本发明涉人造岗石技术领域，具体为一种新型的高强度无机人造岗石及其制备方法。
背景技术：
石材作为装饰用建材，由于岗石组成中含有92％以上的天然大理石，因此保留有天然石高贵、典雅的特性，更具有色泽艳丽、颜色均匀、尺寸精确、光洁度高、抗压耐磨、透气性好、环保、可多次翻新等特点，因其适用性广受人们欢迎。我国天然石资源虽然十分丰富，但是浪费量惊人，成材率仅达30％左右，且能源开采有一定的局限性，故利用天然石材加工后的边角料及其它辅料加工合成生产人造石成为石材市场发展的主要方向。一开始，工厂用树脂做粘结剂，加上填充石粉在震动平台上制作一厘米厚的板材，成为早期的岗石产品，但这类产品矫曲、变形、易老化。随着市场需求量的增加，以及人们对产品质量要求的与日俱增，人造岗石的技术也在进化。市场中现有的岗石，都是有机人造岗石，是由天然大理石碎料、石粉为主要原材料，以有机树脂为胶结剂，经真空搅拌、高压震荡制成方料，再经过室温固化、锯切、打磨、抛光等工序制成，耐磨性较差、硬度较软、耐候性差，怕日晒雨淋和紫外线照射，在强紫外线作用下易老化、变色、开裂、变形，强热条件下易变形，有异味，且石材本身带有有害射线，对人体有影响。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种抗折强度高，原材料开采、生产过程绿色环保、成本较低、产品优良、性能优异、可通过模具轻松实现各种复杂造型的高强度无机人造岗石及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种新型高强度无机人造岗石，包含的成分及重量百分比为：骨料50～90％、水泥10～50％、偏高岭土或硅灰0～25％、减水剂0.1～5％、消泡剂0～5％、抗收缩膨胀剂0～5％、早强剂0～5％、缓凝剂0～5％、水10～20％、色粉0～10％、纤维0～10％和聚合物乳液1～10％。
优选地，骨料包括尾矿石、岩片和碎玻璃。
优选地，色粉为无机色粉。
优选地，纤维为高锆纤维无捻粗纱、超细纤维、聚乙烯醇纤维和钢纤维。
优选地，聚合物乳液为热塑性丙烯酸聚合物乳液。
优选地，水泥为硅酸盐或硫铝酸盐水泥；减水剂是德国巴斯夫牌高效减水剂；消泡剂和抗收缩膨胀剂是德国明凌生产的；早强剂是德国朗盛生产的；缓凝剂是瑞士西卡生产的。
优选地，一种新型高强度无机人造岗石的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)按实际需求配制好骨料的粒径大小和颜色，以及色粉的颜色，再按重量比例称取各原料：骨料50～90％、水泥10～50％、偏高岭土或硅灰0～25％、减水剂0.1～5％、消泡剂0～5％、抗收缩膨胀剂0～5％、早强剂0～5％、缓凝剂0～5％、水10～20％、色粉0～10％、纤维0～10％和聚合物乳液1～10％。
(2)将骨料、水泥、偏高岭土或硅灰、减水剂、消泡剂、抗收缩膨胀剂、早强剂、缓凝剂、色粉、纤维、聚合物乳液依次加入搅拌机中，进行充分搅拌、混料，再加入合适重量的水进行充分均匀搅拌。
(3)将搅拌好的物料浇灌或者喷射在预制造型的模具内；
(4)浇灌或者喷射完成后将灌浆料口表面压实抹平；
(5)表面压实抹平后，在常温或温室情况下，自行固化12～72小时；
(6)固化结束后，进行人工脱模，脱模后每天在产品上洒水1～3次进行养护，养护3天，再使用水磨机、外圆抛光机、酸洗、剔凿等方法在产品表面进行处理，最后喷涂混凝土保护剂，获得成品。
