预制水磨石的生产工艺三

接续预制水磨石的生产工艺二

6 水磨石切割、磨抛工艺

水磨石的磨抛加工分三部分，分别为水磨石磨抛加工工艺；水磨石磨抛加工设备、配件及材料。

6.1水磨石磨抛加工工艺

水磨石磨抛加工工艺包括粗磨、细磨、抛光、罩面保护。

6.1.1粗磨

水磨石坯体养护后，在磨床上进行粗磨，使其几何尺寸和出石均匀度都达到预定的要求，这种粗磨加工称为定厚。粗磨加工机床复杂、劳动量大、消耗磨料多，是水磨石生产的重要工序之一。由于水磨石的结构处理不同，预留的磨削量也不一样。粗磨加工的任务首先是磨去预留的磨削量，使被加工的坯体表面的出石均匀，达到设计要求；其次，将水磨石坯体加工成所要求几何形状，达到预定的长度、宽度、厚度、角度、平度和弧度。这里需要强调的是，定厚加工前，必须了解水磨石坯体加工面的表面要求，是不加工面、粗面，还是光面；不加工面不必加工，粗面只进行粗磨加工，而光面则在粗磨加工之后，还要完成细磨。

影响水磨石粗磨加工的主要因素有磨料、压力、用水、运动速度和轨迹。

在水磨石坯体质量相同，磨削量不变情况下，影响定厚粗磨加工效率的主要因素是所选用磨料的品种、磨料的颗粒大小、磨料的颗粒级配和磨料的硬度及耐磨性能。磨料中的一些添加剂对表面的磨蚀影响，都会影响粗磨加工效果；在所使用的粗磨工具中，通过磨料施加给水磨石坯体的单位压力的大小，对粗磨量的多少起到很大的影响，压力越大，磨损量越大，反之，亦然；其中冲洗废泥浆和冷却用水的加量，也是影响水磨石粗磨的重要因素；另外，对粗磨影响比较大的是磨料在坯体上的运动轨迹和线速度。

6.1.2 细磨

水磨石的细磨加工，即在粗磨后，对制品进行精细研磨，使其被加工表面进一步平整细致，为水磨石表面的抛光打下良好的基础。细磨加工也和粗磨加工一样，质量和效率同样受磨料的质量、线速度、加水量和压力四个因素的影响。粗磨加工的基本理论均适用于细磨加工。这里必须先说明一下，水磨石表面磨削时，不同细度的磨料由于压力，线速度，被磨削的水磨石材料硬度不同等，会产生不同深度的划痕，即磨削深度（在同一硬度的水磨石材料上）。较粗粒的磨料，磨削深度深，较细粒的磨料，磨削深度浅。

为使被加工的水磨石表面达到平整和细致，要一层一层地进行磨削加工，使粗糙表面一步一步地趋向细致平面。选用磨料的细度差，都是影响生产效率和产品质量的主要因素。选择的标准是要用较少的时间，较低的消耗，将被加工表面原有的粗磨痕道磨除，使表面细度提高一步。如果第一步细磨加工选择的磨料细度间隔过大时，那么第二步细磨加工耗用工时会成倍增加。致使第三步细磨加工更加困难，水磨石的细磨质量也会下降。选择的间隔过小时，虽然容易磨除原有的痕道，但必须多用几种磨料，增加环节，这样同样浪费工时。

经过细磨后的水磨石产品如果掉角超过7mm×7mm，掉边超过5mm×5mm，仍需返回到修补工序修补。如果掉角7mm×7mm以下，掉边5mm×5mm以下，则可用聚合物胶泥小修补。聚合物胶泥由128环氧树脂、胺类固化剂、填料粉、颜料粉和水泥按重量比组成。

聚合物胶泥的配置方法比较简单，即按重量比称取128环氧树脂和1,3BAC改性脂环胺固化剂，混合均匀，再加入所需要的填料粉、颜料粉和水泥搅拌均匀，使其成面团状。一次配制量不宜过多，以不超过两小时使用时间为好。修补时，先用聚合物胶泥补在缺陷的地方，然后用油灰刀刮平，修补的地方不得凸出或凹陷，角要成直角，边要平直，并保持版面整洁。修补的产品要放置固化后后才能验收。

