一种仿石材制品及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及建材制品领域，尤其涉及一种仿石材制品及其制备方法和用途。
背景技术
随着城市建设的发展，人们对于建筑装饰产品的美观性、功能性有了更高的要求，因此由天然石材加工而成的建筑装饰材料广受欢迎，但随着天然石材资源的枯竭，其产品价格也水涨船高，因此开发具有成本优势，且质量和外观还能达到天然石材要求的仿石材制品具有重要意义。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种仿石材制品及其制备方法和用途，用于解决现有技术中建材领域天然石材价格昂贵，不符合可持续发展趋势的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明首先提供了一种仿石材制品，所述仿石材制品包括面层和底层，所述面层包括以下原料组分：电炉滚筒渣集料、石英砂、石屑、水泥、钛白粉、外加剂以及水；以电炉滚筒渣集料、石英砂、石屑、水泥、钛白粉的总质量为基准计，所述电炉滚筒渣集料的质量百分比为50-60wt％，所述石英砂的质量百分比为20-30wt％，所述石屑的质量百分比为5-15wt％，所述水泥的质量百分比为15-20wt％，所述钛白粉的质量百分比为0.2-1.0wt％；所述外加剂的质量为原料组分中水泥质量的1～1.5wt％，所述水的质量为原料组分中水泥质量的25～30wt％，所述底层的原料组分满足C40强度标准。
在一实施例中，所述底层包含以下原料组分：水泥、转炉滚筒渣集料、石屑、黄砂以及水；以水泥、转炉滚筒渣集料、石屑、黄砂的总质量为基准计，所述水泥的质量百分比为15-20wt％，所述转炉滚筒渣集料的质量百分比为40-50wt％，所述石屑的质量百分比为10-15wt％，所述黄沙的质量百分比为20-30wt％，所述水的质量为所述底层原料组分中水泥重量的25-30wt％。
在一实施例中，所述仿石材制品包括以下特征中的任意一项或多项：1)所述电炉滚筒渣集料粒径不大于2mm；2)所述石英砂粒径范围为10-70目；3)所述石屑的粒径不大于5mm；4)所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥；5)所述钛白粉为金红石型钛白粉，所述钛白粉的白度≥98％；6)所述外加剂为聚羧酸系减水剂；7)所述转炉滚筒渣集料的粒径不大于6mm；8)所述黄沙为中砂。
在一实施例中，所述电炉滚筒渣集料为上海中冶环境工程科技有限公司生产，所述电炉滚筒渣集料游离钙F.CaO含量＜3％，全铁MFe含量≤1％。
在一实施例中，所述转炉滚筒渣集料为上海中冶环境工程科技有限公司生产，所述转炉滚筒渣集料游离钙F.CaO含量＜3％，全铁MFe含量≤1％。
在一实施例中，所述石屑由上海裕莎实业有限公司生产。
在一实施例中，所述黄砂为上海裕莎实业有限公司生产的Ⅱ区中砂。
在一实施例中，所述水泥为太仓海螺水泥有限公司生产的PO42.5水泥。
在一实施例中，所述钛白粉为上海瞻由实业有限公司生产的金红石型R258钛白粉。
在一实施例中，所述石英砂为上海博彤化工有限公司生产，粒径：10-20目。
在一实施例中，所述外加剂为广州漠克建材科技有限公司生产的MT-3610P外加剂。
本发明还提供了一种如上所述仿石材制品的制备方法，所述方法包括以下步骤：混合所述面层中的原料组分以得到面料；混合所述底层中的原料组分以得到底料；将所述面料和底料经过成型、养护、打磨、密封得到所述仿石材制品。
