一种无机人造石的渗透性能测试及评定方法

本发明涉及建筑材料，特别是一种无机人造石的渗透性能测试及评定方法。

背景技术：

1、在我国强调“环保”和“低碳”的背景下，为了缓解对天然石材等自然资源的紧缺问题并降低对环境的破坏，我国限制了对天然石材的开采。传统的天然石材在开采、加工和运输过程中对环境造成不可忽视的影响。此外，天然石材还存在资源有限、价格昂贵、重量大、易磨损和难以加工等问题。因此，在建筑装饰领域，无机人造合成石作为一种替代品，能够有效解决传统天然石材所面临的种种问题。首先，无机人造合成石是通过无机胶凝材料、天然砂等材料人工合成的，可采用尾矿、再生骨料等固废作为替代填料，降低了对自然资源的依赖，减少了对环境的破坏，并且可以根据需要进行大规模生产，满足市场需求。其次，无机人造合成石硬度高、强度优异、均质性好。此外，无机人造合成石的成本相对较低，价格相对较为稳定，可以降低建筑和装饰项目的成本。无机人造合成石作为一种人工合成的建筑材料，在建筑和装饰领域得到了广泛应用，包括外墙幕墙、室内装饰、地面铺装、景观设计等。无机人造合成石材料不仅满足了建筑领域对石材的需求，还具有环保、可持续等优点，成为中国建筑材料市场的重要组成部分。然而，无机人造合成石作为一种饰面材料，在生产过程中，会出现诸如孔洞、板材未压实等问题，这将导致板材抗渗性能差，石材对外界污染性介质渗透抵抗能力低下，影响石材美观及长期服役性能。因此，渗透性能是衡量产品优劣的重要因素。

2、目前我国有关石材的既有规程对石材渗透性能的规定较为模糊，可参考文献较少，如《建筑装饰用天然石材防护剂》(jc/t 973-2005)提及了一种天然石材抗渗性的测试方法，该规范要求用水泥砂浆浸没至石材厚度约1/2处，并用胶带将石材外露部分和容器周边密封，放置七天，观察试样表面颜色变化和有无水斑出现。该方法操作复杂，测试周期长，测试结果主观性强，且测试对象为天然石材，涉及的测试方法不适于无机人造合成石渗透性能的精确评价。

3、《煤和岩石渗透系数测定方法》(mt224-90)采用渗透系数衡量岩石的渗透性，该测试方法要求将试样装入夹持器内并接入渗透系数测定系统，并且对试件施加轴向荷载、围压、渗水压力，并依次记录渗水压力、渗水体积、时间。该测试方法操作十分复杂，试验设备要求高，且不适用于衡量无机人造合成石的渗透性能。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无机人造石的渗透性能测试及评定方法，能够定量地分析评价石材的渗透性能。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种无机人造石的渗透性能测试及评定方法，首先对无机人造石合成石进行真空处理，而后将染色剂滴在无机人造石的渗透面，测定染色剂在无机人造石中的渗透深度，最后计算无机人造石的渗透系数，并对无机人造石的抗渗性能进行评定。

3、在一较佳的实施例中；测试装置及材料包括真空干燥器、真空泵、软管、金相切割机、染色剂、石蜡、软布及钢尺。

4、在一较佳的实施例中；所述无机人造合成石一般指以水泥为粘合材料，以天然石材、再生骨料或尾矿为主要原材料，选择性添加可兼容的材料，经过搅拌混合，在真空状态下加压、振动、成型，固化工序制成的工业产品。

