一种人造多孔火山岩石板及其制备方法与流程

本发明涉及人造石材技术领域，更具体地，涉及一种人造多孔火山岩石板及其制备方法。

背景技术：

随着社会的发展，人们对建筑的形态或者室内装修具有越来越高的要求。在墙面装饰，或者地板装饰，或者供人观赏的室内装饰，为了体现出不一样的风格，往往会采用天然花岗岩、大理石或者瓷砖来装饰。采用天然的石头，资源有限，成本较高，加工较为困难。因此，越来越多的人采用人造石来进行装饰，比如人造大理石、微晶石等各类型的人造石。

对于专门的多孔石，天然的多孔石纹理众多，风格迥异，因此在室内装饰或者其他同类型的装饰物中，多孔石的使用非常广泛。但是由于存在大量孔洞，使得体积密度偏低、吸水率升高、强度下降。因此，物理性能指标是低于正常的大理石标准；由于同时还存在大量的纹理、泥质线、泥质带、裂纹等天然缺陷，使得这种材料的性能均匀性很差。该类石材属于碳酸盐结构的石灰岩，耐酸性较差，用于亚洲这类污染较重的地区，酸雨侵蚀会很严重，更会加速石材的破坏，使得天然多孔石材的应用受到局限。由于天然多孔石材存在一系列的缺陷，市面上出现人造多孔石，但孔洞多是采用特殊模具制作出来的，模具在脱模过程中，容易损坏，生产成本较高，仿天然多孔石材效果不逼真。中国专利(公开号cn108911626a)公开了一种人造罗马洞石及其制备方法，该专利的孔洞是通过模具实现的，形成的孔洞整齐规律、缺乏自然变化、仿天然多孔石材效果不逼真，脱模过程容易损坏模具，成本较高。

针对以上现状，可以开发一种具有力学性能好、耐久性能好、耐酸性能好、不需要通过模具形成孔洞的人造多孔火山岩石板，拓宽多孔石材的应用范围。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明为克服上述现有技术所述的至少一种不足，提供一种力学性能好、、耐酸性能好、耐久性能好、仿天然石材效果逼真的人造多孔火山岩石板。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种人造多孔火山岩石板，包括如下重量份的各组分：

平均粒径5～40μm的无机活性粉体600～920份；

粒径不大于4.75mm的砂900～1200份；

干冰15～30份；

高性能外加剂14～20份；

颜料粉5～10份；

缓凝剂0.01～0.05份；

憎水剂10～20份；

水胶比0.2～0.25。

本发明选用常见的材料制备人造多孔火山岩石板，原材料来源广泛，可实现工业化生产，生产效率高，解决了天然火山岩石板资源有限，成本较高的问题；选用干冰作为形成孔洞的介质，可以形成形状各异的孔洞，使得制备得到的石板更加接近天然的多孔火山岩石板，效果更为逼真，、质量轻、色泽鲜艳、耐酸碱、耐腐蚀、抗压强度大于100兆帕、抗弯曲强度大于14兆帕、装饰效果好、价格相对低廉等特点，解决天然火山岩石材力学性能不好、耐久性能不好的问题。

优选地，所述石板包括如下重量份的各组分：

平均粒径5～40μm的无机活性粉体680～840份；

粒径不大于4.75mm的砂975～1125份；

干冰19～26份；

高性能外加剂16.5～18.5份；

颜料粉6～9份；

缓凝剂0.02～0.04份；

憎水剂12.5～17.5份；

水胶比0.21～0.24。

最优选地，所述石板包括如下重量份的各组分：

平均粒径5～40μm的无机活性粉体760份；

粒径不大于4.75mm的砂1050份；

干冰22.5份；

高性能外加剂17份；

颜料粉7.5份；

缓凝剂0.03份；

憎水剂15份；

水胶比0.225。

所述无机活性粉体以强度等级42.5以上水泥为主体掺加白色硅粉、矿粉、玻璃微珠、沸石粉中的一种或几种活性粉体；所述砂为石英砂、河砂、机制砂中的一种或多种组合；所述颜料粉为无机颜料粉或无机颜料粉与有机颜料粉的组合，颜料粉在本发明中起到着色作用，且颜色持久、不易褪色；所述憎水剂为聚硅氧烷或有机硅，在本发明中起到防水作用，提高石板的防水性能，从而提高石板的耐久性能。

