一种水泥基超高性能人造石板材及其生产和安装方法与流程

本发明涉及建筑装饰领域，尤其是一种水泥基超高性能人造石板材及生产和安装方法。

背景技术：

现有建筑墙体装饰成石材效果的板材，主要有天然石材板和陶瓷类仿石板两大类，天然石材板是采用天然形成的石材经过切割、磨削、喷砂等方法制作的装饰板材，陶瓷仿石板是将陶土通过高温烧制成具有天然石材效果的板，安装方法主要有湿贴和干挂两种方式。1.湿贴：湿贴是采用有粘性的砂浆将板材粘贴在需装饰的墙体，属于刚性连接，由于在室外风压、雨水、和温差产生的热胀冷缩等，会加速砂浆的粘性降低，加上板材的自重较大，很容易造成板材脱落，而且刚性连接抗震性极差，现湿贴方法只在建筑低层处装饰时使用，建筑高层已基本禁止使用。2.干挂：板材干挂首先需在要装饰的墙体，安装用于承载板材的金属龙骨架，由于天然形成的石材自身已是固体状态，内部无法摆放用于外挂连接的埋件，陶瓷因高温烧制内部同样无法摆放埋件，两种板材在安装时只能在板材侧面开槽或打孔或者在板材背部打孔，才能用金属连接件与承重龙骨架连接安装，由于天然石材和陶瓷自身脆性较大，安装时卡放在侧面槽或孔内的连接件需承载板材的自重，如板材较薄，薄壁很容易造成崩边脱落现象；背部打孔，较薄的板打孔容易破裂，浅孔挂装强度低安全性差，因此现规定干挂石材厚度不能小于25mm，陶瓷用于干挂的时间较短，还没有规定其厚度标准，但陶瓷板需一定的厚度才能保证其安全性，现干挂石材每平方米重量超过65公斤以上，致使用于承载板材的龙骨架也需保持一定的强度才能承载其重量，故造成金属龙骨架的制作安装成本大，较重板材安装费用也很高，而且由于板材的重量大，使房屋结构也需加大才能承载，同样造成房屋建筑成本增加，石材开采破坏环境，陶瓷高温烧制浪费能源易造成污染。

经检索发现，为解决上述问题，在专利（cn2014100884568）一种人造平板石材的制作及其安装方法，以及专利（cn201410694568x）采用干挂与湿贴相结合的水泥基人造平板石材安装方法虽然一定程度解决了上述问题，但板材存在强度低、密实低、耐候性差、吸水率高、抗冻融性差等缺点，预埋的螺母由于是独立摆放，挂装强度较低；预埋的挂勾在板材背部突出，极易影响板材的流水线加工，并且突出的挂勾运输不易码放，容易造成板材破裂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水泥基超高性能人造石板材及生产和安装方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水泥基超高性能人造石板材，包括采用超高性能混凝土（uhpc）的板材本体，其特征是板材本体内埋设有不锈钢网片，不锈钢网片中设置有螺母，所述螺母端口与板材本体的背部齐平，所述板材本体经强振、强压、抽真空制成。

作为优选，所述不锈钢网片与螺母焊接，所述螺母为不锈钢螺母。

作为优选，所述超高性能混凝土（uhpc）包括525及525以上的高标号水泥、硅灰和矿渣粉、砂石骨料、聚羧酸高效减水剂，上述组分加入适量的水按水胶比不超过0.25的比例混凝而成。

作为优选，所述6mm粒径以下砂石骨料为4～6目米石、10～20目米石、40～80目米石、80～120目石英粉、800～1200目石英粉中的一种或多种组合。

作为优选，所述超高性能混凝土包括以下质量份数的组分：525及525以上的白色硅酸盐水泥100份、硅灰8～15份、矿渣粉10～30份、4～6目米石50～80份、10～20目米石50～100份、40～80目米石20～50份、80～120目石英粉5～10份、800～1200目石英粉5～10份、聚羧酸高效减水剂0.5～2份、憎水粉0.2～1.0份、氧化铁颜料0～5份、粉煤灰0～30份、纳米材料0.1～15份，上述组分加入适量的水按水胶比0.18～0.22的比例混凝而成。

