專利名稱：環保型粉煤灰仿天然人造石材及其生產方法
技術領域：
本發明涉及一種建筑材料，尤其涉及一種環保型粉煤灰仿天然人造石材、及其生產方法，和生產所述人造石材的配方。
背景技術：
粉煤灰是一種熱電廠等耗煤企業排放量很大的廢渣，是煤燃燒后再煙氣中收捕得到的細灰，也是燃煤電廠等耗煤企業排出的主要固體廢物，遍布全國各地的大小熱電廠及其它耗煤企業，每年都在生產大量的粉煤灰。我國是產煤大國，煤炭是目前我國電力生產的基本燃料，粉煤灰是我國當前排量較大的工業廢渣之一，近年來，隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，2010年粉煤灰排放量已達3億噸。大量的粉煤灰不加處理，就會產生揚塵，污染大氣；若排入水系會造成河流淤塞，而其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。由于以前對它沒有任何處理和利用手段，因此成為污染環境的工業廢渣，對環境造成了嚴重的危害，同時也給企業造成了沉重負擔，粉煤灰已經給我國國民經濟和生態環境造成了巨大壓力。如何將粉煤灰變廢為寶，加以二次利用，是減輕企業負擔、降低環境污染的利國利民的大事，受到全社會各行業的關注和重視。世界性能源危機、環境污染等巨大壓力強烈的激發了粉煤灰利用的研究和開發，粉煤灰已經成為國際市場上 引人注目的資源豐富、價格低廉，興利除害的新興建材原料和化工產品的原料，受到人們的青睞。在目前建筑材料領域中，使用粉煤灰及其制品替代水泥、砂、石子等，能帶來減輕建材產品自重、降低產品造價、及提高產品密實度、強度、抗滲性、耐候性、耐腐蝕性、隔音、隔熱等技術性能。但在人造石材方面對粉煤灰的利用尚屬探索階段，普遍存在配方差異大，產品質量穩定性差等諸多弊端，所以很有必要粉煤灰人造石材的配方合理性、產品質量穩定性方面進行更多的研究，以滿足市場需求，也為粉煤灰的二次利用提供一種新的方法和途徑。

發明內容
針對粉煤灰在人造石材領域應用較少的現狀，本發明提供了一種生產環保型粉煤灰仿天然人造石材的配方、使用所述配方生產的人造石材及其生產方法，本發明提供的組分配比科學、工藝合理的粉煤灰人造石材、配方和生產方法，提高了產品的長期強度、抗泛堿性和抗腐蝕性能，并能夠降低產品吸水率。本發明第一個目的是提供一種環保型粉煤灰仿天然人造石材配方，配方組分包括:
水泥3(Γ70重量份；
粉煤灰10 70重量份；
生石灰2 25重量份；
微娃粉5 IO重量份；砂2(Γ50重量份；
陶粒0 50重量份；
塑化劑f 4重量份；
纖維素醚0.0f0.5重量份；
淀粉醚0.θΓθ.5重量份；
木質纖維素0.Γ0.5重量份；
(HOCH2CH2)n ΝΗ3_η0.θΓθ.5 重量份；
其中，η為廣3的整數。應當理解的是，本發明上述配方組分中還可以加入流變劑、消泡劑、表面活性劑、其他增稠劑、膠黏劑中的任意一種或幾種的混合物。本發明第二個目的是提供一種使用上述配方組分生產制備的環保型粉煤灰仿天然人造石材，所述人造石材組分包括:
水泥3(Γ70重量份；
粉煤灰10 70重量份；
生石灰2 25重量份；
微娃粉5 IO重量份；
砂2(Γ50重量份；
陶粒0 50重量份；
塑化劑f 4重量份；
纖維素醚0.0f0.5重量份；
淀粉醚0.θΓθ.5重量份；
木質纖維素0.Γ0.5重量份；
(HOCH2CH2)n ΝΗ3_η0.θΓθ.5 重量份；