本发明的有益效果是：(1)生产工艺简单、流程少、能耗低、无污染、成本低；(2)以尾矿石作为主要骨料，价格低廉、变废为宝，是保护环境、实现资源有效再利用的方法，且尾矿石骨料能够改善成型人造岗石的长期性或者极限强度，提高整体岗石的密实性和耐久性；(3)在原料中添加减水剂、消泡剂和抗收缩膨胀剂，减水剂对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量、水泥用量，改善混合原料的流动性，节约水泥；消泡剂能够抑制和消除泡沫，使材质的化学性质更稳定，成品质量更佳；抗收缩膨胀剂能够补偿收缩混料，同时具有补偿混料干缩、密实混料、提高混凝土抗渗性等作用，还能够防水和抗裂；(4)在原料中还添加有早强剂和缓凝剂，早强剂能够提高混凝土早期强度，而缓凝剂能够延长水泥的水化、硬化时间，使新拌混凝土能在较长时间内保持塑性，从而调节新拌混凝土的凝结时间；(5)可以根据设计需要，制作不同粒径大小和颜色的骨料，再添加不同颜色的色粉，用以制作各种各样的人造岗石，花样多、实用性强；(6)添加耐碱玻璃纤维，能有效抵抗水泥中高碱物质的侵蚀，可设计性强、易成型、绿色环保，使成品耐高温、耐碱腐蚀、耐酸腐蚀。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明涉及的一种新型高强度无机人造岗石，包含的成分及重量百分比为：骨料50～90％、水泥10～50％、偏高岭土或硅灰0～25％、减水剂0.1～5％、消泡剂0～5％、抗收缩膨胀剂0～5％、早强剂0～5％、缓凝剂0～5％、水10～20％、色粉0～10％、纤维0～10％和聚合物乳液1～10％。
其中，本发明采用的骨料是由矿场中天然石材废弃的尾矿石边角料、岩石、碎玻璃，经过机器粉碎所得。配方配制成型后，所得产品与石材十分接近，但大大减少了天然石材开发过程中所造成的环境污染与生态破坏，降低了矿场边角料再处理的成本。而且天然石材废弃的边角料经机器粉碎后再放置、处理，石材本身所含有的有害射线已经被消除，所得产品是绿色环保无污染的。
而且材料中添加有纤维，能有效抵抗水泥中高碱物质的侵蚀，使得成品握裹力强，弹性模量、抗冲击、抗拉、抗弯强度高，不燃、抗冻、耐温度、湿度变化能力强，抗裂、抗渗性能卓越，且其具有可设计性强，易成型等特点，绿色环保。制得的成品耐高温、耐碱腐蚀、耐酸腐蚀。
而添加聚合物乳液可以使单体分散在水中形成乳液，引发单体聚合，降低表面张力，提高聚合速度，使混料的分散体系稳定，较易控制，实现连续操作。
另外，在混料中还添加有减水剂、消泡剂和抗收缩膨胀剂，减水剂对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量、水泥用量，改善混合原料的流动性，节约水泥；消泡剂能够抑制和消除泡沫，使材质的化学性质更稳定，成品质量更佳；抗收缩膨胀剂能够补偿收缩混料，同时具有补偿混料干缩、密实混料、提高混凝土抗渗性等作用，还能够防水和抗裂。同时，早强剂能够提高混凝土早期强度，而缓凝剂能够延长水泥的水化、硬化时间，使新拌混凝土能在较长时间内保持塑性，从而调节新拌混凝土的凝结时间。
在实际操作过程中，可以根据设计需要，制作不同粒径大小和颜色的尾矿石骨料、添加不同颜色的色粉，用以制作各种各样的人造岗石，花样多，实用性强。
本发明还提供了一种新型高强度无机人造岗石的制备方法，包括以下步骤：
(1)按实际需求配置好骨料的粒径大小和颜色，以及色粉的颜色，再按重量比例称取各原料：骨料50～90％、水泥10～50％、偏高岭土或硅灰0～25％、减水剂0.1～5％、消泡剂0～5％、抗收缩膨胀剂0～5％、早强剂0～5％、缓凝剂0～5％、水10～20％、色粉0～10％、纤维0～10％和聚合物乳液1～10％。
(2)将骨料、水泥、偏高岭土或硅灰、减水剂、消泡剂、抗收缩膨胀剂、早强剂、缓凝剂、色粉、纤维、聚合物乳液依次加入搅拌机中，进行充分搅拌、混料，再加入合适重量的水进行充分均匀搅拌。
