CN109809753A - 抗裂耐腐蚀无机人造石及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了抗裂耐腐蚀无机人造石及其制备方法和应用，涉及建筑建材技术领域。该抗裂耐腐蚀无机人造石主要采用无碱矿渣激发剂、粒化高炉矿渣粉、集料、减水剂、促凝剂和水等原料制成，其中，无碱矿渣激发剂和粒化高炉矿渣粉可复合，复合形成的胶凝材料具有高抗折、高抗压强度性能以及耐硫酸盐、耐酸腐蚀性能，同时该胶凝材料具有抑制泛碱功能从而降低制成的无机人造石的泛碱，与其他集料、减水剂、促凝剂等原料配合，可赋予无机人造石良好的抗裂耐腐蚀性能；另外，该抗裂耐腐蚀无机人造石制作成本低，市场竞争力强。本发明还提供了上述抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法，该制备方法工艺简单，操作方便，适合于工业化生产。

Description

抗裂耐腐蚀无机人造石及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体而言，涉及抗裂耐腐蚀无机人造石及其制备方法和应用。

背景技术

建筑装饰石材资源日趋匮乏，随着石材行业“转型升级”与“环保整治”的双重政策导向，天然石材生产受到严重影响，价格越来越高。而人造石行业越来越受到建筑行业和建材行业的广泛关注。

人造石通常是指人造石实体面材、人造石石英石、人造石岗石等，主要分为有机人造石和无机人造石两大类。有机人造石分为树脂型人造石和复合型人造石两种，树脂型人造石材是以不饱和聚酯树脂为胶结剂，与天然大理石碎石、石英砂、方解石、石粉或其他无机填料按一定的比例配合，再加入催化剂、固化剂、颜料等外加剂，经一系列工序加工而成。使用不饱和聚酯的产品光泽好、颜色鲜艳丰富、装饰效果好，但也存在明显的缺陷，比如成本高，生产过程中污染大，产品防火性能差，耐候性差，容易起皮、翘曲变形等。相比之下，无机人造石则成为市场的迫切需求。目前无机人造石多采用白色硅酸盐水泥为胶结材料，收缩大，易返碱，极易变形开裂；也有的采用铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥复合应用，但存在稳定性差、易泛碱、抗碳化性能差的缺陷；且在制作大体积荒料时，放热量大而集中，直接造成荒料内部起粉或开裂。

鉴于此，提出一种技术方案以解决上述问题中的至少一种。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种抗裂耐腐蚀无机人造石，通过对各原料以及用量的限定，使得该无机人造石具有良好的抗裂耐腐蚀性能。

本发明的第二个目的在于提供一种抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法，该制备方法工艺简单、操作方便，适合于工业化生产。

本发明的第三个目的在于提供一种抗裂耐腐蚀无机人造石的应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供一种抗裂耐腐蚀无机人造石，主要由粉料和水制成，水的重量为粉料重量的10-14％；

其中，所述粉料包括以下重量分数的原料：粒化高炉矿渣粉40.0-52.8％、无碱矿渣激发剂7.0-15.0％、集料39.8-52.74％、减水剂0.06-0.5％和促凝剂0.01-0.20％，粉料各原料的重量分数之和为100％。

进一步的，在上述技术方案基础之上，所述粒化高炉矿渣粉和无碱矿渣激发剂构成的胶凝材料能够被快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥全部或部分等量替代；

和/或，所述粒化高炉矿渣粉和无碱矿渣激发剂构成的胶凝材料能够被白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥全部或部分等量替代；

和/或，所述粒化高炉矿渣粉和无碱矿渣激发剂构成的胶凝材料能够被改性白水泥全部或部分等量替代；

和/或，所述粒化高炉矿渣粉和无碱矿渣激发剂构成的胶凝材料能够被白色硅酸盐水泥部分等量替代。

进一步的，在上述技术方案基础之上，所述抗裂耐腐蚀无机人造石的原料包括纤维，所述纤维的重量分数为0.01-3.0％；

和/或，所述抗裂耐腐蚀无机人造石的原料包括缓凝剂，所述缓凝剂的重量分数为0.01-0.3％；

和/或，所述抗裂耐腐蚀无机人造石的原料包括消泡剂，所述消泡剂的重量分数为0.01-0.2％；

和/或，所述抗裂耐腐蚀无机人造石的原料包括颜料，所述颜料的重量分数为0.01-4.0％；

和/或，所述抗裂耐腐蚀无机人造石的原料包括微珠，所述微珠的重量分数为0.01-6.0％。

进一步的，在上述技术方案基础之上，所述纤维为抗碱玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、高密度聚乙烯纤维、聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚丙烯纤维或芳族聚酰胺纤维中的任意一种或至少两种的组合；

