一种UHPC仿石材外墙挂板及制作工艺的制作方法

本发明属于建筑技术领域，具体涉及一种uhpc仿石材外墙挂板及制作工艺。

背景技术：

超高性能混凝土(以下简称uhpc)具有超高的力学强度以及超高的耐久性能，成为了过去三十年最具创新性的水泥基工程材料，将uhpc用于外墙装饰可大大提高建筑“外衣”的寿命，做到与建筑同寿命。目前国内很少或者几乎没有企业使用uhpc做建筑外墙挂板。

uhpc为了达到超高的力学性能和超高的耐久性能，除了采用硅灰等高活性掺合料、超低的水灰比外，几乎不采用粗骨料，而是采用粒径小于2.0mm的石英砂甚至石英粉，以消除骨料与胶材的界面缺陷。因此采用uhpc浇筑法制作外墙板时，要实现仿石材的大花纹，例如黄锈石锈斑、麻石的麻点等两种或多种花色搭配的外观效果，目前尚没有研究提供成熟的解决方案。因此现在亟需研发出一种表面可以显示出复杂花色的uhpc仿石材外墙挂板及其制备工艺。

技术实现要素：

本发明目的是提供了一种uhpc仿石材外墙挂板及制作工艺，该工艺采用超细骨料uhpc浇筑方式，通过各种配料及组分的搭配以及关键的工艺过程，保证uhpc制备时的超高流动性，并通过均匀布料设备和后期外墙挂板抛丸制作荔枝面的工艺，来实现仿制市面上绝大多数石材花纹的效果。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种uhpc仿石材外墙挂板，包括依次层接设置的第一装饰层、第二装饰层以及结构层，所述第一装饰层、第二装饰层和结构层均为uhpc砂浆，所述第一装饰层和第二装饰层的颜色rgb值不同，所述第二装饰层表面的局部从所述第一装饰层的表面露出。uhpc砂浆，是由水泥，活性掺合料，优质石英砂骨料，外加剂，水组成的拌合物，具有超高的力学强度和超高的耐久性。第一装饰层和第二装饰层通过添加不同颜色的无机颜料或掺入不同比例的颜料，亦或加入彩砂替代其骨料，使第一装饰层和第二装饰层两层颜色或色调不一致，为uhpc外墙挂板提供装饰效果。

uhpc仿石材外墙挂板，所述第一装饰层的厚度为1～3mm，所述第二装饰层的厚度为2～5mm，所述结构层的厚度为10～20mm。

uhpc仿石材外墙挂板，所述第一装饰层和第二装饰层的uhpc的骨料选用粒径≤0.63mm的级配砂；uhpc拌合物的标准胶砂流动度为320～350mm。

优选的，所述结构层为纤维增强型uhpc，其颜色rgb值与所述第一装饰层和第二装饰层的rgb值不同。结构层为纤维增强型uhpc，主要为外墙板提供抗弯拉强度，提高韧性等作用。

