本发明涉及一种混凝土装饰板及其制备方法。
背景技术：
在现有建筑特别是公共建筑的装饰板中，以石材装饰板为主。然而石材的采取、运输及加工难度大，成本高；且石材属于不可再生资源，采矿严重破坏生态环境。因此，基于混凝土的装饰板成为目前装饰板领域的重点研究对象。然而由于混凝土装饰板的服役环境恶劣，目前的混凝土装饰板最主要的问题是耐久性不理想，容易出现脱落、破损等问题，进而影响其性能。
技术实现要素：
基于此，有必要提供一种耐久性良好的混凝土装饰板及其制备方法。
一种混凝土装饰板，包括：
混凝土结构层，所述混凝土结构层的原料包括混凝土和高分子吸水树脂，所述高分子吸水树脂与所述混凝土的质量比为2％～5％；
界面层，为网状结构且设于所述混凝土结构层上；及
装饰层，设于所述界面层上，所述装饰层的原料按重量份数计，包括水泥300～550份、20～40目石英砂700～950份、40～70目石英砂240～310份、减水剂15～22份、纤维素醚0.1～0.7份及水190～240份。
上述混凝土装饰板，采用混凝土结构层、界面层和上述配级的装饰层，提高了混凝土装饰板的强度，进而减小了混凝土装饰板的厚度，可使混凝土装饰板的厚度小于2cm。混凝土结构层中含有高分子吸水树脂，使得形成的混凝土结构层在湿度较大或者有水的环境能大量吸收水分，且能保持住水分不外流，而且还能在比较干燥的环境增加环境的湿气，进而提高混凝土装饰板的耐久性。该混凝土装饰板特别适于室内使用，进而可较好的调节室内的湿度。此外该装饰层和混凝土结构层凝固连接紧固，避免了层与层之间的热膨胀系数不同造成的恶劣环境下易开裂和剥离的问题，进一步提高了混凝土装饰板的强度，降低了其破损率，进而提高了其耐久性和减小了其厚度，可有效减少后期维护工作量，降低成本。
在其中一个实施例中，所述装饰层的原料按重量份数计，还包括325目石英砂290～330份。
在其中一个实施例中，所述装饰层的原料按重量份数计，还包括颜料0.2～5份。
在其中一个实施例中，所述高分子吸水树脂为经过泡水处理的高分子吸水树脂。
在其中一个实施例中，所述混凝土结构层的厚度为3～8mm，所述装饰层的厚度为3～5mm。
一种混凝土装饰板的制备方法，包括以下步骤：
将装饰层的原料混合并灌入模具，其中所述装饰层的原料按重量份数计，包括水泥300～550份、20～40目石英砂700～950份、40～70目石英砂240～310份、减水剂15～22份、纤维素醚0.1～0.7份及水190～240份；
将界面层设于所述装饰层的原料上，所述界面层为网状结构；
将混凝土结构层的原料灌入模具并浇筑在所述界面层上，其中所述混凝土结构层的原料包括混凝土和高分子吸水树脂，所述高分子吸水树脂和所述混凝土的质量比为2％～5％；
固化，除去模具，得到所述混凝土装饰板。
上述混凝土装饰板的制备方法简单，装饰层和混凝土结构层的厚度均易于控制。得到的混凝土装饰板强度高，进而可减小混凝土装饰板的厚度。且混凝土结构层中含有高分子吸水树脂，使得形成的混凝土结构层在湿度较大或者有水的环境能大量吸收水分，且能保持住水分不外流，而且还能在比较干燥的环境增加环境的湿气，进而提高混凝土装饰板的耐久性。此外该装饰层和混凝土结构层凝固连接紧固，避免了层与层之间的热膨胀系数不同造成的恶劣环境下易开裂和剥离的问题，进一步提高了混凝土装饰板的强度，降低了其破损率，进而提高了其耐久性。
在其中一个实施例中，还包括将所述模具的内壁涂上脱模剂并干燥的预处理步骤。
在其中一个实施例中，所述装饰层的原料按重量份数计，还包括325目石英砂290～330份。
在其中一个实施例中，所述装饰层的原料按重量份数计，还包括颜料0.2～5份。
在其中一个实施例中，所述高分子吸水树脂为经过泡水处理的高分子吸水树脂。
