大理石廢料制備人造石的研究

黃錦明

摘要：天然大理石的需求量在近幾年的時(shí)間里持續(xù)上漲，但大理石資源因?yàn)橛嘘P(guān)技術(shù)的不成熟造成了極大的浪費(fèi)，此外，如果不合理的處理大理石廢料，必然會(huì)影響到生態(tài)環(huán)境。本文筆者同時(shí)實(shí)驗(yàn)探究大理石廢料制備人造石的有關(guān)問題，以大理石邊角料為主料，復(fù)合膠結(jié)料的選擇為水泥和適量有機(jī)膠，以國家建材行業(yè)內(nèi)的JC/T507-2012《建筑裝飾用水磨石一水泥人造石》為標(biāo)準(zhǔn)，制備超出改標(biāo)準(zhǔn)的性能優(yōu)異人造石。

關(guān)鍵詞：大理石;骨料;粒級級配;人造石;性能

未被高效利用起來的大理石邊角料不僅占用場地，還加重了對礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)，同時(shí)還有可能造成泥石流等自然災(zāi)害，影響石材企業(yè)的發(fā)展。各地石材企業(yè)亟待解決的問題就是如何充分合理的將這些邊角料利用起來，生產(chǎn)出高附加值的產(chǎn)品。

1試驗(yàn)部分

1.1原料

骨料為大理石材質(zhì)，采用四川西北部一石材企業(yè)生產(chǎn)的米黃色大理石邊角料，通過破碎機(jī)將其制作成為-10mm左右的顆粒，最后篩分為5個(gè)粒級備用;采用的水泥為阿爾博安慶白水泥有限公司生產(chǎn)的52.5R白色普通硅酸鹽水泥;德國瓦克公司生產(chǎn)的可再分散膠粉5010L;聚竣酸減水劑;河南鄭州固盾水晶滲硅劑;自制偏高嶺石超細(xì)粉。

1.2試驗(yàn)方法

選用的骨料為合理級配的大理石顆粒，礦物外加劑采用偏高嶺石超細(xì)粉，膠結(jié)料采用水泥，混泥土外加劑采用可再分散聚合物膠粉、減水劑和無機(jī)顏料等，加入適量自來水后，進(jìn)行充分的攪拌，再將其分別注入到檢測抗壓強(qiáng)度100×100mm和檢測抗折強(qiáng)度100×200mm的鋼制模具中，經(jīng)過振動(dòng)密實(shí)處理后，24h后進(jìn)行脫模，將經(jīng)過脫模處理后的混凝土放人養(yǎng)護(hù)箱，放置時(shí)間為28d，最后一步就是進(jìn)行一系列的切割、磨平和拋光等處理，對制成的成品進(jìn)行各方面性能的檢測，依據(jù)和參考標(biāo)準(zhǔn)就是上文提到的建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——JC/T507-2012《建筑裝飾用水磨石一水泥人造石》。

2結(jié)果與討論

2.1骨料粒級級配對人造大理石性能的影響

在保證其他數(shù)據(jù)和指標(biāo)不變的情況下，探究骨料粒級級配對人造石各方面性能的影響，其他材料配比值為，膠骨比和水膠比分別為0.34和0.316，減水劑和水泥的用量均為0.74%。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中可知，處理前的平均光澤度，這主要針對的是養(yǎng)護(hù)28d后的樣品，在經(jīng)過切磨、拋光等一系列處理后的光澤度檢測結(jié)果，第二種處理后的光澤度也是針對養(yǎng)護(hù)28d后的樣品，不同之處是在切磨拋光的基礎(chǔ)上，摻入了適量的水晶滲硅劑在大理石表面，最后再進(jìn)行精拋光后檢測得到的光澤度。

可以看出，條件相同時(shí)，級配孔隙越小，抗折抗壓強(qiáng)度就越大，光澤度也會(huì)有很大的提升。吸水率則明顯降低，所有樣品性能指標(biāo)全部在JC/T507-2012《建筑裝飾用水磨石一水泥人造石》標(biāo)準(zhǔn)以上。

就相對而言，4號(hào)樣品的骨料級配具有一定的合理性。通常情況下會(huì)有一定量的氫氧化鈣產(chǎn)生于水泥水化的過程中，這會(huì)讓人造大理石內(nèi)部出現(xiàn)很多毛細(xì)微孔，這就是大理石表面有“泛堿”表現(xiàn)的主要原因，如此一來就無法保證大理石表面的光澤度，降低該石材的裝飾性功能。倘若加入適量的水晶滲硅劑，就可以通過水晶滲硅劑與氫氧化鈣之間的化學(xué)反應(yīng)生成新的物質(zhì)硅酸凝膠，這能有效的封堵人造大理石的毛細(xì)微孔，進(jìn)而保證大理石表面的光澤度，同時(shí)有效的控制“泛堿”現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2膠粉用量對人造大理石性能的影響

從表1的數(shù)據(jù)中可以得出很多有用的信息，以這些信息為依據(jù)，選定4號(hào)樣品骨料級配為標(biāo)準(zhǔn)，在保證其他有關(guān)條件與2.2相同的情況下，膠粉用量影響人造大理石性能情況如表1所示。

對比發(fā)現(xiàn)，就膠粉的添加與否，對大理石性能的影響并不是很大，具體的細(xì)微差別在于抗折強(qiáng)度和吸水率有所提升，但有所下降的是抗壓強(qiáng)度以及經(jīng)過處理后的光澤度。

這是由于水溶性膠粉聚合物加入后，抗壓強(qiáng)度可能受到軟弱聚合物的削弱，同時(shí)由于一些表面毛細(xì)孔被膠粉聚合物膜堵塞，用于表面處理的滲硅劑難以充分和反堿物氫氧化鈣產(chǎn)生反應(yīng)，無法大量形成性的凝膠材料，因此會(huì)在一定程度上降低人造大理石處理后的光澤度。

將膠粉用量控制在0.5%以下時(shí)，能夠略微提升抗折強(qiáng)度，膠粉用量超過0.5%則會(huì)降低抗折強(qiáng)度。由此可見，并不是膠粉用得越多越好，保持適當(dāng)?shù)氖褂昧靠梢杂行岣呷嗽齑罄硎g性，降低其彈性模量。

3結(jié)束語

3.1以骨料級配進(jìn)行水泥基人造大理石會(huì)對性能造成很大的影響，在10mm-0.6mm范圍內(nèi)的骨料粒徑，如果是單一級配骨料，其緊堆密度與粒徑成反比，孔隙率與粒徑成正比。

3.2不同的骨料級配會(huì)產(chǎn)生不同的孔隙率和緊堆密度，通常情況下緊堆密度與孔隙率都是反比關(guān)系。如果保證其他條件一致，級配骨料的緊堆密度越大，最終制成的試件光澤度和抗壓強(qiáng)度都越高。

3.3經(jīng)過水晶滲硅劑處理后的試件，其表面光澤度大大提升;加入了適量膠粉的試件，其抗折強(qiáng)度會(huì)有所提升。

3.4將一定量的偏高嶺石摻人其中，可縮小試件的孔隙率，提升結(jié)構(gòu)的密實(shí)性，同時(shí)還能起到一定的抗泛堿作用。