6.1.3抛光

细磨加工后，如果有些成型不够密实，在细磨后表面有小孔，要对这些小孔进行封堵填满。待其彻底凝固即在抹浆养护后，对制品进行精细研磨，使其被加工表面进一步平整细致，抛光加工主要是要消除细磨加工留下的微细痕迹。将被加工的水磨石表面打磨得更光亮，此环节所用的磨料比细磨用磨料要软，磨料中的硬质材料减少，软质材料增加。以使被加工表面产生镜面效果。为了增加抛光效果除了磨片也会使用一些抛光棉和聚合物抛光材料，以增加更好的抛光效果。

6.2常用抛光辅助材料

6.2.1水溶性硅酸盐（适用于水泥基产品）

在水化硅酸钙体系中，当残留在硬化体中的水分蒸发时或外部的水浸到干燥了的硬化体内，再蒸发时，因氢氧化钙的存在使氢氧化钙在硬化体的表面析出。该析出的氢氧化钙与水和二氧化碳反应生成白色的碳酸钙结晶，使硬化体的表面产生碳酸钙的白色斑点污染即返碱。

在水泥基水磨石表面先使用水溶性硅酸盐进行密封固化后，可以再使用一种亮光剂，例如氟硅酸盐（氟硅酸钠）进行表面处理。使得表面更加光亮，由于氟硅酸盐与密封固化剂可以进行再反应。使水磨石的硬度提高，减轻碱集料反应，防止碱集料反应而导致裂纹的产生。

6.2.2 聚合物乳液

聚合物乳液作为抛光辅助材料的使用是有很长的历史的。最早人们用羊奶作为水泥基水磨石抛光增亮材料。后来用棕榈蜡作为水泥及水磨石的抛光增亮材料。现在用于水磨石抛光增量的材料就非常的多，例如：自干性硅丙乳液与二氧化硅胶体的搭配进行水磨石表面的增量及防护；由高密度聚乙烯蜡乳液（高密度聚乙烯的熔点130°，乳液pH值7～9，）作为目前常用抛光蜡乳液种类已是很多；聚四氟乙烯蜡分散体（熔点320°）作为抗污型抛光增亮剂增加了水磨石的防水抗污能力。通常还采用一些由天然蜡或从石油中提取的固体石蜡和溶剂配合而成抛光蜡。

6.2.3研磨膏

研磨抛光膏简称研磨膏，主要由磨料和高分子聚合物混合制成。磨粒在聚合物中呈悬隔分离状态。在水磨石抛光加工中，用来除去较小的磨削加工余量，并起抛光作用。研磨膏按高分子聚合物的不同，分为软研磨膏和硬研磨膏两种。软研磨膏的高分子聚合物主要是工业凡士林、油酸、硬脂酸、机油和定子油等，产品为糊状液体，硬研磨膏的高分子聚合物主要是硬脂酸、石蜡、蜂蜡和煤油等，成品为蜡状固体。水磨石工业选用硬研磨膏而不宜选用软研磨。

6.3常用抛光辅助工具

6.3.1磨料

水磨片50#、150#、300#和500#；干磨片1000#、2000#和3000#；钢丝棉；兽毛垫。

6.3.2高速抛光机

转速在0～2500r/min。功率为7.5kW的高速抛光机。一般在1500～2000r/min进行干磨抛光。

6.3.3手磨机

采可调速手磨机，转速不应过快。过快会使表面材料在抛光的时候甩出板面。

6.3.4钢丝棉、百洁垫、推刀和美纹纸

使用0#或1#钢丝棉，保持表面干燥无锈迹，有水情况下容易导致抛光过程中版面发黑发污，不易清。

6.4水磨石的罩面保护

常用的水磨石罩面保护材料有五种：水性聚氨酯罩面、有机硅树脂罩面、聚脲罩面、光固化罩面和结晶蜡。

6.4.1水性聚氨酯罩面

水性聚氨酯有单组分聚氨酯分散液和双组分聚氨酯表面涂层料，作为罩面材料，目前双组分应用较多，双组分聚氨酯罩面材料固化后表面的光泽度可以通过固化剂的种类，用量的多少控制。光泽度从10～90GS。都可得到。耐磨性能也非常好，为了改善抗污性能，有加含氟聚合物乳液或者含氟聚合物蜡粉来通过降低表面张力，减少污染物的附着性。