和/或，所述缓凝剂为硼酸、硼砂、葡萄糖酸钠、酒石酸、柠檬酸或柠檬酸钠中的任意一种或至少两种的组合；

和/或，所述消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚类消泡剂。

进一步的，在上述技术方案基础之上，所述无碱矿渣激发剂为粒化高炉矿渣激发剂。

进一步的，在上述技术方案基础之上，所述集料包括石英砂、碎钢化玻璃或粒状天然石材中的任意一种或至少两种的组合。

进一步的，在上述技术方案基础之上，所述减水剂包括聚羧酸减水剂、密胺减水剂、三聚氰胺减水剂、萘系减水剂或AE减水剂中的任意一种或至少两种的组合；

和/或，所述促凝剂包括碳酸锂、硫酸锂、氢氧化锂或氯化锂中的任意一种或至少两种的组合。

本发明还提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法，包括以下步骤：

将各原料混合后置于模具中，在抽真空且震动条件下挤压成型，将成型后的板块脱模干燥，表面抛光，得到抗裂耐腐蚀无机人造石；

或，将各原料混合后置于模具中，在震动条件下流动成型，将成型后的板块脱模干燥，表面抛光，得到抗裂耐腐蚀无机人造石。

进一步的，在上述技术方案基础之上，在抽真空且震动条件下挤压成型时，压力不小于0.6MPa。

本发明还提供了上述抗裂耐腐蚀无机人造石或采用上述抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法制得的抗裂耐腐蚀无机人造石在建筑建材中的应用。

与现有技术相比，本发明提供的抗裂耐腐蚀无机人造石及其制备方法具有如下有益效果：

(1)本发明提供的抗裂耐腐蚀无机人造石，主要采用无碱矿渣激发剂、粒化高炉矿渣粉、集料、减水剂、促凝剂和水等原料制成，其中，无碱矿渣激发剂和粒化高炉矿渣粉可复合，复合形成的胶凝材料具有高抗折、高抗压强度性能以及耐硫酸盐、耐酸腐蚀性能，同时该胶凝材料具有抑制泛碱功能从而减少制成的无机人造石的泛碱，与其他集料、减水剂、促凝剂等原料配合，可赋予无机人造石良好的抗裂耐腐蚀性能；

另外，该抗裂耐腐蚀无机人造石制作成本低，市场竞争力强。

(2)本发明提供了上述抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法，该制备方法工艺简单，操作方便，可工业化规模生产。

(3)本发明还提供了上述抗裂耐腐蚀无机人造石的应用，鉴于本发明提供的抗裂耐腐蚀无机人造石所具有的优势，使得该抗裂耐腐蚀无机人造石在建筑建材中具有广泛的应用，例如可用作人造石装饰板材、人造石磨石地坪或装饰构件等。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

根据本发明的一个方面，提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，主要由粉料和水制成；

其中，粉料包括以下重量分数的原料：粒化高炉矿渣粉40.0-52.8％、无碱矿渣激发剂7.0-15.0％、集料39.8-52.74％、减水剂0.06-0.5％和促凝剂0.01-0.20％，粉料各原料的重量分数之和为100％；

水的重量为粉料重量的10-14％。

本发明提供的抗裂耐腐蚀无机人造石，主要采用无碱矿渣激发剂、粒化高炉矿渣粉、集料、减水剂、促凝剂和水等原料制成，其中，无碱矿渣激发剂和粒化高炉矿渣粉可复合，复合形成的胶凝材料具有高抗折、高抗压强度性能以及耐硫酸盐、耐酸腐蚀性能，同时该胶凝材料能够抑制粒化高炉矿渣泛碱功能减少制成的无机人造石的泛碱，与其他集料、减水剂、促凝剂等原料配合，可赋予无机人造石良好的抗裂耐腐蚀性能。

具体的，粒化高炉矿渣粉是生产水泥的一种原材料，在高炉冶炼生铁时，所得以硅酸盐与硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷成粒粉磨后，即为粒化高炉矿渣粉。在本发明中，以粒化高炉矿渣粉作为原料，可实现资源的有效利用，同时降低无机人造石的生产成本。粒化高炉矿渣粉典型但非限制性的重量分数为40.0％、42.0％、44.0％、45.0％、46.0％、48.0％、50.0％、52.0％或52.8％。

粒化高炉矿渣粉具有潜在的水硬性，其活性较低，故最好与激发剂配合使用从而有利于其活性的激发。

传统的碱性激发剂(例如石灰和硅酸盐熟料)虽然可激发粒化高炉矿渣粉的活性，但是碱性激发剂中过多的碱容易造成无机人造石泛碱，后期强度可能会倒缩，从而容易引发开裂。

在本发明中，采用无碱矿渣激发剂激发粒化高炉矿渣粉的活性，由无碱矿渣激发剂复合粒化高炉矿渣粉所形成的胶凝材料具有良好的耐硫酸盐、耐酸腐蚀性能，按GB/T749-2008规定的方法对该胶凝材料进行测定，其28d和180d耐硫酸盐侵蚀系数高达1.2和1.15；按GB/T 749-2008规定的方法，将侵蚀溶液改为pH值为3.0的硫酸溶液，其28d和180d耐硫酸侵蚀系数分别为1.1和1.05，该胶凝材料的耐硫酸盐、耐酸腐蚀性能也保证了无机人造石具有一定的耐腐蚀性能；同时，该胶凝材料还具有抑制泛碱功能，从而减少制成的无机人造石的泛碱，使得无机人造石具有一定的抗裂性能；另外，该胶凝材料亨特白度达到82以上(按GB/T2015-2005附录A规定的方法测定)，如细集料采用白色石英砂，加很少颜料即可制成不同颜色的无机人造石。

无碱矿渣激发剂的用量与粒化高炉矿渣粉的用量相匹配。在本发明中，无碱矿渣激发剂典型但非限制性的重量分数为7.0％、8.0％、9.0％、10.0％、11.0％、12.0％、13.0％、14.0％或15.0％。

