CN110818338A - 一种户外用低吸热无机人造石板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及人造石技术领域，公开了一种户外用低吸热无机人造石板及其制备方法，所述户外用低吸热无机人造石板由抗压强度100～150兆帕的超高性能矿物粉体预制而成，所述超高性能矿物粉体包括以下重量份数的原料组分：石英砂90～120份、石英粉15～30份、石英玻璃40～60份、矿物活性粉体80～100份、二氧化钛4～15份、水10～18份、减水剂2～5份、颜料3～10份。本发明所述无机人造石板低吸热、高阳光反射率、低收缩、高耐久性能、高力学性能、装饰效果好、耐污防水性能好，整体综合成本造价低，适合推广使用。

Description

一种户外用低吸热无机人造石板及其制备方法
技术领域
本发明涉及人造石技术领域，更具体地，涉及一种户外用低吸热无机人造石板及其制备方法。
背景技术
随着我国人民生活水平的不断提高，使得电力缺口不断加大，夏季时常发生在用电高峰期对高耗能企业拉闹限电的情况，严重时还会影响居民的生活。太阳光照会使建筑物屋顶及外墙表面温度升高，通过热传递使室内的温度也升高，夏季居民为降温使用的空调、风扇是用电高峰的主要原因之一。城市里人口密集、绿化面积小、热量不容易扩散，使城市气温比郊区高3～5℃，这被称之为热岛效应，这更加剧了城市居民对电力的需求。据统计，每年全球使用的空调、电扇等降温设备占了总能源消耗的20％以上。为了缓解当前供电紧张局面，除了发展水电和核电工程，完善供电网络外，还需要大力提倡节约能源，在众多节能措施中建筑节能显得格外重要。如果建筑屋面材料具有较高的阳光反射率(反射太阳光的能力)和较高的热量发射率(辐射散热的能力)，就能够降低空调使用频率，增加室内舒适度，这对于降低建筑能耗、减轻城市热岛效应至关重要。
因此，研究一种集自低吸热、高阳光反射率、装饰效果好、耐久性好、仿石材效果逼真于一体的新型无机装饰板材是建筑装饰材料行业的发展方向。
户外用低吸热无机人造石板就是针对上述传统建筑结构耗能高而研发的新型无机装饰板材，其低吸热、高阳光反射率、低收缩、高耐久性能、高力学性能、装饰效果好、耐污防水性能好，可广泛应用于户外建筑装饰，该产品具有广阔的市场应用前景，将引领未来无机装饰板材的发展方向。
发明内容
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，提供一种低吸热、高阳光反射率、低收缩、高耐久性能、高力学性能、装饰效果好、耐污防水性能好的人造石板及其制备方法，解决传统户外装饰板材吸热高、热反射率低的问题。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：
一种户外用低吸热无机人造石板，由抗压强度100～150兆帕的超高性能矿物粉体预制而成，所述超高性能矿物粉体包括以下重量份数的原料组分：石英砂90～120份、石英粉15～30份、石英玻璃40～60份、矿物活性粉体80～100份、二氧化钛4～15份、水10～18份、减水剂2～5份、颜料3～10份。
进一步地，所述超高性能矿物粉体包括以下重量份数的原料组分：石英砂100～110份、石英粉19～26份、石英玻璃45～55份、矿物活性粉体85～95份、二氧化钛7～12份、水12～16份、减水剂3～4份、颜料5～8份。
进一步地，所述矿物活性粉体的活性指数不小于110％，是以42.5以上水泥为主体，掺加硅灰、矿粉、玻璃微珠、陶瓷抛光粉、氢氧化铝粉、沸石粉中的一种或几种矿物活性粉体。矿物活性粉体成分的质量比是水泥：硅灰：矿粉：玻璃微珠：陶瓷抛光粉：氢氧化铝粉：沸石粉为1：0.05～0.2：0.5～1：0～0.3：0～0.2：0～0.15：0～0.2。
