彩砂种类及应用技术

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1、彩砂种类及应用技术摘要：分析了以生产工艺分类的4种彩砂的生产工艺、特点及应用，讨论了沥青瓦、卷材用彩砂的主要性能要求，介绍了多种用途的特种彩砂，列举了彩砂用于屋面及地面的工程实例。关键词：彩砂；性能；应用彩砂通常分为天然和加工两类，天然彩砂由于色彩品种较少且不耐老化因而大规模使用受到制约；加工彩砂产品种类繁多、性能好、使用面广，各国都大量发展。本文就加工彩砂的各主要品种、涉及工艺、性能指标及应用技术进行讨论。1彩砂的分类及生产工艺以生产工艺分类，彩砂可分为染色法、粘结法、玻化法及陶化法4种。1．l染色法染色

2、法彩砂是以着色剂经搅拌包覆在矿粒上烘干而成其生产流程为：矿粒精细筛分--清洗--烘干--搅拌--烘干--产品│着色剂染色法彩砂粒径较小，一般生产2种规格的粉砂，粒径0．2～0．9mm和0．05～0．8mm．使用小型设备精细生产，要求颗粒均匀、色彩鲜艳。主要用于工艺美术方面（美国的老人、小孩用于彩砂画），重要产地为台湾及美国，估计用量为3万t左右。1．2粘结法粘结法彩砂是以高分子粘结剂粘结色料包覆矿粒而成。其生产流程为：色料浆│矿粒--吹风去尘--搅拌--干燥结膜--成品粘结法彩砂生产成本低，但由于高分子材料

3、抗老化性较差，长期暴露使用色彩受到影响。1．3玻化法玻化法彩砂是在矿料表面形成玻璃体制成的彩砂。其生产流程为：成色氧化剂料浆│矿料——清洗——烘干——搅拌——烧成玻化法彩砂一般要选择白色矿料，生成的彩砂外观近乎透明，能够反射光线，有色彩缤纷的效果。在欧洲及中东使用较多，只能用于室内，室外使用易开裂粉化。由于各种氧化剂形成玻璃体的温度不同，因而每种颜色的玻化法彩砂要求的温度不同，其变化在600～1100℃之间。实际烧成时，一种颜色的彩砂用—种温度。1．4陶化法陶化法彩砂是在矿粒表面形成陶瓷体制成的彩砂。其生产

4、流程为：色料浆│矿粒——风力去尘——搅拌——烘干——烧成陶化法烧成的彩砂耐酸、耐碱、耐老化，性能均优于其他方法，目前国际上主要生产厂家均使用这种工艺。2彩砂主要性能探讨2．1沥青瓦彩砂2．l．1抗冻性彩砂颗粒如果有裂缝，雨水就会进人，冰冻时引起体积膨胀，裂缝进一步扩展，如此冻融循环，最后导致彩砂开裂破碎。矿粒在生产过程中有裂缝是很难避免的，但只要陶化层包覆完整就可以避免水和冰冻的影响。一般彩砂是用冻融循环试验来判定抗冻性的，方法是-25℃冻、50℃融，以15次或25次为一轮进行试验，用筛分和低倍显微镜确定其

5、是否破坏。2．1．2颜色一致性同一种颜色的彩砂色彩是否均匀一致，是沥青瓦用户非常关注的指标，因沥青瓦在使用过程中受不同强度的光线照射，很容易看出颜色差别。而这种差别在生产时往往不易发现，特别是分批出厂的产品更要注意颜色一致性。2．1．3膜强度较高的膜强度才能够避免彩砂在运输过程中、沥青防水材料生产时或使用过程中受到的冲击影响（例如冰雹）。试验方法有2种：枪击法：彩砂放入专用的气枪中，对2m远的陶瓷靶射击，测定射击前后的筛分结果。重力法：彩砂以一定高度（1m或2m）自由落下撞击在金属板或陶瓷板上，同样以筛分结

6、果作为判定的依据。枪击法测定时间短，但要求专用仪器；重力法测定次数多，自由落下的次数有50次、100次、200次、500次等，测定时间长。2．1．4抗紫外线在长期（数十年）使用中不能褪色，这是对彩砂的基本要求，国际上1970年开始做了大量研究。最早使用的仪器是人工加速老化仪，最后发现彩砂的人工加速老化和自然老化建立不起相关性。经大量研究，明确褪色的主要因素是紫外光的影响，紫外光对颜色的变化反应极为灵敏。美国几家主要的沥青瓦公司都建有自然老化试验场所，与紫外线老化作出对比。现今彩砂行业已采用紫外线照射作为彩砂

7、褪色性的标准测试方法。通常以一定强度的紫外光照射一定时间（对颜色反应最灵敏的波段为365nm和420nm），老化的等级分为8级，沥青瓦或卷材用的彩砂要达到7级以上。地面用彩砂4级以上，粉砂2级以上。2．1．5储存和运输储存和运输过程中特别需要注意的是吸水现象和易碎性。彩砂生产完后是干燥的，但是在储存和运输过程中，尤其是在空气湿度较大的季节容易吸潮，含水量会增加，严重的会直接影响到彩砂和沥青的粘结力，解决的办法是将生产完后的彩砂进行表面处理。易碎性不好的彩砂会在储存和运输过程中产生破碎，直接影响了彩砂质量，解

8、决的办法是必须选用品质优良的矿料。2．l．6粒径分布合理的粒径分布的目的就是在沥青瓦的表面形成良好的彩砂覆盖层。好的覆盖层应该是在干刷合格的前提下瓦表面看不到沥青的析出，只看到颜色一致的彩砂。影响粒径分布的原因有很多，包括彩砂的供货、沥青瓦生产线供砂系统的结构和落砂器的结构。供砂系统的设计原则上应有使粗细砂子均匀分布的导向板或分配板，落砂器的设计原则上应使砂子沿横向面均匀落砂。2．l．7包裹质量包裹质量是衡量彩砂