集料是无机人造石的主要组成材料之一，主要起骨架作用、装饰作用和减小由于胶凝材料在凝结硬化过程中干缩湿胀所引起的体积变化，同时还作为胶凝材料的廉价填充料。对于集料的具体种类不作具体限定，可根据实际需要进行选择。

集料典型但非限制性的集料的重量分数为39.8％、42.0％、44.0％、45.0％、46.0％、48.0％、50.0％、52.0％或52.74％。

减水剂的作用主要是增加水化效率，减少无机人造石制备过程中的用水量。减水剂典型但非限制性的重量分数为0.06％、0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％或0.5％。

促凝剂则是缩短凝结时间并提高早期强度。典型但非限制性的促凝剂的重量分数为0.01％、0.04％、0.05％、0.06％、0.08％、0.1％、0.12％、0.15％、0.16％、0.18％或0.20％。

对于减水剂以及促凝剂的具体种类，此处不作具体限定，可根据实际产品需要进行选用。

水的重量占粉料重量的典型但非限制性的重量分数为10.0％、10.5％、11.0％、11.5％、12.0％、12.5％、13.0％、13.5％、14.0％、14.5％或15.0％。

另外，本发明中的“包括”是指除去无碱矿渣激发剂、粒化高炉矿渣粉、集料、减水剂、促凝剂和水之外，还可以包括其他原料，例如缓凝剂、消泡剂等，“包括”还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。

作为本发明的一种可选实施方式，无碱矿渣激发剂为粒化高炉矿渣激发剂。

需要说明的是，粒化高炉矿渣激发剂是本申请人自主研发的一款无碱矿渣激发剂，详见中国专利申请CN201711219813.X。具体的，粒化高炉矿渣激发剂的重量百分比计包括以下原料：石膏62-95％和高贝利特硫铝酸盐水泥熟料5-38％。利用无碱矿渣激发剂复合粒化高炉矿渣粉可制备出早期强度适中、后期抗折和抗压强度高且折压比大的胶凝材料。

通过对无碱矿渣激发剂具体种类的限定，使得无碱矿渣激发剂与粒化高炉矿渣粉复合形成的胶凝材料性能更为优异，有利于无机人造石性能的进一步提升。

利用无碱矿渣激发剂复合粒化高炉矿渣粉所形成的胶凝材料具有耐硫酸盐、耐酸腐蚀性能，保证了无机人造石的耐腐蚀性能。

作为本发明的一种可选实施方式，粒化高炉矿渣粉和无碱矿渣激发剂构成的胶凝材料能够被快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥全部或部分等量替代；

具体是指该无机人造石的原料中可以采用粒化高炉矿渣粉复合无碱矿渣激发剂作为胶凝材料，也可以采用快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥作为胶凝材料，还可以部分采用粒化高炉矿渣粉复合无碱矿渣激发剂，部分采用快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥，共同作为胶凝材料。等量替代是指快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥的用量与预替代的粒化高炉矿渣粉复合无碱矿渣激发剂形成的胶凝材料的用量相同。例如，当粒化高炉矿渣粉的重量分数为40％，复合无碱矿渣激发剂的重量分数为8％，采用快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥全部替代由粒化高炉矿渣粉复合无碱矿渣激发剂形成的胶凝材料时，快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥在粉料中的重量分数为48％；当粒化高炉矿渣粉与无碱矿渣激发剂复合形成的胶凝材料为50％时，采用快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥部分替代由粒化高炉矿渣粉复合无碱矿渣激发剂形成的胶凝材料时，在胶凝材料中三者的重量分数可以为：快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥14％，粒化高炉矿渣粉30％和无碱矿渣激发剂6％。对于部分替代的情况，三种原料的比例在复合胶凝材料的范围内可随意变更，均不为零。

作为本发明的一种可选实施方式，粒化高炉矿渣粉和无碱矿渣激发剂构成的胶凝材料被白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥全部或部分等量替代。

具体是指该无机人造石的原料中可以采用粒化高炉矿渣粉复合无碱矿渣激发剂作为胶凝材料，也可以采用白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥作为胶凝材料，还可以部分采用粒化高炉矿渣粉复合无碱矿渣激发剂，部分采用白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥，共同作为胶凝材料。

等量替代是指白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥的用量与预替代的粒化高炉矿渣粉复合无碱矿渣激发剂形成的胶凝材料的用量相同。例如，当粒化高炉矿渣粉的重量分数为40％，复合无碱矿渣激发剂的重量分数为8％，采用白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥全部替代由粒化高炉矿渣粉复合无碱矿渣激发剂形成的胶凝材料时，白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥在粉料中的重量分数为48％；当粒化高炉矿渣粉与无碱矿渣激发剂复合形成的胶凝材料为50％时，采用白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥部分替代由粒化高炉矿渣粉复合无碱矿渣激发剂形成的胶凝材料时，在胶凝材料中三者的重量分数可以为：白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥14％，粒化高炉矿渣粉30％和无碱矿渣激发剂6％。对于部分替代的情况，三种原料的比例在复合胶凝材料的范围内可随意变更，均不为零。

需要说明的是，快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥、白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥均为本申请人自主研发的产品，分别详见中国专利申请CN201410416928.8和CN201510060196.8。