进一步地，所述二氧化钛为粒径10～1000nm的金红石型纳米二氧化钛，可以提高无机人造石板在可见光到近红外波长范围内对太阳光的反射率。
进一步地，所述石英砂为粒径4～70目的全透石英砂，所述石英粉的粒径为150～800目，所述石英玻璃为粒径20～70目的镜面玻璃或无色玻璃的一种或两种组合。
上述户外用低吸热无机人造石板的制备方法，包括以下步骤：
S1.按配比计算各原材料用量，将全部二氧化钛、石英砂、石英粉、石英玻璃先预混2～4分钟；
S2.将全部矿物活性粉体、颜料和40wt％的水加入步骤S1所得预混骨料中搅拌1～2分钟；
S3.将全部减水剂和剩余60wt％的水加入到步骤S2所得预湿的混合料中，充分搅拌7～9分钟，得到混合物，备用；
S4.准备好面板模具，依据厚度计算并称取步骤S3备好的混合料均匀布料在面板模具内；
S5.在步骤S4面板模具内的混合料上覆上隔离保湿膜，然后放入真空压机进行抽真空排气并同时震动压制；
S6.将步骤S5压制好的板在40℃下固化6～8小时，再升温至80～90℃固化12～16小时得到毛坯板；
S7.将步骤S6得到的毛坯板取掉隔离保湿膜进行刮底、定厚、抛光，得到户外用低吸热无机人造石板。
进一步地，步骤S3中，搅拌混合物材料的维勃稠度为5～30s；搅拌混合后初凝凝结时间不小于60分钟。步骤S5中，抽真空时间不少于60s，压制时间不少于120s；真空压力为-0.07～-0.1MPa，压机压强荷载不小于1MPa，压力不小于5000kN。步骤S6中，高温固化过程保持湿度在75％以上。
本发明与现有技术相比较有如下有益效果：
(1)本发明涉及的户外用低吸热无机人造石板具有低吸热、高阳光反射率、低收缩、高耐久性能、高力学性能、装饰效果好、耐污防水性能好，抗压强度100～150兆帕、电通量小于100库仑等特点。
(2)本发明涉及的户外用低吸热无机人造石板的制备方法中模具耗用量少，模具周转周期短，解决传统装饰混凝土板模具耗用量多、费用高的问题。
(3)本发明涉及的户外用低吸热无机人造石板的原材料来源广泛，可实现工业化生产，生产效率高，属于绿色节能环保产品，具有经济社会效益。
(4)本发明涉及的户外用低吸热无机人造石板掺入了纳米二氧化钛，提高人造石板的阳光反射率，减少人造石板对阳光的吸收，从而降低建筑能耗。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
一种户外用低吸热无机人造石板，由抗压强度100～150兆帕的超高性能矿物粉体预制而成，所述超高性能矿物粉体包括以下重量份数的原料组分：石英砂90份、石英粉15份、石英玻璃40份、矿物活性粉体80份、二氧化钛4份、水10份、减水剂2份、颜料3份。
所述矿物活性粉体的活性指数不小于110％，是以42.5以上水泥为主体，掺加硅灰、矿粉、玻璃微珠、陶瓷抛光粉、氢氧化铝粉、沸石粉。矿物活性粉体成分的质量比是水泥：硅灰：矿粉：玻璃微珠：陶瓷抛光粉：氢氧化铝粉：沸石粉为1：0.125：0.75：0.15：0.1：0.075：0.1。
所述二氧化钛为粒径10～1000nm的金红石型纳米二氧化钛，可以提高无机人造石板在可见光到近红外波长范围内对太阳光的反射率。
所述石英砂为粒径4～70目的全透石英砂，所述石英粉的粒径为150～800目，所述石英玻璃为粒径20-70目的镜面玻璃或无色玻璃的一种或两种组合。
上述户外用低吸热无机人造石板的制备方法，包括以下步骤：
S1.按配比计算各原材料用量，将全部二氧化钛、石英砂、石英粉、石英玻璃先预混2～4分钟；
S2.将全部矿物活性粉体、颜料和40wt％的水加入步骤S1所得预混骨料中搅拌1～2分钟；
