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利用石材廢料生產(chǎn)聚酯型人造大理石

文檔作者：儲凌張華金江文檔來源：南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年04月07日
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研究與探討廣東建材2010年第3期
利用石材廢料生產(chǎn)聚酯型人造大理石
儲凌張華金江
(南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院)
摘要：本文豐要研究了以石材廢料、不飽和聚酯樹脂作為卡要原料，采用常溫成犁丁．藝制備的人
造大理石，并對其件能進行了表征，結(jié)果表明，人造人理石各項性能均符合標(biāo)準(zhǔn)。問時，此項技術(shù)對石
材廢料進行-次再利用，達(dá)到同廢減排、資源循環(huán)利J}}j的目的。
關(guān)鍵詞：石材廢料；不飽和聚酯樹脂；人造大理石i
引言：廣東省云浮地區(qū)石材產(chǎn)業(yè)擁有200多年的發(fā)
展歷史，具有企業(yè)多、石材品種多、超前工藝多、配套行
業(yè)多、從事石材人員多、名優(yōu)石材多的顯著特點。由于發(fā)
展成效顯著，分別被中國石材工業(yè)協(xié)會、中國建筑材料
流通協(xié)會授予“中國石材基地中心”、“中國石材流通示
范基地”的稱號。然而在對石材加工時，每年產(chǎn)生約40
萬噸廢石粉和石料，這些廢石粉和石料的運送及堆存對
當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境產(chǎn)牛了較大的污染，并帶來了嚴(yán)重的存放問
題，并可能制約地方工業(yè)的進一步發(fā)展【l～。針對云浮市
每年產(chǎn)生40萬噸碎石、石粉的具體情況，本課題重點開
發(fā)廢石料處理量大、產(chǎn)品附加值高的固體廢石料再利用
技術(shù)，制定合理的、經(jīng)濟的技術(shù)方案和產(chǎn)品方案，徹底解
決廢石料堆放難、污染環(huán)境的問題。
聚酯型人造大理石是以不飽和聚酯樹脂為粘合劑，
加入無機填料、顏料、同化引發(fā)劑及其他輔助試劑，經(jīng)固
化成型所制得的一種復(fù)合材料。這種材料有著類似于天
然大理石紋理，且具有豐富的色彩與光澤，制成的產(chǎn)品
具有足夠的強度、硬度，可耐水、耐熱沖擊等特點，因此
具有‘‘擎料混凝土’，之稱。本文以云浮市的廢石料作為無
機填料，研究聚酯型人造大理石的各項性能，切實解決
云浮市廢石料的利用開發(fā)問題【刪。
1買驗部分
1．1實驗原料
廣東云浮廢料(以紅花崗巖為例)，其成分如表l；
表1紅花崗巖粉的化學(xué)組成(％)
Si02 A1如3 K力I Na力l CaO|Fez03 MgO Ti o¨I
1 75．4 13．57 4．15 4．14 1．05 0．912 0．105{0．0731I
曲線如圖13所示，電導(dǎo)率和抗壓強度的標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖5結(jié)論
14所示。
由圖14可知，回歸相關(guān)系數(shù)R=O．97923，相關(guān)性很
強，C45混凝十早期抗J玉強度預(yù)測公式如下：
Y=83．1895-98．60561*X+35．17699．X2
Y——抗壓強度(MPa)
X——電導(dǎo)率(sm／cm)
實測某一齡期的電導(dǎo)率，代入預(yù)測公式即可預(yù)測強
度，其與實測強度比較結(jié)果如表4所示，預(yù)測強度與實
測強度相對偏離小，強度預(yù)測準(zhǔn)確，說明Consensor@系
統(tǒng)也可應(yīng)用于復(fù)摻粉煤灰和硅灰的混凝土。
表4 C45預(yù)測與實測強度比較
實測電導(dǎo)率實測強度預(yù)測強度相對偏離
(sm／cm) (MPa) (MPa) (％)
0．15157 65．5 69．1 5．5
0．09145 74．3 74．5 O．3
—22一
Consensor◎系統(tǒng)建立的電導(dǎo)率和強度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，
回歸相關(guān)系數(shù)高，相關(guān)性很強，實際應(yīng)用表明強度預(yù)測
準(zhǔn)確性高。除適用于只用水泥的混凝土外，也同樣適用
于摻粉煤灰、硅粉的混凝七?！?