其中，快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥(熟料)所含矿物成分中包括C₄AF、C₂S、CaSO₄、f-CaO，所述快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料由如下重量百分比的矿物组成：20-35％的3-9％的C₄AF，37-47％的C₂S，0.5-4.6％的f-CaO，14-26.3％的CaSO₄，余量为混杂矿物成分；白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥(熟料)由如下重量百分比的矿物组成：22.67-37.24％的37.02-46.21％的C₂S，13.51-26.33％的CaSO₄，0.5-4.6％的f-CaO，0.46-3.04％的C₄AF，余量为混杂矿物成分。在上述两种体系中，创新性地通过在以无水硫铝酸钙为主要矿物的胶凝材料体系中，引入适量的游离氧化钙和硫酸钙，控制生成的主要水化产物的种类和数量以及生长过程和形貌，调控水化硬化过程中水化产物之间与微观结构合理匹配，实现胶凝材料的体积稳定性，干缩值仅为硅酸盐水泥的10％左右。进一步，通过优化设计无水硫铝酸钙、游离氧化钙和硫酸钙的优化匹配，实现了三者水化硬化过程的相互促进，且进一步促进了低活性矿物贝利特的水化硬化，从而实现了水泥的快凝快硬性能，其4h抗压强度高达20MPa。

快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥自身的化学组成特性，使得其所形成的胶凝材料具有良好的体积稳定性，从而有利于无机人造石抗裂性能的提升。

另外，快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥主要具有以下四个规格型号：白色抗裂快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥(简称白色抗裂双快水泥)、抗裂快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥(简称抗裂双快水泥)、白色超高强快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥(简称白色超高强双快水泥)、高强快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥(简称高强双快水泥)。

作为本发明的又一种可选实施方式，粒化高炉矿渣粉和无碱矿渣激发剂构成的胶凝材料能够被改性白水泥全部或部分等量替代；

具体是指该无机人造石的原料中可以采用粒化高炉矿渣粉复合无碱矿渣激发剂作为胶凝材料，也可以采用改性白水泥作为胶凝材料，还可以部分采用粒化高炉矿渣粉复合无碱矿渣激发剂，部分采用改性白水泥，共同作为胶凝材料。

等量替代是指改性白水泥的用量与预替代的粒化高炉矿渣粉复合无碱矿渣激发剂形成的胶凝材料的用量相同。例如，当粒化高炉矿渣粉的重量分数为40％，复合无碱矿渣激发剂的重量分数为8％，采用改性白水泥全部替代由粒化高炉矿渣粉复合无碱矿渣激发剂形成的胶凝材料时，改性白水泥在粉料中的重量分数为48％；采用改性白水泥部分替代由粒化高炉矿渣粉复合无碱矿渣激发剂形成的胶凝材料时，当粉料中粒化高炉矿渣粉的重量分数为30％，无碱矿渣激发剂的重量分数为6％时，改性白水泥在粉料中的重量分数则为12％。对于部分替代的情况，三种原料的比例在复合胶凝材料的范围内可随意变更，均不为零。

需要说明的是，改性白水泥也是本申请人通过对自主研发的一款产品。具体的，改性白水泥是以白色硅酸盐水泥做基料，以白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥作改性剂，加硫酸铝作辅助调整剂，混合制得。当以白色硅酸盐水泥做基料，白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥为改性剂时改性白水泥的各组份重量百分比为：白色硅酸盐水泥60-90％和白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥10-40％；当以白色硅酸盐水泥为基料，以白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥为改性剂，以硫酸铝为调整剂时，改性水泥的各组分重量百分比为：白色硅酸盐水泥60-89.9％，白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥10-39.9％和硫酸铝0.1-3％。

白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥具有很好的耐硫酸盐和耐酸腐蚀性能，其较大比例和白色硅酸盐水泥复合成为改性白水泥，自然提高了耐硫酸盐和耐酸腐蚀性能；硫酸铝和较大比例的白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和白色硅酸盐水泥复合成为改性白水泥，提高了微膨胀性能，进一步降低了水泥的干缩，会提高抗裂性能。

作为本发明的再一种可选实施方式，粒化高炉矿渣粉和无碱矿渣激发剂构成的胶凝材料能够被白色硅酸盐水泥部分等量替代。

对于集料的具体种类不作限定。作为本发明的一种可选实施方式，集料包括石英砂、碎钢化玻璃或粒状天然石材中的任意一种或至少两种的组合。

其中，集料可采用不同粒径的石英砂进行级配，例如20-40目的石英砂、40-80目的石英砂以及80-120目的石英砂。粒状天然石材的种类有很多，例如丹东绿、鸡血红或白色方解石。

作为本发明的一种可选实施方式，减水剂包括聚羧酸减水剂、密胺减水剂、三聚氰胺减水剂、萘系减水剂或AE减水剂中的任意一种或至少两种的组合。

作为本发明的一种可选实施方式，促凝剂包括碳酸锂、硫酸锂、氢氧化锂或氯化锂中的任意一种或至少两种的组合。

通过对集料、减水剂以及促凝剂具体种类的限定，使得上述材料与胶凝材料之间具有良好的配合作用。

为了进一步提升无机人造石的抗裂纹性能，作为本发明的一种可选实施方式，抗裂耐腐蚀无机人造石的原料还包括纤维。

纤维的具体种类不作具体限定，优选为抗碱玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、高密度聚乙烯纤维、聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚丙烯纤维或芳族聚酰胺纤维中的任意一种或至少两种的组合。