其中，η為廣3的整數。本發明提供的所述人造石材，組分還可以包括顏料，此時組分中還可以包括偶聯齊U。所述顏料可以是涂覆在所述人造石材的外表面，也可以與其它組分共混后一起生產制備所述人造石材。根據本發明所述人造石材的一種優選實施方式，所述人造石材包括結構基體、包覆在所述結構基體外表面的面層，和包覆在所述面層外表面的顏色層，其中:
所述結構基體組分包括:
水泥3(Γ70重量份； 粉煤灰10 70重量份；
生石灰2 25重量份；
微娃粉5 IO重量份；
砂2(Γ50重量份；
陶粒0 50重量份；
塑化劑f 4重量份；
纖維素醚0.0f0.5重量份；
淀粉醚0.θΓθ.5重量份；木質纖維素0.Γο.5重量份；
(HOCH2CH2)n ΝΗ3_η0.θΓθ.5 重量份；
所述面層組分包括:
水泥3(Γ70重量份；
粉煤灰10 70重量份；
半水石膏(TlO重量份；
生石灰2 25重量份；
微娃粉5 IO重量份；
煅燒偏高嶺土(TlO重量份；
砂2(Γ50重量份；
陶粒0 50重量份；
塑化劑f 4重量份；
纖維素醚0.0f0.5重量份；
淀粉醚0.θΓθ.5重量份；
乳膠粉2 15重量份； 木質纖維素0.Γ0.5重量份；
(HOCH2CH2)m NH3_m0.θΓθ.5 重量份；
偶聯劑(Γ0.5重量份； η和m分別為廣3的整數講和!!!可以相同也可以不同。同樣地，本發明提及的所述人造石材的各組分中，還可以加入流變劑、消泡劑、表面活性劑、其他增稠劑、膠黏劑中的任意一種或幾種的混合物。本發明所述的人造石材，其中，所述面層厚度優選為0.f5mm，更優選為f3mm。本發明第三個目的是提供一種生產制備所述人造石材的方法，包括如下步驟: 步驟1，配制顏色漿料、面層漿料、和結構漿料；
所述結構基體組分包括:
水泥3(Γ70重量份；
粉煤灰10 70重量份；
生石灰2 25重量份；
微娃粉5 IO重量份；
砂2(Γ50重量份；
陶粒0 50重量份；
塑化劑f 4重量份；
纖維素醚0.0f0.5重量份；
淀粉醚0.θΓθ.5重量份；
木質纖維素0.Γ0.5重量份；
(HOCH2CH2)n ΝΗ3_η0.θΓθ.5 重量份；
所述面層組分包括:
水泥3(Γ70重量份；
粉煤灰10 70重量份；半水石膏(Γιο重量份；
生石灰2 25重量份；
微娃粉5 IO重量份；
煅燒偏高嶺土(TlO重量份；
砂2(Γ50重量份；
陶粒0 50重量份；
塑化劑f 4重量份；
纖維素醚0.0f0.5重量份；
淀粉醚0.θΓθ.5重量份；
乳膠粉2 15重量份；
木質纖維素0.Γ0.5重量份；
(HOCH2CH2)m NH3_m0.θΓθ.5 重量份；
偶聯劑(Γ0.5重量份；
η和m分別為f 3的整數；m和η可以相同或不同；
步驟2，將配制的顏色漿料涂覆在模具內表面，形成顏色層；
步驟3，向模具內顏色層表面涂覆所配制的面層漿料；所述面層漿料涂覆厚度優選為
0.1 5mm,更優選為I 3mm ；
步驟4，將模具內澆筑所配制的結構漿料，振動成型。為了是產品穩定性更好，本發明所述的生產人造石材的方法，還可以包括:
步驟5，將步驟4中振動成型的產品在5(T90°C條件下蒸養。本發明所述生產人造石材的方法還可以進一步包括:
步驟6，將步驟5得到的產品在35飛5°C條件下進行二次養護。同樣地，本發明上述生產方法提及的各組分中，還可以加入流變劑、消泡劑、表面活性劑、其他增稠劑、膠黏劑中的任意一種或幾種的混合物。本發明上述內容中，所述水泥可以包括硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥中的任意一種或幾種的混合物，優選地，本發明所述水泥包括:
娃酸鹽水泥35 50重量份；
鋁酸鹽水泥(Γ20重量份。本發明上述內容中，所述粉煤灰可以是低鈣粉煤灰(F類)、高鈣粉煤灰(C類)或復合粉煤灰中的任意一種或幾種的混合物。本發明上述內容中，所述可再分散乳膠粉(或可再分散性乳膠粉)為醋酸乙烯酯均聚物或共聚物再分散乳膠粉、月桂酸乙烯酯共聚物再分散乳膠粉、丙烯酸或丙烯酸酯均聚物或共聚物可再分散乳膠粉 、硅丙再分散乳膠粉、苯乙烯/ 丁二烯共聚膠粉等、或含有等同有效成分比例的上述物質的乳液；可以是上述物質中的一種，或幾種的混合。如含丙烯酸可再分散乳膠粉3飛重量份、和/或硅丙可再分散乳膠粉3飛重量份。本發明上述內容中，所述塑化劑(又稱為增塑劑)優選為聚羧酸類高性能超塑化齊U，所述聚羧酸類高性能超塑化劑合成單體可以是含聚氧乙烯基、聚氧丙烯基等聚氧烷烯基單體；甲基丙烯酸、丙烯酸、馬來酸(或馬來酸酐)、(甲基)丙烯基磺酸、(甲基)烯丙基磺酸、苯乙烯基磺酸2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸、或上述酸的鹽或酯或其它衍生物，如(甲基)烯丙醇、(甲基)丙烯酰胺等。此外還可以是磺化三聚氰胺甲醛縮合物、磺化萘甲醛縮合物、改性木質磺酸鹽等。本發明上述內容中，所述顏料可以選用本技術領域常用的各種顏料，如市場上銷售的炭黑、氧化鐵、氧化鈷、鈦白粉、顏料紅122 (主要成分為2，9 二甲基喹吖啶酮)、有機嫩黃、酞菁藍、孔雀綠、檸檬黃、硫酸銅、丙烯顏料等。本發明上述內容中，所述偶聯劑可以是有機鉻絡合物、硅烷類、鈦酸酯類或鋁酸化合物等。本發明上述內容中，所述流變劑(或流變改性劑)可以是聚氨酯類流變劑、或聚丙烯酸類流變劑。本發明上述內容中，所述消泡劑可以是:1)天然油脂，如豆油、玉米油等；2)聚醚類消泡劑，如GP、GPE、GPES消泡劑；3)高碳醇，如C12飛22的高碳醇；4)硅類消泡劑，如二甲基硅油、聚硅氧烷；5)聚醚改性硅消泡劑等等。本發明上述內容中，所述增稠劑可以是纖維素類、聚丙烯酸酯類、膨潤土、締合型聚氨酯類，如甲基纖維素、羧烷基纖維素、羥烷基纖維素、(甲基)丙烯酸或其酯或鹽的均聚物或共聚物等等。本發明制備的粉煤灰人造石材，具有很高的致密度和強度，其耐候性和耐腐蝕性優越，同時具有一定的保溫和隔音性能，在各種惡劣氣候環境下均有極強的耐久性和顏色穩定性，不會粉化、脫落，且不易變色。
具體實施例方式本發明提供了一種環保型粉煤灰人造石材、及生產所述人造石材的配方和方法。所述配方組分包括:
水泥3(Γ70重量份；
粉煤灰10 70重量份；
半水石膏(TlO重量份；
生石灰2 25重量份；
微娃粉5 IO重量份；
煅燒偏高嶺土(TlO重量份；
砂2(Γ50重量份；
陶粒0 50重量份；
塑化劑f 4重量份；
纖維素醚0.0f0.5重量份；
淀粉醚0.θΓθ.5重量份；
乳膠粉2 15重量份；· 木質纖維素0.Γ0.5重量份；
(HOCH2CH2)n ΝΗ3_η0.θΓθ.5 重量份；
其中，η為廣3的整數。本發明上述配方組分中，還可以加入偶聯劑和顏料，此外還可以含有流變劑、消泡劑、表面活性劑、其他增稠劑、膠黏劑中的一種或幾種的混合。
下面通過具體實施例對本發明進行詳細和具體的介紹，以使更好的理解本發明，但是下述實施例并不限制本發明范圍。實施例1
步驟1，根據市場和客戶的需求使用天然或預加工的石材模型翻制模具。配制面色漿料、面層漿料和結構漿料，其中，面層漿料組分包括:
