混合，转速为120rpm，搅拌时间为1h，搅拌形成颜色浆料。
将颜色料浆分三等份，分批次倒入浇筑料浆中点混；分批次点混为每加入一等份颜色料浆电动混合4次，得到板材料浆。
将板材料浆倒入5m*5m*5cm模具中使其自流平后进行恒温养护，恒温为30℃养护2.5d，得到花纹浇筑基板。
花纹基板在二氧化碳体积百分比浓度为60％、碳化压力为0.3MPa的条件下，碳化48h，得到花纹板材。
将花纹板材切割为25cm*25cm*5cm的小型花纹基板，并命名为J-4。
对比例1
本实施例提出一种压制板材，由以下步骤制得：
将372g的γ-C2S、129g石英粉、60g粉煤灰、36g硅灰混合搅拌得到混合A料。
将93g的γ-C2S、32.4g石英粉、15g粉煤灰、9g硅灰、1g无机颜料混合搅拌得到混合B料。
将17g NaCl与95.5g水混合得到增强剂溶液。
将所述90g增强剂溶液加入混合A料中，搅拌均匀，得到湿料A。
将22.5g增强剂溶液加入混合B料中，搅拌均匀，得到湿料B。
将湿料B分为三等份加入湿料A中点混搅拌，得到板材混合湿料。
将混合湿料放入压片机通过15MPa的压力和25cm*25cm的磨具压制为坯体，得到压制基板。
压制基板在二氧化碳体积百分比浓度为60％、碳化压力为0.3MPa的条件下，碳化24h，得到压制板材，并命名为Y-1。
相关检测
检测实施例1-4以及对比例1得到的花纹板的抗折强度，结果见表1所示，对实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和对比例1的平均抗折强度分别为24MPa、22MPa、25MPa、24MPa、18MPa。可见浇筑板由于前期进行水化养护，相比于直接碳化的强度明显提升。先切割成小型花纹板的比表面积大，使得二氧化碳能够有效的进入板材内部进行反应，对比先进行碳化后切割的抗折强度明显提高。
将实施例1至实施例4和对比例1制得的不同基板进行碳化性能测试；
测试过程为：以浓度90％的CO2为气体环境，将载有基板的支架放于密闭环境中，通气排气5分钟并检查密闭环境的气密性，最后加气到0.2MPa，反应24h后取出进行测试。
结果如表1所示，实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和对比例1制得的花纹板的碳化程度分别为24.6％、22.3％、25.5％、24.3％、21.7％，实施例1的花纹板的碳化程度最好，说明前期水化养护对的基板碳化程度最好，碳化前先进行切割增加比表面积可使得碳化程度最大化。
表1
抗折强度(MPa) 碳化程度(％)
实施例1(J-1) 24.0 24.0
实施例2(J-2) 22.0 22.3
实施例3(J-3) 25.0 25.5
实施例4(J-4) 24.0 24.3
对比例1(Y-1) 18.0 21.7
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种工业化花纹板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将一定量的γ-C2S或钢渣中的一种或两种、石英粉、粉煤灰、硅灰、水泥混合搅拌得到混合A料；
（2）将一定量的γ-C2S或钢渣中的一种或两种、石英粉、粉煤灰、硅灰、水泥、无机颜料混合搅拌得到混合B料；
（3）将减水剂与增强剂水溶液混合得到第一混合液；
（4）将减水剂与水混合得到第二混合液；
（5）将步骤（3）的第一混合液与步骤（1）的混合A料搅拌得到浇筑料浆；
（6）将步骤（4）的第二混合液与步骤（2）的混合B料搅拌得到颜料料浆；
（7）将颜料料浆分批次加入到浇筑料浆中，颜料料浆通过点混加入的方式得到流动花纹料浆；
（8）步骤（7）的花纹料浆流入模具中震荡并自流平得到花纹基板；
（9）将步骤（8）的花纹基板进行恒温养护、二氧化碳碳化、切割处理得到工业化花纹板；
步骤（7）中，颜料料浆分三批次，每一批次均分三次加入到浇筑料浆中点混；
所述增强剂为MgSO4、KHCO3、KCl、NaHCO3、NaCl中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的工业化花纹板材的制备方法，其特征在于，步骤（1）和（2）中的水泥为通用硅酸盐水泥，包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的工业化花纹板材的制备方法，其特征在于，所述减水剂为萘系减水剂、脂肪族减水剂、氨基减水剂或聚羧酸减水剂中的一种。
4.根据权利要求1所述的工业化花纹板材的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，减水剂与增强剂水溶液的质量比为1:17-2:3，增强剂与水质量比为1-20：20-100。
5.根据权利要求1所述的工业化花纹板材的制备方法，其特征在于，步骤（4）中的减水剂与水的质量比为1:17-2:3。
6.根据权利要求1所述的工业化花纹板材的制备方法，其特征在于，步骤（9）中，养护环境为10℃-50℃，养护时间为1d-3d；二氧化碳碳化中，二氧化碳体积百分比浓度为30%-100%，碳化压力为0.1-0.6MPa，碳化时间为1h-48h。
7.一种工业化花纹板材的应用，其特征在于，上述权利要求1至6中任一项的工业化花纹板材应用于建筑装修装饰行业。
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