纤维的用量需要根据实际产品性能进行添加。作为本发明的一种可选实施方式，纤维的重量分数为0.01-3.0％，典型但非限制性的纤维的重量分数为0.01％、0.05％、0.1％、0.5％、1.0％、1.2％、1.5％、1.8％、2.0％、2.2％、2.5％、2.8％、2.9％或3.0％。

作为本发明的一种可选实施方式，抗裂耐腐蚀无机人造石的原料包括缓凝剂，主要是用于延长凝结时间，提高晚期强度。

优选地，缓凝剂为硼酸、硼砂、葡萄糖酸钠、酒石酸、柠檬酸或柠檬酸钠中的任意一种或至少两种的组合；

缓凝剂的用量需要根据实际产品性能进行添加。作为本发明的一种可选实施方式，缓凝剂的重量分数为0.01-0.3％，典型但非限制性的缓凝剂的重量分数为0.01％、0.04％、0.05％、0.06％、0.08％、0.1％、0.12％、0.15％、0.16％、0.18％、0.20％、0.22％、0.25％、0.26％、0.28％或0.30％。

作为本发明的一种可选实施方式，抗裂耐腐蚀无机人造石的原料包括消泡剂。优选地，消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚类消泡剂。

消泡剂的重量分数为0.01-0.20％，典型但非限制性的消泡剂的重量分数为0.01％、0.04％、0.05％、0.06％、0.08％、0.1％、0.12％、0.15％、0.16％、0.18％或0.20％。

作为本发明的一种可选实施方式，抗裂耐腐蚀无机人造石的原料包括颜料，颜料的种类有很多，例如氧化铁红、钴蓝、液体酞青蓝、液体中黄颜料或钛白粉等。

颜料的重量分数为0.01-4.0％。典型但非限制性的颜料的重量分数为0.01％、0.05％、0.1％、0.5％、1.0％、1.2％、1.5％、1.8％、2.0％、2.2％、2.5％、2.8％、2.9％、3.0％、3.2％、3.5％、3.8％、3.9％或4.0％。

作为本发明的一种可选实施方式，抗裂耐腐蚀无机人造石的原料包括微珠，颜料的重量分数为0.01-6.0％。典型但非限制性的微珠的重量分数为0.01％、0.05％、0.1％、0.5％、1.0％、1.2％、1.5％、1.8％、2.0％、2.2％、2.5％、2.8％、3.0％、3.2％、3.5％、3.8％、4.0％、4.2％、4.5％、4.8％、5.0％、5.2％、5.5％、5.8％或6.0％。

根据本发明的第二个方面，还提供了上述抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法，根据工艺要求调制成不同流动度和勃氏稠度的砂浆，包括以下步骤：

将各原料混合后置于模具中，在抽真空且震动条件下挤压成型，将成型后的板块脱模干燥，表面抛光，得到抗裂耐腐蚀无机人造石；

或，将各原料混合后置于模具中，在震动条件下流动成型，将成型后的板块脱模干燥，表面抛光，得到抗裂耐腐蚀无机人造石。

本发明提供的抗裂耐腐蚀无机人造石制备方法工艺简单，操作便利，适合于大规模的工业生产。

作为本发明的一种可选实施方式，在抽真空且震动条件下挤压成型时，压力不小于0.6MPa。

根据本发明的第三个方面，还提供了上述抗裂耐腐蚀无机人造石或采用上述抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法制得的抗裂耐腐蚀无机人造石在建筑建材中的应用。

鉴于本发明提供的抗裂耐腐蚀无机人造石所具有的优势，使得该抗裂耐腐蚀无机人造石在建筑建材中具有广泛的应用，例如可用作人造石装饰板材、人造石磨石地坪或装饰构件等。

下面结合具体实施例和对比例，对本发明作进一步说明。需要说明的是，实施例和对比例中所用到的原料来源如下：

粒化高炉矿渣激发剂：唐山北极熊建材有限公司，产品型号为BJX-AFA；42.5级白色抗裂双快水泥：唐山北极熊建材有限公司，产品型号为BS-WCFR42.5；42.5级抗裂双快水泥：唐山北极熊建材有限公司，产品型号为BS-CFR42.5；62.5级白色超高强双快水泥：唐山北极熊建材有限公司，产品型号为BS-WSFR62.5。

实施例1

本实施例提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，主要由粉料和水制成，水的重量为粉料重量的14％；

其中，以粉料为计算基准，粉料包括以下重量分数的原料：

S95级粒化高炉矿渣粉40.0％、粒化高炉矿渣激发剂15.0％、集料44.7％、2651减水剂0.1％和促凝剂硫酸锂0.20％。

其中，集料包括20-40目白石英砂17％、40-80目石英砂15.8％以及80-120目石英砂10.9％以及1-6mm彩色钢化玻璃1.00％。

本实施例提供的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法，包括以下步骤：

将上述原料经混合搅拌(其流动性能按勃氏稠度控制)，在抽真空且震动状态下在模具中挤压成型，压力不小于0.6MPa，将成型后的板块脱模烘干、表面抛光等，得到抗裂耐腐蚀无机人造石。