白色硅酸鹽水泥40重量份；
白色鋁酸鹽水泥4重量份；
粉煤灰15重量份；
半水石骨2重量份；
生石灰I重量份；
微硅粉4重量份；
煅燒偏高嶺土5重量份；
砂20重量份；
高性能聚羧酸超塑化劑 0.8重量份；
纖維素醚0.02重量份；
淀粉醚0.01重量份；
丙烯酸可再分散乳膠粉3重量份；
木質纖維素0.2重量份；
二乙醇胺0.0I重量份；
偶聯劑0.05重量份。結構漿料組分包括:
娃酸鹽水泥40重量份；
粉煤灰60重量份；
生石灰5重量份；
微硅粉4重量份；
砂30重量份；
陶粒30重量份
高性能聚羧酸超塑化劑I重量份；
纖維素醚0.04重量份；
淀粉醚0.04重量份；
木質纖維素0.2重量份；
二乙醇胺0.0I重量份；
步驟2，將預先配制好的幾種面色漿料按比例和位置充分噴涂于產品模具內表面進行著色，形成第一道面色層。步驟3，著色完成后在第一道面色層表面均勻噴涂第二道面層基料，面層基料的噴涂厚度根據產品厚度及起伏的不同控制在f 3mm。步驟4，面層基料的噴涂完成后向模具內澆筑結構坯料，經震動成型，使得模具內第一道面色漿與第二道面層基料相互滲透、融合。干燥后制得粉煤灰人造石材。步驟5，5(T90°C條件下高溫蒸養后脫模，35 65°C進行中溫二次養護，然后烘干。
實施例2
步驟1，根據市場和客戶的需求使用天然或預加工的石材模型翻制模具。配制面色漿料、面層漿料和結構漿料，其中，面層漿料組分包括:
白色硅酸鹽水泥40重量份；
白色鋁酸鹽水泥5重量份；
粉煤灰10重量份；
半水石骨2重量份；
生石灰I重量份；
微娃粉6重量份；
煅燒偏高嶺土5重量份；
砂40重量份；
高性能聚羧酸超塑化劑0.7重量份；
纖維素醚0.02重量份；
淀粉醚0.02重量份；
丙烯酸可再分散乳膠粉5重量份；
木質纖維素0.3重量份；
二乙醇胺0.04重量份；
偶聯劑0.05重量份。結構漿料組分包括:
硅酸鹽水泥30重量份；
粉煤灰70重量份；
生石灰5重量份；
微硅粉8重量份；
砂20重量份；
陶粒30重量份
高性能聚羧酸超塑化劑I重量份；
纖維素醚0.04重量份；
淀粉醚0.02重量份；
木質纖維素0.2重量份；
二乙醇胺0.03重量份； 步驟2，將預先配制好的幾種面色漿料按比例和位置充分噴涂于產品模具內表面進行著色，形成第一道面色層。步驟3，著色完成后在第一道面色層表面均勻噴涂第二道面層基料，面層基料的噴涂厚度根據產品厚度及起伏的不同控制在f 3mm。步驟4，面層基料的噴涂完成后向模具內澆筑結構坯料，經震動成型，使得模具內第一道面色漿與第二道面層基料相互滲透、融合。干燥后制得粉煤灰人造石材。步驟5，5(T90°C條件下高溫蒸養后脫模，35飛5°C進行中溫二次養護，然后烘干。實施例3
步驟1，根據市場和客戶的需求使用天然或預加工的石材模型翻制模具。配制面色漿料、面層漿料和結構漿料，其中，面層漿料組分包括:
白色硅酸鹽水泥40重量份；
粉煤灰20重量份；
生石灰I重量份；
微娃粉6重量份；
煅燒偏高嶺土5重量份；
砂40重量份；
高性能聚羧酸超塑化劑0.7重量份；
纖維素醚0.02重量份；
淀粉醚0.02重量份；
丙烯酸可再分散乳膠粉4重量份；
木質纖維素0.2重量份；
二乙醇胺0.03重量份；
偶聯劑0.05重量份。結構漿料組分包括:
娃酸鹽水泥50重量份；
粉煤灰50重量份；
生石灰3重量份；
微硅粉8重量份；
砂30重量份；
陶粒40重量份
高性能聚羧酸超塑化劑I重量份；