【參考文獻】
[1]Ningxu HAN Performance，Service 1ife and NDT ER]
A series of lectures Tongji University，Shanghai，Chi—
na，2006
[2]A Van Beek K Van Breugel M A Hi lhorst MONITORING
SYSTEM FOR眥RDEN ING CoNCRETE BASED ON DIELECTRIC
PROPERTIES [C] Creating with Concrete Utilizing
ready-mixed concrete and mortar Dundee September
1999 PP．303—312
萬方數(shù)據(jù)
廣東建材2010年第3期研究與探討
FL--885不飽和聚酯樹脂(江蘇富菱化工有限公
司)；
石英砂；
T-8A促進劑(江陰市前進化工有限公司)；
過氧化甲乙酮(江陰市前進化工有限公司)；
脫模劑。
1．2實驗過程
先將填料在100．--一1 IO。C下烘干8h。分別取適量烘
干的填料，按一定的比例與石英砂混合均勻，并加入不
飽和聚酯樹脂充分?jǐn)嚢?。在攪拌過程中，分別將T～8A、
過氧化甲乙酮逐滴加入樹脂和料的混合物當(dāng)中。將攪拌
均勻的混合料攤平在涂有脫模劑模具上，振蕩幾分鐘后
將配好料的模具推入真空震搗機對其實施插入式震搗
與抽真空，真空度控制在0．55"～0．6，以使混合料達(dá)到
較高的均勻度與密實度，然后把其表面進行抹平。所得
坯體在室溫F養(yǎng)護14h后進行脫模。脫模后的壞體在
55----65℃下，保溫8～16小時進行固化。對人造大理石
各種性能進行測試。
2測試與結(jié)果
2．1廢石料比重對大理石力學(xué)性能的影響
為了增加廢石料的處理能力，本實驗希望人造大理
石中廢石料的比重越大越好。我們對廢石料摻入量為
50％、55％、60％、65％、69％的樣品進行力學(xué)性能測試，從圖
l、2可以看出，隨著廢石料含量的增加，人造石的強度
廢石抖含量
圖1不同廢石料含量與沖擊強度的關(guān)系
廢瓢科含量
圖2不同廢石料含量與抗彎強度的關(guān)系
逐漸降低。根據(jù)GB／T 2571-1995要求，試樣的沖擊強度
不小于4kJ／m2，抗彎強度不小于40MPa，當(dāng)廢石料含量
小于60％時，其沖擊強度符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。
根據(jù)上述力學(xué)性能測試結(jié)果，以及盡量增大廢石料
處理量的原則，實驗確定了聚酯型人造大理石的配方，
如表2所示。
袁2聚酯型人造大理石配方
l原料I紅花崗巖J FL一885 T一8A I過氧化甲乙酮f彳i英砂I
采用CMT4254型微機控制電子萬能實驗機測試人
造大理石的彎曲強度及彎曲彈性模量；采用xJJ一50型
沖擊試驗機測試其沖擊韌性；采用型號為H隊一1的巴
氏硬度計測量其巴氏硬度。測試結(jié)果如表3所示。
表3力學(xué)性能測試結(jié)果
測試項目單位測試要求測試結(jié)果檢測標(biāo)準(zhǔn)
擾彎強度MPa ≥40 44．O GB／T
彎曲彈性模鍍MPa ≥6500 8820 2570—1995
GB／T 沖擊強度KJ／m2 ≥4 4．05
257l-1995
GB／T 巴氏硬度JPR類：≥50 55
3854-2005
2．2耐污染性測試
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JC 908-2002的檢測方法，對樣品的耐污
染性進行測試，其結(jié)果如表4：
表4各種試劑的耐污值結(jié)果
＼試＼劑結(jié)＼果 I II ＼試＼劑結(jié)＼果 I II ＼
醬油3 3 草莓汁2 2
黑色液體4 4 藍(lán)色水溶
鞋油惟墨水
5 5
訂紅2 2 染發(fā)精5 5
甲紫溶液3 3 紅汞溶液3 3
蘋果汁l 1 濕茶袋l 1
注：I表示：暴露在空氣中的液滴：lI表小：用表面皿蓋住的液滴：表格
中數(shù)字表示耐污值：“1”的污染稃度最小，“5”的污染程度最大，當(dāng)耐污
值達(dá)至?xí)?”時，需測毓最大污跡深度。
耐污值總和為：58；最大污跡深度為：0．10衄(由未
加蓋的藍(lán)色水溶性墨水測得)。
