本发明涉及混凝土材料，具体涉及一种超高性能混凝土装饰板及其制备方法。
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极佳的耐候性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，但国外已有多家大企业如法国拉法基、美国taktl公司已经开展了uhpc的装饰化应用，其中taktl公司已经实现了uhpc的自动化生产，并成功商业应用。uhpc做建筑外墙装饰可弥补现有外墙材料的诸多缺点，因此将越来越受到关注。
在生产uhpc装饰挂板材料中，因uhpc材料本身水灰比低，其内部颜料不易分散，尤其是氧化铁系颜料，颜料可能容易受潮结块，导致其更加难以分散，因此在uhpc浇筑于光面模具中时，脱模后的uhpc装饰板表面颜色不均匀，通常有点状色斑存在。影响装饰效果。通常的做法是将颜料研磨后再加入uhpc中搅拌，但该办法较麻烦，不适合大批量生产，也不适合颜料种类较多的情况下的uhpc挂板生产。
综上所述，亟需提供一种性能优异、颜色均匀的超高性能混凝土装饰板及其制备方法。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种性能优异、颜色均匀的超高性能混凝土装饰板及其制备方法。
上述目的是通过如下技术方案实现：一种超高性能混凝土装饰板，由按重量份数计算的如下原料制得：胶凝材料、骨料、助剂、水100～150份以及纤维50～200份；其中，所述助剂至少包括按重量份数计算的如下组分：外加剂60～100份，颜料0.5～20份，润湿分散剂0.01～0.1份，稳定剂0.3～0.8份；所述胶凝材料至少包括按重量份数计算的水泥600～900份；所述骨料包括按重量份数计算的如下组分：粗砂500～800份，中砂100～400份，细砂100～200份。
本发明润湿分散剂的使用有效改善了颜料在液体中的分散状态，保证颜料稳定分散，避免搅拌不均匀的现象，同时稳定剂可以使得分散后的无机颜料能够均匀稳定悬浮在uhpc的浆体中，特别是在高流动型的uhpc浆体中能够稳定悬浮，即使成型过程中浆体意外发生泌水现象，也不会导致颜料浮色发花等现象。
另一方面，使用了润湿分散剂还可改善uhpc材料中纤维表面的润湿情况，提高纤维在液相中的分散能力，同时还可改善其与uhpc砂浆的界面结合能力，最终提升抗压、抗折强度。尤其稳定剂对纤维的稳定悬浮也有促进作用，对于pva纤维和pp纤维，稳定剂可改善纤维在砂浆中的分布情况，更加有利于纤维的乱向分布，从而提高uhpc的整体刚性，对于纤维采用钢纤维时，稳定剂也可以使得钢纤维稳定悬浮在砂浆中，不会因外部震动或者振捣而沉底。
本领域技术人员应当理解，此处所述的外加剂可以是缓凝剂、减水剂等混凝土常用的外加剂，可根据产品的性能的需要而添加。所述水泥为普硅水泥或白水泥，如制作白色装饰挂板，则水泥为白水泥；所述颜料为氧化铁系无机颜料。
作为优选，进一步的技术方案是，所述胶凝材料还包括按重量份数计算的硅灰和/或矿粉50～200份。硅灰与矿粉起到活性组分的作用，同时硅灰可发挥微填充效应，改善了水泥基体的孔结构，使水泥基体更加的密实，提高抗压强度。硅灰为二氧化为含量为88％以上的硅灰，矿粉为s95级以上矿粉。
更进一步的技术方案是，所述纤维为钢纤维、pva纤维、pp纤维中的一种或多种。
更进一步的技术方案是，所述粗砂为20～40目河砂，所述中砂为40～70目河砂，所述细砂为325目河砂。当然骨料也可为石英砂。
更进一步的技术方案是，所述胶凝材料还包括按重量份数计算的粉煤灰0～150份。如制作白色装饰挂板，则粉煤灰为0份；
更进一步的技术方案是，所述超高性能混凝土装饰板由按重量份数计算的如下原料制得：水泥700份，硅灰100份，粉煤灰90份；20-40目河砂700份，40-70目河砂300份，325目河砂120份；外加剂80份，颜料11份，润湿分散剂0.06份，稳定剂0.5份，水100份，pva纤维80份。实验验证表明，上述配方制备的超高性能混凝土装饰板性能优异，同时颜色均匀，美观度较好。
更进一步的技术方案是，所述润湿分散剂为阴离子型分散剂。所述阴离子型分散剂为巴斯夫fa4404、巴斯夫fa4416、巴斯夫fa4420、巴斯夫fa4425、巴斯夫fa4431、巴斯夫fa4480、巴斯夫fa4483中的一种或多种，优选巴斯夫fa4404润湿分散剂；
所述稳定剂为巴斯夫starvis4500f和/或巴斯夫starvis3003f，优选为巴斯夫starvis3003f。
为实现上述目的，本发明还提供了一种上述任一所述的超高性能混凝土装饰板的制备方法，包括如下步骤：
(1)将预定量的颜料至少与预定量的中砂和粗砂投入到搅拌机中干混预设时间；
(2)称量预定量的胶凝材料、细砂和纤维，将其与步骤(1)中的混合物中混合搅拌至拌合均匀；
(3)称量预定量的稳定剂和润湿分散剂，加入预定量的水和外加剂，搅拌均匀；
(4)将步骤(3)中混合物与步骤(2)中的混合物混合搅拌至拌合均匀后进行布料；
(5)将步骤(4)制得的超高性能混凝土装饰板养护至强度达到要求。
