预制水磨石的生产工艺（4）
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，配制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，进一步渗入微孔，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边，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报废。
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；
抛射的钢丸是由镍镉合金制成，不会引发普通钢丸造成的水磨石表面锈斑；
加工工艺环保：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；
表面粗造程度可根据水磨石的设计需要加工，按粗造程度选用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，占居重要的位置。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，在刷细过程中被洗掉，而骨料比较硬，在刷洗过程中没有变化，这养水磨石中的骨料就现露出来，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。酸洗剂是一种有粘性、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。p H值：1～2，普通密度约为1.2～1.3g/cm3，要求环保、气味小。为正向反应，酸洗剂使已固化的水泥基水磨石表面被酸化，实现类似砂岩外观、温和水洗的表面效果，该反应为中和反应，产物为中性。
酸洗剂要求有稳定的粘性，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，它不会渗透进水泥基水磨石毛细孔，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基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）预制水泥基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基水磨石的配方、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）现制水泥基水磨石正向缓凝处理
正向缓凝剂是一种水基钝化剂，用于粗骨料水泥基水磨石产品，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、p H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的粘合，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。
8 包装方法
8.1 打包带包装法
在水磨石产品包装时，捆扎要紧，棱角要保护好。光面应相对包扎。除大型产品允许单块捆扎外，一般产品均用双数包装。方形或近似方形的产品，采用“井”字型捆扎，每一捆扎点的打包带应不少于三道，打包带距四边不大于10mm。条形产品，长600mm以下的捆扎两处，610mm～1000mm的捆扎三处，1010mm以上的至少捆扎四处。方形或长方形定型产品为加固包装，全部用打包带捆扎时，产品不得外露，并应刷上产品和安全标记。短途运输或装木箱且能保证产品完整的，可采用简易包装。
8.2 托盘包装法
托盘包装法是比较方便的包装方法，托盘上码放的水磨石，先捆成四块一捆和两块一捆的小包装，小包装的产品应面面相对，用两道塑料腰子捆成小件，腰子位置要适当，间距要平行，松紧要一致。各行之间以及四个外露面和顶部，都要放置发泡聚乙烯，不使产品互相硬碰。各小捆码放的要靠紧，两件之间有卡扣相对。最后，各边角放置铁包角，顶部再盖一层聚苯板后，打铁腰。每条铁腰距角铁外边150mm，紧度一致，操作过程中不要使产品外露。
8.3 木箱包装法
木箱包装法及按设计的装箱方法及制品数量，把简易包装打包带捆装入木箱内，盖上一层规格大于箱盖的聚苯板。每箱重量不宜超过1.5吨。再封上盖，并按常规钉好。加固铁腰子。对于异型水磨石产品，在木箱内要根据异型结构钉制木支架，确保异型产品在箱内稳固，不晃动，在车辆颠簸时不会松动。
8.4 塑料薄膜包装法
聚乙烯塑料薄膜包装法。将水磨石产品整齐的纵横交错地叠放在一块底座上。底座系木材制成，或采用木材，金属混合结构。下面有几道粗的横梁，适合于叉车搬运。四周开有几个槽形孔，可以插入挡板，产品放好后，罩上一个塑料薄膜的外罩。