檢測標(biāo)準(zhǔn)JC 908-2002要求，耐污總和不得超過
64，最大污跡深度不大于0．12m。故樣品測試結(jié)果符合
標(biāo)準(zhǔn)。
2．3耐化學(xué)腐蝕性測試
將所用檢測試劑各取兩滴施加在試樣上，進行兩項
實驗，一項加蓋玻璃表面皿，一項未加蓋。16h后，除去
一23—
萬方數(shù)據(jù)
研究與探討廣東建材2010年第3期
玻璃蓋，擦去殘余試劑。在室溫下懸置24h，用肉眼觀察
表面損傷程度。
所用試劑分別為：無水乙醇、氨水、檸檬酸、尿素、家
用過氧化氧溶液、氫氧化鈉、丙酮、磷酸鈉、醋、濃次氯酸
鈉。
在所有的測試試劑中，丙酮和濃次氯酸鈉兩者的加
蓋玻璃農(nóng)面皿的測試點損傷程度最大，但易用600目號
砂紙擦去，外觀不影響使用：其余的測試點殘余液體用
軟布即可擦去。測試結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)jc 908-2002的要
求。
2．4耐加熱性測試
在180℃下，把直徑為150mm，厚度為7mm的鋁板在
烘箱內(nèi)恒溫15min，取出后放置在樣品上保持10min，然
后除去。在同‘試驗位置，連續(xù)進行j次該過程。在竄溫
下保持4h后檢查表面變化情況。試樣表面無破裂和鼓
泡，所產(chǎn)生的缺陷污跡易打磨至原狀。兇此，測試結(jié)果符
合標(biāo)準(zhǔn)jc 908—2002的要求。
2．5耐水性測試
將樣品與水平方向呈8。±2。角加緊，用流量為
4L／min，溫度為水流沖擊距上邊緣38mm處表面
l-5min，在1．5s內(nèi)迅速用相同流量，溫度為(2l±2)℃
的冷水沖擊同一點(誤差范圍在25mm)1．5mim連續(xù)250
次小間斷循環(huán)后進行檢查。試樣表面幾乎無變化，敲擊
聲尤變化。
檢測標(biāo)準(zhǔn)JC 908-2002要求，試樣表面應(yīng)無破裂、
裂縫、鼓泡、隆隆作響、敲擊聲變啞或分層。故試樣測試
結(jié)果符合要求。
從以上檢測數(shù)據(jù)呵以判定采用云浮廢石粉加入人
造人理石中技術(shù)上是可行的。圖3是人造大理石的制品
照片。
圖3
3經(jīng)濟分析
人造大理石生產(chǎn)成本如表5。
目前人造大琿石產(chǎn)品的市場價格在200--一800元／
米不等，本項目的生產(chǎn)原料成本為88．9l元／米，加上
生產(chǎn)產(chǎn)品的其它成本，牛產(chǎn)人造火理石在經(jīng)濟上是可行
一24一
價格
一‘組試樣試樣的蕾f審面移! 瓤f市長度
原料的組成體杉{ 成小成小
／元／噸
／g ／cm‘‘ f庀f米2 f電{朱
紅仡崗巖788 88．9l
FL——885 12500 499．5 (注：寬度
按照J(rèn)C
石英砂400 62．4 908——
691．5 兒6．68
T-8A 12000 2．547
ZUUZ “刪
定的i常
過氧化甲規(guī)格i 々寬
乙酮
13000 4．446 嫂76： mm)
注：試行的厚度為12．7u
的。
4結(jié)論
本項目對云浮市生產(chǎn)石材過程巾產(chǎn)生的廢石粉進
行了二次再利用的研究。實驗得f|j j，以廢石料摻入量為
58％的最佳配方，通過研究測試農(nóng)明采用此配方制備的
人造大理石各項一陀能均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，因此，可應(yīng)用于生產(chǎn)。
該項目的實施，每年町消耗人量的廢石料，從I酊減少云
浮巾．耕地的占用而j{}{，提高L地利用率，同時也可解決
因堆積而引起的環(huán)境污染問題。另一方面，該項技術(shù)提
高了石材廢料的副加值，成品具有性能好、成本低、生產(chǎn)
工藝簡單、經(jīng)濟效益和社會效益好等有點，應(yīng)用前景廣
泛?！?
·基金項目：廣東產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項目(項目編號：20088090500152)
【參考文獻】
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津工業(yè)大學(xué)學(xué)報2004(4)：卜3．

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