作为优选，所述纳米材料为纳米二氧化硅0.1～5份、纳米二氧化钛0.1～5份、纳米碳酸钙0.1～5份中的一种或多种组合。

一种水泥基超高性能人造石板材的制作方法，包括以下步骤：

1.制板设备的准备：制板设备包括高频振动器，不小于10kg/cm2压力的液压机，抽真空至-0.08mpa压力以下的真空设备，根据制板规格确定料框和压板尺寸；

2.将搅拌好的浆料投入涂抹好脱模剂的料框内，抹平并打开高频振动器，振动10～15秒后，在浆料内铺放带螺母的不锈钢网片，最后在浆料上铺放有吸水性的隔离布；

3.打开液压机按不小于10kg/cm2压力压制15～30秒，并同时抽真空至-0.08mpa以下；

4.取出隔离布，将压好的板材用托板运送至蒸汽养护室养护；

5.将养护好的板材定制成标准厚度，根据不同的板面效果要求，用包括磨光机、喷砂机、火烧面机、水冲面机、荔枝面机中的一种或多种组合设备处理成所需表面效果，得到本发明人造石板材；

6.清理板材、用烘干机烘干，在人造石板材外表面喷涂防护剂。

人造石板材通过金属连接件以干挂加湿贴的方式安装在墙体上或建筑物顶部，所述金属连接件包括直金属条，所述直金属条两端分别设有若干螺杆通孔，直金属条其中一螺杆通孔穿置有螺杆，该螺杆与人造石板材上的螺母螺合连接；用少量砂浆点式抹在保温板背部；将膨胀螺栓穿过直金属条的另一螺杆通孔向墙体或建筑物顶部植入；用皮锤敲击人造石板材表面至要求平整度；拧紧膨胀螺栓将直金属条固定于墙体或建筑物顶部。

所述人造石板材通过金属连接件以保温一体板干挂加湿贴方式安装在墙体上，所述金属连接件包括直金属条，直金属条两端分别设有若干螺杆通孔，直金属条其中一螺杆通孔穿置有螺杆，该螺杆穿过保温板与人造石板材上的螺母螺合连接；用少量砂浆点式抹在保温板背部；将膨胀螺栓穿过直金属条的另一螺杆通孔向墙体植入；用皮锤敲击人造石板材表面至要求平整度；拧紧膨胀螺栓将直金属条固定于墙体。

所述人造石板材通过金属连接件以无龙骨干挂方式安装在墙体上，所述金属连接件包括z型金属连接件，所述z型金属连接件两端分别设有若干螺杆通孔，z型金属连接件其中一螺杆通孔穿置有螺杆，该螺杆与人造石板材上的螺母螺合连接；将膨胀螺栓穿过z型金属连接件的另一螺杆通孔向墙体植入；拧紧膨胀螺栓将z型金属连接件固定于墙体。

所述人造石板材通过金属连接件以有龙骨干挂方式安装在墙体上，所述金属连接件包括l型金属连接件，所述龙骨包括承重龙骨、横向龙骨，所述横向龙骨固定在承重龙骨上，所述承重龙骨固定在墙体上，所述横向龙骨上设有螺杆通孔，所述l型金属连接件两连接端分别设有腰孔，所述l型金属连接件的一连接端腰孔穿置有螺杆，该螺杆与人造石板材上的螺母螺合连接；l型连接件另一连接端腰孔内穿置有螺栓；所述螺栓穿过螺杆通孔后与螺母螺合连接。

拼接造型线条的安装方法是：将造型金属条按预设造型的横截面形状弯折成多段连接条，所述连接条上均设有螺杆通孔，螺杆通孔内穿置有螺杆，螺杆与人造石板材上的螺母螺合连接，多块人造石板材通过造型金属条连接并拼接成造型线条；

将造型线条通过多个金属连接件固定在墙体上，所述金属连接件两端分别设有若干螺杆通孔，金属连接件其中一螺杆通孔穿置有螺杆，该螺杆与人造石板材上的螺母螺合连接，将膨胀螺栓穿过金属连接件的另一螺杆通孔，向墙体植入并拧紧膨胀螺栓固定于墙体。

