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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0．2～0．9 mm和0．05～0．8 mm．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600～1 100℃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2 m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（1 m或2 m）自由落下撞击在金属板或陶瓷板上，同样以筛分结果作为判定的依据。 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365 nm和420 nm），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．