附图说明
图1为一实施例的混凝土装饰板的制备方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
本发明提供了一实施例的混凝土装饰板。该混凝土装饰板包括混凝土结构层、界面层和装饰层。
混凝土结构层的原料包括混凝土和高分子吸水树脂。高分子吸水树脂和混凝土的质量比为2％～5％。在混凝土中加入高分子吸水树脂，使得形成的混凝土结构层在湿度较大或者有水的环境能大量吸收水分，且能保持住水分不外流，而且还能在比较干燥的环境增加环境的湿气，进而提高混凝土装饰板的耐久性。该混凝土装饰板特别适于室内使用，进而可较好的调节室内的湿度，提高舒适度。此外高分子吸水树脂的质量含量需要严格控制，避免加入过量影响混凝土结构层的强度。更优选的，高分子吸水树脂和混凝土的质量比为2.5％～3.5％。
优选的，高分子吸水树脂的吸水率为300-500倍。
优选的，高分子吸水树脂为经过泡水处理的高分子吸水树脂，如此可使高分子吸水树脂处于吸水平衡状态，避免将干燥的高分子吸水树脂与混凝土混合，导致其与混凝土中的水结合进而影响混凝土的性能或由于吸水体积膨胀导致混凝土结构层开裂等问题。
更优选的，泡水处理的时间为0.5～2h。
在又一实施例中，混凝土结构层的原料还包括相变储能颗粒。相变储能颗粒和混凝土的质量比为2％～10％。在混凝土中加入相变储能颗粒，使得形成的混凝土结构层在温度较高时通过相变储能颗粒发生相变吸热，在室内温度较低时，相变颗粒又能通过相变过程将热量释放出来，从而提高了其自身的耐冷耐热性能，进而提高了其耐久性。更优选的，相变储能颗粒和混凝土的质量比为3％～7％。优选的，相变储能颗粒为相变微胶囊。
在又一实施例中，混凝土结构层的原料还包括轻质骨料。轻质骨料和混凝土的质量比为2％～10％。在混凝土中加入轻质骨料，使得形成的混凝土结构层的自重降低，进而提高了混凝土装饰板的轻便性，避免了其因为自重造成脱落破损等问题，同时轻质骨料还具有隔音作用。更优选的，轻质骨料和混凝土的质量比为3％～7％。优选的，轻质骨料为玻化微珠和聚苯颗粒中的至少一种。更优选的，轻质骨料的粒度范围为40～70目。
如此混凝土装饰板通过耐水性、耐热性和减轻自重等多个方面结合，提高了耐久性。该混凝土装饰板特别适用于室内装饰，可大幅度提高室内的舒适度。
优选的，混凝土为超高强混凝土，混凝土结构层为超高强混凝土结构层，进而保证其具有较好的力学性能和耐候性能。行业内将抗压强度等级C100及以上的混凝土认为超高强混凝土。一方面由于超高强混凝土强度高和密实度大，因此可降低相变储能颗粒的破裂率，即便其破裂也可避免相变储能颗粒中的相变材料渗漏；另一方面超高强混凝土由于本身具有一定的粘度，其不需要加入纤维素醚提高粘度，采用超高强混凝土和相变储能颗粒直接混合，便能防止相变储能颗粒上浮，进而保证其在混凝土结构层中分散均匀。优选的，混凝土结构层为3～8mm。
优选的，高分子吸水树脂为淀粉接枝丙烯酸盐类、接枝丙烯酰胺、高取代度交联羧甲基纤维素、交联羧甲基纤维素接枝丙烯酰胺及交联型羟乙基纤维素接枝丙烯酰胺聚合物中的至少一种。
界面层为网状结构且设于混凝土结构层。界面层可增强混凝土装饰板的强度，进而可减小混凝土装饰板的厚度。此外界面层为网状结构，从而使得混凝土结构层能与装饰层连接。
优选的，界面层为纤维网格布和钢筋网中的至少一种。更优选的，界面层为抗裂纤维网格布。
装饰层设于界面层上。装饰层的原料按重量份数计，包括水泥300～550份、20～40目石英砂700～950份、40～70目石英砂240～310份、减水剂15～22份、纤维素醚0.1～0.7份及水190～240份。其中以20～40目石英砂为例，是指筛分粒度，也就是可以通过20～40目筛网筛孔的粒径的石英砂。
