高强度粉煤灰无机人造大理石及其制造方法技术

一种人造大理石及其制法，是用高铝水泥、粉煤灰、砂、石、ＳＭ、水（必要时加入高炉水淬铜渣或高炉矿渣、防水粉）制成的基层混凝土和由高铝水泥、ＳＭ、颜料、水（必要时加入砂或玻璃粉、硅粉、防水粉、硅溶胶、硅酸乙酯）制成的带颜色或花纹的面层料组成。其制法是将面层料和基层混凝土顺序放入模具中成型，经静停、水养、脱模、再水养、空养、打蜡而成，产品性能优越。本发明专利技术大量综合利用工业废料，从而使成本低廉。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑材料及生产方法，特别是关于综合利用工业废料-粉煤灰制造建筑装饰材料及其技术。随着生产发展和人民生活水平的提高，建筑物的装饰材料需要的品种和用量不断增多，天然大理石和烧结饰面板美观实用，但价格昂贵难以普及使用，特别是烧结法则耗大量能源。目前人造大理石均使用各种类型水泥，加入一些改性剂(如合成树脂)，以及无机填料和颜料而制成。然而普通存在后期强度差、返碱等缺点。日本特许公开53-50225介绍的用矾士水泥、硅砂、钛白粉、颜料制成的人造大理石，有较好的耐腐蚀、抗风化和表面光洁度高，但后期强度下降。CN86102478A所述的是以铝酸盐收缩补偿水泥、硫铝酸盐早强水泥、硫铝酸盐微膨胀以及工型低碱度水泥为主，加入填充料、颜料及水，分三层(花纹层、中间层、底层)一次成型室温养护、脱膜而成。成品三天的强度为抗折＞4.4MPa;抗压＞44.1，光泽度＞80。本专利技术注意到我国以煤粉为燃料的火力发电业每年排出的粉煤灰约达7000万吨，目前利用制造加气砼、墙体砖、地砖等，其利用率仅有27%左右，大部分或占地堆放，或排入江河湖海，造成环境污染。本专利技术的目的是利用这种工业废料，加入激发剂、化学助剂、填料和颜料，用特有的工艺方法制成性能优异的无机人造大理石。本专利技术的制造工艺如附图所示。为了使人造大理石既有光亮而美丽花纹的表面，又具有相当强度和耐候性能，用不同的原料配制成基层混凝土和面层料，进行铺料成型、水养、空养等步骤而成。在基层胶结料中使用高铝水泥和粉煤灰为主要原料，经研究表明高铝水泥中的铝酸钙作为粉煤灰的激活剂，促使粉煤灰产生火山灰反应而使这种混凝土具有相当地早期强度，而且使其后期强度在相当长时间继续发展。所使用的粉煤灰可以是优质的，亦可使用劣质(磨细需水量比＞105%)品。加入减水剂SM(三聚氰胺甲醛树脂)可以改善混凝土的和易性以及提高强度。必要时加入防水粉、高炉矿渣、高炉水淬铜渣等。基层胶结混凝土的原料比(重量)为高铝水泥＃5251粉煤灰1.70～3.00砂(模数2.55～2.68)4.08～4.23碎石(粒径2.5～10.0mm)9.80～10.20SM0.035～0.040水1.00～1.14必要时加入高炉水淬铜渣或高炉矿渣(细度0.08方孔筛，筛余为7～8%)1.10～1.20防水粉0.002～0.003将其混匀后成为基层混凝土。面层料是用高铝水泥、SM、颜料和水主要原料，配比(重量)为高铝水泥＃5251SM0.010～0.013颜料0.029～0.060水0.032～0.035必要时加入砂(模数1.118～1.437，粒径0.074＜d＜0.6)1.00～1.10玻璃粉(粒度0.08mm方孔，筛余为0.6～0.8%)0.15～0.30硅粉0.20～0.25防水粉0.002～0.003硅溶胶0.010～0.013硅酸乙酯0.006～0.008玻璃粉、硅粉和防水粉为面层活性填料，可单用，也可混合使用，其总量为1.00～1.64。具体制法为(一)基层混凝土料(1)将高铝水泥、粉煤灰，必要时加入高炉水淬铜渣或高炉矿渣、防水粉按比例加入球磨机中研磨，其细度为0.08mm方孔筛，筛余为5～8%，此为基层胶结料。(2)基层胶结料与砂、石、水、SM配成的溶液于强制式搅拌机中，搅拌成基层混凝土料备用。(二)面层料(1)将高铝水泥、砂(或部分玻璃粉)必要时加入硅粉、防水粉等置入球磨机中研磨均匀成为面层胶结料备用。(2)将部分面层胶结料与底色颜料加SM乳液搅均，此为底色料。(3)将少量面层胶结料与花纹颜料作不均匀混合，倒入模具中，经振动摊平铺满后再加入底色料，仍铺满后加入基层混凝土，振动3～5min，面层为1～1.5mm，板厚度约为20mm。