纖維素醚0.04重量份；
淀粉醚0.04重量份；
木質纖維素0.2重量份；
二乙醇胺0.02重量份；
步驟2，將預先配制好的幾種面色漿料按比例和位置充分噴涂于產品模具內表面進行著色，形成第一道面色層。步驟3，著色完成后在第一道面色層表面均勻噴涂第二道面層基料，面層基料的噴涂厚度根據產品厚度及起伏的不同控制在f 3mm。步驟4，面層基料的噴涂完成后向模具內澆筑結構坯料，經震動成型，使得模具內第一道面色漿與第二道面層基料相互滲透、融合。干燥后制得粉煤灰人造石材。步驟5，5(T90°C條件下高溫蒸養后脫模，35飛5°C進行中溫二次養護，然后烘干。實施例4
步驟1，根據市場和客戶的需求使用天然或預加工的石材模型翻制模具。配制面色漿料、面層漿料和結構漿料，其中，面層漿料組分包括:
白色硅酸鹽水泥40重量份；
粉煤灰15重量份；
生石灰2重量份；微娃粉5重量份；
砂20重量份；
高性能聚羧酸超塑化劑0.6重量份；
纖維素醚0.01重量份；
淀粉醚0.01重量份；
丙烯酸可再分散乳膠粉3重量份；
木質纖維素0.2重量份；
二乙醇胺0.0I重量份；
偶聯劑0.05重量份。結構漿料組分包括:
娃酸鹽水泥50重量份；
粉煤灰50重量份；
生石灰3重量份；
微硅粉8重量份；
砂30重量份；
陶粒40重量份
高性能聚羧酸超塑化劑I重量份；
纖維素醚0.04重量份；
丙烯酸可再分散乳膠粉2重量份；
木質纖維素0.2重量份；
二乙醇胺0.0I重量份；
步驟2，將預先配制好的幾種面色漿料按比例和位置充分噴涂于產品模具內表面進行著色，形成第一道面色層。步驟3，著色完成后在第一道面色層表面均勻噴涂第二道面層基料，面層基料的噴涂厚度根據產品厚度及起伏的不同控制在f 3mm。步驟4，面層基料的噴涂完成后向模具內澆筑結構坯料，經震動成型，使得模具內第一道面色漿與第二道面層基料相互滲透、融合。干燥后制得粉煤灰人造石材。步驟5，5(T90°C條件下高溫蒸養后脫模，35 65°C進行中溫二次養護，然后烘干。本發明上述實施例制備的人造石材，與現有人造石材相比，具有更高的長期強度和密實度，耐候性和耐腐蝕性能優越，同時具有一定的保溫和隔音性能，在各種惡劣氣候環境下均能夠具有極強的耐久 性和顏色穩定性，不發生粉化和脫落，不易變色。表I，本發明人造石材與市購人造石材物理性能比較
權利要求
1.一種環保型粉煤灰仿天然人造石材，其特征在于，所述人造石材結構組分包括: 水泥3(Γ70重量份； 粉煤灰10 70重量份； 生石灰2 25重量份； 微娃粉5 IO重量份； 砂2(Γ50重量份； 陶粒0 50重量份； 塑化劑f 4重量份； 纖維素醚0.0f0.5重量份； 淀粉醚0.0Γ0.5重量份； 木質纖維素0.Γ0.5重量份； (HOCH2CH2)n ΝΗ3_η0.θΓθ.5 重量份； η為f 3的整數。
2.根據權利要求1所述的人造石材，其特征在于，所述人造石材還包括包覆在所述基體外表面的面層、和包覆在所述面層外表面的顏色層； 所述面層組分包括: 水泥3(Γ70重量份； 粉煤灰10 70重量份； 半水石膏(TlO重量份； 生石灰2 25重量份； 微娃粉5 IO重量份； 煅燒偏高嶺土(TlO重量份； 砂2(Γ50重量份； 陶粒0 50重量份； 塑化劑f 4重量份； 纖維素醚0.0f0.5重量份； 淀粉醚0.θΓθ.5重量份； 乳膠粉2 15重量份； 木質纖維素0.Γ0.5重量份； (HOCH2CH2)m NH3_m0.θΓθ.5 重量份； 偶聯劑(Γ0.5重量份； m為廣3的整數。