优选的，所述第二装饰层和所述结构层之间设有玻纤网格布，主要是为防止结构层中的纤维在浇筑振捣等过程中沉底并在抛丸时露出。

本发明还提供一种uhpc仿石材外墙挂板的生产工艺，包括以下步骤：

s1、按照预定配方分别调配第一装饰层、第二装饰层和结构层的浆料；

s2、将第一装饰层的浆料浇筑至模具底部；

s3、在所述步骤s2中浇筑完成的第一装饰层浆料的表面浇筑第二装饰层浆料；

s4、在所述步骤s3中浇筑完成的第二装饰层浆料的表面浇筑结构层浆料并进行振捣；

s5、对完成所述步骤s4振捣密实后的各层浆料进行养护成型；

s6、对完成所述步骤s5养护后的外墙挂板进行脱模，并进行抛丸、凿毛、锤击、剁斧和火烧剥落中的一种或两种以上组合的处理。

优选的，所述步骤s6中抛丸处理时，外墙挂板uhpc材料的抗压强度≥100mpa。

优选的，所述步骤s6中抛丸处理时，钢丸的大小为2～5mm，钢丸喷出的速度通过叶轮击打的频率来控制，叶轮击打频率为40～50hz。

优选的，所述步骤s6中抛丸处理时，外墙挂板uhpc材料的行进速度为3m/min～6m/min。

优选的，步骤s4铺设结构层砂浆之前，先在第二装饰层表面铺设至少一层网格布。

优选的，还包括步骤s7，清理灰尘和罩面工序。

本发明方案的制作原理在于所浇筑的第一装饰层厚度较薄，待uhpc外墙板硬化后通过抛丸工艺，去掉第一装饰层的部分表面，使得第二装饰层的部分表面露出，最终uhpc外墙板呈现出第一装饰层和第二装饰层两种颜色混杂的仿石花纹。

抛丸工艺即采用压缩气体或叶轮击打将钢丸高速射出，撞击靶材的表面，用以清除锈皮，改善表面粗糙度，改善防滑性能，制造立体感等，将石材、uhpc外墙挂板进行抛丸处理后，则形成凹凸不平的类似于荔枝表面的肌理，简称荔枝面。抛丸工艺的另一功能还包括控制靶材(即uhpc外墙挂板)在高速射出的钢丸下的行进速度来控制抛丸的深浅程度，进而可以制作出第一装饰层占整个荔枝面不同比例的花色。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

(1)本方案的uhpc外墙挂板使用超高性能混凝土材料制备而成，有超高的力学强度、超高的耐候性超低的吸水率、极佳的耐脏污性，使得其服役寿命甚至超过建筑基体，是一种非常理想的建筑外墙肌肤；

(2)本方案中的uhpa外墙挂板采用双装饰层的结构形式，通过添加不同颜色的无机颜料或掺入不同比例，亦或加入彩砂替代其骨料，使两层装饰层的颜色或色调不一致，能为建筑提供各种装饰效果，可以模拟目前市面上两种颜色混杂的仿石花纹，减少了建筑天然石材的使用，减低了建筑能耗，保护了自然资源；

(3)uhpc外墙挂板在抛丸、凿毛等处理时，可以通过抛丸工艺和改变靶材行进速度等操控工序来制作外墙板表面两种花色不同比例的外观质感，工艺操作过程可控，且都可以通过机器来实现自动化和智能化生产。

附图说明

图1为实施例中uhpc仿石材外墙挂板脱模后的剖面结构示意图；

图2为实施例中uhpc仿石材外墙挂板抛丸处理后的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下提供本发明的优选实施例，以助于进一步理解本发明。本领域技术人员应了解到,本发明实施例的说明仅是示例性的，并不是为了限制本发明的方案。

实施例1

本实施例提供一种仿黄金麻风格的uhpc仿石材外墙挂板，参见示意图2，具体结构包括依次层接设置的第一装饰层1、第二装饰层2以及结构层3，第二装饰层2和结构层3之间设置有玻纤网格布(图中未标记)。第一装饰层1、第二装饰层2和结构层3均为uhpc砂浆，第一装饰层1和第二装饰层2的颜色rgb值不同，第二装饰层2表面的局部从第一装饰层1的表面露出。uhpc砂浆是由水泥、活性掺合料、优质石英砂骨料、外加剂和水组成的拌合物。第一装饰层1中添加有黄色颜料，并用亮黑彩砂替代部分骨料，以形成黄金色色调。第二装饰层2中添加黑色颜料形成灰色色调，第一装饰层1和第二装饰层2两层的颜色色调不一致，uhpc外墙板表面呈现出第一装饰层1和第二装饰层2两种颜色混杂的荔枝面。本实施例中的uhpc仿石材外墙挂板，第一装饰层1的厚度为2mm，第二装饰层2的厚度为3mm，结构层3的厚度为12mm。