实施例2

本实施例提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，主要由粉料和水制成，水的重量为粉料重量的13％；

其中，以粉料为计算基准，粉料包括以下重量分数的原料：

S95级粒化高炉矿渣粉36.0％、粒化高炉矿渣激发剂8.0％、42.5级抗裂双快水泥10.0％、集料45.93％、C900减水剂0.06％和促凝剂硫酸锂0.01％。

其中，集料包括20-40目白石英砂21％、40-80目石英砂12.93％以及80-120目石英砂11.0％以及1-6mm彩色钢化玻璃1.00％。

本实施例提供的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法与实施例1相同。

实施例3

本实施例提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，主要由粉料和水制成，水的重量为粉料重量的13％；

其中，以粉料为计算基准，粉料包括以下重量分数的原料：

S95级粒化高炉矿渣粉36.0％、粒化高炉矿渣激发剂8.0％、62.5级白色超高强双快水泥10.0％、集料45.84％、C900减水剂0.10％、促凝剂硫酸锂0.01％和缓凝剂柠檬酸0.05％。

其中，集料包括20-40目白石英砂21.00％、40-80目石英砂12.76％以及80-120目石英砂11.08％以及1-6mm彩色钢化玻璃1.00％。

本实施例提供的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法与实施例1相同。

实施例4

本实施例提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，主要由粉料和水制成，水的重量为粉料重量的13％；

其中，以粉料为计算基准，粉料包括以下重量分数的原料：

S95级粒化高炉矿渣粉52.8％、粒化高炉矿渣激发剂7.20％、集料39.80％、三聚氰胺SM减水剂0.10％和促凝剂硫酸锂0.10％。

其中，集料包括20-40目白石英砂15.00％、40-80目石英砂12.20％以及80-120目石英砂11.60％以及1-3mm杂色破碎雨花石1.00％。

本实施例提供的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法与实施例1相同。

实施例5

本实施例提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，主要由粉料和水制成，水的重量为粉料重量的13％；

其中，以粉料为计算基准，粉料包括以下重量分数的原料：

S95级粒化高炉矿渣粉14.2％、粒化高炉矿渣激发剂2.0％、42.5级白色抗裂双快水泥8.79％、阿尔博牌52.5级白色硅酸盐水泥35.0％、集料39.8％、2651减水剂0.10％、促凝剂硫酸锂0.01％和缓凝剂硼酸0.1％。

其中，集料包括20-40目白石英砂12.00％、40-80目石英砂12.80％以及80-120目石英砂10.0％以及0.6-1mm透明钢化玻璃5.00％。

本实施例提供的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法与实施例1相同。

实施例6

本实施例提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，主要由粉料和水制成，水的重量为粉料重量的11％；

其中，以粉料为计算基准，粉料包括以下重量分数的原料：

42.5级白色抗裂双快水泥47.5％、集料45.0％、C900减水剂0.38％、促凝剂硫酸锂0.01％、缓凝剂0.15％、微珠1.5％、12mm长泰山牌短切玻璃纤维3.0％、颜料2.36％和8850消泡剂0.10％。

其中，集料为20-40目白石英砂5.00％、40-80目石英砂10.00％、0.6-1mm透明钢化玻璃20.00％以及10-25mm白色方解石10％；颜料为液体酞青蓝0.2％和钛白粉2.16％；缓凝剂为柠檬酸0.10％和硼酸0.05％。

本实施例提供的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法，包括以下步骤：

将上述原料经混合搅拌，采用70转/min以上高速搅拌机搅拌5min以上，形成较高流动性砂浆(其流动性能按砂浆流动度控制)，浇入模具，在震动状态下在模具中流动成型，脱模烘干，表面抛光等工序加工而成。

实施例7

本实施例提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，主要由粉料和水制成，水的重量为粉料重量的13％；

其中，以粉料为计算基准，粉料包括以下重量分数的原料：

42.5级白色抗裂双快水泥28.39％、62.5级白色超高强双快水泥20.0％、集料46.32％、2651减水剂0.38％、促凝剂硫酸锂0.01％、缓凝剂0.20％、微珠2.0％、6mm长PVA纤维0.1％、颜料2.50％和801消泡剂0.10％。

其中，集料为20-40目白石英砂5.00％、40-80目石英砂6.32％、0.6-1mm透明钢化玻璃20.00％以及3-6mm杂色破碎玛瑙石15.00％；颜料为氧化铁红0.1％、钴蓝0.4％和钛白粉2.00％；缓凝剂为柠檬酸0.10％和硼酸0.10％。

本实施例提供的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法与实施例6相同。

实施例8

本实施例提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，主要由粉料和水制成，水的重量为粉料重量的12％；

其中，以粉料为计算基准，粉料包括以下重量分数的原料：

改性白水泥50.0％、集料47.74％、减水剂0.50％、促凝剂硫酸锂0.06％、缓凝剂0.30％、颜料1.20％和8850消泡剂0.20％。

其中，集料为20-40目白石英砂5.00％、40-80目石英砂5.00％、80-120目石英砂5.74％、0.6-1mm透明钢化玻璃10.00％、8-12mm丹东绿6.00％、8-12mm鸡血红6.00％以及10-25mm白色方解石10.00％；减水剂为C900减水剂0.36％和三聚氰胺SM减水剂0.14％；颜料为氧化铁红0.6％和液体酞青蓝0.6％；缓凝剂为柠檬酸0.15％和硼酸0.15％。