S3.将全部减水剂和剩余60wt％的水加入到步骤S2所得预湿的混合料中，充分搅拌7～9分钟，得到混合物，备用；
S4.准备好面板模具，依据厚度计算并称取步骤S3备好的混合料均匀布料在面板模具内；
S5.在步骤S4面板模具内的混合料上覆上隔离保湿膜，然后放入真空压机进行抽真空排气并同时震动压制；
S6.将步骤S5压制好的板在40℃下固化6～8小时，再升温至80～90℃固化12～16小时得到毛坯板；
S7.将步骤S6得到的毛坯板取掉隔离保湿膜进行刮底、定厚、抛光，得到户外用低吸热无机人造石板。
步骤S3中，搅拌混合物材料的维勃稠度为5～30s；搅拌混合后初凝凝结时间不小于60分钟。步骤S5中，抽真空时间不少于60s，压制时间不少于120s；真空压力为-0.07～-0.1MPa，压机压强荷载不小于1MPa，压力不小于5000kN。步骤S6中，高温固化过程保持湿度在75％以上。
实施例2
除超高性能矿物粉体的配方不同外，其他条件同实施例1。
一种户外用低吸热无机人造石板，由抗压强度100-150兆帕的超高性能矿物粉体预制而成，所述超高性能矿物粉体包括以下重量份数的原料组分：石英砂120份、石英粉30份、石英玻璃60份、矿物活性粉体100份、二氧化钛15份、水18份、减水剂5份、颜料10份。
实施例3
除超高性能矿物粉体的配方不同外，其他条件同实施例1。
一种户外用低吸热无机人造石板，由抗压强度100-150兆帕的超高性能矿物粉体预制而成，所述超高性能矿物粉体包括以下重量份数的原料组分：石英砂100份、石英粉19份、石英玻璃45份、矿物活性粉体85份、二氧化钛7份、水12份、减水剂3份、颜料5份。
实施例4
除超高性能矿物粉体的配方不同外，其他条件同实施例1。
一种户外用低吸热无机人造石板，由抗压强度100-150兆帕的超高性能矿物粉体预制而成，所述超高性能矿物粉体包括以下重量份数的原料组分：石英砂110份、石英粉26份、石英玻璃55份、矿物活性粉体95份、二氧化钛12份、水16份、减水剂4份、颜料8份。所述矿物活性粉体以42.5以上水泥为主体，掺加硅灰、矿粉，矿物活性粉体成分的质量比是水泥：硅灰：矿粉为1：0.05：0.5。
实施例5
除超高性能矿物粉体的配方不同外，其他条件同实施例1。
一种户外用低吸热无机人造石板，由抗压强度100-150兆帕的超高性能矿物粉体预制而成，所述超高性能矿物粉体包括以下重量份数的原料组分：石英砂105份、石英粉22.5份、石英玻璃50份、矿物活性粉体90份、二氧化钛9.5份、水14份、减水剂3.5份、颜料6.5份。所述矿物活性粉体以42.5以上水泥为主体，掺加硅灰、矿粉、玻璃微珠、陶瓷抛光粉、氢氧化铝粉、沸石粉，矿物活性粉体成分的质量比是水泥：硅灰：矿粉：玻璃微珠：陶瓷抛光粉：氢氧化铝粉：沸石粉为1：0.05～0.2：0.5～1：0～0.3：0～0.2：0～0.15：0～0.2。
对比例1
除了超高性能矿物粉体中矿物活性粉体60份外，其他条件同实施例1。
对比例2
除了超高性能矿物粉体中二氧化钛2份外，其他条件同实施例1。
对比例3
除了超高性能矿物粉体中二氧化钛0份外，其他条件同实施例1。
对以上实施案例1～5、对比案例1～3所制备的户外用低吸热无机人造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户外用低吸热无机人造石板性能检测结果
从表1来看，对比例1矿物活性粉体60份，与实施例1对比，抗压强度、耐污防水性能均下降较多，阳光反射率略有下降，阳光照射4小时后温升增加较少；对比例2二氧化钛2份，与实施例1对比，抗压强度基本没变化，耐污防水性能和阳光反射率均下降较多，阳光照射4小时后温升增加较多；对比例3二氧化钛0份，与实施例1对比，抗压强度基本没变化，耐污防水性能和阳光反射率均下降较多，阳光照射4小时后温升增加较多。通过大量试验，在本发明所选取的矿物活性粉体、二氧化钛为最优；纳米二氧化钛具有高阳光反射率，从而提高人造石板的阳光反射率，减小面板对阳光的吸收，降低温升。