无论采用什么包装法，搬运时都要轻拿轻放，大型和条形水磨石产品要直立放置，着地时应向垫层方向倾斜，使垫层先着地。特大型水磨石产品平运时，各搬运点需对称平衡。一般均要直立放置，每行倾斜角度不大于15°。难以直立者，可平装，但不宜过高。平装时，同运输工具接触部分必须支垫，使之受力均匀，木箱和托盘包装的产品不受上述限制。运输时，要求平稳，严禁冲颠，远途运输时要作好防护。
9 水磨石生产废泥浆的处理和综合利用
在骨料破碎加工，水磨石拌合料制备，水磨石压制成型阶段，水磨石研磨冷却阶段，真空泵水封以及粗磨细磨加工过程中，都离不开水，而且消耗量很大。
一般说来，制作一平方米水磨石平均要消耗2.5吨左右水，而消耗的总水量中，粗磨细磨加工要占80%以上。水在粗磨细磨加工过程中，不仅对磨料和水磨石起冷却降温作用，而且能将磨削下来的泥粉冲走，以便继续进行正常研磨加工。这些废泥浆水p H值高达12左右，悬浮物含量高达4000～14000mg/L，（如果是树脂基水磨石，则p H值7～8左右，而悬浮物含量则成倍增加）如不及时处理，直接排放，一则无法重复利用，浪费水资源；二则对环境造成双重污染，产生严重的后果。因此，在水磨石工业生产中，废泥浆的处理和利用，是必不可少的环节。
9.1 水质指标和废泥浆水的特征
所用的水中总是含有杂质的，杂质决定了水质的好坏。各种工业生产中对水质的要求是不同的，即使是同一种工业生产，不同的生产工艺过程，对水质的要求也有差异。应根据工艺的具体要求，合理的选定，并对水质进行必要的处理。
9.1.1 废泥浆水的收集
骨料生产加工作业场所，应综合考虑各位置粉尘产生的多少，进行合理布置工艺设备，统一安装通风除尘设备。将灰尘集中处理。优先采用湿法作业方式。对于易产生粉尘的设备或环节应采取局部封闭措施。对二次扬尘也要进行控制措施，定时进行地面清洁。
切割工艺应选用自动洒水、产尘少的切割设备，并配备具有护尘罩的专用锯台。
框架锯机、切机等切割设备应采用吸尘罩，连接吸尘罩的吸风管应置于粉尘散发中心。
圆盘锯应设置独立的车间或工作区域，工作时进行封闭，并配备相应的吸尘设备。
水磨石研磨宜选用自动研磨设备和连续研磨机械，并配备吸尘罩装置。抛光过程宜采用半密闭作业方式，并采取防尘等措施。
手工打磨工序应集中设置单独的工作区域，并配备相应的吸尘设备。水磨石数控加工中心应密闭防尘，控制室要对有粉尘生产场所，应设密闭防尘的工作人员。在异型石材加工中，雕刻机、磨边机、倒角机等设备应采取局部密闭措施并设置排风罩。
水磨石生产加工中的局部切割、边角磨抛、槽孔加工、异型造型等易产生粉尘的工序宜采用带冷却水加工法。
水磨石干法加工时应设置单独的区域，在产生粉尘的方向和部位配置有效的收尘设备。收尘设备应通过水雾进行收尘处理。
9.1.2 水磨石生产用水及其水质指标
水磨石生产用水有成型工艺用水，设备冷却用水，磨抛深加工用水三种。
1）成型工艺用水。这部分用水主要是指骨料冲洗，水磨石拌合料的制备用水。它的水质指标与普通混凝土用水水质基本相同。任何天然水，只要符合下列要求，均可采用：
氢离子指数p H值不得小于6;
硫酸盐含量不得超过2700mg/L;
盐的总含量不得超过5000mg/L;
不得含有油脂、植物油、糖类、酸类及其他有害杂质；
在直接使用河水时，还要注意河水中是否含有因受污染而带有二价铁二价锰等低价离子化合物，因为这些低价离子会使水磨石表面的颜色发生变化。不允许使用海水，因为海水会使产品表面产生盐霜，影响水磨石的装饰效果。
2）设备冷却用水，这部分用水对其温度有一定的要求，而且不能发生悬浮物和溶解盐类的沉淀，不能滋长藻类和微生物等，以免堵塞设备及有关管道。此外，还要求水质对于设备及有关管道没有腐蚀作用。
上述两部分用水消耗量很小，第一部分用水被水泥化合吸收又不排放，可尽量采用合乎要求的天然水不加处理
3）磨抛深加工用水，这部分用水消耗量大，必须加以处理才能采用。对于循环用水，尤应严格控制。当然，水质指标要合理，低了，直接影响产品质量；高了，又会增加处理费用。通过将废泥浆水处理回收进行循环使用，其实际水质指标如下：
悬浮物含量25～140mg/L;p H值11.5～12.5；化学成分（mg/L）总硬12～16；永硬10～14；暂硬1左右；CO3为1左右；HCO3未检出；SO4为65～75mg/L；在使用上述水质指标的循环水时，循环水管道内仍存在结垢问题，尤其在泵内，磨机磨头供水孔内，结垢比较严重。一般运行半年左右就需要停机清理一次，否则不能正常供水，影响生产顺利进行。当然，如果加酸处理，将p H值回调到7左右，也是可以的。
9.1.3 废泥浆水的特征
废泥浆水的悬浮物含量一般为4000～14000mg/L，平均约9000mg/L,p H值为11.7～12.4。水质不稳定，变化幅度较大。当生产不同花色品种水磨石时，品种变化大，水质不稳定。当生产不同粒径骨料水磨石时，15mm以下磨削量约为4mm,27mm以下磨削量增大到7mm左右，悬浮物含量变化大。