上述装饰层的原料配级得到的装饰层强度高，而且纤维素醚可提高装饰层各组份之间的粘结力和保水性能，进而起到防止开裂和防止泌水的作用。纤维素醚在装饰层中形成一层隔离膜，进而起到隔离的作用，可防止混凝土结构层中高分子吸水树脂在混凝土硬化初期吸水太多，进而阻碍混凝土水化进程的问题。此外该装饰层和混凝土结构层凝固连接紧固，避免了层与层之间的热膨胀系数不同造成的恶劣环境下易开裂和剥离的问题，进一步提高了混凝土装饰板的强度，降低了其破损率，进而提高了其耐久性和减小了其厚度，可有效减少后期维护工作量，降低成本。
更优选的，装饰层的原料按重量份数计，包括水泥350～500份、20～40目石英砂750～850份、40～70目石英砂250～290份、减水剂16～18份、纤维素醚0.4～0.6份及水190～220份。其中以20～40目石英砂为例，是指筛分粒度，也就是可以通过20～40目筛网筛孔的粒径的石英砂。
优选的，水泥为白水泥。
优选的，减水剂为聚羧酸减水剂。
优选的，装饰层的原料按重量份数计，还包括325目石英砂290～330份。采用20～40目石英砂、40～70目石英砂和325目石英砂的级配石英砂，有利于砂浆组分的紧密堆积，根据紧密堆积理论可得到较高的力学强度。其次这三类粒径范围的石英砂不仅得到的力学性能好，而且其经济成本低。更优选的，325目石英砂为300～310份。
优选的，装饰层的原料按重量份数计，还包括高分子吸水树脂2～8份。如此能进一步增强调节湿度的作用。
在又一实施例中，装饰层的原料按重量份数计，还包括相变储能颗粒2～8份。如此能增强混凝土装饰板的耐冷耐热性能以及其恒定室温的作用。此外，该配级的装饰层强度高，密实度大，可降低相变储能颗粒的破裂率，即便其破裂也可避免相变储能颗粒中的相变材料渗漏；而且装饰层中的纤维素醚可提高装饰层的粘度，进而可防止相变储能颗粒上浮，保证相变储能颗粒在装饰层中分散均匀。更优选的，相变储能颗粒为3～5份。更优选的，相变储能颗粒的粒度范围为20～40目。该粒度范围的相变储能颗粒与最大粒度的石英砂相同，进而可在搅拌时防止相变微胶囊受力破裂。
在又一实施例中，装饰层的原料按重量份数计，还包括轻质骨料2～8份。如此能降低混凝土装饰板的自重和增强混凝土装饰板的隔音效果。更优选的，轻质骨料为3～5份。
优选的，装饰层的原料按重量份数计，还包括颜料0.2～5份。加入颜料可丰富装饰层的外观选择。加入纤维素醚可提高颜料对装饰层的着色性能。更优选的，颜料为0.2～5份。
优选的，装饰层的厚度为3～5mm。
上述混凝土装饰板，采用混凝土结构层、界面层和上述配级的装饰层，提高了混凝土装饰板的强度，进而减小了混凝土装饰板的厚度，可使混凝土装饰板的厚度小于2cm。混凝土结构层中含有高分子吸水树脂，使得形成的混凝土结构层在湿度较大或者有水的环境能大量吸收水分，且能保持住水分不外流，而且还能在比较干燥的环境增加环境的湿气，进而提高混凝土装饰板的耐久性。该混凝土装饰板特别适于室内使用，进而可较好的调节室内的湿度。此外该装饰层和混凝土结构层凝固连接紧固，避免了层与层之间的热膨胀系数不同造成的恶劣环境下易开裂和剥离的问题，进一步提高了混凝土装饰板的强度，降低了其破损率，进而提高了其耐久性和减小了其厚度，可有效减少后期维护工作量，降低成本。
上述混凝土装饰板特别适合用于装饰挂板。
请参阅图1，本发明还提供了上述混凝土装饰板的制备方法，包括以下步骤。
步骤S1、将模具的内壁涂上脱模剂并干燥。步骤S1为模具的预处理步骤。
如此有利于后续混凝土装饰板的脱模。若未等脱模剂干燥就进行步骤S2可能会导致脱模剂上浮，进而影响脱模的顺利进行以及混凝土装饰板的强度。