在一实施例中，所述面层中的原料组分混合包括将所述电炉滚筒渣集料、石英砂、石屑、钛白粉进行搅拌混合，再加入所述水泥以及外加剂进行搅拌混合，最后进行匀速加水搅拌混合。
在一实施例中，所述面层原料组分搅拌的总时间为120-180秒。
在一实施例中，所述养护的温度为25-30℃，养护湿度为60％-75％，养护时间为20-30小时。
在一实施例中，所述打磨的深度为2-3mm。
在一实施例中，所述密封包括在所述面层上涂覆密封剂。
在一实施例中，所述密封剂为上海丽瑞化工有限公司生产的master top cc 700密封剂。
本发明还提供了一种如上所述仿石材制品在建筑装饰领域中的用途。
如上所述，本发明提供的仿石材建筑装饰制品，是以电炉滚筒渣集料、转炉滚筒渣集料等固体废弃物为主要原料，以石英砂、石屑为辅料，通过振动加压成型、常温养护、表面处理后成为建筑装饰制品，本发明利用钢渣硬度高、粘结力强以及潜在水硬活性的特点，通过添加辅料、配合比及相应表面处理工艺而获得具有与天然石材相同外观、质量及性能也能达到天然石材的仿石材制品，不仅降低了建筑装饰制品成本还减少了天然石材资源，针对钢渣特性进行的变废为宝的再利用理念符合可持续发展的要求。本发明制备得到的仿石材制品具有优异的环保，抗压，抗折，耐磨性能，价格仅为同等性能天然石材的1/2-1/3，其首次施工成本(人工费和垫层材料费)也较低，具有良好的社会经济效益。
利用电炉滚筒渣作为主要骨料生产的仿石材装饰制品不仅对工业固废实现了循环利用，还减少了对自然资源的开采，通过对配方的调节和密封剂的使用，在保证磨光效果的同时解决了制品表面泛碱现象，本发明可根据客户需求进行表面样式及形状设计，丰富产品种类，此外，本发明还具有可复制的效果，表面骨料可选择金刚砂等硬度较高的材料，仅需调节水泥和外加剂的用量即可获得。
附图说明
图1显示为本发明产品制备的流程图。
图2显示为本发明制备方法的工艺图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
如图1至图2所示，本发明提供了一种仿石材制品，所述仿石材制品包括面层和底层，所述面层包括以下原料组分：电炉滚筒渣集料、石英砂、石屑、水泥、钛白粉、外加剂以及水，其中，所述电炉滚筒渣集料粒径可以不大于2mm，所述石英砂粒径范围可以为10-70目，所述石屑的粒径可以不大于5mm，所述水泥可以可以为42.5级普通硅酸盐水泥，所述钛白粉可以为金红石型钛白粉，所述钛白粉的白度可以≥98％，所述外加剂可以为聚羧酸系高效减水剂。
所述面层原料组分的配比可以为：以电炉滚筒渣集料、石英砂、石屑、水泥、钛白粉的总质量为基准计，所述电炉滚筒渣集料的质量百分比为50-60wt％，所述石英砂的质量百分比为20-30wt％，所述石屑的质量百分比为5-15wt％，所述水泥的质量百分比为15-20wt％，所述钛白粉的质量百分比为0.2-1.0wt％，所述电炉滚筒渣集料、石英砂、石屑、水泥、钛白粉可以构成所述面层原料中的干料组分，所述面层原料还可以包括湿料组分，所述湿料组分可以是水和外加剂，其中所述外加剂的质量为干料组分中水泥质量的1～1.5％，所述水的质量为干料组分中水泥质量的25～30％。
