基于rpc设计的无机人造石英板及其制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于RPC设计的无机人造石英板及其制备工艺，其特征在于：所述粉石英装饰板由一定比例的胶凝材料、无机骨料、无机粉料、外加剂和水组成，按一定工艺流程制备即可得到所述产品。本发明摒弃无机人造石以普通混凝土为基础理论，之后进行繁琐，复杂表面处理工艺的实施方案，以RPC配制理论为核心思路设计和制备无机人造石，采用天然粉石英作为活性硅质原料降低材料成本，本方法的实施，不仅开拓了粉石英资源化高效利用的新方向，而且为人造无机板材的制备开创了新的设计思路，同时也为RPC理论的实践和应用开辟了新的应用途径。
【专利说明】基于RPC设计的无机人造石英板及其制备工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于RPC设计的无机人造石英板及其制备工艺，属于建筑装饰材料领域。
【背景技术】
[0002]我国人造石市场分为有机(树脂)和无机(水泥)两大类，目前仍以有机(树脂)人造石为主。然而，有机人造石制备工艺复杂，对设备要求高，其主要以树脂为胶结材料，在生产加工过程中会产生大量的有毒有害污染物，同时，有机人造石耐候性差，使用过程中容易产生变色、变形，甚至燃烧，开裂等严重老化问题，后期维护和保养费财、费时、费力，产品正常使用寿命一般都在10年以内。无机人造石有效的解决了上述问题，其最突出的优势在于低廉的成本，仅为天然石材的59TlO%，有机人造石的15%~30%。目前，市场上最多见的无机人造石仍然是沿用普通混凝土的基本理论和思路进行材料的设计生产的建筑水磨石，虽然其各项性能一直随研究的深入不断改善和优化，但都没能从根本上解决其力学性能，特别是抗折强度低，表面光洁度差，装饰效果不理想等问题，因此，一直处于人造石材市场的低端，且发展速度非常缓慢。
[0003]活性粉末混凝土(RPC)作为一种新型的水泥基复合材料，具有超高强度、超高耐久性、高韧性和良好的体积稳定性，该体系与无机人造石所要求的各项指标均高度吻合。但由于其对原材料，工艺设备等要求高于普通混凝土，目前仅用于大跨结构和桥梁工程与高层建筑以及石油、核电、市政及水利等特殊工程中对耐磨性、抗冲击、耐蚀性及抗渗性等性能要求较高结构部位。其中，优质硅灰、超细石英粉等高活性硅质材料的使用是其高性能的物质基础，也 是RPC造价高昂的主要原因。粉石英区别于普通硅质原料(脉石英、石英岩等)的天然优势在于:其不需经过机械碾磨即可获得高纯超细(+325目)石英粉。同时，粉石英颗粒具有准球形特点，且在高温高压下其火山灰活性十分显著，仅次于硅灰。因此，粉石英完全可以替代RPC中的硅灰和超细石英粉，大幅度降低原材料成本，使其更具竞争优势。
[0004]本发明摒弃无机人造石以普通混凝土为基础理论，之后进行繁琐，复杂表面处理工艺的设计思路，以RPC配制理论为核心思路设计和制备无机人造石，采用粉石英作高活性硅质原料降低材料成本。该方法不仅找到了粉石英资源化高效利用的新方向，而且为人造无机石的制备开创了新的设计思路，同时也为RPC理论的实践和应用开辟了新的途径。
【发明内容】
[0005]本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种无机人造石的全新设计思路和方法，可明显改善其使用性能，为无机人造石的更新换代提出一种设计方法及实施工艺。
[0006]本发明的内容是:基于RPC设计的无机人造石英板，所述装饰板由下述比例的胶凝材料、无机骨料和无机粉料、外加剂和水组成；
所述各组分以胶凝材料质量为1，其余物料均以其为基准，则各物料的比例分别为:
胶凝材料1份无机骨料I~1.6份
无机粉料0.2~0.5份
外加剂0.02~0.06份
水0.22~0.32份。
[0007]前述基于RPC设计的无机人造石英板，所述胶凝材料由主剂和辅剂复合而成，主剂为强度等级不低于42.5硅酸盐水泥或白色低碱硅酸盐水泥，其按质量比占胶凝材料总量的75%~90%，余量为辅剂，辅剂为磨细粉石英、偏高岭土、粉煤灰或/和硅灰中的一种或几种混合。
[0008]前述基于RPC设计的无机人造石英板，所述无机骨料和无机粉料由粉石英矿破碎、磨细、筛分而得；其中无机骨料粒径范围及其含量为:20-40目0.12~0.34份、40-70目0.62~0.74份、70-180目0.32~0.64份；无机粉料粒径范围及其含量为:325-600目
0.10 ~0.34 份、900-1100 目 0.10 ~0.16 份。
[0009]前述基于RPC设计的无机人造石英板，所述外加剂包括如下组成和配比:超塑化剂0.010~0.042份，粉末消泡剂0.010~0.018份。