结构层3为纤维增强型uhpc，结构层3采用纤维增强型uhpc，主要为外墙板提供抗弯拉强度，提高韧性等作用。

第二装饰层2和结构层3之间设有玻纤网格布，主要是为防止结构层3中的纤维在浇筑振捣等过程中沉底并在抛丸时露出。

参见示意图1，本实施例中制备仿黄金麻石材风格的uhpc外墙挂板时主要包括以下步骤：

步骤1：根据配调制搅拌第一装饰层1，第二装饰层2及结构层3的浆料，第一装饰层1和第二装饰层2的uhpc的骨料选用粒径0.6mm的级配砂；uhpc拌合物的标准胶砂流动度为320mm；在第一装饰层1中添加黄色颜料，并用亮黑彩砂替代部分骨料，搅拌后形成黄色带黑点的uhpc砂浆，在第二装饰层2中添加黑色颜料，搅拌形成灰色uhpc砂浆；

步骤2：在模具底部浇筑第一装饰层1浆料；

步骤3：在第一装饰层1的浆料上浇筑第二装饰层2的浆料；

步骤4：在第二装饰层2浆料上方铺设一层网格布(图中未标记)；然后在网格布上浇筑结构层3的浆料；

步骤5：振捣密实及送入养护区养护成型；

步骤6：脱模及反转后送入抛丸设备抛丸；抛丸处理时，钢丸的大小为3mm，叶轮击打钢丸的频率为40hz，靶材(步骤5中制备所得的uhpc外墙挂板)的行进速度为5.2m/min；

步骤7：经表面灰尘清理、罩面后形成仿石材外墙挂板。

在本实施例中，uhpc外墙挂板成品板外观上，第一装饰层1裸露面积占整个荔枝面的总面积约78％-82％，第二装饰层2裸露面积占整个荔枝面总面积的18-22％，成品板呈现出以黄为主色调、灰麻为次色调的仿黄金麻风格。

实施例2

本实施例提供一种仿黄麻石锈斑风格的uhpc仿石材外墙挂板，参见示意图2，以从外到内包括三层：第一装饰层1、第二装饰层2和结构层3。第一装饰层1、第二装饰层2和结构层3均为uhpc砂浆，uhpc砂浆是由水泥、活性掺合料、优质石英砂骨料、外加剂和水组成的拌合物。第一装饰层1中添加有黄色颜料，第二装饰层2中添加添加有灰色颜料，同时加入锈红色彩砂替代部分骨料，第一装饰层1和第二装饰层2两层的颜色色调不一致。本实施例中的uhpc仿石材外墙挂板，第一装饰层1的厚度为3mm，第二装饰层2的厚度为5mm，结构层3的厚度为20mm。第一装饰层1和第二装饰层2的颜色rgb值不同，第二装饰层2表面的局部从第一装饰层1表面的表面露出，uhpc外墙板表面呈现出第一装饰层1和第二装饰层2两种颜色混杂的荔枝面外观效果。本实施例中，结构层3的颜色rgb值与第一装饰层1和第二装饰层2的颜色rgb值不同；整个uhpc外墙板表面呈现出第一装饰层和第二装饰层2两种颜色混杂的荔枝面外观效果。

参见示意图1，本实施例中制备仿黄麻石锈斑石材风格的uhpc外墙挂板时主要包括以下步骤：

步骤1：根据配调制搅拌第一装饰层1，第二装饰层2及结构层3的浆料，第一装饰层1和第二装饰层2的uhpc的骨料选用粒径0.63mm的级配砂；uhpc拌合物的标准胶砂流动度为350mm；

其中，第一装饰层1的各组分的重量占比为：水泥700份，硅灰100份，煅烧高岭土100份，钙粉80份，粒径0.63mm的级配砂1200份，外加剂100份，水120份，黄色颜料24份，纤维素醚2份；第二装饰层2的各组分的重量占比为：水泥800份，硅灰100份，煅烧高岭土100份，钙粉120份，粒径0.63mm的级配砂800份，外加剂120份，水130份，锈红色彩砂200份和灰色颜料24份，纤维素醚3份；结构层3的各组分的重量占比为：水泥800份，硅灰200份，煅烧高岭土200份，钙粉120份，粒径0.63mm的级配砂1200份，外加剂130份，水130份，纤维30份，纤维素醚10份。

