轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种建筑材料，尤其涉及一种轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦及其制备方法。
背景技术
随着房地产业的飞速发展，现代建筑进入了一个新的领域，人们对建筑材料的要求也越来越高，除了对建筑本身的结构外，往往还要求具有其他如保温、隔音，环保等适用性功能的材料。
混凝土彩色屋面瓦作为节约国家土地资源，保护生态环境、替代黏土瓦的一种新型墙体材料，已逐步被人们所认识，并被广泛接受。混凝土彩色屋面瓦采用普通硅酸盐水泥，砂渣，金属氧化物和化学添加剂等材料，通过挤压成型，喷彩浆，罩丙烯酸，烘干养护等方式成型的一种新型墙体材料，具有很高的密实度和抗压强度，外形规格严密，以及瓦片间的密切搭接保证抗风，防水防漏，它可适用于17.5-90度之间的各种斜屋顶，实用寿命可达50年以上。
虽然，混凝土彩色屋面瓦能作为替代黏土瓦的一种新型墙体材料，但是目前国内生产的混凝土屋面瓦仅仅起到防水和装饰功能，其存在的主要缺陷是：
1.重量重。由于现有技术混凝土屋面瓦重量重，不仅给运输带来诸多不便，并且给建筑物增加了压力；由于重量的问题，使得目前的“平改坡”所用的屋面材料大多只能使用寿命短且不通风隔热保温性能差的轻质材料，因此几年就须更新，而目前因找不到替代产品的轻质屋面材料而苦恼；
2.保温性能差且施工工序繁琐。由于现有技术混凝土屋面瓦的保温效果不理想，因此在施工时需在屋面上加一层保温层后再铺瓦，不仅成本增加，并且造成了施工繁琐。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦及其制备方法，它能使彩色屋面瓦既轻并具有较好的保温性能和隔音性能，从而在施工时可以省去屋面的保温层，使之降低成本且减少施工的工序；同时，珠光涂料的使用使其外观色彩亮丽更具艺术化。
本发明的目的是这样实现地：
一种轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦，由混凝土和珠光涂料组成，其特点是：
所述的混凝土包括水泥骨料、胶凝材料、高效减水剂、防水剂以及水、无机颜料粉；混凝土的组分及其含量如下：
砂渣 20-30％，
石 3-8％，
水泥 33-55％，
粉煤灰 5-15％，
水 15-25％，
防水剂 大于0.15％，
高效减水剂： 大于0.3％，
无机颜料粉： 大于0.6％；
所述的珠光涂料的组分及其含量如下：
珠光颜料粉 3％-10％，
50％浓丙烯酸 40％-60％，
二甲苯 20％-40％，
90#溶剂油 10％-20％。
在上述的轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦中，其中，所述的砂渣采用的是细砂和焦渣，其中细砂和焦渣的比例可按任意比；所述的石采用的是轻质保温且膨胀的膨石，该膨石是以下材料之一：珍珠岩或质石或珍珠岩和质石混合材料；所述的砂渣和膨石的质量的调节须保持骨料即砂渣和膨石的总体积不变；所述的无机颜料粉是氧化铁颜料。
一种制作上述轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦的制备方法，其特点是包括以下步骤：
步骤一，材料准备，根据配合比以及制造轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦的总量，准备适当量的砂渣、石、水泥、粉煤灰、水、防水剂、高效减水剂、无机颜料粉、珠光涂料等材料；
步骤二，混合搅拌，先将水泥和粉煤灰与砂渣和石、无机颜料粉以及防水剂进行混合干搅拌，接着在干搅拌后的水泥、粉煤灰、砂渣、石、无机颜料粉以及防水剂中加入部分水和减水剂进行带水初搅拌，然后再加入剩余水进行再搅拌，并准备下料；
步骤三，皮带输送，将搅拌好的料，通过皮带运输的方式倒入成型机入料口；
步骤四，成型整形，通过成型机将混凝土挤压成瓦片模，并通过切削的方式对瓦片模进行整形；
步骤六，上架养护，将成型的瓦片模放上养护架，并由铲车将装满瓦片的养护架送入养护房进行养护；