[0010]前述基于RPC设计的无机人造石英板，所述原料还包括0-0.03份有机或无机颜料。
[0011]前述基于RPC设计的无机人造石英板，所述石英板内还设有玻纤网格布I~3层。
[0012]前述基于RPC设计的无机人造石英板，所述原料还包括0-0.022份短切钢纤维。
[0013]基于RPC设计的无机人造石英板的制备工艺，包括下列步骤:` a、按上述比例称量各原料，干拌I~2min;加入溶有超塑化剂的拌合水3/4，强制搅拌I~2min，加入剩余部分，继续搅拌至浆体状；按比例加入所需钢纤维，继续搅拌，保证其在料浆分散均；将消泡剂按照水:消泡剂=3:1的比例溶于水中，加入浆体后继续搅拌I~2min ;最后加入所需无机颜料,搅拌2~3min,烧筑；烧筑完成I~2h后摊铺网格布；
b、养护:标养24~48h(RH>90%, 20°C );脱模后水热养护24~48h (80~95°C )，或蒸压养护8~12h (160~230°C )，再标养至7~28d ;
C、抛光:首先对毛坯板进行粗抛，定厚；然后进行精抛； d、修边，包装后即可入库。
[0014]与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果:
I)本发明首次提出以活性粉末混凝土(RPC)基本理论为核心思路设计和制备无机人造石材，RPC超高强度、超高耐久性、高韧性和良好的体积稳定性等特性与人造石材的使用要求十分吻合。本技术的实施，可以大幅度提升无机人造石材的使用性能，同时明显改善其装饰效果和感官舒适度，为无机人造石材的升级换代提出了新的路径。
[0015]2)采用不同粒径范围的粉石英全部替代RPC中常用的石英砂，超细石英粉以及硅灰，使造价高昂的RPC原料成本迅速下降，同时也为粉石英的资源化高附加值应用提供了新思路。粉石英的准球形颗粒结构有助于料浆和易性的提升，改善施工性能；同时，不同粒径范围的颗粒产生“梯度火山灰效应”，使基体各项性能在各个龄期均有不同程度的可持续增长。
【具体实施方式】[0016]下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
[0017]基于RPC设计的无机人造石英板，所述装饰板由下述比例的胶凝材料、无机骨料和无机粉料、外加剂和水组成；
所述各组分以胶凝材料质量为1，其余物料均以其为基准，则各物料的比例分别为:
胶凝材料1份
无机骨料1~1.6份
无机粉料0.2~0.5份
外加剂0.02~0.06份
水0.22~0.32份。
[0018]所述胶凝材料由主剂和辅剂复合而成，主剂为强度等级不低于42.5硅酸盐水泥或白色低碱硅酸盐水泥，其按质量比占胶凝材料总量的75%~90%，余量为辅剂，辅剂为等具有高火山灰活性的掺合料，如磨细粉石英、偏高岭土、粉煤灰(I级)或/和硅灰(92级或以上)中的一种或几种混合。
[0019]所述无机骨料和无机粉料由粉石英矿破碎、磨细、筛分而得；其中无机骨料粒径范围及其含量为:20-40 目 0.12 ~0.34 份、40-70 目 0.62 ~0.74 份、70-180 目 0.32 ~0.64份；无机粉料粒径范围及其含量为:325-600目0.10~0.34份、900-1100目0.10~0.16份。粉石英要求SiO2含量>95%，铁、锰等染色杂质尽可能低。
[0020]所述外加剂包括如下组成和配比:超塑化剂(应符合GB8076-2009规定，且减水率大于30%，固含量大于30%) 0.010~0.042份，粉末消泡剂(AGITAN-P803，非离子型)
0.010 ~0.018 份。
[0021]所述原料还包括0-0.03份有机或无机颜料,优选无机颜料,如钛白、铬黄、铁蓝、
镉红、镉黄、立德粉、炭黑、氧化铁红或氧化铁黄等。
[0022]所述石英板内还设有玻纤网格布I~3层(纵向和横向抗拉强度分别达到≥750和 850N/5cm*20cm)。
[0023]所述原料还包括0-0.022份短切钢纤维，常用截面为圆形的长直钢纤维，其长度为10~30毫米，直径为0.2~0.6毫米。也可选用各种异形的钢纤维，其截面有矩形、锯齿形、弯月形等，根据石英板的强度设计来添加。
[0024]基于RPC设计的无机人造石英板的制备工艺，包括下列步骤:
a、按上述比例称量各原料，干拌I~2min;加入溶有超塑化剂的拌合水3/4，强制搅拌I~2min，加入剩余部分，继续搅拌至浆体状；按比例加入所需钢纤维，继续搅拌，保证其在料浆分散均；将消泡剂按照水:消泡剂=3:1的比例溶于水中，加入浆体后继续搅拌I~2min ;最后加入所需无机颜料,搅拌2~3min,烧筑；烧筑完成I~2h后摊铺网格布；