本发明采用超高性能混凝土（uhpc）所必需的基本材料和配方工艺为基础要求，添加可以增加抗拆强度的不锈钢网片，并以强振、强压、抽真空为主要制板方法。强压、抽真空是现有建筑桥梁等制作超高性能混凝土很难达到的制作条件；强压结合吸水布能挤出和吸走板材中的水份；抽真空能抽出板材中的气体和多余的水份，两者能使水份减少20%以上，能使板材的密实度更高，从而更能达到超高性能混凝土水胶越低、强度越高的原理条件，整板连接在一起的不锈钢网片比超高性能混凝土所必需的分散性的钢纤维具有更好的连接支撑的骨架作用，使板材的骨料与网片完全融为一体，不锈钢丝的刚性和韧性，使板材在很薄的情况下也不会出现断裂脱落的现象，本发明板材厚度在10mm左右，从而使板材重量大大减轻。本发明制作的板材具有超高性能混凝土所具备的超高强、高韧性、高耐久的显著特点，比普通强度混凝土的各项性能指标优越数倍以上，从而完全克服发明人原有水泥基板材强度低、密度低、抗拆性差、耐候差、抗冻融性差等缺隙。本发明在超高性能混凝土的基础上添加了多种纳米材料，其中纳米级的二氧化硅、纳米级的碳酸钙能使板材具有更高的密实度、强度和抗拆性能，纳米二氧化钛使板材具有抗紫外线、杀菌、自洁等功能。本发明在超高性能混凝土是所有强度混凝土中吸水率最低的情况下，添加了能有效降低混凝土吸水率的憎水粉，使板材的吸水率完全达到建筑外装饰石材的超低要求，从而克服普通水泥基吸水率高的缺隙。

本发明用于外挂连接的螺母与不锈钢网片焊接在一起，与不锈钢网片一起铺设在板材背部浆料中，凝固后完全成为一个整体，不锈钢材质的网片在安装时，切割成任意大小也不会锈蚀，克服普通金属材质的网片和钢纤维易锈蚀的缺隙；连接在一起的螺母挂装时，受力点均与整个板材连接，具有极高的挂装强度，克服了原有水泥基人造石独立摆放螺母，独立受力挂装的挂装强度低的缺隙。本发明的螺母具有抗锈蚀的优点，与板材背部平齐的螺母便于流水线加工和运输。

本发明充分利用螺母螺杆的螺合连接优势，可与任意造型的金属连接件连接，可完成干挂加湿贴、有或者无骨架的干挂、用金属连接条连接任意板材切割组合的线条造型，用加长螺杆通过螺母和金属条可将任意材质的保温板夹紧形成保温一体板，并能快速安全的安装。

本发明以废弃的各色石米和高标号白色硅酸盐水泥为主要原料，加入可调制各种颜色的氧化铁颜料，并在超高性能混凝土工艺的基础上，添加了多种纳米材料使板材在室外环境下具有更好的耐候性和耐久性。板材表面采用天然石材处理表面的剥离工艺原理，利用石材处理表面的相同设备和工艺，可制作出近千种颜色和表面效果，完全达到天然石材装饰效果，并克服天然石材因自然形成而产生的色差问题。

本发明无需开山采石，无需高温烧制，无化学反应，废弃料脱水烘干后可重复使用或者制作其它建材，完全达到零污染、零排放。克服了天然石材开山采石破坏环境，陶瓷高温烧制浪费能源，陶土开采破坏环境产生污染的弊端，是一项利国利民的技术。

附图说明

图1为本发明板材的结构示意图。

图2为本发明板材干挂与湿贴的安装示意图；

图3为本发明保温一体板干挂与湿贴的安装示意图；

图4为本发明无骨架的安装示意图；

图5为本发明干挂示意图；

图6为本发明线条造型拼装示意图；

图7为图6中a处的放大图；

图8为本发明中t型螺母在板材中应用的结构示意图；

图9为本发明中金属连接件以干挂加湿贴的方式安装的结构示意图；

图10为本发明中另一种金属连接件以干挂加湿贴的方式安装的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明板材采用以下方法制作：将525及525以上的白色硅酸盐水泥100份、硅灰8～15份、矿渣粉10～30份、砂石骨料（可以是4～6目黄色米石60份、4～6目黑色米石20份、10～20目黄色米石50份、40～80目白色米石20份、80～120目石英粉5份、800～1200目石英粉5份中的一种组分及其配比或多种组分及其配比的组合）、聚羧酸高效减水剂0.5～2份、氧化铁颜料0～5份，其中砂石骨料为6mm粒径以下砂石骨料；上述组分加入适量的水按水胶比不超过0.25的比例搅拌混合；准备600*900mm模框，并在模框内喷涂脱模剂。将搅拌好的浆料投入模框内，找平并打开高频振动器，振动10～15秒；将振动好的浆料，按确定位置铺放带螺母2的不锈钢网片1和隔离布；打开液压机将相同规格的压板对准模框，压力500吨压制20秒并同时打开真空机抽真空至-0.08mpa，两者时间同步；取出隔离布，将压制好的板材3（如图1所示），用托板，送至蒸汽养护室养护；将养护好的板材用定厚机定制成标准厚度；用石材连续磨光机磨光；烘干并喷涂表面防护剂，并送至施工现场。