将模具连同理石板置入湿度为90%、温度为15～20℃静停6h，而后向模内加水10～15mm，进行24h养护，然后脱模，将光面朝上在水养护槽中进行露面水养护3天，再于温度为10～15℃，相对湿度为60%以上的室内空气养生10天，而后在理石板光面用布轮打蜡抛光即成。当然也可将颜料直接加入面层胶结料中搅匀或不匀后注模制成单一颜色或不匀色的大理石板。用本专利技术制成的大理石的性能指标为表面光泽度(光泽单位)68～90表面吸水值(g/cm2) 0.20～0.22吸水率(%)4.0～5.0翘曲变形(m/m)0.05～0.10表面耐磨(g/cm2) 0.100～0.105抗冻性(50次冻融抗折强度损失率%)1.20～1.40抗折强度(MPa)6.0～6.84×4×16cm试件28天抗压强度(MPa)53.0～64.028天抗折强度(MPa)5.8～7.11年令期抗压强度(MPa)70.0～78.01年令期抗折强度(MPa)7.5～8.7本专利技术的特点为(1)以高铝水泥、粉煤灰、SM、防水粉为主，加入化学助剂制成的人造大理石，不仅具有相当高的初始强度、而且随着时间延长强度还不断继续有所发展;其他物性，如表面光泽度、耐候性、表面吸水值、吸水率，防翘曲变形、表面耐磨、抗冻性和防止泛碱等性能优于氯氧镁板、水磨石板、低碱水泥人造大理石板，某些性能甚至优于天然大理石。(2)制造工艺优越，不仅具有一次成型、常温反应的优点，而且还从反应机理上研究，适时地加入有效化学助剂和辅料，使得产品性能优越。(3)最突出的是大量使用工业废料，如粉煤灰(甚至劣质粉煤灰)、高炉水淬铜渣(或高炉矿渣)、硅粉(硅铁合金厂废渣)、玻璃粉(玻璃厂废渣)，促使铝酸盐逐渐转变成硅铝酸盐，起到了提高强度、耐磨性、耐候性及防止泛碱的作用;起到了保护环境、利用资源、降低了成本的重要作用，且为建筑物提供了一种新型、性能良好的装饰材料。实例1制30.0×15.0×2.0cm样10块①基层胶结料高铝水泥0.875kg、粉煤灰(需水量比103%)2.625kg投入HY-380球磨机磨细至0.08mm方孔，基筛余为6%。②黑色浆料色素炭黑66g，380ml水，11gSM入色浆搅拌机中以400～500转/分转速搅拌20min。③面料高铝水泥1.1kg，砂1.2kg投入5L搅拌机中，加入黑色浆料，搅4～5min后倒入已涂上脱模剂的玻璃模具中，轻振至铺开，厚约1.5～2.0mm。④基层胶结料3.5kg，3.6kg砂入强制式搅拌机中，加少许由988ml水与32gSM配成的溶液，以微润湿为宜，搅拌2min，加8.8kg碎石，继而将SM液倒入，再搅拌4min成基层混凝土。⑤成型将基层混凝土加到已辅有色浆面料的模具中，在振动台上振动3min，总厚度约20mm。⑥移入湿度为90%，温度15℃室内静停6h，向模内加水10～15mm深，水养24h，取出成型板，光面朝上浸入水中(光面不可浸入水中)二次水养3天。取出移入湿度为60%，温度10～15℃室内进行空气养生10天。令期到，取出在无水痕光面上用布轮打少许蜡抛光即成产品。性能见表1。实例2制30.0×15.0×2.0cm样10块①高铝水泥0.875kg，粉煤灰(需水量比为113%)1.625kg，冶金铜渣1.0kg，防水粉0.005kg，入HY-380球磨机中磨细至0.08mm方孔，筛余为6.5%，成基层胶结料。②高铝水泥1.1kg、玻璃粉0.187kg，防水粉0.0027kg，亦入球磨机研磨5min，成为面层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人造大理石，主要由水泥、填充料、颜料、化学助剂和水组成，本专利技术的特征为人造大理石由层基混凝土和面层料组成，基层混凝土的组分和配比（重量）为：高铝水泥 ＃５２５ １粉煤灰 １. ７０～３. ００砂（模数２. ５５～２. ６８） ４. ０ ８～４. ２３碎石（粒径２. ５～１０. ０ｍｍ） ９. ８０～１０. ２０ＳＭ ０. ０３５～０. ０４０水 １. ００～１. １４面层的组分和配比（重量）为：高铝水泥 ＃５２５ １ＳＭ ０. ０１０～０. ０１３颜料 ０. ０２９～ ０. ０６０水 ０. ０３２～０. ０３５砂 ０. ０～１. １活性填料 １. ００～１. ６４。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙强，张淑珍，
申请(专利权)人：大连市环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]