步骤七，脱模和自然养护，经养护房养护后的瓦片模进行瓦片与模子脱离的脱模工作，然后放入瓦片场进行自然养护；
以及，珠光涂料喷涂于瓦表面步骤。
在上述的轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦的制备方法，其中，所述的珠光涂料喷涂于瓦表面步骤，当采用湿法喷涂工艺时，在所述的步骤四后增加：步骤五，珠光涂料喷涂于瓦表面步骤，将珠光颜料粉、50％浓丙烯酸、二甲苯、90#溶剂油经混合后喷涂于瓦表面。
在上述的轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦的制备方法，其中，所述的珠光涂料喷涂于瓦表面步骤，当采用干法喷涂工艺时，在所述的步骤七后增加：步骤八，珠光涂料喷涂于瓦表面步骤，将珠光颜料粉、50％浓丙烯酸、二甲苯、90#溶剂油经混合后喷涂于瓦表面。
在上述的轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦的制备方法，其中，在所述的步骤一中，所述的砂渣、石、水泥、粉煤灰、水、防水剂、高效减水剂、无机颜料粉按一定比例混合，其中：砂渣20-30％，石3-8％，水泥33-55％，粉煤灰5-15％，水15-25％，防水剂大于0.15％高效减水剂大于0.3％，无机颜料粉大于0.6％；所述的珠光涂料的组分及其含量如下：珠光颜料粉3％-10％，50％浓丙烯酸40％-60％，二甲苯20％-40％，90#溶剂油10％-20％。
在上述的轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦的制备方法，其中，所述的砂渣采用的是细砂和焦渣，其中细砂和焦渣的比例可按任意比；所述的石采用的是轻质保温且膨胀的膨石，该膨石是以下材料之一：珍珠岩或质石或珍珠岩和质石混合材料；所述的砂渣和膨石的质量的调节须保持骨料即砂渣和膨石的总体积不变；所述的无机颜料粉是氧化铁颜料。
在上述的轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦的制备方法，其中，在所述的步骤二中，所述的在干搅拌后的水泥、粉煤灰、砂渣、石、无机颜料粉以及防水剂中加入的部分水是水总和的百分之六十；所述的减水剂应和水搅拌均匀后再进入带水初搅拌工作；所述的水泥和粉煤灰与砂渣和石、无机颜料粉以及防水剂进行干搅拌、带水初搅拌、带水再搅拌的总时间约3分钟左右。
在上述的轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦的制备方法，其中，在所述的步骤六中，所述的养护房进行养护时，其养护温度范围在45-55℃，养护时间约10小时。
在上述的轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦的制备方法，其中，在所述的步骤七中，自然养护的时间不少于28天。发明轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦及其制备方法，由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
1.消耗了工业废料。本发明由于所用原料不仅容易获得且成本较低，并且生产成型难度低；同时，由于还采用了部分工业废料，如粉煤灰、焦渣，不仅为建筑业提供了资源，而且较好地消耗了工业废料；另外，由于充分运用了粉煤灰中的活性和有益组份，使之具有能长期保持的力学性能、水化温升延迟、体积稳定性好、以及在严酷的环境下使用寿命长久的耐用性能。
2.减轻了瓦片的重量。本发明由于采用了轻质保温的膨石代替部分细砂骨料，由此减轻了瓦片的重量，其最轻可达到2.8千克，因此不仅大大减少了瓦片的运输费用，并且在屋面铺盖施工中也大大降低了工作强度。
3.减少施工工序。本发明由于提高了瓦片的隔热保温功能，因此在屋面工程中，可以省去铺盖保温层这一环节，由此不但减少了屋面工序、缩短了施工时间、降低了工作强度，同时节约了加铺保温层的成本。