为了进一步改进，以下提供多个实施例，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

板面颜色：黄色；高光面；规格：600*900mm；厚度10mm。

1.原料配置：525白色硅酸盐水泥100份、硅灰8份、矿渣粉20份、4～6目黄色米石60份、4～6目黑色米石20份、10～20目黄色米石50份、40～80目白色米石20份、80～120目石英粉5份、800～1200目石英粉5份、聚羧酸高效减水剂0.8份、憎水粉0.6份、氧化铁黄色颜料2份、粉煤灰10份、纳米二氧化钛1份、纳米二氧化硅1.5份、纳米碳酸钙2.5份。

2.将上述干粉料，通过干粉设备搅拌均匀制作干粉，分袋包装。

3.将干粉按比例加入高效减水剂和水搅拌10分钟，上述所有组分加入适量的水按水胶比0.2的比例混凝而成。

4.准备强振、强压、抽真空设备，准备600*900mm模框，并在模框内喷涂脱模剂。

5.将搅拌好的浆料投入模框内，找平并打开高频振动器，振动10～15秒。

6.将振动好的浆料，按确定位置铺放不锈钢网片1、螺母2和隔离布。

7.打开液压机将相同规格的压板对准模框，压力500吨压制20秒并同时打开真空机抽真空至-0.08mpa，两者时间同步。

8.取出隔离布，将压制好的板材3（如图1所示），用托板，送至蒸汽养护室养护。

9.将养护好的板材用定厚机定制成标准厚度。

10.用石材连续磨光机磨光。

11.烘干并喷涂表面防护剂，并送至施工现场。

实施例二

板面颜色：红色；火烧面；规格：600*600mm；厚度11mm。

1.原料配置：525白色硅酸盐水泥100份、硅灰10份、矿渣粉30份、4～6目红色米石80份、4～6目黑色米石20份、10～20目红色米石80份、40～80目白色米石40份、80～120目石英粉8份、800～1200目石英粉10份、聚羧酸高效减水剂2份、憎水粉1.0份、氧化铁红色颜料5份、粉煤灰20份、纳米二氧化钛1.5份、纳米二氧化硅2份、纳米碳酸钙1.5份、上述组分加入适量的水按水胶比0.22的比例混凝而成。

2.颜料为红色氧化铁颜料，米石为红色，其它规格同实施例一。

3.模框规格为600*600mm。

4.压力400吨压制15秒。

5.表面处理用石材火烧面机烧面形成火烧面。

6.将振动好的浆料，按确定位置铺放焊接有螺母2的不锈钢网片1和隔离布，螺母2可以为不锈钢螺母。如图8所示，不锈钢螺母还可为t型不锈钢螺母211，t型不锈钢螺母211主体可以穿过不锈钢网片1的网眼设置，其外端部与板材本体3的背部齐平。

7.其制作方式及步骤同实施例一。

实施例三

板面颜色：黑色；水冲面；规格500*700mm；厚度9mm。

1.原料配置：525及525以上的白色硅酸盐水泥100份、硅灰15份、矿渣粉10份、4～6黑色目米石80份、10～20黑色目米石100份、40～80目黑色米石50份、80～120目石英粉10份、800～1200目石英粉8份、聚羧酸高效减水剂0.5份、憎水粉0.2份、氧化铁黑色颜料1份、粉煤灰30份、纳米二氧化钛1.5份、纳米二氧化硅1.5份、纳米碳酸钙2份，上述组分加入适量的水按水胶比0.18的比例混凝而成。

2.模框规格为500*700mm。

3.压力350吨压制30秒。

4.板材表涂刷缓凝剂，初凝后用高压水枪冲面形成水冲面。

5.其制作方式及步骤同实施例一。

水泥基人造石材性能对比：

将实施例1～3所得水泥基超高性能人造石板材用于建筑装饰，包括如下几种方法：

安装方法一：

如图2所示，人造石板材通过金属连接件以干挂加湿贴的方式安装在墙体上或建筑物顶部，所述金属连接件包括直金属条4，所述直金属条两端分别设有若干螺杆通孔5，直金属条4其中一螺杆通孔穿置有螺杆21，螺杆21外端螺合有紧固螺母6，紧固螺母6将直金属条4压制在人造石板材3的背部。该螺杆21与人造石板材上的不锈钢螺母2螺合连接；用少量砂浆点式抹在保温板背部；砂浆起到定位厚度作用，将膨胀螺栓9穿过直金属条4的另一螺杆通孔向墙体或建筑物顶部植入；用皮锤敲击人造石板材表面至要求平整度，拧紧膨胀螺栓9将直金属条4固定于墙体或建筑物顶部，完成人造石板材的安装。