所述高性能外加剂为聚羧酸减水剂、早强剂、消泡剂中的一种或多种组合，在本发明中起减少无机混合料用水量、提高人造多孔火山岩石板的致密度及早期力学性能。

所述干冰在本发明中起到形成孔洞的作用。

所述石板的厚度t1为15～20mm，所述石板中的孔为全透孔或不透孔或全透孔与不透孔的组合，所述石板表面孔洞分布率为5～30％。

所述干冰的粒径t2与石板厚度t1一致，所述孔为全透孔；或者所述干冰的粒径t2为5～10mm，所述孔为不透孔；或者所述干冰的粒径t2为(t1-5mm)～t1，所述孔为全透孔与不透孔的组合。

本发明的另一个目的在于提供一种制备上述人造多孔火山岩石板的方法，包括下述步骤：

s1.按配比将缓凝剂溶于水中，得到缓凝剂水溶液；

s2.按配比将全部砂和颜料粉预混，得到预混料；

s3.按配比将全部无机活性粉体和憎水剂投入步骤s2得到的预混料中，搅拌均匀得到混合料；

s4.按配比将全部外加剂和步骤s1得到的缓凝剂水溶液加入到步骤s3得到的混合料中，充分搅拌后按配比将全部干冰投入，搅拌均匀得到无机混合料；

s5.将步骤s4得到的无机混合料均匀铺撒到模具中，先真空脱泡后进行振动压制得到预制板；s6.步骤s5得到的预制板常温覆膜养护12～24小时后进行双面打磨，再干热养护30～40小时后进行单面抛光，制得所述石板。

本发明先将砂和颜料预混再与无机活性粉体混合，能够使颜料粉更为均匀地分布到各组分组成的无机混合料中，保证石板颜色均匀一致，降低色差。

进一步地，步骤s2中砂和颜料粉预混2～4分钟，使颜料粉与砂充分混合；步骤s3中投入无机活性粉体和憎水剂后搅拌2～4分钟，使颜料粉与粉料充分混合，保证石板颜色均匀一致，减少色差；步骤s4中加入外加剂和缓凝剂水溶液后搅拌2～3分钟再加入干冰搅拌3～10秒。

进一步地，步骤s5中，铺撒厚度高出模具厚度2～3mm，真空脱泡和震动压制在真空震动室中进行，真空脱泡的时间为30～60秒，真空压力为-0.07～-0.1兆帕；震动压制的时间为30～90秒，无机混合料表面施加压力为0.5～0.8兆帕，震动频率为45～60赫兹，增加人造多孔火山岩石板的致密度，保证人造多孔火山岩石板力学性能和美观效果。

进一步地，步骤s6中，常温覆膜养护12～24小时后人造多孔火山岩石板强度达到设计强度的40％以上，防止人造多孔火山岩石板进行双面打磨过程中因强度不够而开裂；干热养护的温度为65～75℃，加速人造多孔火山岩石板的水化速率，使人造多孔火山岩石板在30-40小时内充分水化，达到设计强度。

本发明与现有技术相比较有如下有益效果：

1、本发明人造多孔火山岩石板具有效果逼真、、质量轻、色泽鲜艳、耐酸碱、耐腐蚀、抗压强度大于100兆帕、抗弯曲强度大于14兆帕、装饰效果好、价格相对低廉等特点，解决天然火山岩石材力学性能不好、耐久性能不好的问题；

2、本发明人造多孔火山岩石板的原材料来源广泛，可实现工业化生产，生产效率高，解决了天然火山岩石板资源有限，成本较高的问题；

3、本发明人造多孔火山岩石板可解决天然火山岩石板存有的色差以及色泽不够鲜艳的问题，提高无机装饰板的装饰效果。

附图说明

图1是实施例1～5全透人造多孔火山岩石板的俯视图。

图2是实施例1～5全透人造多孔火山岩石板的侧视图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。下面以20mm厚石板为例，结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

一种全透人造多孔火山岩石板，所述石板的厚度为20mm，包括如下重量份的各组分：

平均粒径5～40μm的无机活性粉体600份；

粒径不大于4.75mm的砂900份；

粒径20mm的干冰15份；

高性能外加剂14份；

颜料粉5份；

缓凝剂0.01份；

憎水剂10份；

水胶比0.2。

所述无机活性粉体以强度等级42.5以上水泥为主体掺加白色硅粉(可以掺加白色硅粉、矿粉、玻璃微珠、沸石粉中的一种或几种活性粉体)；所述砂为石英砂(可以是石英砂、河砂、机制砂中的一种或多种组合)；所述高性能外加剂为聚羧酸减水剂(可以是聚羧酸减水剂、早强剂、消泡剂中的一种或多种组合)；所述颜料粉为无机颜料粉(也可以是无机颜料粉与有机颜料粉的组合)；所述憎水剂为聚硅氧烷(也可以是有机硅)。