(3)将搅拌好的物料浇灌或者喷射在预制造型的模具内；
(4)浇灌或者喷射完成后将灌浆料口表面压实抹平；
(5)表面压实抹平后在常温或温室内自行固化12～72小时。
(6)固化结束后，进行人工脱模，脱模后每天在产品上洒水1～3次进行养护，需养护3天，再使用水磨机、外圆抛光机、酸洗、剔凿等方法在产品表面进行处理，最后喷涂混凝土保护剂，获得成品。
本发明生产工艺简单、流程少、能耗低、无污染，采用尾矿石作为主要骨料，价格低廉、变废为宝，是保护环境，实现资源有效再利用的方法，且尾矿石骨料能够改善成型人造岗石的长期性或者极限强度，提高整体岗石的密实性和耐久性。
以下是针对本发明所述的无机人造岩石的制备原料及其制备方法进行的三个实施例，具体情况如下。
实施例1：
(1)按实际需求，制作粒径2mm的红色骨料、直径5～9mm的黑色骨料，以及红色色粉；
(2)按重量比例称取各原料：骨料60％(红色占90％，黑色占10％)、水泥20％、减水剂1％、消泡剂1％、抗收缩膨胀剂1％、早强剂0.5％、缓凝剂0.5％、水10％、色粉2％、纤维2％和聚合物乳液2％；
(3)将骨料、水泥、减水剂、消泡剂、抗收缩膨胀剂、早强剂、缓凝剂、色粉、纤维、聚合物乳液依次加入搅拌机中，进行充分搅拌、混料，再加入水进行充分均匀搅拌。
(4)将搅拌好的物料浇灌在预置造型的光面模具内；
(5)将模具置入震动平台或离心机中，震动10分钟，震动完成后，将灌浆料口表面压实抹平；
(6)从震动平台或离心机上取下模具，在常温下自行固化24小时；
(7)固化结束后，进行人工脱模，脱模后每天在产品上洒水1～3次进行养护，养护3天，再使用水磨机或外圆抛光机进行抛光，最后喷涂混凝土保护剂，获得颜色底色为红色、有黑点突出的无机人造岗石高光宝瓶栏杆，表面为光面。
实施例2：
(1)按实际需求，制作粒径1mm的米黄色骨料、以及黄色色粉；
(2)按重量比例称取各原料：米黄色骨料50％、水泥25％、偏高岭土5％、减水剂2％、早强剂或缓凝剂1％、水10％、色粉1％、纤维3％和聚合物乳液3％；
(3)将米黄色骨料、水泥、偏高岭土、减水剂、早强剂或缓凝剂、色粉、纤维、聚合物乳液依次加入搅拌机中，进行充分搅拌、混料，再加入水进行充分均匀搅拌。
(4)将搅拌好的物料倒入喷射设备中，通过喷射设备将混料一起喷射在预置造型的仿砂岩面模具内；
(5)喷射完成后，进行人工收边、内部抹平压实；
(6)在常温下自行固化24小时；
(7)固化结束后，进行人工脱模，脱模后每天在产品上洒水1～3次进行养护，养护3天，再使用草酸对产品表面进行酸洗，最后喷涂亚光混凝土保护剂，获得颜色为米黄色、含有亚光装饰线条的无机人造岗石，表面为仿砂岩毛面。
实施例3：
(1)按实际需求，制作粒径2～4mm的白色骨料、直径3～6mm的红色骨料、直径4～8mm的黑色骨料；同时，在外墙立面特定区域植筋、种植成型钢丝网，将模具固定在外墙立面特定区域，模具中涂刷混凝土溶剂，制成所需模具；
(2)按重量比例称取各原料：骨料60％(白色占75％，红色占15％，黑色占10％)、水泥20％、减水剂2％、消泡剂1％、抗收缩膨胀剂1％、早强剂1％、水13％、聚合物乳液2％；
(3)将骨料、水泥、减水剂、消泡剂、抗收缩膨胀剂、早强剂、聚合物乳液依次加入搅拌机中，进行充分搅拌、混料，再加入水进行充分均匀搅拌；
(4)将搅拌好的物料浇灌在预置造型的模具内；
(5)在常温下自行固化24小时；
(6)固化结束后，进行人工脱模，再清洗所得产品，使其表面漏出骨料，最后喷涂混凝土保护剂，获得颜色底色为白色、有红点及黑点突出的无机人造岗石，表面为荔枝面。
(7)以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。