安装方法二：

如图3所示，人造石板材通过金属连接件以保温干挂加湿贴方式安装在墙体上，所述金属连接件包括直金属条4，所述直金属条4两端分别设有若干螺杆通孔，直金属条4其中一螺杆通孔穿置有长螺杆22，长螺杆22外端螺合有紧固螺母6，紧固螺母6将直金属条4压制在保温板10的背部。该长螺杆22穿过保温板10与人造石板材上的不锈钢螺母2螺合连接；用少量砂浆点式抹在保温板10背部；砂浆起到定位厚度作用，将膨胀螺栓9穿过直金属条4的另一螺杆通孔向墙体植入；用皮锤敲击人造石板材表面至要求平整度，拧紧膨胀螺栓将直金属条固定于墙体，完成人造石板材安装。

安装方法三：

如图4所示，人造石板材通过金属连接件以无龙骨干挂方式安装在墙体上，所述金属连接件包括z型金属连接件18，所述z型金属连接件18两端分别设有若干螺杆通孔，z型金属连接件18其中一螺杆通孔穿置有螺杆24，螺杆24外端螺合有紧固螺母15；紧固螺母15将z型金属连接件18压制在人造石板材3的背部；该螺杆与人造石板材上的不锈钢螺母2螺合连接，将膨胀螺栓9穿过z型金属连接件18的另一螺杆通孔向墙体植入；拧紧膨胀螺栓9将直金属条固定于墙体，完成人造石板材安装。

安装方法四：

如图5所示，人造石板材通过金属连接件以有龙骨干挂方式安装在墙体上，所述金属连接件包括l型金属连接件7，所述龙骨包括承重龙骨17、横向龙骨8，所述横向龙骨8固定在承重龙骨17上，所述承重龙骨17固定在墙体上，所述横向龙骨8上设有螺杆通孔14，所述l型金属连接件7两连接端分别设有腰孔，所述l型金属连接件7的一连接端腰孔穿置有螺杆，该螺杆与人造石板材上的不锈钢螺母螺合连接，l型连接件7另一连接端腰孔内穿置有螺栓16，所述螺栓16穿过螺杆通孔后与螺母螺合连接，调整板材的上下高度和前后平整度，确认后拧紧两端螺母，完成人造石板材安装。

安装方法五：

如图6-7所示，将造型金属条19按造型的形状弯折成多段连接条，所述连接条上均设有螺杆通孔，螺杆通孔内穿置有螺杆，螺杆与人造石板材上的不锈钢螺母螺合连接；多块人造石板材通过造型金属条19连接并拼接成造型线条20；

将造型线条通过多个金属连接件固定在墙体上，所述金属连接件11两端分别设有若干螺杆通孔，金属连接件11其中一螺杆通孔穿置有螺杆24，该螺杆24穿过造型金属条19的螺杆通孔与人造石板材上的不锈钢螺母2螺合连接，将膨胀螺栓13穿过金属连接件11的另一螺杆通孔，向墙体植入并拧紧膨胀螺栓固定于墙体，完成人造石板材的安装。

安装方式六：

如图9所示，人造石板材通过金属连接件以干挂加湿贴的方式安装在建筑物顶部，所述金属连接件包括直金属条31，所述直金属条31两端分别设有若干螺杆通孔，其中直金属条一螺杆通孔穿置有螺杆21，该螺杆21内端与人造石板材上的螺母螺合连接，所述螺杆外端螺合有紧固螺母33，紧固螺母将直金属条压制在人造石板材背部；

将膨胀螺栓穿过直金属条的另一螺杆通孔向建筑物顶部植入；用皮锤敲击人造石板材3表面至要求平整度；拧紧膨胀螺栓将直金属条固定于建筑物顶部，完成人造石板材的安装。

安装方式七：

如图10所示，人造石板材通过金属连接件以干挂加湿贴的方式安装在建筑物顶部，所述金属连接件包括直金属条31，所述直金属条31上设有若干螺杆通孔，其中一螺杆通孔穿置有螺杆21，该螺杆内端与人造石板材上的螺母螺合连接，所述螺杆外端螺合有紧固螺母33，紧固螺母33将直金属条31压制在人造石板材背部；

将膨胀螺栓33穿过直金属条另一螺杆通孔向建筑物顶部植入；用皮锤敲击人造石板材3表面至要求平整度；拧紧膨胀螺栓将直金属条固定于建筑物顶部，完成人造石板材的安装。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。