优选的，模具为PVC塑料薄板。
步骤S2、将装饰层的原料混合并灌入模具，其中装饰层的原料按重量份数计，包括水泥300～550份、20～40目石英砂700～950份、40～70目石英砂240～310份、减水剂15～22份、纤维素醚0.1～0.7份及水190～240份。
制得的装饰层为清水混凝土效果的装饰层，朴素大方具有良好的装饰效果。
优选的，装饰层的原料按重量份数计，还包括325目石英砂290～330份。
优选的，装饰层的原料按重量份数计，还包括高分子吸水树脂2～8份。
在又一实施例中，装饰层的原料按重量份数计，还包括相变储能颗粒2～8份。在又一实施例中，装饰层的原料按重量份数计，还包括轻质骨料2～8份。
优选的，装饰层的原料按重量份数计，还包括颜料0.2～5份。
步骤S3、将界面层设于装饰层的原料上，界面层为网状结构。
优选的，界面层为纤维网格布和钢筋网中的至少一种。更优选的，界面层为抗裂纤维网格布。
步骤S4、将混凝土结构层的原料灌入模具并浇筑在界面层上，其中混凝土结构层的原料包括混凝土和高分子吸水树脂，高分子吸水树脂和混凝土的质量比为2％～5％。
在又一实施例中，混凝土结构层的原料还包括相变储能颗粒。相变储能颗粒和混凝土的质量比为2％～10％。在又一实施例中，混凝土结构层的原料还包括轻质骨料。轻质骨料和混凝土的质量比为2％～10％。
步骤S5、固化，除去模具，得到混凝土装饰板。
具体的，步骤S5中在固化后，除去模具之前，还包括养护步骤。可以理解，步骤S1可以省略。
上述混凝土装饰板的制备方法简单，装饰层和混凝土结构层的厚度均易于控制。得到的混凝土装饰板强度高，进而可减小混凝土装饰板的厚度。且混凝土结构层中含有高分子吸水树脂，使得形成的混凝土结构层在湿度较大或者有水的环境能大量吸收水分，且能保持住水分不外流，而且还能在比较干燥的环境增加环境的湿气，进而提高混凝土装饰板的耐久性。此外该装饰层和混凝土结构层凝固连接紧固，避免了层与层之间的热膨胀系数不同造成的恶劣环境下易开裂和剥离的问题，进一步提高了混凝土装饰板的强度，降低了其破损率，进而提高了其耐久性。
以下为具体实施例。
实施例1
该混凝土装饰板包括依次设置的混凝土结构层、界面层和装饰层。
所述混凝土结构层的原料包括超高强混凝土和高分子吸水树脂，高分子吸水树脂和超高强混凝土的质量比为2.5％。界面层为抗裂纤维网格布。所述装饰层的原料按重量份数计，包括白水泥350份、20～40目石英砂750份、40～70目石英砂250份、325目石英砂300份、聚羧酸减水剂16份、纤维素醚0.4份、颜料0.9份及水190～240份。其中高分子吸水树脂为经过泡水处理1h的高分子吸水树脂。
该混凝土装饰板的制备方法如下：
采用PVC塑料薄板作模具，在模具的内壁均匀喷涂脱模剂。将装饰层的原料在搅拌机中混合，搅拌后浇筑于模具中，浇筑厚度为3mm，并振捣铺平。将界面层铺设于装饰层的原料上。将混凝土结构层的原料在搅拌机中混合，搅拌后浇筑于界面层上，浇筑厚度为4mm，并振捣铺平。固化，养护，除去模具得到清水饰面的混凝土装饰板。
实施例2
该混凝土装饰板包括依次设置的混凝土结构层、界面层和装饰层。
所述混凝土结构层的原料包括超高强混凝土和高分子吸水树脂，高分子吸水树脂和超高强混凝土的质量比为3.5％。界面层为钢筋网。所述装饰层的原料按重量份数计，包括白水泥500份、20～40目石英砂850份、40～70目石英砂290份、325目石英砂310份、聚羧酸减水剂18份、纤维素醚0.6份、颜料3份及水220份。其中高分子吸水树脂为经过泡水处理0.5h的高分子吸水树脂。
该混凝土装饰板的制备方法如下：