步骤2：在模具底部浇筑3mm的第一装饰层1浆料；

步骤3：在第一装饰层1的浆料上浇筑5mm的第二装饰层2的浆料；

步骤4：在第二装饰层2浆料上方浇筑20mm的结构层3浆料；

步骤5：将各层浆料振捣密实后送入养护区养护成型；

步骤6：脱模及反转后送入抛丸设备抛丸；抛丸处理时，钢丸的大小为3mm，叶轮击打钢丸的频率为50hz，靶材(步骤5中制备所得的uhpc外墙挂板)的行进速度为6m/min；其中uhpc外墙板抛丸时，uhpc外墙挂板的抗压强度≥100mpa；

步骤7：对抛丸处理后的外墙挂板表面灰尘清理、罩面后形成仿石材外墙挂板。

在本实施例中，uhpc外墙挂板成品板第一装饰层1裸露面积占整个荔枝面的总面积约80％-85％，第二装饰层2裸露面积占整个荔枝面总面积的15-20％，成品板呈现出以黄色为主色调、灰色和锈红色斑点为次色调的仿黄麻石锈斑风格。

实施例3

本实施例与实施例2中的区别在于，结构层3的表面局部从第一装饰层1的表面露出形成麻灰色，整个uhpc外墙板表面呈现出第一装饰层1、第二装饰层2和结构层3的三种颜色混杂的荔枝面外观效果。

本实施例中制备仿黄麻石锈斑石材风格的uhpc外墙挂板主要包括以下步骤：

步骤1：根据配调制搅拌第一装饰层1，第二装饰层2及结构层3的浆料，第一装饰层1和第二装饰层2的uhpc的骨料选用粒径0.5mm的级配砂，uhpc拌合物的标准胶砂流动度为330mm；

其中，第一装饰层1的各组分的重量占比为：水泥700份，硅灰100份，煅烧高岭土100份，钙粉80份，粒径0.5mm的级配砂1200份，外加剂100份，水120份，黄色颜料24份，黑彩砂50份，纤维素醚2份；第二装饰层2的各组分的重量占比为：水泥800份，硅灰100份，煅烧高岭土100份，钙粉120份，粒径0.5mm的级配砂800份，外加剂120份，水130份，锈红色彩砂100份和灰色颜料24份，纤维素醚3份；结构层3的各组分的重量占比为：水泥800份，硅灰200份，煅烧高岭土200份，钙粉120份，粒径0.5mm的级配砂1200份，外加剂130份，水130份，纤维30份，纤维素醚10份，黑色颜料50份。

步骤2：在模具底部浇筑3mm的第一装饰层1浆料；

步骤3：在第一装饰层1的浆料上浇筑5mm的第二装饰层2的浆料；

步骤4：在第二装饰层2浆料上方浇筑20mm的结构层3浆料；

步骤5：将各层浆料振捣密实后送入养护区养护成型；

步骤6：脱模及反转后先对第一装饰层1的表面进行交错性的凿毛处理，然后再送入抛丸设备抛丸处理时，其中钢丸的大小为5mm，叶轮击打钢丸的频率为50hz，uhpc外墙挂板的行进速度为3m/min，直至抛丸至第二装饰层2的表面局部从第一装饰层1的表面露出的面积达到22-25％时停止抛丸；

步骤7：对抛丸处理后的外墙挂板表面灰尘清理、罩面后形成仿石材外墙挂板。

在本实施例中uhpc外墙挂板先进行凿毛处理，再进行抛丸处理，使得结构层3的局部从第一装饰层1的表面露出，得到整个uhpc外墙板表面呈现出第一装饰层1、第二装饰层2和结构层3的三种颜色混杂的荔枝面外观效果。最终经过测量发现，成品板外观上，第一装饰层1裸露面积占整个荔枝面的总面积约75％-78％，第二装饰层1裸露面积占整个荔枝面的总面积约17％-22％，结构层3裸露面积占整个荔枝面总面积的3-5％，整体外观呈现出以黄色为主色调、灰麻色和锈红色斑点为次色调的风格。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所述领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或等同替换，但以上变更、修改或等同替换，均在本申请的待授权或待批准之权利要求保护范围之内。