在粗磨细磨加工时，由于磨料（磨石，磨轮）磨损，不定期的停机更换，悬浮物含量瞬时变化大。用多条生产线或多台磨机进行生产，开停时间不一，悬浮物含量瞬时变化也大。粗磨加工磨削量大，颗粒粗，细磨加工磨削量小，颗粒又非常细，上下两道工序，一般多为单机间断生产，开机时间，生产品种都比较复杂，水质、悬浮物含量和沉淀速度等变化都大。废泥浆浓缩后粘稠，不易排放和过滤，也会使水质不稳定，变化幅度较大。
9.1.4 废泥浆的沉淀
通过有代表性颗粒的沉降特性，来总结废泥浆的沉淀方案。如表5所示。根据沉淀理论按颗粒为球体计算，可以得出，粒径为0.1mm以上的颗粒。其沉降速度在7.5mm/s以上。因此，从水中粒径大于0.1mm以上的泥浆靠沉淀，可以把这类颗粒除去是比较容易的，而粒径为0.01mm的颗粒，其沉降速度只有0.075mm/s，靠这样低的沉降速度，除去这类颗粒已经是不现实了。粒径更小的颗粒，已具有胶体性质，难以下沉，不能用自然沉淀的方法来除去，而要用混合沉淀的方法了。泥浆粉来源于粗磨细磨下来的细粉，细度经测定通过400目的占90%以上。所以，废泥浆水的处理，实际上就是除去这些细粉的问题。
自然沉淀和混合沉淀实验对比：
1）自然沉淀实验，自然沉淀实验是在一升量筒内进行的。将原水注入量筒内，搅拌三分钟后，静态沉淀，用不同时间在水深180mm处取样分析。
从上述结果看，水质沉降性能较好，水中悬浮物易于沉淀。沉淀2min，沉淀速度为1.5mm/s时，水中剩余浊度为248～372.5mg/L，去除率为94.81%～98.32%，沉淀5min，沉淀速度为0.6mm/s时，水中剩余浊度为153～293mg/L，去除率为95.92%～98.96%。水质呈现微白色。
2）混凝沉淀试验。经分别投加硫酸铝，聚合氯化铝，三氯化铁，硫酸亚铁和聚丙烯酰胺高分子混凝剂的试验比较，在水质p H值在11.7～12.4，悬浮物含量高的情况下，除聚丙烯酰胺高分子混凝剂外，其余的效果均不佳。适宜的混凝剂以选用阴离子型水解度为20%～30%的聚丙烯酰胺高分子为好。现将选用这种混凝剂配制成浓度为1‰，即一升含一毫克的聚丙烯酰胺，进行混凝沉降试验。
9.2 水磨石生产废泥浆的处理
一般采用两级机械脱水处理。第一级处理是对废泥浆水进行浓缩，使其含水量由98%以上浓缩到75%左右，以便回收水，再循环利用；第二级处理是把浓缩后的泥浆再脱水，使其由液态变为固态泥饼，以便堆放和利用。第一级处理采用浓缩机和加速澄清池的两段循环水处理流程。由于采用浓缩机做前处理，原水中98%左右的悬浮物都可在浓缩机中自然沉淀，浓缩后的泥浆含水率也比加速澄清池浓缩后的泥浆含水率低。同时，浓缩机还可以起到调节原水含泥量不均匀，水量变动较大的作用。浓缩机处理不同流量泥浆沉淀效果。
9.2.1 生产废水的处置和泥浆的回收要求：
水磨石生产加工企业应建立生产废水、生活污水处理设施和水循环利用系统，生产废水和生活污水的管网应分开布置；
车间内的生产废水排水沟底面坡度不宜小于5‰，排水沟的起始位置深度不宜小于0.3m;
骨料破碎除尘的废水处理系统应有单独的过滤和回收装置，充分再利用铁砂和配套砂浆；
生产废水的处理水量应满足生产产品的工艺方法、生产能力的要求；
生产废水处理宜采用竖流式沉降罐（或沉降池），处理流程见图25所示。
生产废水处理后所产生的污泥，应使用压滤机进行脱水处理。
对于污泥量较少的废水处理装置，可选用板框、箱式压滤机；
对于污泥量大的可选用带式压滤机、折带式真空转鼓脱水机、盘式真空脱水机等设备；
脱水后的污泥含水率应不大于20%;
脱水后的污泥在储存和运输中应加遮盖物，保持密封状态；
脱水后的污泥应集中存放在具有防风、防雨、防水、防渗措施的专门堆放场所；
制粉制砂企业安全和清洁生产还应符合相关的国家标准或行业标准；
石粉石砂转运应采用压滤打包或经密罐车运送，防止对环境造成二次污染。
原水在浓缩机中自然沉降后的出水，经加速澄清池投放混凝剂混凝二次处理后，出水悬浮物含量较低，约15～70mg/L，水质稳定，再循环利用，能满足要求，并且能加速减少澄清池的泥浆，定期排入浓缩机统一处理，还可充分利用泥浆中剩余的混凝剂，达到尽量减少投放混凝剂量的目的。另外，浓缩机是湿式选矿作业中的通用设备，还配有提升机构。在耙子负荷增大超过额定值时，耙子可以自动升起，而负荷恢复正常时，耙子又可自动降到原始位置。在泥浆粘稠的条件下工作，能有效地保护设备的安全运行。第二级处理选用自动压滤机做二次脱水是比较简易经济的。
9.2.2 废泥浆水的全部处理工艺
1）循环水工艺流程示意图如图26所示。
2）污水三级沉淀池处理法如图27所示。
3）污水深锥单罐处理法如图28所示。
4）污水二级双罐处理法如图29所示。
A-污水储存区；B-絮凝剂添加桶；C-速凝罐；D-污泥输送泵；E-泥浆搅拌桶；F-压滤水输送管；G-压滤机；H-清水池