6.4.2有机硅树脂罩面

溶剂型有机硅树脂往往在罩面施工中应用，俗称玻璃树脂的有机硅在水磨石表面处理中常被用到。它硬度高，抗污能力强，操作简单。

6.4.3聚脲罩面

常用异氰酸酯聚合物与受阻胺类聚合物搭配，配制使用期相对较长的一类聚脲罩面材料。该产品耐候性好，耐磨性能优良，耐腐蚀性能也特别突出，是目前水磨石罩面材料的主要选用对象。

6.4.4光固化罩面

光固化胶粘剂在水磨石表面的应用，光固化胶粘剂，它能够快速高效的固化，光固化在水磨石表面应用的步骤是：清理表面，涂刷树脂和光照，往复数次仅用几min，以不同材质，不同品种所需光照强度为准，或多或，光固化在此工序中体现了快速，也可机械流水线的作业方式，不仅省人力高效率，而且使用方便，经济投资少。

6.4.5结晶蜡

作为一种聚合物分散液与一些超微无机晶硬材料混合使用的一种增硬增亮剂在水磨石表面养护过程中广泛使用。

预制水磨石磨抛加工设备与加工天然石材类似，不再赘述。

7 预制水磨石各类饰面加工工艺

预制水磨石表面形状纹理是体现水磨石装饰效果的一个重要环节，也是建筑物装饰后给人们近距离接触的部分。在使用过程中至关重要。一种水磨石的制作水平质量往往就可以通过饰面的加工来展现。所以，水磨石的饰面加工特别重要。市场上水磨石装饰面的加工效果很多，磨光的水磨石，制品表面有一定光泽度，使用表面呈现大理石光泽；磨粗的水磨石，制品表面磨平，呈现大理石颜色，且有防滑能力；有水刷石效果的水磨石，压制成型后，进行表面处理，呈自然美，有水刷石效果，多用圆形石子制作；这里列举常用几种作以说明。

7.1水磨石的光面加工工艺

水磨石坯体在养护到一定强度后经研磨抛光设备进行定厚研磨抛光处理，饰面趋向镜面效果的一种饰面。光度在70GS以上的水磨石。

7.1.1水磨石光面的处理工艺流程

光面的水磨石使用非常广泛，地面、墙面和台面都大量的使用。不论是水泥基水磨石还是树脂基水磨石。光滑面的使用都很大。光滑表面的处理一般都要有如下的几个环节。如图24所示。

1）毛坯板：毛坯板在压机成型后，进行养护。

2）粗磨：将毛坯板用研磨机研磨，先用金刚石磨头粗磨定厚，再依次使用50#、300#、500#、1000#树脂磨片打磨。背面只需要用金刚石磨头打磨即可。

3）补孔：粗磨后的板表面会出现孔洞，这时候将板表面晾干，环氧树脂于细砂颜料混合修补料，使用刀板涂刮，将材料填入到气孔里。再将表面多余的树脂全部刮掉，待表面固化后再重复一遍上述过程，进一步深入微孔，将全部气孔补完位置。

4）细磨：将补过孔的板用研磨机进行打磨，用500#，800#，1000#磨片打磨，打磨时注意切勿打磨时间过久，将表面树脂打磨掉即可，再用1500#，2000#磨片打磨。抛光后光泽度40GS～50GS左右。

5）抛光：细磨后的板先用0#或1#钢丝棉配合抛光机抛光，将表面清洁干燥后，每平方倒入硬化剂，用0#钢丝棉或者3M红垫抛干即可，再使用结晶剂涂刷，最后再使用0#或1#抛光。最终光泽度达到80GS～90GS左右。