b、养护:标养24~48h(RH>90%, 20 °C );脱模后水热养护24~48h (80~95°C )，或蒸压养护8~12h (160~230°C )，再标养至7~28d ;
C、抛光:首先对毛坯板进行粗抛，定厚；然后进行精抛； d、修边，包装后即可入库。
[0025]实施例1:板材的制备工艺流程按照如下步骤进行:
a、按比例称量各原料，干拌I~2min ;加入溶有超塑化剂的拌合水3/4，强制搅拌I~2min,加入剩余部分,继续搅拌至衆体状；加入所需钢纤维,继续搅拌3~5min,保证其在料浆分散均；将消泡剂(水:消泡剂=3:1)溶于适量水中，加入浆体后继续搅拌I~2min ;最后加入所需无机颜料,搅拌2~3min,烧筑。烧筑完成后I~2h可摊铺网格布,也可在烧筑过程中摊铺多层，应根据板材性能及厚度进行选择。
C、养护:标养48h (RH>90%，20°C);脱模后水热养护48h (95°C )，标养至28d。
[0026]d、抛光:首先对毛坯板进行粗抛，定厚；然后进行精抛。
[0027]e、性能测试。
[0028]实施例2:
具体实施过程同实施例1，区别在于:所用配合比不同，所用水泥为白色硅酸盐水泥。
[0029]实施例3:
具体实施过程同实施例1，区别在于:所用配合比不同，脱模后蒸压养护8h (170~180。。)。
[0030]上述实施例中:各步骤中的工艺参数(温度、时间、浓度等)和各组分用量数值等为范围的，任一点均可适用。
[0031 ] 本
【发明内容】
及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
[0032]本发明不限于上述实施例，本
【发明内容】
所述均可实施并具有所述良好效果。
[0033]各实施例配合比如下表所示:
【权利要求】
1.一种基于RPC设计的无机人造石英板，其特征在于:所述装饰板由下述比例的胶凝材料、无机骨料和无机粉料、外加剂和水组成； 所述各组分以胶凝材料质量为1，其余物料均以其为基准，则各物料的比例分别为: 胶凝材料1份 无机骨料I~1.6份
无机粉料0.2~0.5份
外加剂0.02~0.06份 水0.22~0.32份。
2.按权利要求1所述基于RPC设计的无机人造石英板，其特征在于:所述胶凝材料由主剂和辅剂复合而成，主剂为强度等级不低于42.5硅酸盐水泥或白色低碱硅酸盐水泥，其按质量比占胶凝材料总量的75%~90%，余量为辅剂，辅剂为磨细粉石英、偏高岭土、粉煤灰或/和娃灰中的一种或几种混合。
3.按权利要求1所述基于RPC设计的无机人造石英板，其特征在于:所述无机骨料和无机粉料由粉石英矿破碎、磨细、筛分而得；其中无机骨料粒径范围及其含量为:20-40目0.12~0.34份、40- 70目0.62~0.74份、70-180目0.32~0.64份；无机粉料粒径范围及其含量为:325-600 目 0.10 ~0.34 份、900-1100 目 0.10 ~0.16 份。
4.按权利要求1基于RPC设计的无机人造石英板，其特征在于:所述外加剂包括如下组成和配比:超塑化剂0.010~0.042份，粉末消泡剂0.010~0.018份。
5.按权利要求1基于RPC设计的无机人造石英板，其特征在于:所述原料还包括0-0.03份有机或无机颜料。
6.按权利要求1基于RPC设计的无机人造石英板，其特征在于:所述石英板内还设有玻纤网格布I~3层。
7.按权利要求1基于RPC设计的无机人造石英板，其特征在于:所述原料还包括0-0.022份短切钢纤维。
8.按权利要求1-7所述基于RPC设计的无机人造石英板的制备工艺，其特征是，包括下列步骤: a、按上述比例称量各原料，干拌I~2min;加入溶有超塑化剂的拌合水3/4，强制搅拌I~2min，加入剩余部分，继续搅拌至浆体状；按比例加入所需钢纤维，继续搅拌，保证其在料浆分散均；将消泡剂按照水:消泡剂=3:1的比例溶于水中，加入浆体后继续搅拌I~2min ;最后加入所需无机颜料,搅拌2~3min,烧筑；烧筑完成I~2h后摊铺网格布； b、养护:标养24~48h(RH>90%, 20 °C );脱模后水热养护24~48h (80~95°C )，或蒸压养护8~12h (160~230°C )，再标养至7~28d ; C、抛光:首先对毛坯板进行粗抛，定厚；然后进行精抛； d、修边，包装后即可入库。
【文档编号】C04B20/00GK103613338SQ201310576309
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】刘来宝, 王雪冰 申请人:贵州联和新型建材有限公司