采用PVC塑料薄板作模具，在模具的内壁均匀喷涂脱模剂。将装饰层的原料在搅拌机中混合，搅拌后浇筑于模具中，浇筑厚度为4mm，并振捣铺平。将界面层铺设于装饰层的原料上。将混凝土结构层的原料在搅拌机中混合，搅拌后浇筑于界面层上，浇筑厚度为5mm，并振捣铺平。固化，养护，除去模具得到清水饰面的混凝土装饰板。
实施例3
该混凝土装饰板包括依次设置的混凝土结构层、界面层和装饰层。
所述混凝土结构层的原料包括超高强混凝土和高分子吸水树脂，高分子吸水树脂和超高强混凝土的质量比为5％。界面层为抗裂纤维网格布。所述装饰层的原料按重量份数计，包括白水泥300份、20～40目石英砂950份、40～70目石英砂310份、325目石英砂330份、聚羧酸减水剂22份、纤维素醚0.1份、颜料0.2份及水190份。其中高分子吸水树脂为经过泡水处理2h的高分子吸水树脂。
该混凝土装饰板的制备方法如下：
采用PVC塑料薄板作模具，在模具的内壁均匀喷涂脱模剂。将装饰层的原料在搅拌机中混合，搅拌后浇筑于模具中，浇筑厚度为5mm，并振捣铺平。将界面层铺设于装饰层的原料上。将混凝土结构层的原料在搅拌机中混合，搅拌后浇筑于界面层上，浇筑厚度为3mm，并振捣铺平。固化，养护，除去模具得到清水饰面的混凝土装饰板。
实施例4
该混凝土装饰板包括依次设置的混凝土结构层、界面层和装饰层。
所述混凝土结构层的原料包括超高强混凝土和高分子吸水树脂，高分子吸水树脂和超高强混凝土的质量比为2％。界面层为钢筋网。所述装饰层的原料按重量份数计，包括白水泥550份、20～40目石英砂700份、40～70目石英砂240份、325目石英砂290份、聚羧酸减水剂15份、纤维素醚0.7份、颜料5份及水240份。
该混凝土装饰板的制备方法如下：
采用PVC塑料薄板作模具，在模具的内壁均匀喷涂脱模剂。将装饰层的原料在搅拌机中混合，搅拌后浇筑于模具中，浇筑厚度为3mm，并振捣铺平。将界面层铺设于装饰层的原料上。将混凝土结构层的原料在搅拌机中混合，搅拌后浇筑于界面层上，浇筑厚度为8mm，并振捣铺平。固化，养护，除去模具得到清水饰面的混凝土装饰板。
实施例5
实施例5与实施例1的原料和制备方法基本相同，不同之处在于，所述装饰层的原料按重量份数计还包括高分子吸水树脂5份。
实施例6
实施例6与实施例1的原料和制备方法基本相同，不同之处在于，所述混凝土结构层的原料还包括相变微胶囊和玻化微珠，相变微胶囊和超高强混凝土的质量比为3％，玻化微珠和超高强混凝土的质量比为3％。所述装饰层的原料按重量份数计还包括相变微胶囊3份和玻化微珠4份。
对比例1
对比例1的混凝土装饰板，仅由混凝土结构层构成，其制备原料和制备方法与实施例1相同，且混凝土地面砖的厚度为20mm。
对比例2
对比例2的混凝土装饰板，与实施例1基本相同，不同之处在于，混凝土结构层的原料和装饰层的原料中均不含有高分子吸水树脂。
实施例1～6得到的混凝土装饰板，其28天的抗压强度约为50MPa。对比例1得到的混凝土装饰板，其28天的抗压强度约为40MPa，对比例2得到的混凝土装饰板，其28天的抗压强度约为45MPa。由此可见，本发明实施例得到的混凝土装饰板的厚度薄，抗压强度高。
将实施例1～6及对比例2在湿度为90％的条件进行测试1h，再对其重量进行称重，得到混凝土装饰板的重量增加量。对比例1～2得到的混凝土装饰板的重量增加1.7％。实施例1～6得到的混凝土装饰板的重量分别增加3.1％、4.2％、4.8％、3.7％、6.1％和3.3％。因此表明装饰板内添加的吸水树脂能起到较好的吸湿作用，用于室内装饰可起到恒定室内湿度的功能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。