4.提高了产品质量。本发明由于瓦片质量的提高，并且瓦片具有质轻与保温隔热隔音性能，因此是替代平改坡屋面材料的最佳产品，它能明显提高平改坡的工程质量，又解决了“几年须更新屋面材料”后顾之忧。
5、增加了瓦片的外观效果。本发明由于在瓦片喷涂珠光涂料，使瓦片在色彩层的衬托下，经阳光照射既能产生金属闪光效应，又能产生天然珍珠般的柔和色彩，使屋面瓦的色彩更加亮丽，为美化城市环境创造一个全新的艺术效果。
【具体实施方式】
本发明轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦，由混凝土和珠光涂料组成，包括，骨料、胶凝材料、高效减水剂、防水剂以及水、珠光涂料、氧化铁颜料；本发明的主导思想，用轻质保温的膨胀珍珠岩或质石或两者混合材料(以下简称膨石)代替原来的细砂；由于膨石本身的强度不大，全用膨石作骨料而生产出来的瓦片达不到国家规定的要求(国家规定其强度大于1500N)，因此它们只能代替部分骨料；剩下的另一部分骨料则由强度比较高的砂或焦渣或它们的混合物(以下简称砂渣)代替；同时用高效减水剂代替普通减水剂以提高其强度；并且由于膨石的松散不密实，所以用膨石作出的瓦片吸水率大，超过国家标准(小于12％)，因此必须在其混凝土里加防水剂以减小吸水率。使用珠光涂料喷涂表面，使其表面色泽效果大大提高。
由此，本发明轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦的混凝土具体组分及其含量如下：
砂渣 20-30％，
石 3-8％，
水泥 33-55％，
粉煤灰 5-15％，
水 15-25％，
防水剂 大于0.15％，
高效减水剂： 大于0.3％，
无机颜料粉： 大于0.6％；
在上述组分中，其中，
砂渣采用的是细砂和焦渣，其中细砂和焦渣的比例可按任意比；
石采用的是轻质保温且膨胀的膨石，该膨石是以下材料之一：珍珠岩或质石或珍珠岩和质石混合材料；所述的砂渣和膨石的质量的调节须保持骨料即砂渣和膨石的总体积不变；
无机颜料粉是氧化铁颜料。
本发明轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦的珠光涂料，用于瓦片的表面颜色，其组分及其含量如下：
珠光颜料粉 3％-10％，
50％浓丙烯酸 40％-60％，
二甲苯 20％-40％，
90#溶剂油 10％-20％。
在实际操作中，本发明轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦的混凝土各组分及含量比较恰当的配合比是；
砂渣：24％，其比例可以适当调节，调节范围为±2％；
膨石：5.4％，其比例可适当调节，调节范围为±0.3％；
水泥：43.3％，在本实施例中采用的是525水泥；
粉煤灰：10.8％，粉煤灰在此起到胶凝和减轻质量的作用，可全用水泥，但瓦片重量稍有提升；
水：≥16.2％；
防水剂：≥0.16％，在本实施例中，采用的是elotes的seal80防水剂，其他品种应根据具体情况定；
高效减水剂：≥0.3％；
无机颜料粉：≥0.6％。
本发明轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦在实际制作过程中，若按每平方混凝土含量计算，其混凝土具体组分及含量是：
1.骨料包括砂渣和膨石：其中，砂渣掺量：400-450千克；膨石掺量：85-95千克；并且，砂渣和膨石质量的调节以骨料总体积不变为标准；
2.胶凝材料包括水泥和粉煤灰：其中，525水泥：700千克；粉煤灰：180千克；其中，粉煤灰既可当骨料又可当胶凝材料用，其用量可适当加大，以达到减轻质量的目的；
3.高效减水剂：大于5.5千克(液态)；其用量按脱模必须达到的强度和品种的不同调节；
4.防水剂：大于2.7千克；该防水剂就根据各厂家生产的品种不同进行用量调节，在本实施例中采用的是elotes公司生产的seal80，其用量为大于2.7千克；
5、无机颜料粉的组分及含量为：大于12千克。