本实施例提供的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法与实施例6相同。

实施例9

本实施例提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，为实施例1的对照试验，其中本实施例中采用抗裂快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥(42.5级白色抗裂双快水泥)全部等量替代粒化高炉矿渣激发剂和粒化高炉矿渣粉构成的胶凝材料，其余原料与用量与实施例1相同。

本实施例1的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法与实施例1相同。

实施例10

本实施例提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，为实施例1的对照试验，其中本实施例中采用白色超高强快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥(62.5级白色超高强双快水泥)全部等量替代粒化高炉矿渣激发剂和粒化高炉矿渣粉构成的胶凝材料，其余原料与用量与实施例1相同。

本实施例1的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法与实施例1相同。

实施例11

本实施例提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，为实施例1的对照试验，其中本实施例中采用改性白色水泥全部等量替代粒化高炉矿渣激发剂和粒化高炉矿渣粉构成的胶凝材料，其余原料与用量与实施例1相同。

本实施例1的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法与实施例1相同。

实施例12

本实施例提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，主要由粉料和水制成，水的重量为粉料重量的13％；

其中，以粉料为计算基准，粉料包括以下重量分数的原料：

S95级粒化高炉矿渣粉28.44％、粒化高炉矿渣激发剂7.11％、42.5级白色抗裂双快水泥7.7％、集料52.74％、钛白粉4.0％和促凝剂硫酸锂0.01％。

其中，集料包括20-40目白石英砂23.82％、40-80目石英砂14.42％、80-120目石英砂13.5％以及1-6mm彩色钢化玻璃1.00％。

本实施例提供的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法与实施例1相同。

实施例13

本实施例提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，主要由粉料和水制成，水的重量为粉料重量的12％；

其中，以粉料为计算基准，粉料包括以下重量分数的原料：

S95级粒化高炉矿渣粉12.0％、粒化高炉矿渣激发剂3.0％、62.5级白色超高强双快水泥35.0％、集料47.80％、2651减水剂0.36％、缓凝剂0.14％、促凝剂硫酸锂0.02％、颜料1.58％和8850消泡剂0.10％。

其中，集料为40-80目石英砂7.00％、80-120目石英砂7.80％、0.6-1mm透明钢化玻璃15.00％、1-3mm杂色破碎雨花石6.00％、8-12mm丹东绿6.00％和8-12mm鸡血红6.00％；颜料为液体酞青蓝0.4％、液体中黄颜料0.18％和钛白粉1.0％；缓凝剂为柠檬酸0.06％和硼酸0.08％。

本实施例提供的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法与实施例6相同。

对比例1

本对比例提供一种抗裂耐腐蚀无机人造石，为实施例1的对比试验，其中，粉料包括以下重量分数的原料：

S95级粒化高炉矿渣粉55.0％、粒化高炉矿渣激发剂6.0％、集料38.7％、2651减水剂0.1％和促凝剂硫酸锂0.20％。

其余原料组成以及种类与实施例1相同。

本对比例的制备方法与实施例1相同。

对比例2

本对比例提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，为实施例1的对照试验，其中采用白色硅酸盐水泥全部等量替代粒化高炉矿渣激发剂和粒化高炉矿渣粉构成的胶凝材料，其余原料与用量与实施例1相同。

本对比例的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法与实施例1相同。

对比例3

本对比例提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，为实施例1的对照试验，在抗裂耐腐蚀无机人造石的原料中未添加粒化高炉矿渣激发剂，其余原料与用量根据实施例1作相应调整。

本对比例的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法与实施例1相同。

对比例4

本对比例提供了一种抗裂耐腐蚀无机人造石，为实施例13的对比实验，该无机人造石主要由粉料和水制成，水的重量为粉料重量的12％；

其中，以粉料为计算基准，粉料包括以下重量分数的原料：

S95级粒化高炉矿渣粉12.0％、粒化高炉矿渣激发剂3.0％、62.5级白色超高强双快水泥35.0％、集料47.80％、2651减水剂0.36％、缓凝剂0.14％、颜料1.60％和8850消泡剂0.10％。

其中，集料为40-80目石英砂7.00％、80-120目石英砂7.80％、0.6-1mm透明钢化玻璃15.00％、1-3mm杂色破碎雨花石6.00％、8-12mm丹东绿6.00％和8-12mm鸡血红6.00％；颜料为液体酞青蓝0.4％、液体中黄颜料0.2％和钛白粉1.0％；缓凝剂为柠檬酸0.06％和硼酸0.08％。

本对比例的制备方法与实施例13相同。

为验证各实施例和对比例的效果，特设以下实验例。

实验例1

对各实施例和对比例的砂浆流动度或勃氏稠度以及抗裂耐腐蚀无机人造石的性能参数进行测定。其中，砂浆流动度流动性按JC/T 986-2005中规定的试验方法测定，砂浆勃氏稠度按GB/T 50080-2016普通混凝土拌合物性能试验方法标准测定，无机人造石强度按JC/T908-2013《人造石》标准，具体结果见表1。

