專利名稱：一種彩色光亮型固化劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種建筑裝飾材料，特別涉及一種用于生產彩色砂漿與彩色混凝土制品的諸如彩色人行道磚、彩色車行道磚、彩色植草地磚等的彩色光亮型固化劑。可廣泛用于園林、機場、碼頭、居住小區(qū)、廣場地面等的裝飾和外墻的粉刷，以及湖泊、高等級公路的護坡與美化等。
目前，國內外制造彩色砂漿與彩色混凝土制品所用膠凝材料為彩色硅酸鹽水泥，或是采用在施工現場施工時，在白色硅酸鹽水泥中摻入顏料的方法來制作。彩色硅酸鹽水泥的生產方法主要有以下兩種一種為直接法，即在水泥生料中摻入著色的金屬離子通過水泥窯煅燒得到彩色硅酸鹽水泥熟料，再與適量石膏粉磨而成；另一種為混色法(間接法)，即由白色硅酸鹽水泥熟料或普通硅酸鹽水泥熟料與顏料、石膏在水泥磨機中粉磨而成。前一種方法由于窯的煅燒制度變化多端，原材料品質的不穩(wěn)定以及金屬元素對煅燒的影響，導致顏色難以控制穩(wěn)定，所以該法在大規(guī)模化生產中很少采用；后一種方法由于工藝相對簡單、顏色調配容易，故實際中利用該法生產的彩色硅酸鹽水泥占據絕大多數量，但混色法生產的彩色硅酸鹽水泥還是存在以下幾個缺點第一，白色硅酸鹽水泥熟料的生產對原材料中著色元素鐵的含量限制很嚴，因此不利于熟料的煅燒，為了提高水泥的白度，白色硅酸鹽水泥中一般還摻入白度等級很高的混合材料，使水泥中硅酸鹽礦物含量低，導致白色硅酸鹽水泥存在強度低、需水量大等缺點，當在其中摻入顏料制備彩色硅酸鹽水泥時，由于顏料顆粒細，具有很強的吸水能力，且顏料對水泥的凝結硬化有影響，導致制得的這種彩色硅酸鹽水泥需水量更大，用它拌制砂漿或混凝土時和易性變差，強度特別是早期強度低。目前國內生產的白色硅酸鹽水泥和彩色硅酸鹽水泥強度都很低，一般不超過國家標準規(guī)定的425標號，尤其是早期強度低，延長了彩色砂漿或混凝土制品生產過程中的脫模周期，如目前利用混色法生產的彩色硅酸鹽水泥作面料制造彩色人行道磚，脫模時間一般在3～4天，冬天脫模時間可能更長。第二，由于彩色硅酸鹽水泥中富含大量的堿性Ca(OH)2，一方面Ca(OH)2的堿性對顏料具有一定的化學侵蝕性，易使彩色混凝土制品表面丟色，另一方面Ca(OH)2還易從制品內部通過毛細孔隙析出富集在制品表面，并與大氣中CO2、SO3反應形成Na2CO3、CaCO3、Na2SO4、Na2SO4白色晶體，即所謂的鹽析，造成彩色混凝土制品表面泛霜。第三，彩色硅酸鹽水泥生產所用顏料一般都為無機顏料，它與水泥熟料、石膏等在球磨機中的混合粉磨為一種物理過程，由于我國水泥細度控制較粗，而顏料分散性很差，導致彩色硅酸鹽水泥色差大，同時顏料的抗大氣性能也很差，即隨著使用時間的延長，彩色混凝土制品在長期風吹雨淋、日光暴曬情況下，也將逐漸丟色。第四，彩色硅酸鹽水泥特別是利用白色硅酸鹽水泥生產的彩色水泥由于強度低，耐磨性很差，使彩色混凝土制品表面很容易磨損，造成制品表面破壞和顏色褪去。
因此，如何解決現有技術中存在的彩色硅酸鹽水泥強度低、需水量大、和易性差、色差大、抗大氣性能差、易鹽析、不耐磨等不足之處，以及所生產的彩色水泥制品缺乏光亮度的問題，一直是該行業(yè)所關注和研究的主要課題之一。