上述人造多孔火山岩石板按照以下步骤制得：

s1.按配比将缓凝剂溶于水中，得到缓凝剂水溶液；

s2.按配比将全部砂和颜料粉预混2～4分钟，得到预混料；

s3.按配比将全部无机活性粉体和憎水剂投入步骤s2得到的预混料中，搅拌2～4分钟，得到混合料；

s4.按配比将全部外加剂和步骤s1得到的缓凝剂水溶液加入到步骤s3得到的混合料中，充分搅拌2～3分钟后按配比将全部干冰投入，搅拌3～10秒，得到无机混合料；

s5.将步骤s4得到的无机混合料均匀铺撒到厚度为20mm的模具中，铺撒厚度高出模具厚度2～3mm，连同模具移入真空震动室，先在真空压力为-0.07～-0.1兆帕下真空脱泡30～60秒，再在无机混合料表面施加压力0.5～0.8兆帕并在震动频率45～60赫兹下振动压制30～90秒，得到预制板；

s6.步骤s5得到的预制板常温覆膜养护12～24小时后进行双面打磨，再在65～75℃下干热养护30～40小时后进行单面抛光，制得人造多孔火山岩石板。

实施例2

本实施例除人造多孔火山岩石板的配方不同外，其他条件同实施例1。所述人造多孔火山岩石板包括如下重量份的各组分：

平均粒径5～40μm的无机活性粉体920份；

粒径不大于4.75mm的砂1200份；

粒径20mm的干冰30份；

高性能外加剂20份；

颜料粉10份；

缓凝剂0.05份；

憎水剂20份；

水胶比0.25。

实施例3

本实施例除人造多孔火山岩石板的配方不同外，其他条件同实施例1。所述人造多孔火山岩石板包括如下重量份的各组分：

平均粒径5～40μm的无机活性粉体680份；

粒径不大于4.75mm的砂975份；

粒径20mm的干冰19份；

高性能外加剂16.5份；

颜料粉6份；

缓凝剂0.02份；

憎水剂12.5份；

水胶比0.21。

实施例4

本实施例除人造多孔火山岩石板的配方不同外，其他条件同实施例1。所述人造多孔火山岩石板包括如下重量份的各组分：

平均粒径5～40μm的无机活性粉体840份；

粒径不大于4.75mm的砂1125份；

粒径20mm的干冰26份；

高性能外加剂18.5份；

颜料粉9份；

缓凝剂0.04份；

憎水剂17.5份；

水胶比0.24。

实施例5

本实施例除人造多孔火山岩石板的配方不同外，其他条件同实施例1。所述人造多孔火山岩石板包括如下重量份的各组分：

平均粒径5～40μm的无机活性粉体760份；

粒径不大于4.75mm的砂1050份；

粒径20mm的干冰22.5份；

高性能外加剂17份；

颜料粉7.5份；

缓凝剂0.03份；

憎水剂15份；

水胶比0.225。

对比例1

除了干冰100份外，其他条件同实施例1。

对比例2

除了无机活性粉体1000份外，其他条件同实施例1。

对比例3

除了憎水剂5份外，其他条件同实施例1。

对比例4

除了未进行真空脱泡外，其他条件同实施例1。

对比例5

除了水胶比0.3外，其他条件同实施例1。

对实施例1～5、对比例1～5所制备的全透人造多孔火山岩石板制作成标准试件进行性能测试，测试结果如表1所示。

表1全透人造多孔火山岩石板性能检测结果

从表1来看，对比例1干冰40份，与实施例1对比，压缩强度、抗弯强度、抗冲击性能、莫氏硬度、耐磨性能均下降，耐污性能基本没变化，吸水率提高；对比例2无机活性粉体500份，与实施例1对比，压缩强度、抗弯强度、抗冲击性能、莫氏硬度、耐磨性能、耐污性能均下降，吸水率提高；对比例3憎水剂5份，与实施例1对比，压缩强度、抗弯强度、莫氏硬度、耐磨性能略有降低，抗冲击性能基本没有变化，耐污性能下降，吸水率提高；对比例4没有进行真空脱泡，与实施例1对比，压缩强度、抗弯强度、抗冲击性能、莫氏硬度、耐磨性能、耐污性能均下降，吸水率提高；对比例5水胶比0.3，与实施例1对比，压缩强度、抗弯强度、抗冲击性能、莫氏硬度、耐磨性能、耐污性能均下降，吸水率提高。通过大量试验，在本发明所选取的干冰、无机活性粉体、憎水剂、水胶比为最优；真空脱泡可以提高人造多孔火山岩石板的致密性，从而提高其力学性能、硬度、耐污性能、耐磨性能。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。