6）修边：将切好的板使用磨边机配合磨片打磨四遍，将锋利的边磨平。或者使用线条机进行打磨。

7）成品：按照客户要求表面可以罩一层防污剂或其它。

7.1.2水磨石光面的加工用材料

纳米结晶材料：用于填充细小的微孔、形成结晶纳米镀层，达到持久耐磨及防污的效果，可根据不同颜色的表面选配抛光液的型号及种类。

环氧树脂修补料：采用128环氧树脂，耐候性脂环族环氧固化剂，调好颜色。使用快干固化剂以缩短工艺流程，用于修补表面大孔。

7.2水磨石粗面加工工艺

7.2.1荔枝面

荔枝面是用机械对水磨石表面敲击而成，从而在水磨石表面形成如荔枝皮的粗糙表面。分为机荔面（机器）和手荔面（手工）两种，一般而言手荔面比机荔面更细密一些，但是费时费工。荔枝面具备防滑效果，所用设备是形如荔枝皮的锤子或6头荔枝面生产线。生产小于1000mm尺寸以下。

7.2.2抛丸面

抛丸工艺与喷砂工艺的根本区别是抛射，而不是喷砂，抛射的不是砂，而是钢丸。它的原理是根据要求将不同粒径的钢丸高速射到板材表面，冲击力巨大的钢丸迅速把石材表面剥蚀成立体感很强的表层。用这种方法加工出来的产品，不但质量统一性好，外表美观没有盲区，而且加工速度快，成本低。与机刨工艺比起来，这种方法极具竞争力。

1）抛丸机的构成及工作原理

抛丸机主要组成有：抛射器、上下料传送带、钢丸轮回系统、自动控制系统和环保系统等。抛丸机的基本原理是：经由人工或自动化设备将水磨石放至于传送带上，传送带将水磨石送入抛丸室，离心式抛射器将淤滞的钢丸抛射到水磨石表面，经处理后的水磨石通过输送带移到下料区。钢丸则通过回收，分选等程序得以重复使用。

离心式抛射器是设备的核心部件，钢丸通过蜗式阀进入抛射器进口，配量器将钢丸加速到与抛射轮相匹配的速度，高速钢丸被导流套管导向抛投叶片，并被抛射到抛丸室的水磨石板上。

钢丸的流量由蜗形阀控制，通过调整导流套管的启齿来确定钢丸的抛射角度，而钢丸的抛射速度则取决于抛射轮的转速。

水磨石板材离开抛丸室后，直接进入水磨石清理间，残留在水磨石上的钢丸和尘砂被旋转毛刷和高压吹风机清除，并通过旋转螺杆被送到风选机，在这里钢丸从粉尘和水磨石细屑中分离出来，重新进入轮回系统，而粉尘和水磨石残渣则被排放到集尘器中，一台大功率的风机不但为风选机提供足够的风量气流，同时也保证工作的抛丸室始终保持相对负压状态避免粉尘外逸。系统经由过滤后，风尘被排放到集尘器中，而空气则通过排风扇排放。假如通过二级除尘，空气可直接排放到车间，不会造成任何污染。再在抛丸室附近安装一个隔音仓，即可创造出一个无尘，低噪音的工作环境。自动控制系统可以调整和控制进料速度、抛丸强度等变量，由光栅构成的信号采集系统将上下料信息传递给控制中央，控制中央根据这些信息自动调整机器的运行状态，确保只有当水磨石板材进入抛丸室后，抛丸系统才开始工作，而当水磨石板材驶离抛丸室后，系统则自动休止抛丸，这样就避免了设备空转和无谓的磨损；当工作输送带停驶时，钢丸供给也就自动休止，从而避免了抛丸室内的部件因过度抛丸而 废。

2）用抛丸工艺和设备加工的产品具有以下特点：

加工质量统一性好，采用统一尺度的钢丸，抛丸过程自动控制，水磨石板材表面的纹路均匀；

抛射的钢丸是由镍铬合金制成，不会引发普通钢丸造成的水磨石表面锈斑；加工艺环保：取代石英喷砂，粉尘量降到最低水平；钢丸经回收，重复使用；

效率高：进料速度快（3m/min左右），根据加工水磨石的特殊要求还可以上下两面同时加工；

表面粗糙程度可根据水磨石的设计需要加工，按粗糙程度选不同粒种的钢丸即可；

加工的水磨石板材规格最大宽度为1300mm。特殊宽度可在设备制作中给予改进，加工水磨石的形式不受限制，既可以是平板也可以是圆柱或其他外形。抛丸糙面加工技术在水磨石糙面加工中，占据重要的位置。抛丸糙面产品以他新奇、廉价、适应性强、装饰性好的特点，为打造城市风景，越加显现出更广泛的应用空间。

