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叠垒与振动:合成岗石制备的基本方法

放大字体  缩小字体 发布日期:2010-01-20  浏览次数:567
核心提示:  合成岗石在生产中较多使用的是方解石类的钙质矿物,石英岗石是用硅质的矿物,两者均是用真空、振动和压缩三种机械作用力及粘

  合成岗石在生产中较多使用的是方解石类的钙质矿物,石英岗石是用硅质的矿物,两者均是用真空、振动和压缩三种机械作用力及粘结剂的化学缩聚力合成为建筑装饰产品。随其晶体矿物的选择、石料粒径的级配、颜料的搭配、布料方式、二次染色和成型方式的变化,可使其合成产品的花色及品质产生多样的变化。目前,业内对岗石的说法是“有市场而欠利润”,石英岗石是“有硬度而欠密度”。针对这种情况,本文提出了叠垒与振动是合成岗石生产基本方法的论点,具体对用料向大粒径晶体矿物、玻化微珠和纳米材料三方面扩展,对分层振动与电磁振动的成型机理和制备合成洞石及配制纹理等方案进行论述。

  目前,我国大多生产合成岗石的人造石企业,在生产工艺上对于玉石、名贵的花岗石、花纹秀美的大理石、色泽漂亮的河卵石等晶体矿物,仍用现行的大花类产品的岗石成型工艺,在其石料粒径的局限下只能产生彩色混凝土类的效果。玻化微珠与纳米材料已经广泛地使用在建筑及其他领域,将其应用于岗石生产对其向墙面装饰方面扩展可能是有价值的尝试。大粒径晶体矿物与玻化微珠轻质墙面板两种产品的成型均有无需也不能硬压的技术要求,可否用真空与振动两种作用力及抽制真空与释放真空分别的作用力进行其成型的问题需要研究。叠垒是源于古代的石头聚集的方法,对其进行深层次的认识及理解,再与现行的振动致密的工艺过程抽象的比较,不难发现其合异而同且有相同的致密道理。现行合成岗石的花纹配置局限于在双卧轴搅拌机内拌合配色的工艺方法,不论其是喷浆后拌合,还是将两种色彩料体统一拌合,虽有其一定的双色效果,但其配色始终扩展不到极其有利的布料环节也是需要进一步研究的问题。

  一、大粒径晶体矿物的垒叠合成

  现行的双卧轴搅拌机与其垂直式布料斗的岗石成型机结构,仅适宜将石料的最大粒径选择在12cm,其用量也只能限制在40%左右,因此要构成石块密切叠垒的图案是不可能的。对于具有透闪性与隐晶性及自然纹理的晶体矿物,只有在其具有较大粒径及块度,并在其相互间组合较紧密或艺术性配合时才具有较高的观赏性及市场价值。其纹理同样在其具有一定块度及形体时才能有所显示出,若硬性地将其破碎成小块实际上是一种人为的破坏。

  分层振动与逐层叠垒的工艺方法,是将整体搅拌与强力压制两个成型的工艺环节取消,仅用真空抽制与下部振动及若干层次的循环完成其荒料的成型。其工艺特点是:基料的选择以具有透明性或好看为选择的依据,其块度一般为20cm以上,并用手工器具进行其粗略的整形,其间可对其部分料体进行艺术性的雕刻及造型;配料是基料之间的填充及粘结料,可用10%左右的不饱和树脂与石料及石粉混合为黏稠状,并在玉石等高档石料的填充时,尚可用人造玉石的配方将其配成糊状体,使其填充的缝隙具有同样的透明性;作为基料的晶体矿物的叠垒,须按形式美的规律,经概括、整形、取舍而进行层堆手法的组装,其间要均衡变化,虚实相生、错落有序和整体联系;逐层的真空抽制与下部振动要掌握好时间与两者的配合关系,尤其要利用释放真空时产生突发性的冲击力而产生的致密作用。色彩艳丽的鹅卵石是很好的基料,它经河流的移动、冲刷和磨洗有着“古”的风格,再与同样是小颗粒滚圆体的河沙配合,利用分层振动成型工艺可以产生古朴的效果。

  二、石英岗石振动成型的进一步探讨

  石英石矿物常发育成单晶并形成晶簇,含有细小分散的气态或液态物质呈乳白色,晶面为玻璃光泽,断口为油脂光泽,无解理,硬度7,相对密度2.65。在其用挤压方式为主的破碎成为小颗粒后,因其具有明显的棱角而产生了较大的摩擦系数。这种无解理且有较大摩擦系数的石粒及石粉构成的混合料,使其致密的要点是克服摩擦系数而微观上形成密切的叠垒。现行的薄板成型机的结构特点是:槽形的压具垂直穿插于真空罩内的结构必然要承受真空的负压而产生约500KN的压缩力;真空罩与压头的垂直滑动形式即使在5+5的振动器分组中也不易使压头扭摆振动;振动中仍然采用较大的气缸压制力或是液压油缸进行压制,形成激振力远远小于气缸压力与真空拉力及传动系统自重三者之和的严重问题。

  从振动学的理论可知,激振力与偏心块转速的平方成正比,其振幅是与压头及传动系统的自重与施加的压力之和成反比。由此可以看出重压与油缸压制方式是概念性的错误。缺乏振幅与摆动,再在频繁不易提高的条件下,要使其石英质成型薄板达到2.5g/cm3的密实度是不可能的。为勉强用这种可靠性与性能还有待于改进的压板机进行石英石的生产,必须多加2个百分点以上树脂用量的成型工艺往往形成料体成团的问题,单轴的布料器很难将这些树脂混合的团状颗粒细碎,因此只能使用筛网及手工进行其细碎处理。事实上,荒料成型也大都存在激振频率不够的问题,4200r/min的最高转速所产生的震感是非常强烈的。好在荒料成型可以采用加大往复波动的揉压过程与多加钙粉使其料体具有流动性的办法有所弥补。

  循环揉压的振动方式是电磁振动的特点。采用六组特殊结构的电磁铁与配合其振动及提升的压缩弹簧与压具组成的振动系统,在其0-f0的频率调节与其六节拍的脉波电流循环的控制中,可使压具快速地产生6×f0的频率叠加,并在其高频振动中同时进行快速地摆动,因此是快速揉压且不硬压的振动成型方式。

 
 
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