在实际操作中，本发明轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦的珠光涂料的具体组分及其含量如下：
珠光颜料粉 5％，
50％浓丙烯酸 50％，
二甲苯 30％，
90#溶剂油 15％。
本发明轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦的制备方法，包括以下步骤：
第一，材料准备步骤，根据配合比以及制造轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦的总量，准备适当量的混凝土材料和珠光涂料；其中，
混凝土材料的砂渣、石、水泥、粉煤灰、水、防水剂、高效减水剂、无机颜料粉按一定比例混合：
砂渣 20-30％； 石 3-8％；
水泥 33-55％； 粉煤灰 5-15％；
水 15-25％； 防水剂 大于0.15％；
高效减水剂：大于0.3％； 无机颜料粉：大于0.6％。
在本实施例中，所述的砂渣采用的是细砂和焦渣，其中细砂和焦渣的比例可按任意比；所述的石采用的是轻质保温且膨胀的膨石，该膨石是以下材料之一：珍珠岩或质石或珍珠岩和质石混合材料；所述的砂渣和膨石的质量的调节须保持骨料即砂渣和膨石的总体积不变；所述的无机颜料粉是氧化铁颜料；
喷涂于瓦片表面的珠光涂料中的珠光颜料粉、50％浓丙烯酸、二甲苯、90#溶剂油，也按一定比例混合：
珠光颜料粉 3％-10％， 50％浓丙烯酸 40％-60％，
二甲苯 20％-40％， 90#溶剂油 10％-20％。
在实际应用时珠光涂料的较佳组分及含量为：珠光颜料粉5％、50％浓丙烯酸50％、二甲苯30％、90#溶剂油15％。
第二，混合搅拌步骤，先将水泥和粉煤灰与砂渣和石、无机颜料粉以及防水剂进行混合干搅拌，干搅拌的时间不能太少，在本实施例中，水泥和粉煤灰与砂渣和石、无机颜料粉以及防水剂进行干搅拌的时间是30秒；接着在于搅拌后的水泥、粉煤灰、砂渣、石、无机颜料粉以及防水剂中加入部分水和减水剂进行带水初搅拌，在本实施例中，初搅拌中所加入的部分水是水总和的百分之六十为宜，但是在异常情况下则应根据具体情况对加水量进行控制(如下雨时，砂的含水率将会提高，此时的加水量应适当控制)，并且，所述的减水剂应和水搅拌均匀后再进入带水初搅拌工作，在本实施例中，带水初搅拌的时间是30秒；然后再加入剩余水进行带水再搅拌，在本实施例中，带水再搅拌的时间是2分钟，并准备下料。
第三，皮带输送步骤，将搅拌好的料，通过皮带运输的方式倒入成型机入料口。
第四，成型整形步骤，通过成型机将混凝土挤压成瓦片模，在此过程中，应根据料的干湿程度、切削过程中出现的问题以及其它要求，对成型机的压力进行适当的调整；然后，通过切削的方式对瓦片模进行整形，整形操作时应注意瓦片的质量，并及时清除散落在瓦片上的混凝土以及对瓦眼处开裂的地方进行修补。
第六，上架养护步骤，将成型的瓦片模放上养护架，并由铲车将装满瓦片的养护架送入养护房进行养护；养护房进行养护时，其养护温度范围在45-55℃，养护时间约为10小时，使其能达到脱模所需强度，以减少破损率。
第七，脱模和自然养护步骤，经养护房养护后的瓦片模进行瓦片与模子脱离的脱模工作，然后放入瓦片场进行自然养护后出厂，在本实施例中，自然养护的时间范围是不少于28天。
还包括珠光涂料喷涂于瓦表面步骤，当采用湿法喷涂工艺时，在步骤四后增加：步骤五，珠光涂料喷涂于瓦表面步骤，将珠光颜料粉、50％浓丙烯酸、二甲苯、90#溶剂油经混合后喷涂于瓦表面；当采用干法喷涂工艺时，在所述的步骤七后增加：步骤八，珠光涂料喷涂于瓦表面步骤，将珠光颜料粉、50％浓丙烯酸、二甲苯、90#溶剂油经混合后喷涂于瓦表面。
综上所述，本发明轻质保温混凝土彩色屋面艺术瓦及其制备方法，由于所用原料容易获得且成本较低，并且还采用了部分工业废料，充分运用了粉煤灰中的活性和有益组份，提高了产品质量；同时，由于采用了轻质保温的膨石代替部分细砂，由此减轻了瓦片的重量，使之减少了瓦片的运输费用，并且降低了屋面铺盖的工作强度；并且，瓦片具有较好的隔热保温功能，省去屋面工序中铺盖保温层的环节和费用，因此极为实用。并且，由于瓦表面喷涂了一层珠光涂料，使其外观更亮丽，更具艺术欣赏性。