一款再生骨料水泥基裝飾板的研制

朱學(xué)文

（深圳市綠志新型建材研究院有限公司，深圳 518112）

0 前言

目前市面上的水泥基裝飾板以天然巖石經(jīng)開采、破碎、篩分后得到的骨料再與水泥等相關(guān)助劑經(jīng)復(fù)合而成。天然巖石為不可再生資源，因過度開采而日趨枯竭，且天然巖石在開采過程中不可避免地帶來生態(tài)破壞、環(huán)境污染等次生災(zāi)害。本文以建筑廢棄物經(jīng)破碎、分揀、篩分后得到的再生骨料替代天然骨料，經(jīng)與相關(guān)助劑復(fù)合而成水泥基裝飾板，解決了天然資源枯竭的不足，綠色環(huán)保。板材具有良好的抗壓、抗折強(qiáng)度及耐久性，外觀色澤、紋理豐富可調(diào)。

1 試驗

1.1 原材料

水泥：普通硅酸鹽水泥。細(xì)骨料：0-5.0mm連續(xù)級配再生細(xì)骨料。粗骨料：5-10mm建筑再生粗骨料。減水劑：聚羧酸類復(fù)合緩凝減水劑，減水率大于或等于25%。活性無機(jī)添加劑：粉煤灰、礦粉。保水劑：羥甲基纖維素醚。纖維：短切聚丙烯纖維。水：自來水。

1.2 基礎(chǔ)配方

經(jīng)多次驗證，最終確定配比如下（重量比）：再生粗骨料：44-56；再生細(xì)骨料：15-25；水泥：17-25；活性添加劑：2-3；減水劑：0.8-1.2；保水劑：0.1-0.15；纖維：0.2-0.6；水：5-7。

1.3 制備工藝

1）將用于澆筑的再生粗細(xì)骨料提前4小時噴灑部分拌和用水至水飽和。

2）將用于澆筑的組份拌合均勻，備用。

3）在模腔內(nèi)壁及底面涂刷一層離型劑，接著將拌合均勻的漿料澆筑至模腔內(nèi)。

4）澆筑完畢后，將模框移至振動臺上振動至面層泛漿為止。

5）以抹刀將面層收光抹平，得料坯。

6）將料坯在自然條件下養(yǎng)護(hù)3-5天，脫模即得水泥基裝飾板坯。

7）將制得的裝飾板坯繼續(xù)常溫養(yǎng)護(hù)至28天，再經(jīng)著色處理即得成品。

2 影響成型窗口的因素

2.1 陳化的影響

建筑固體廢棄物在破碎、篩分過程中經(jīng)機(jī)械沖擊會產(chǎn)生大量微細(xì)孔.這些微孔會吸納拌和用水，造成拌和漿料流動性的經(jīng)時損失大增，收窄了成型可控窗口。拌制前用部分拌和水將再生粗細(xì)骨料潤濕至水飽和狀態(tài)（陳化）可以顯著降低拌和后塌落度的經(jīng)時損失，有效拓展了成型窗口。

1）幾種骨料拌和漿料塌落度經(jīng)時變化如圖1。

圖1 幾種骨料拌和漿料塌落度經(jīng)時變化

圖1表明，同等條件下，天然骨料拌制的混凝土漿料塌落度經(jīng)時損失小。再生骨料拌制的漿料塌落度經(jīng)時損失顯著。陳化可以顯著降低再生骨料混凝土的塌落度經(jīng)時損失。

2）幾種骨料的吸水率

圖2 幾種骨料的吸水率

2.2 再生骨料中微粉含量的影響

建筑廢棄物在拆除、轉(zhuǎn)運過程中會引入渣土或粉塵，在破碎、篩分過程中會產(chǎn)生石粉、砂漿粉。這些微粉會吸收大量拌和用水，影響漿料的經(jīng)時流動性及成型固化后成品基板的吸水率。不同微粉含量的再生骨料拌合物靜置90分鐘后，塌落度實測值如圖3。再生骨料中微粉含量越高，塌落度經(jīng)時損失越大。

圖3 微粉含量對塌落度影響走勢圖

3 影響強(qiáng)度的因素

3.1 微粉含量對抗壓強(qiáng)度的影響

在固定水泥等膠凝材料用量下，通過使用不同微粉含量的再生細(xì)骨料，考察不同微粉含量對再生水泥基板抗壓強(qiáng)度的影響。

圖4 微粉含量對抗壓強(qiáng)度的影響

隨著微粉含量的增加，基板強(qiáng)度降低明顯。

3.2 再生骨料取代天然骨料的比率對抗壓強(qiáng)度的影響

再生骨料在破碎過程中，經(jīng)機(jī)械沖擊后，其結(jié)構(gòu)有不同程度的損傷，其強(qiáng)度因而會有不同程度的降低，以其拌制的水泥基板在強(qiáng)度上也表現(xiàn)不同程度的降低。

圖5 再生骨料取代率對抗壓強(qiáng)度的影響

在C40及以下等級配比中，素混再生骨料取代量對抗壓強(qiáng)度的影響不明顯。磚混再生骨料取代率對抗壓強(qiáng)度影響較顯著。

4 外觀提升

再生骨料拌合物經(jīng)振動密實處理固化后，仍然存在目測不到的大量微細(xì)孔，利于著色劑的滲透著色。著色劑中含有的潤濕劑、金屬離子和其他成分組成的滲透型著色液體，與水泥水化后產(chǎn)生的活性離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高了面層的強(qiáng)度、光澤度及裝飾效果。

著色護(hù)理后的外觀效果如圖6。著色前基板外觀暗淡、素陋；著色后外觀素雅，具有天然石的質(zhì)感。

5 基板性能

圖6 著色護(hù)理前后的外觀效果對比

將上述經(jīng)著色處理的試件按無機(jī)人造石DB44/T 1601-2015標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能測試（見表1）。所測性能滿足相關(guān)要求。

表1 檢測結(jié)果

6 代表工程

6.1 光明區(qū)光源五路樣板工程

圖7 光源五路工程

深圳市光明區(qū)光源五路，100%再生骨料預(yù)制條紋藝術(shù)板，鋪貼人行道，長150m、寬5m，提升人文景觀。

6.2 深圳市坂銀大道藝術(shù)板干掛工程

圖8 坂銀大道工程

深圳市坂銀大道，長53m、高1.5m，100%再生骨料制備不規(guī)則條紋狀藝術(shù)掛板用作防護(hù)墻，美觀大方，經(jīng)濟(jì)耐用。

7 結(jié)語

使用普通硅酸鹽水泥作膠凝材料，以合理級配的再生粗、細(xì)骨料作骨料制作出水泥基裝飾板。通過對再生骨料的陳化，再生細(xì)骨料微粉含量控制，再生骨料不同類型及取代率的選擇、控制，成型后的基板具有優(yōu)異的強(qiáng)度及耐久性。對成型后的基板面層進(jìn)行著色處理，獲得預(yù)期的表觀效果，可用于市政工程裝飾及景觀提升。