5、在一较佳的实施例中；真空处理为，利用真空泵抽吸真空干燥器中的空气，在5min内将真空干燥器中的压强降至1～10kpa。

6、在一较佳的实施例中；所述无机人造石的渗透面一般指无机人造石的磨抛面，也可视测试需求为样品的任一表面。

7、在一较佳的实施例中；所述染色剂为罗丹明b染色剂，浓度为5g/l，用量为10ml。

8、在一较佳的实施例中；测定无机人造石的渗透系数时，按以下步骤进行：

9、step1：取样，将试样切割成尺寸为100mm×100mm×25mm的石板，用软布将试样表面擦拭干净，并且用石蜡包裹试样的非渗透面；

10、step2：将试样放入真空干燥器中，渗透面向上，用密封塞将真空干燥器密封；

11、step3：采用真空泵抽吸真空干燥器中的空气，对试样进行真空处理，并维持真空度3h；

12、step4：保持真空泵工作状态下，将染色剂通过真空负压作用抽吸至真空干燥器中，使染色剂滴在无机人造石的渗透面，并维持真空度1h；

13、step5：恢复常压，并静置(20±2)h；

14、step6：擦去残留在无机人造石表面的染色剂，用金相切割机沿着污迹中心将无机人造石切割；

15、step7：观察切割断面上染色剂渗透痕迹，用钢尺测量渗透深度，以渗透深度最大值作为测量结果；

16、step8：按下式计算渗透系数：

17、

18、其中，k为无机人造石的渗透系数mm/h；d为样品的渗透深度mm；t为染色剂在样品渗透面的渗透时间h；渗透系数精确至0.01mm/h。

19、在一较佳的实施例中；在以渗透深度为单一评定无机人造石的渗透性能等级时，标准为：渗透系数小于或等于0.1mm/h，抗渗性能为ⅰ级；渗透系数小于或等于0.5mm/h且大于0.1mm/h，抗渗性能为ⅱ级；渗透系数大于0.5mm/h，抗渗性能为ⅲ级；其中，ⅰ，ⅱ，ⅲ级对应的抗渗性能由优到劣。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：针对现有无机人造合成石渗透性能测试方法过于主观或不能定量评价，又或未能适用于无机人造合成石的不足，本发明公开一种无机人造合成石的渗透性能测试及评定方法。测试所用仪器或材料包括真空干燥器、真空泵、软管、金相切割机、染色剂、石蜡、软布和钢尺。该方法首先将无机人造合成石试件置于真空干燥器中进行真空处理，并保持真空度一段时间；而后，利用真空泵将定量染色剂注入到真空干燥器中，使染色剂滴定到无机人造合成石渗透面上，石材经过真空渗透后，恢复常压渗透；最后，使用金相切割机切割无机人造合成石滴定点，从而获取渗透深度，并基于此计算渗透系数，评定无机人造合成石的渗透性能。该方法操作简单，测试时间短，在实现无机人造合成石渗透性能定量评价的同时，兼具良好的工程实用价值。

技术特征：

1.一种无机人造石的渗透性能测试及评定方法，其特征在于，首先对无机人造石合成石进行真空处理，而后将染色剂滴在无机人造石的渗透面，测定染色剂在无机人造石中的渗透深度，最后计算无机人造石的渗透系数，并对无机人造石的抗渗性能进行评定；

2.根据权利要求1所述的一种无机人造石的渗透性能测试及评定方法，其特征在于：所述无机人造合成石一般指以水泥为粘合材料，以天然石材、再生骨料或尾矿为主要原材料，选择性添加可兼容的材料，经过搅拌混合，在真空状态下加压、振动、成型，固化工序制成的工业产品。

3.根据权利要求1所述的一种无机人造石的渗透性能测试及评定方法，其特征在于：真空处理为，利用真空泵抽吸真空干燥器中的空气，在5min内将真空干燥器中的压强降至1～10kpa。

4.根据权利要求1所述的一种无机人造石的渗透性能测试及评定方法，其特征在于：所述无机人造石的渗透面一般指无机人造石的磨抛面，也可视测试需求为样品的任一表面。

5.根据权利1要求所述的一种无机人造石的渗透性能测试及评定方法，其特征在于：所述染色剂为罗丹明b染色剂，浓度为5g/l，用量为10ml。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种无机人造石的渗透性能测试及评定方法，其特征在于，测定无机人造石的渗透系数时，按以下步骤进行：

7.根据权利6要求所述的一种无机人造石的渗透性能测试及评定方法，其特征在于；在以渗透深度为单一评定无机人造石的渗透性能等级时，标准为：渗透系数小于或等于0.1mm/h，抗渗性能为ⅰ级；渗透系数小于或等于0.5mm/h且大于0.1mm/h，抗渗性能为ⅱ级；渗透系数大于0.5mm/h，抗渗性能为ⅲ级；其中，ⅰ，ⅱ，ⅲ级对应的抗渗性能由优到劣。

技术总结
本发明涉及一种无机人造石的渗透性能测试及评定方法，测试装置主要包括真空干燥器、真空泵、软管、金相切割机。该方法首先将无机人造石试件置于真空干燥器中进行真空处理，并保持真空度一段时间；而后，利用真空泵将定量染色剂注入到真空干燥器中，使染色剂滴到无机人造石渗透面上，石材经过真空渗透后，恢复常压渗透；最后，使用金相切割机切割无机人造石滴定点，从而获取渗透深度，并基于此计算渗透系数，评定无机人造石的渗透性能。该发明具有以下优点：可以快速、简便地定量分析无机人造石的渗透性能，测试时间短，经济实用，具有良好的工程实用价值。

技术研发人员：张鸿儒,易世帆,彭岩松
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15