本發(fā)明的目的正是針對上述現有技術中所存在的不足，吸取國內外已有彩色硅酸鹽水泥生產以及彩色砂漿或混凝土制品生產中的優(yōu)點，克服它們強度低、脫模周期長、保色性差，表面光亮度低和耐磨性差等缺點，利用多學科的專業(yè)知識、多種試驗手段，通過多組分、多功能材料復合的超疊加效應，開發(fā)、研制一種彩色光亮型固化劑。該彩色光亮型固化劑不僅可用于生產高品質的具有彩色裝飾功能的彩色砂漿或混凝土制品，還具有對砂石骨料固化強度高、施工性能好以及耐久壽命長的特點。
本發(fā)明的目的可采用以下措施來實現本發(fā)明的彩色光亮型固化劑含有下列組分，各組分重量百分比為白色硅酸鹽水泥熟料或普通硅酸鹽水泥熟料或二者按重量比1∶2～2∶1的復合水泥熟料50％～85％、活性混合材料5％～20％、石膏3％～10％、著色顏料1.5％～8％、光亮劑0.5％～5％、分散劑0.1％～2％、增強劑0.3％～3％、防水劑0.5％～2％。
本發(fā)明的彩色光亮型固化劑中的白色硅酸鹽水泥熟料或普通硅酸鹽水泥熟料為塊狀；其中白色硅酸鹽水泥熟料28d(天)抗壓強度要求不低于45MPa，且其白度要求不低于80％(即三級白度)；普通硅酸鹽水泥熟料28d抗壓強度要求不低于55MPa；所述活性混合材料為礦渣、鋼渣、粉煤灰、硅灰、硅藻土、硅灰石、石灰石中的任意一種或其組合；所述石膏為天然二水石膏或硬石膏，SO3含量不小于35％；所述著色顏料為無機顏料包括氧化鐵類的鐵紅、鐵黃、鐵綠中的任一種，或氧化鈦類的鈦白，氧化鉻類的鉻綠；所述光亮劑為液態(tài)或粉狀有機物質(磺化三聚氰胺甲醛樹脂，生產廠家蘇州市金星混凝土外加劑研究所有限公司)；所述分散劑包括奈磺酸鹽甲醛縮合物系高效減水劑(國內產品代號有UNF、NNO、FDN、NF)、木質素磺酸鈉分散劑、葡萄酸及其鹽類(葡萄酸鈣、鉀、鈉)、亞硫酸酒精廢液中的任一種；所述增強劑包括工業(yè)純的硫酸鈉、碳酸鈉、鉀明礬、水玻璃、硫酸鋁中的任意一種或其組合，上述原料可為結晶體或粉狀物；所述防水劑包括有機硅防水劑聚硅氧硅甲基或乙氧基硅氧烷、甲基纖素、硬脂酸及硬脂酸鈉中的任意一種或其組合。
本發(fā)明的彩色光亮型固化劑以白色硅酸鹽水泥熟料或普通硅酸鹽水泥熟料或二者復合為主要組分，摻入適量的活性混合材料和石膏為輔助材料，同時摻入少量的著色顏料、光亮劑、分散劑、增強劑、防水劑等功能組分在球磨機中共同粉磨而成。是一種不僅對砂石骨料具有良好的膠結性能，且具有較高強度、裝飾效果、保色性能、耐磨性能和光亮性能的特種膠凝材料，其英文名稱為Color-Luminant Solidifying Agent，縮寫為CSA-L。根據顏色的不同，本發(fā)明的彩色光亮型固化劑有白色、紅色、綠色、黃色和大理石等五個型號。
組成本發(fā)明彩色光亮型固化劑的材料均可以從生產廠家或市場上購買到，其中水泥熟料是彩色光亮型固化劑膠結能力和強度的主要提供者，一般其摻量多強度高，但影響鹽析；活性混合材料可以在固化劑的水化后期與硅酸鹽熟料水化形成的Ca(OH)2發(fā)生火山灰反應生成水硬性的膠凝產物，一方面能提高固化劑的后期強度，增強耐磨性，另一方面因為減少了固化劑中Ca(OH)2的含量，能提高固化劑的保色性和抗鹽析性；光亮劑的加入有助于提高彩色固化劑制品表面的光亮度；分散劑具有提高球磨機產量、加強顏料分散性、減少固化劑需水量、改善固化劑和易性和漿體孔結構的作用，從而可以提高固化劑制品的色澤、強度和耐磨性；增強劑具有提高固化劑早期強度、縮短固化劑制品生產中的脫模周期；防水劑可有效防止彩色光亮型固化劑的鹽析。