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。

Claims (10)

1.一种户外用低吸热无机人造石板，其特征在于，由抗压强度100～150兆帕的超高性能矿物粉体预制而成，所述超高性能矿物粉体包括以下重量份数的原料组分：石英砂90～120份、石英粉15～30份、石英玻璃40～60份、矿物活性粉体80～100份、二氧化钛4～15份、水10～18份、减水剂2～5份、颜料3～10份。
2.根据权利要求1所述的一种户外用低吸热无机人造石板，其特征在于，所述超高性能矿物粉体包括以下重量份数的原料组分：石英砂100～110份、石英粉19～26份、石英玻璃45～55份、矿物活性粉体85～95份、二氧化钛7～12份、水12～16份、减水剂3～4份、颜料5～8份。
3.根据权利要求1所述的一种户外用低吸热无机人造石板，其特征在于，所述矿物活性粉体的活性指数不小于110％，是以42.5以上水泥为主体，掺加硅灰、矿粉、玻璃微珠、陶瓷抛光粉、氢氧化铝粉、沸石粉中的一种或几种矿物活性粉体。
4.根据权利要求3所述的一种户外用低吸热无机人造石板，其特征在于，矿物活性粉体成分的质量比是水泥：硅灰：矿粉：玻璃微珠：陶瓷抛光粉：氢氧化铝粉：沸石粉为1：0.05～0.2：0.5～1：0～0.3：0～0.2：0～0.15：0～0.2。
5.根据权利要求1所述的一种户外用低吸热无机人造石板，其特征在于，所述二氧化钛为粒径10～1000nm的金红石型纳米二氧化钛。
6.根据权利要求1所述的一种户外用低吸热无机人造石板，其特征在于，所述石英砂为粒径4～70目的全透石英砂，所述石英粉的粒径为150～800目，所述石英玻璃为粒径20～70目的镜面玻璃或无色玻璃的一种或两种组合。
7.一种如权利要求1～6任一所述的户外用低吸热无机人造石板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.按配比计算各原材料用量，将全部二氧化钛、石英砂、石英粉、石英玻璃先预混2～4分钟；
S2.将全部矿物活性粉体、颜料和40wt％的水加入步骤S1所得预混骨料中搅拌1～2分钟；
S3.将全部减水剂和剩余60wt％的水加入到步骤S2所得预湿的混合料中，充分搅拌7～9分钟，得到混合物，备用；
S4.准备好面板模具，依据厚度计算并称取步骤S3备好的混合料均匀布料在面板模具内；
S5.在步骤S4面板模具内的混合料上覆上隔离保湿膜，然后放入真空压机进行抽真空排气并同时震动压制；
S6.将步骤S5压制好的板在40℃下固化6～8小时，再升温至80～90℃固化12～16小时得到毛坯板；
S7.将步骤S6得到的毛坯板取掉隔离保湿膜进行刮底、定厚、抛光，得到户外用低吸热无机人造石板。
8.根据权利要求7所述的一种户外用低吸热无机人造石板的制备方法，其特征在于，步骤S3中，搅拌混合物材料的维勃稠度为5～30s；搅拌混合后初凝凝结时间不小于60分钟。
9.根据权利要求7所述的一种户外用低吸热无机人造石板的制备方法，其特征在于，步骤S5中，抽真空时间不少于60s，压制时间不少于120s；真空压力为-0.07～-0.1MPa，压机压强荷载不小于1MPa，压力不小于5000kN。
10.根据权利要求7所述的一种户外用低吸热无机人造石板的制备方法，其特征在于，步骤S6中，高温固化过程保持湿度在75％以上。
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