[发明专利]一种高性能无机人造石方料制造工艺

说明书

本发明公开一种生产高性能无机人造石方料的制造工艺，其方料集料具有良好的流动性，可压制出高性能板材的大块方料。其集料由胶凝材料及无机矿物填料组成。胶凝材料由无机硅酸盐或铝酸盐水泥及其使其胶凝的液体水及其他功能性添加剂组成。无机矿物填料为各种碳酸盐矿物、铝酸盐矿物、硅酸盐矿物、氧化物矿物、直接来自于矿山开采或加工废料。集料具有最紧密堆积级配。集料含有超细矿物粉。集料最紧密堆积计算公式为Andreassen公式。超细矿物粉包括碳酸钙粉、或微硅粉、或煅烧高岭土粉、或一种以上混合粉。能有效提高无机人造石制造过程中集料的流动状态及密致性，因而能有效地提高无机人造石的性能。

技术领域

本发明涉及性能优良的无机人造石制造工艺。用此工艺生产出的无机人造石其性能达到或超过天然大理石或天然花岗石的性能。

技术背景

随着对生态环境保护的加强，无节制地开采石材资源用于建筑材料将被严格控制。以高耐用性人造石材取代天然石材用于建筑装修已成为建筑材料一个新的领域。

现代人造石制造工艺始于意大利百力通(Breton)1987年10月6日的专利US4698010，工艺的整体流程大致是：混料——布料——压制——固化——切割、打磨、抛光、加工。百力通人造石生产设备的核心是真空下混料布料，真空振动下压制。用百力通人造石生产线生产出来的人造石密致、吸水率低、机械性能好。目前中国大多数人造石生产企业生产的人造石其设备要么是意大利进口的百力通生产线或国内仿意大利百力通的生产线。

人造石的原料主要由三大部分构成：粘合剂、填料及助剂。人造石产品按填料分类分成人造岗石及人造石英石。岗石的填料以碳酸钙为主，石英石的填料以二氧化硅为主；按粘合剂分类分成有机人造石或称之为树脂人造石和无机人造石。

不饱和聚酯树脂因为成本低，使用方便，所以被广泛用作人造石的粘合剂。用不饱和聚酯树脂作为粘合剂制造的人造石可以满足作为室内台面板及墙面装饰用。但是，不饱和聚酯树脂耐候性差，用于室外受到限制。用于地面安装时，也由于聚酯树脂本身耐化学性能较差，当长时间被渗过混凝土的高碱性水汽侵蚀时，聚酯发生水解降解，因而导致人造石地面出现板面翘曲、空鼓、开裂等问题。此外，不饱和聚酯树脂中20-30％的可挥发性活性稀释剂苯乙烯在生产过程，特别是在搅料及布料过程中的挥发，严重污染工作环境及自然环境，影响工人的身体健康，已成为目前不饱和聚酯树脂人造石急需要改进的工艺。

为了解决不饱和聚酯树脂人造石以上的问题，以硅酸盐水泥、铝酸盐水泥或其他无机化合物为粘合剂的无机人造石越来越受到重视。对现有技术文献检索，以下中国专利公开号都涉及无机人造石制造：CN101357842A涉及一种高强度无机人造石的制备方法；CN101948293B公开了一种新型非水泥基无机人造石板材及制造方法；CN101913806B公开一种水泥基人造石及其生产工艺；CN103204663A公开了一种用固体废渣的人造石；CN103613355A涉及一种地聚物基无机人造石；CN100450963C涉及一种建筑饰面水泥基人造石；CN102584322B涉及一种高强轻质人造石制造；CN104276795A公开了一种高强度复合型无机人造石及其制备；CN103313953B公开了一种无机人造石及其制备方法。

无机人造石与树脂型有机人造石主要的区别在于将填料粘合在一起的粘合剂。在树脂人造石，树脂作为粘合剂，也作为液体填充剂填充在填料颗粒间的空隙，固化后成为人造石的一部分，所以树脂人造石孔隙率很小，吸水率很低。

在无机人造石，将填料粘合在一起的是无机胶凝材料，水通常是无机胶凝材料组合里的一个组分。物料体系的水可以分成三部分：用于与胶凝材料水合反应的水、维系物料可操作的水、多余的水。与胶凝材料反应引发胶凝材料胶凝的水经与胶凝材料反应存留在人造石里，成为人造石的一部分；用来操作物料及多余的水在无机石固化过程中，从人造石中挥发。这部分水在挥发过程中留下的通道成为毛细孔存在于无机人造石内部，决定了所制备无机人造石的孔隙率、吸水率、及机械强度。所以无机人造石的吸水率及机械强度与集料的水灰比有密切关系。