所述底层的原料组分可以是满足C40强度标准的任一常用配比，所述面层是所述仿石材制品的功能层，所述底层可以是所述仿石材制品的强度层，所述面层的厚度可以是0.5～1.5mm，所述底层的厚度可以是40～60mm。在一实施例中，所述底料可以采用转炉滚筒渣集料为主要原料，例如所述底层可以包含有水泥、转炉滚筒渣集料、石屑、黄砂以及水的原料组分，以水泥、转炉滚筒渣集料、石屑、黄砂的总质量为基准计，所述水泥的质量百分比可以为15-20wt％，所述转炉滚筒渣集料的质量百分比可以为40-50wt％，所述石屑的质量百分比可以为10-15wt％，所述黄沙的质量百分比可以为20-30wt％，所述水的质量可以为所述底料原料组分中水泥重量的25-30wt％，其中，所述转炉滚筒渣集料的粒径可以不大于6mm，所述黄沙可以为中砂，所述石屑的粒径可以不大于5mm，所述水泥可以为42.5级普通硅酸盐水泥。在一实施例中，所述仿石材制品在所述面层上还可以覆盖一层密封层，所述密封层可以是在所述面层上滚刷一层毛细孔密封剂，密封剂能在制品上形成一层坚韧的透明防护膜增强所述制品的综合性能。
如图1和图2所示，本发明还提供了一种如上所述仿石材制品的制备方法，所述方法包括S1-S3的三个步骤：
S1：混合所述面层中的原料组分以得到面料；
S2：混合所述底层中的原料组分以得到底料；
S3：将所述面料和底料经过成型、养护、打磨、密封得到所述仿石材制品。
在步骤S1中，所述面层中的原料组分混合可以包括先将电炉滚筒渣集料、石英砂、石屑、钛白粉称量，送入面料搅拌机搅拌20-30秒，然后将称量好的水泥以及外加剂放入面料搅拌机均匀搅拌40-50秒后成为均匀混合干料，然后经自动加水装置进行匀速加水搅拌，匀速加水搅拌时间可以控制在60-100秒，所述面层原料搅拌的总时间可以为120-180秒，该搅拌方式能有效防止面料结团的现象。
在步骤S2中，所述底料混合可以包括将底料中的转炉滚筒渣集料、石屑、黄砂称重后送入底料搅拌机中搅拌20-30秒，然后将称重好的水泥加入底料搅拌机中继续搅拌40-50秒，后经自动加水装置进行匀速加水搅拌，匀速搅拌时间可以控制在60-100秒，所述底层原料搅拌的总时间可以为120-180秒。
在步骤S3中，所述成型可以包括将所述搅拌好的面料和底料分别送入成型机面料、底料布料箱，使用机器压制成型得到粗坯，所述养护可以包括压制好的粗胚经运输机送入养护窖，进入养护窑养护，所述养护的条件可以为：温度25-30℃，湿度60％-75％，养护20-30小时，所述打磨可以包括将养护结束的制品使用磨光机打磨制品表面，打磨深度可以控制在2-3mm的范围内，所述密封可以包括将打磨结束后的制品表面清扫干净，使用滚刷均匀的在制品表面涂刷一层毛细孔密封剂以形成密封层，所述密封好的制品可以码垛堆放待用。
以下通过具体的实施例来进一步阐述所述仿石材制品的制备方法。
本发明具体实施例中的电炉滚筒渣集料为上海中冶环境工程科技有限公司生产，电炉滚筒渣集料游离钙F.CaO含量＜3％，全铁MFe含量≤1％，粒径不大于2mm；转炉滚筒渣集料为上海中冶环境工程科技有限公司生产，转炉滚筒渣集料游离钙F.CaO含量＜3％，全铁MFe含量≤1％，粒径不大于6mm。石屑由上海裕莎实业有限公司生产，粒径不大于5mm。黄砂为上海裕莎实业有限公司生产的Ⅱ区中砂。水泥为太仓海螺水泥有限公司生产的PO42.5水泥。钛白粉为上海瞻由实业有限公司生产的金红石型R258钛白粉。石英砂为上海博彤化工有限公司生产。外加剂为广州漠克建材科技有限公司生产的MT-3610P外加剂，密封剂为上海丽瑞化工有限公司生产的master top cc 700密封剂。
在一实施例中，所述仿石材制品的制备方法包括以下步骤：将电炉滚筒渣集料：50wt％，石英砂：20wt％，石屑：15wt％，金红石型钛白粉：0.5wt％，进行混合搅拌20秒，然后在加入水泥：15％，外加剂：掺量为水泥的1％，继续搅拌40秒，最后进行匀速加水搅拌90秒得到面料，水的质量为水泥的25％。