3.根據權利要求2所述的人造石材，其特征在于，所述面層厚度為0.f 5mm。
4.根據權利要求1或2所述的人造石材，其特征在于，所述水泥為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥中的任意一種或組合。
5.根據權利要求4所述的人造石材，其特征在于，所述水泥包括: 娃酸鹽水泥35 50重量份； 鋁酸鹽水泥(Γ20重量份。
6.一種生產如權利要求1所述人造石材的配方組分，其特征在于，包括:水泥3(Γ70重量份；粉煤灰10 70重量份；生石灰2 25重量份；微娃粉5 IO重量份；砂2(Γ50重量份；陶粒0 50重量份；塑化劑f 4重量份；纖維素醚0.0f0.5重量份；淀粉醚0.θΓθ.5重量份；木質纖維素0.Γ0.5重量份；(HOCH2CH2)n ΝΗ3_η0.θΓθ.5 重量份；η為f 3的整數。
7.一種生產如權利要求1所述人造石材的方法，其特征在于，步驟包括:步驟1，配制顏色漿料、面層漿料、和結構漿料；所述結構基體組分包括:水泥3(Γ70重量份；粉煤灰10 70重量份；生石灰2 25重量份； 微娃粉5 IO重量份；砂2(Γ50重量份；陶粒0 50重量份；塑化劑f 4重量份；纖維素醚0.0f0.5重量份；淀粉醚0.θΓθ.5重量份；木質纖維素0.Γ0.5重量份；(HOCH2CH2)n ΝΗ3_η0.θΓθ.5 重量份；所述面層組分包括:水泥3(Γ70重量份；粉煤灰10 70重量份；半水石膏(Γ10重量份；生石灰2 25重量份；微娃粉5 IO重量份；煅燒偏高嶺土(Γ10重量份；砂2(Γ50重量份；陶粒0 50重量份；塑化劑f 4重量份；纖維素醚0.0f0.5重量份；淀粉醚0.θΓθ.5重量份；乳膠粉2 15重量份；木質纖維素0.Γο.5重量份；(HOCH2CH2)m NH3_m0.θΓθ.5 重量份；偶聯劑(T0.5重量份；η和m分別為廣3的整數；步驟2，將配制的顏色漿料涂覆在模具內表面，形成顏色層；步驟3，向模具內顏色層表面涂覆所配制的面層漿料；步驟4，將模具內澆筑所配制的結構漿料，振動成型。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述面層漿料涂覆厚度為0.f 5mm。
9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟還包括:步驟5，將步驟4中振動成型的產品在5(T90°C條件下蒸養。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，步驟還包括:步驟6，將步驟5 得到的產品在35飛5°C條件下進行二次養護。
全文摘要
本發明提供了一種環保型粉煤灰仿天然人造石材、以及生產所述人造石材的配方和方法，與現有人造石材相比，本發明生產的人造石材具有更高的長期強度和密實度，耐候性和耐腐蝕性能優越，同時具有一定的保溫和隔音性能，在各種惡劣氣候環境下均能夠具有極強的耐久性和顏色穩定性，不發生粉化和脫落，不易變色。
文檔編號C04B18/08GK103086654SQ20111034113
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月2日 優先權日2011年11月2日
發明者陳國邁, 陳邁華, 夏藝, 由繼業, 周仁道, 曾亮 申請人:上海古猿人石材有限公司