本發(fā)明彩色光亮型固化劑的生產工藝為著色顏料、光亮劑、分散劑、增強劑、防水劑等功能材料組分預先按它們在彩色光亮型固化劑中的相對比例在一個混料機中均勻混合，然后將混合好的功能組分與白色硅酸鹽水泥熟料或普通硅酸鹽水泥熟料或二者的復合水泥熟料、活性混合材料、石膏，按預定比例加入一個大型球磨機進行粉磨，在常溫常壓下，粉磨一定時間，最終產品細度控制為0.08mm方孔篩篩余0.5％～3.0％，比表面積360m2/kg～4.50m2/kg，SO3含量控制為1.5％～3.5％。工藝流程與水泥粉磨流程一樣。若生產白色光亮型固化劑，將不摻加著色顏料、防水劑和普通硅酸鹽水泥熟料，活性混合材料和石膏也只能摻白度比白色硅酸鹽水泥熟料高的白礦渣、白鋼渣及雪花石膏。若生產非光亮型的彩色固化劑，可將光亮劑在組成中去掉。
本發(fā)明的效果及優(yōu)點如下彩色光亮型固結劑較彩色硅酸鹽水泥在技術性能上的創(chuàng)新點主要表現在(1)固結砂石強度高，抗壓強度3d(天)達30.0～37.0MPa，28d達48.0～55.0MPa，抗折強度3d達5.0～6.5MPa，28d達9.0～10.5MPa。(2)采用同樣的摻量固化同樣的砂石骨料，抗壓強度和耐磨性能較市場上通用的彩色硅酸鹽水泥的提高20～35％和30～50％；(3)彩色光亮型固化劑生產的制品色澤鮮艷、均勻，色差小，不鹽析，保色性能好，表面光潔度高，防滑性能好；(5)產品系列齊全，包括紅色、綠色、黃色、白色和仿大理石色等5系列的彩色光亮型固化劑；(6)與彩色硅酸鹽水泥相比，在同等強度條件下，摻量可降低10～15％；(6)彩色光亮型固化劑使用方便、快捷，易于操作，且脫模時間比常用彩色硅酸鹽水泥縮短30～50％，提高了模具周轉率和生產效率，進一步降低了制品生產成本。
彩色光亮型固化劑適用于鋪設裝飾水泥地面或相類似的地表面上，如居家、商業(yè)及工業(yè)等各種場合所需的廣場、園陵小徑、人行通道、陽臺、庭院、車道、停車場、等既要求色彩鮮艷，圖案美觀，又要求較高硬度、耐久堅固的地面。
本發(fā)明以下將結合實施例作以詳細的描述，但并不限制本發(fā)明。
實施例1紅色光亮型固化劑各組分重量配比為白度為二級的425標號白色硅酸鹽水泥熟料45％、525普通硅酸鹽水泥熟料30％、?；郀t礦渣10％、二水石膏6％、德國拜耳樂鐵紅4.0％、光亮劑3.0％、FDN低濃高效減水劑0.8％、硫酸鈉0.6％、硬脂酸鈉0.6％。生產工藝為功能組分預先在φ1500mm×600mm的強制式混合攪拌機中按相對比例混合均勻，然后與熟料、礦渣、石膏等按比例加入φ900mm×3000mm的球磨機中研磨，測得0.08mm方孔篩篩余2.3％，比表面積372m2/kg。表1列出了該紅色光亮型固化劑有關性能試驗，并給出了同等條件下與之對比的市售425紅色水泥的性能。
表1紅色光亮型固化劑與紅色水泥性能對比
從表1結果可以看出本發(fā)明的紅色光亮型固化劑較紅色水泥凝結硬化快，3d齡期的早期抗壓強度提高38.6％，因此可縮短脫模時間，且28d齡期抗壓強度穩(wěn)定發(fā)展，提高26.2％，因此若要達到同等強度可降低用量。從色澤及顏色穩(wěn)定性來看，紅色光亮型固化劑色澤鮮艷、均勻，色差小，且保色性能好。從表面光亮性、鹽析和耐磨性來看，紅色光亮型固化劑均優(yōu)勢明顯。