7.2.3刷洗面

水泥基水磨石中采用较多圆形骨料，在完成养护后，用钢刷对表面进行刷洗，水磨石中水泥浆体比骨料软，在刷洗过程中被洗掉，而骨料比较硬，在刷洗过程中没有变化，这样水磨石中的骨料就显露出来，形成一种独特的露骨料水磨石板材。

7.2.4酸洗面

用强酸腐蚀水磨石表面，使其有小的腐蚀痕迹，酸洗面刮痕较少，外观比磨光面更为质朴。酸洗剂是一种有黏性、含有表面活性酸的凝胶类产品，应用到水泥基水磨石表面，使其达到一种轻微洗过的或略微粗糙的露砂效果。

酸洗剂有普通浓度型和高浓度型。pH值：1～2，普通密度约为1.2～1.3g/cm，要求环保、气味小。为正向反映，酸洗剂使已固化的水泥及水磨石表面被酸化，实现类似砂岩外观、温和水洗的表面效果，该反映为中和反应，产物为中性。

酸洗剂要求有稳定的黏性，可以防止产品过快地从水泥基水磨石竖直面上流失。与液态类酸相反，它不会渗透进水泥及水磨石毛细孔，不会破坏水磨石的强度。

用喷壶、刷子或扫把涂刷，湿润水磨石表面并除去多余的水，将酸洗剂涂在完全湿润、固化1～3天以上的水泥基水磨石表面。酸洗剂接触碱性的水泥及水磨石表面发生中和反应。为完全中和酸洗剂，须等泡沫平息后再根据所要达到的效果添加酸洗剂用量，一般用量200～400g/m2。

7.2.5缓凝面

缓凝剂是一种能减缓混凝土水化反应的化学试剂，使表层水泥能被冲洗掉而呈现出内部装饰骨料，如卵石、碎石块或贝壳等。缓凝剂一般在预制水泥基水磨石中采用负向缓凝，在现制水磨石中采用正向缓凝。

1）预制水泥及水磨石采用负向缓凝处理。

根据负向缓凝剂处理水磨石的露骨料尺寸，清洗深度可以分很多种类型。实际深度取决于水泥标号、水灰比、骨料种类和肌理。实际效果须依据水泥及水磨石的配方、生产工艺、凝结时间、水磨石板厚度和硬化时间，经试验来确定。负向缓凝剂防冻、密度约1g/cm3、易搅拌（混合）、快干，不同类型对应不同露石深度、冲洗简便快捷、设备工具和模具易清洁。

使用前充分搅匀，使用短毛油漆滚筒或压力喷枪，准备用负向缓凝剂处理模具，使用量约100～250g/m2，负向缓凝剂表干后，摊铺水泥基水磨石，第二天预制水泥基水磨石竖起并冲洗干净。通常18～36h后冲洗，冲洗节奏必须保持一致（压力、速度），使用高压水枪作为冲洗工具。

2）现制水泥及水磨石正向缓凝处理

正向缓凝剂是一种水基钝化剂，用于粗骨料水泥及水磨石产品，通常用于现浇水磨石表面。实际深度取决于水泥标号、水灰比、骨料种类和肌理、以及其他影响缓凝剂深度的因素（温度、空气流通度、湿度等）。正向混凝剂也有很多种类型。密度约1g/cm3、pH值：3+/－0.5、效果均质、不同深度、应用简单、清洗快速、工具易清洁。一般正向缓凝剂适合于所有正向型露骨料水磨石，装饰性现浇水磨石、水磨石地砖等。

使用前充分搅匀，用喷壶喷洒。为确保与水泥基水磨石有更好地粘合，水泥基水磨石必须粗糙，水磨石浇筑较平，待现浇水磨石表面收光后，将正向缓凝剂喷涂在其表面，用高压水枪冲洗水磨石表面，使其露出效果面。应用消耗量约100～250g/m2。45min后开始皂化反应，常温5天之内可冲洗掉。

未完待续

END

汝宗林：高级工程师、宿州典跃新型建筑材料有限公司技术总监