为保证颜色均匀稳定，稳定剂和润湿剂需配合使用，同时，为保证更佳的效果，本发明步骤(1)先将预定量的颜料与粗砂、中砂单独搅拌是为了促进颜料在粗骨料的搅拌和冲击过程中得到物理分散，进一步提升分散均匀程度，综合稳定剂和润湿剂的使用，消除了颜料物理研磨工艺；步骤(3)中将稳定剂及润湿分散剂加入水或外加剂中的，水或外加剂起到分散在体的作用，有效提升稳定剂及润湿分散剂的反应效率，避免其直接与干粉料接触。
作为优选，进一步的技术方案是，所述胶凝材料还包括硅灰，所述步骤(1)中将所述硅灰与颜料、中砂和粗砂投入到搅拌机中干混预设时间。由于硅灰粒径较细，表面活化能较大，易团聚而结团，将硅灰与粗砂、中砂搅拌是为了将硅灰在粗骨料的搅拌和冲击过程中得到物理分散，提升硅灰的比表面积。
更进一步的技术方案是，所述步骤(1)中的搅拌时间1～5min。优选为2min。
综上所述，本发明通过配方的优化和制备方法的改进，改善了超高性能混凝土装饰板的性能，同时颜色均匀，更加美观。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步描述，以助于更好地理解本发明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。
实施例1
超高性能混凝土装饰板由按重量份数计算的如下原料制得：水泥700份，硅灰100份，粉煤灰90份；20-40目河砂700份，40-70目河砂300份，325目河砂120份；外加剂80份，颜料11份，润湿分散剂0.06份，稳定剂0.5份，水100份，pva纤维80份。
具体制备方法如下：(1)将上述的颜料、硅灰与20-40目河砂、40-70目河砂投入到搅拌机中干混2min；(2)将上述的水泥、粉煤灰、325目河砂和纤维与步骤(1)中的混合物中混合搅拌至拌合均匀；(3)将上述的稳定剂和润湿分散剂加入到水和外加剂中，搅拌均匀；(4)将步骤(3)中混合物与步骤(2)中的混合物混合搅拌至拌合均匀后进行布料；(5)将步骤(4)制得的超高性能混凝土装饰板养护至强度达到要求。
实施例2
超高性能混凝土装饰板由按重量份数计算的如下原料制得：白水泥720份，矿粉150份；20-40目石英砂720份，40-70目石英砂310份，325目石英砂150份；外加剂90份，颜料8份，润湿分散剂0.07份，稳定剂0.6份，水105份；pva纤维80份。
具体制备方法如下：(1)将上述的颜料与20-40目石英砂、40-70目石英砂投入到搅拌机中干混2min；(2)将上述的水泥、矿粉、325目石英砂和纤维与步骤(1)中的混合物中混合搅拌至拌合均匀；(3)将上述的稳定剂和润湿分散剂加入到水和外加剂中，搅拌均匀；(4)将步骤(3)中混合物与步骤(2)中的混合物混合搅拌至拌合均匀后进行布料；(5)将步骤(4)制得的超高性能混凝土装饰板养护至强度达到要求。
实施例3
超高性能混凝土装饰板由按重量份数计算的如下原料制得：普硅水泥800份，硅灰50份，粉煤灰150份；20-40目河砂500份，40-70目河砂400份，325目河砂100份；外加剂100份，颜料20份，润湿分散剂0.1份，稳定剂0.8份，水130份；钢纤维120份。
具体制备方法除步骤(1)中搅拌时间为5min外其他同实施例1，。
实施例4
超高性能混凝土装饰板由按重量份数计算的如下原料制得：白水泥600份；20-40目河砂800份，40-70目河砂100份，325目河砂100份；外加剂60份，颜料0.5份，润湿分散剂0.01份，稳定剂0.3份，水100份；钢pp纤维200份。
具体制备方法如下：(1)将上述的颜料与20-40目河砂、40-70目河砂投入到搅拌机中干混1min；(2)将上述的白水泥、325目河砂和纤维与步骤(1)中的混合物中混合搅拌至拌合均匀；(3)将上述的稳定剂和润湿分散剂加入到水和外加剂中，搅拌均匀；(4)将步骤(3)中混合物与步骤(2)中的混合物混合搅拌至拌合均匀后进行布料；(5)将步骤(4)制得的超高性能混凝土装饰板养护至强度达到要求。
实施例5
水泥900份，硅灰100份、矿粉100份，粉煤灰50份；20-40目河砂700份，40-70目河砂300份，325目河砂200份；外加剂80份，颜料15份，润湿分散剂0.08份，稳定剂0.7份，水150份，pva纤维50份。
具体制备方法如下：(1)将上述的颜料、硅灰与20-40目河砂、40-70目河砂投入到搅拌机中干混3min；(2)将上述的水泥、粉煤灰、矿粉、325目河砂和纤维与步骤(1)中的混合物中混合搅拌至拌合均匀；(3)将上述的稳定剂和润湿分散剂加入到水和外加剂中，搅拌均匀；(4)将步骤(3)中混合物与步骤(2)中的混合物混合搅拌至拌合均匀后进行布料；(5)将步骤(4)制得的超高性能混凝土装饰板养护至强度达到要求。
在上述实施例中，制备的超高性能混凝土装饰板的性能均较为优异，装饰板表面颜色均匀，无斑点，无颜料浮色发花等现象，美观度较好。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。