表1各实施例和对比例提供的抗裂耐腐蚀无机人造石的性能参数

从表1中的数据可以看出，实施例1-13提供的抗裂耐腐蚀无机人造石的整体性能明显优于对比例1-4提供的抗裂耐腐蚀无机人造石。

对比例1-3均为实施例1的对比实验。其中，对比例1中的S95级粒化高炉矿渣粉、粒化高炉矿渣激发剂和集料的用量均与实施例1不同，且用量超出本发明所要求保护的数值范围。由表1中数据可以看出，对比例1提供的无机人造石的性能相比实施例1有明显下降，这说明无机人造石要获得良好的性能，其各原料用量也应控制在一定的数值范围内。

与实施例1相比，对比例2中采用白色硅酸盐水泥全部等量替代粒化高炉矿渣激发剂和粒化高炉矿渣粉构成的胶凝材料。由表1中数据可以看出，对比例2提供的无机人造石的性能远劣于实施例1。这说明胶凝材料的选择对于无机人造石产品性能的影响有直接影响。

与实施例1相比，对比例3在抗裂耐腐蚀无机人造石的原料中未添加粒化高炉矿渣激发剂。从表1中数据可以看出，对比例3根本无法制作无机人造石，这说明了粒化高炉矿渣激发剂对粒化高炉矿渣粉有极强的强度激发作用，在制备无机人造石过程中，粒化高炉矿渣粉不能单独使用。

对比例4为实施例13的对比实验，两者的区别在于抗裂耐腐蚀无机人造石的原料中是否添加促凝剂。从表1中数据可以看出，促凝剂对于无机人造石早期的抗压强度以及抗折强度有一定的影响。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种抗裂耐腐蚀无机人造石，其特征在于，主要由粉料和水制成，水的重量为粉料重量的10-14％；

其中，所述粉料包括以下重量分数的原料：粒化高炉矿渣粉40.0-52.8％、无碱矿渣激发剂7.0-15.0％、集料39.8-52.74％、减水剂0.06-0.5％和促凝剂0.01-0.20％，粉料各原料的重量分数之和为100％。

2.根据权利要求1所述的抗裂耐腐蚀无机人造石，其特征在于，所述粒化高炉矿渣粉和无碱矿渣激发剂构成的胶凝材料能够被快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥全部或部分等量替代；

和/或，所述粒化高炉矿渣粉和无碱矿渣激发剂构成的胶凝材料能够被白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥全部或部分等量替代；

和/或，所述粒化高炉矿渣粉和无碱矿渣激发剂构成的胶凝材料能够被改性白水泥全部或部分等量替代；

和/或，所述粒化高炉矿渣粉和无碱矿渣激发剂构成的胶凝材料能够被白色硅酸盐水泥部分等量替代。

3.根据权利要求1所述的抗裂耐腐蚀无机人造石，其特征在于，所述抗裂耐腐蚀无机人造石的原料包括纤维，所述纤维的重量分数为0.01-3.0％；

和/或，所述抗裂耐腐蚀无机人造石的原料包括缓凝剂，所述缓凝剂的重量分数为0.01-0.3％；

和/或，所述抗裂耐腐蚀无机人造石的原料包括消泡剂，所述消泡剂的重量分数为0.01-0.2％；

和/或，所述抗裂耐腐蚀无机人造石的原料包括颜料，所述颜料的重量分数为0.01-4.0％；

和/或，所述抗裂耐腐蚀无机人造石的原料包括微珠，所述微珠的重量分数为0.01-6.0％。

4.根据权利要求3所述的抗裂耐腐蚀无机人造石，其特征在于，所述纤维为抗碱玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、高密度聚乙烯纤维、聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚丙烯纤维或芳族聚酰胺纤维中的任意一种或至少两种的组合；

和/或，所述缓凝剂为硼酸、硼砂、葡萄糖酸钠、酒石酸、柠檬酸或柠檬酸钠中的任意一种或至少两种的组合；

和/或，所述消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚类消泡剂。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的抗裂耐腐蚀无机人造石，其特征在于，所述无碱矿渣激发剂为粒化高炉矿渣激发剂。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的抗裂耐腐蚀无机人造石，其特征在于，所述集料包括石英砂、碎钢化玻璃或粒状天然石材中的任意一种或至少两种的组合。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的抗裂耐腐蚀无机人造石，其特征在于，所述减水剂包括聚羧酸减水剂、密胺减水剂、三聚氰胺减水剂、萘系减水剂或AE减水剂中的任意一种或至少两种的组合；

和/或，所述促凝剂包括碳酸锂、硫酸锂、氢氧化锂或氯化锂中的任意一种或至少两种的组合。

8.权利要求1-7任意一项所述的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将各原料混合后置于模具中，在抽真空且震动条件下挤压成型，将成型后的板块脱模干燥，表面抛光，得到抗裂耐腐蚀无机人造石；

或，将各原料混合后置于模具中，在震动条件下流动成型，将成型后的板块脱模干燥，表面抛光，得到抗裂耐腐蚀无机人造石。

9.根据权利要求8所述的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法，其特征在于，在抽真空且震动条件下挤压成型时，压力不小于0.6MPa。

10.权利要求1-7任意一项所述的抗裂耐腐蚀无机人造石或采用权利要求8或9所述的抗裂耐腐蚀无机人造石的制备方法制得的抗裂耐腐蚀无机人造石在建筑建材中的应用。