實施例2綠色光亮型固化劑各組分重量配比為白度為三級的425標號白色硅酸鹽水泥熟料76％、粉煤灰10％、二水石膏5.4％、美國海明斯鐵綠3.3％、光亮劑3.5％、UNF高濃高效減水劑0.6％、水玻璃0.6％、硬脂酸0.6％。生產工藝為功能組分預先在φ1500mm×600mm的強制式混合攪拌機中按相對比例混合均勻，然后與熟料、粉煤灰、石膏等按比例加入φ900mm×3000mm的球磨機中研磨，測得0.08mm方孔篩篩余1.6％，比表面積423m2/kg。表2列出了同等條件下該綠色光亮型固化劑與市售425綠色水泥的性能對比的試驗結果。
表2綠色光亮型固化劑與綠色水泥性能對比
從表2結果可以看出本發(fā)明的綠色光亮型固化劑在固化強度、色澤、保色、表面光潔度、亮度、耐磨等性能上均較市售綠色水泥有明顯提高。
權利要求
1.一種彩色光亮型固化劑，其特征在于它含有下列組分，各組分重量百分比為白色硅酸鹽水泥熟料或普通硅酸鹽水泥熟料或二者按重量比1∶2～2∶1的復合水泥熟料50％～85％、活性混合材料5％～20％、石膏3％～10％、著色顏料1.5％～8％、光亮劑0.5％～5％、分散劑0.1％～2％、增強劑0.3％～3％、防水劑0.5％～2％。
2.根據權利要求1所述的彩色光亮型固化劑，其特征在于所述白色硅酸鹽水泥熟料或普通硅酸鹽水泥熟料為塊狀；其中白色硅酸鹽水泥熟料28d抗壓強度要求不低于45MPa，且其白度要求不低于80％；普通硅酸鹽水泥熟料28d抗壓強度要求不低于55MPa。
3.根據權利要求1所述的彩色光亮型固化劑，其特征在于所述活性混合材料為礦渣、鋼渣、粉煤灰、硅灰、硅藻土、硅灰石、石灰石中的任意一種或其組合。
4.根據權利要求1所述的彩色光亮型固化劑，其特征在于所述石膏為天然二水石膏或硬石膏，SO3含量不小于35％。
5.根據權利要求1所述的彩色光亮型固化劑，其特征在于所述著色顏料為無機顏料包括氧化鐵類的鐵紅、鐵黃、鐵綠中的任一種，或氧化鈦類的鈦白，氧化鉻類的鉻綠。
6.根據權利要求1所述的彩色光亮型固化劑，其特征在于所述光亮劑為液態(tài)或粉狀有機物質。
7.根據權利要求1所述的彩色光亮型固化劑，其特征在于所述分散劑包括奈磺酸鹽甲醛縮合物系高效減水劑、木質素磺酸鈉分散劑、葡萄酸及其鹽類、亞硫酸酒精廢液中的任意一種或其組合。
8.根據權利要求1所述的彩色光亮型固化劑，其特征在于所述增強劑包括工業(yè)純的硫酸鈉、碳酸鈉、鉀明礬、水玻璃、硫酸鋁中的任意一種或其組合，上述原料可為結晶體或粉狀物。
9.根據權利要求1所述的彩色光亮型固化劑，其特征在于所述防水劑包括有機硅防水劑聚硅氧硅甲基或乙氧基硅氧烷、甲基纖素、硬脂酸及硬脂酸鈉中的任意一種或其組合。
全文摘要
一種彩色光亮型固化劑,其特征在于:它含有下列組分,各組分重量百分比為:白色硅酸鹽水泥熟料或普通硅酸鹽水泥熟料或二者按重量比1∶2～2∶1的復合水泥熟料50%～85%、活性混合材料5%～20%、石膏3%～10%、著色顏料1.5%～8%、光亮劑0.5%0～5%、分散劑0.1%～2%、增強劑0.3%～3%、防水劑0.5%～2%。優(yōu)點在于其制品具有強度高、脫模周期短、保色性強,表面光亮度高和耐磨性強。
文檔編號C04B24/00GK1339414SQ00115968
公開日2002年3月13日 申請日期2000年8月17日 優(yōu)先權日2000年8月17日
發(fā)明者李北星, 趙玉俊, 梁文泉 申請人:鞏義市海威建材有限公司