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基于超高性能混凝土材料的无机人造石应用

       超高性能混凝土(UHPC)作为一种新型工程材料现已成为材料领域研究的热门材料UHPC材料因其具备极佳的物理力学性能和耐久性,已广泛应用在建筑、道路、桥梁、港口、军事设施等场合。在建筑应用上,以UHPC材料制造出具备石材质感的装饰板材-无机人造石,用作建筑外墙装饰材料,则同样具备优良的物理力学性能和耐久性,并实现与建筑同寿命,具有广泛的应用推广价值和意义。



1 UHPC材料与普通混凝土各项性能指标对比



指标

indicators

UHPC对比普通混凝土

UHPC materials compared with ordinary concrete

力学强度

Mechanical strength

强5倍

5 times more

抗盐剥蚀

Salt erosion

强30倍

30 times more

抗氯离子渗透

Resistance to chloride ion penetration

强50倍

50 times more

抗碳化性能

carbonation resistance

强5倍

5 times more

抗钢筋腐蚀性

steel Corrosion resistant

强120倍

120 times more

耐磨性

Wear resistance

强3倍

3 times more

抗冻性

Frost resistance

强3倍

3 times more

耐酸性

Acid resistance

强3倍

3 times more

设计寿命

Design life

1.5倍(100年)

1.5 times more(100years)



       以UHPC材料制造无机人造石,关键在于配方和工艺。通过UHPC的基本原理进行配合比的设计,最终实现人造石高强度、高韧性、高密实度的物理特性为目的。UHPC的原料由水泥、石英砂、石英粉、活性掺合料、纤维、高性能助剂组成,其配方中各种粉体和骨料通过最紧密堆积理论确定,并经热养护获得最佳的物理性能;在工艺方面,不同的成型工艺对UHPC的工作性能设计和流变性能设计提出了不同的要求。将UHPC材料制备成具有一定塑性的流体,通过螺旋挤出工艺或真空压制工艺成型,从而达到密实的无机人造石基体。





1 螺旋挤出成型设备



图2 真空压制成型设备



       湖南湘潭炜达机电制造公司经过近6年的研发和试验,成功将UHPC材料应用于无机人造石,开发出独特的螺旋挤出成型和压制成型两套工艺,并开发出专用搅拌设备及配套生产线。螺旋挤出成型适合单一花色或异形无机石的连续生产,具有效率高的特点。压制成型工艺适合生产带有花色纹理的人造石产品,同样具备可观的生产效率。两套工艺相辅相成,各具特色。



图3 炜达公司生产的无机人造石



       另一方面,湘潭炜达公司针对UHPC应用于人造石中超细粉体的分散性问题,开发了一套专用高速搅拌机(图4),该搅拌机以可调速外搅拌筒与内部高速搅拌叶片反向旋转,形成强烈的逆向物料对冲流场,又得益于倾斜筒体,物料在旋转作用下通过重力的叠加形成上下立体的混合,这大大增强了物料流场的紊流形态,极大地促进了物质间交换,从而实现UHPC物料微观均匀的目的。完全满足无机人造石材的生产,可极大促进物料均匀性,大大减少板材表面缺陷,如斑点、水纹、料团等,相对传统有机人造石搅拌机具有显著的优势。




4 无机人造石及UHPC材料专用搅拌机




       湘潭炜达机电公司是无机石行业内第一家以REMAC”总包模式发展创新的公司REMAC是Research(研发)、Engineering(设计)、Manufacture(制造)、Accommodate chain(供应链)、Construction(建造)的简称。 “REMAC” 总包模式打通无机石全产业链,涵盖从研发、设计、制造、供应、建造的全流程服务,实现对资源的系统化有机整合,为无机石行业赋能炜达机电公司三大核心无机石业务是:无机石模块化微型工厂生产线总包 + UHPC核心材料供应体系 + 技术支持服务。

       目前,湘潭炜达机电公司已在乌兹别克斯坦国家建成螺旋挤出及压制成型两条无机石生产线,已于2020年底实现顺利投产。欢迎各界人士前来洽谈合作。



图5 炜达机电公司在乌兹别克斯坦建设的无机石生产线









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无机石英石板挤出线设备