将转炉滚筒渣集料：48wt％，石屑：15wt％，黄砂：21wt％，进行混合搅拌20秒，然后加入水泥：16wt％，继续搅拌40秒，最后进行匀速加水搅拌90秒得到底料，水的重量为水泥25％。
将搅拌好的面料和底料送入成型机布料，使用机器压制成型，将压制好的粗胚送入养护窑(温度25℃，湿度65％)养护24小时后出窑，再使用磨光机打磨制品表面(打磨深度控制在3mm)，打磨完成后清理干净制品表面，使用滚刷均匀的在制品表面涂刷一层毛细孔密封剂，得到样品1。
观察样品1整体无发黑现象，磨光面光泽度较高且仿大理石花斑较明显，经过测试样品1的28天抗压强度为41.3MPa，符合GB28635-2012《混凝土路面砖》要求。
在一实施例中，所述仿石材制品的制备方法包括以下步骤：将电炉滚筒渣集料：50wt％，石英砂：30wt％，石屑：5wt％，金红石型钛白粉：0.5wt％，进行混合搅拌20秒，然后在加入水泥：15％，外加剂：掺量为水泥的1％，继续搅拌40秒，最后进行匀速加水搅拌90秒得到面料，水的质量为水泥的25％。底料的配比以及混合同样品1。
将搅拌好的面料和底料送入成型机布料，使用机器压制成型，将压制好的粗胚送入养护窑(温度25℃，湿度65％)养护24小时后出窑，再使用磨光机打磨制品表面(打磨深度控制在3mm)，打磨完成后清理干净制品表面，使用滚刷均匀的在制品表面涂刷一层毛细孔密封剂，得到样品2。
观察样品2整体无发黑现象，磨光面光泽度高且仿大理石花斑明显。测得样品2的28天抗压强度为44.7MPa，符合GB28635-2012《混凝土路面砖》要求。
在一实施例中，所述仿石材制品的制备方法包括以下步骤：将电炉滚筒渣集料：55wt％，石英砂：20wt％，石屑：10wt％，金红石型钛白粉：0.5wt％，进行混合搅拌20秒，然后在加入水泥：15％，外加剂：掺量为水泥的1％，继续搅拌40秒，最后进行匀速加水搅拌90秒得到面料，水的质量为水泥的25％。底料的配比以及混合同样品1。
将搅拌好的面料和底料送入成型机布料，使用机器压制成型，将压制好的粗胚送入养护窑(温度25℃，湿度65％)养护24小时后出窑，再使用磨光机打磨制品表面(打磨深度控制在3mm)，打磨完成后清理干净制品表面，使用滚刷均匀的在制品表面涂刷一层毛细孔密封剂，得到样品3。
观察样品3整体无发黑现象，磨光面光泽度高且仿大理石花斑明显。测得制品28天抗压强度为42.1MPa，符合GB28635-2012《混凝土路面砖》要求。
在一实施例中，所述仿石材制品的制备方法包括以下步骤：将电炉滚筒渣集料：60wt％，石英砂：20wt％，石屑：5wt％，金红石型钛白粉：0.5wt％，进行混合搅拌20秒，然后在加入水泥：15％，外加剂：掺量为水泥的1％，继续搅拌40秒，最后进行匀速加水搅拌90秒得到面料，水的质量为水泥的25％。底料的配比以及混合同样品1。
将搅拌好的面料和底料送入成型机布料，使用机器压制成型，将压制好的粗胚送入养护窑(温度25℃，湿度65％)养护24小时后出窑，再使用磨光机打磨制品表面(打磨深度控制在3mm)，打磨完成后清理干净制品表面，使用滚刷均匀的在制品表面涂刷一层毛细孔密封剂，得到样品4。
观察样品4整体无发黑现象，磨光面光泽度高且仿大理石花斑明显。测得制品28天抗压强度为40.3MPa，符合GB28635-2012《混凝土路面砖》要求。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
