刘建平 山西省五台县益通节能技术研究所
摘要:在合成石的原料中配加麦饭石、五台山黑曜石、富含微量元素的岩石等奇特岩石，并用高频的电磁振动成型装置模压成立体性的养生型合成石产品，以其革聚、养生和改善人居环境的特点，提高合成石的市场价值。
关键词:合成石 五台山黑曜岩 麦饭石 微量元素 电磁成型
在以细微、纹理和晶硬为特点的合成石类型及其花色的变化中，并用振动力压制的荒料型与薄板型的生产工艺，使得合成石的市场份额发生了明显的变化。采用实体面材人造石相近的浇铸工艺制作的洗面盆、工艺花盆以及人造石浮雕产品也在建材市场上崭露头角。对于人造合成石产品的研发工作，业内人士认为:不外乎是成型设备、工艺、粘结剂、石头和型体结构五个方面的改进。在其配料中加人贝壳、玻璃、镜片、竹环和玉石等物料颗粒点缀的工艺已显示出其用料正向广泛的范围延伸。在合成石的生产及销售中，普遍存在的一种疏忽是:对大理石、白云石和石英石等天然石料为主料的合成产品或多或少存在对养生性特点的认识不足，只是其以板状型体铺设于地面及墙面，缺乏与人体接触的条件以及微量元素的含量较少而已。本文的论点是:在合成石生产的原料中专门配加富含微量元素的岩石及奇特岩石，并将其板状形体扩展至立体性的形体而产生养生效应。具体对麦饭石、黑耀石和富含微量元素的木鱼石等岩石，并对其曲面成型的工艺进行分析和提出方案。
1.麦饭石
麦饭石是产于山谷溪水中的斑状豆砾石，所含的矿物质和化学成分，用现代测试手段分析并证明其所含稀土元素以及放射性成分对人体有益而无害。麦饭石做为药石治病，起原于我国。明代李时珍在《本草纲目》中指出其“甘、温、无毒，主治一切痛疽发电磁成型背”。
据沈阳地矿研究所分析资料，中华麦饭石含有的活性元素CaO为3.49% , Na2O为4.79和K2O为3.49,并含有稀有元素、稀土元素和重金属元素40余种，其中含Zn(锌)为80PPm。见表1。
麦饭石在净化饮用水、制作活性矿物水方面有其神奇之处，那就是用为数不多的麦饭石来代替大自然界的大岩盘、岩层，制造出与天然矿泉水成分非常接近的人造矿泉水。麦饭石从其矿物成分和岩石结构上还具备吸附对人体有害物质如氰化物、汞、锡、铬的素质。因为其中的Mg, Ca, Na, K氧化物及其活性成分在水里少量溶解并离解成离子，在铝硅酸盐矿物的硅氧四面体构造中形成一种原子团结构。麦饭石中的一SiO一离子团捕捉带正电荷的氮(细菌蛋白质的主要成分)，从而把水中的各种病毒细菌、有机体吸附掉，有力地抑制细菌的活动能力。还有试验证明，它对调节水质、植物增收、淡水保鲜、冰箱除臭等方面具有明显的作用。很多试验结果启示，麦饭石中含有促进生命的物质。
2.黑耀石等奇特岩石
山西省五台山地区最近发现的储量可观的黑曜石，是一种可用于合成石与微晶玻璃生产的极为理想的原料。黑曜石是一种由基性、超基性岩经变质作用生成的天然火山玻璃。该区域内出落地层是下元古界小滹沱群石嘴亚群长城岭组、驼梁段及新生界第四系。在区段内广泛分布，基性岩主要是花岗岩、麻岩、千枚岩和辉绿岩，呈脉状平均为4米层厚产出。本矿区黑曜石为黑色和绿色玻璃体结构，其矿物成份为：SO2 74.27%，AL2O 3 8.42%，CaO 1.21%，MgO0.24% FezO3 2.32%，K2O 2.48%, Na2O 4.68%，其他元素6.38%。
黑曜石obsidian，晶系为六方晶系，硬度5.5，比重2.40，折射率1.48--1.51，属于非纯晶质的水晶宝石，这种以黑色和绿色为主的成较大块状的岩石，是雕刻工艺制品的上乘原料。但其开采时占绝大多数的碎块及砂砾为数众多，可用于合成石生产作为其骨料，并以其致密性与光泽度使其成型及研磨的薄板产生不同凡响的效果。黑耀石的文化源渊流长，其中不乏佛教及民间的诸如消除负性能量，消灾避难和贯通灵脉等等说法。
山东济南地区的木鱼石以其秀丽的花纹和细腻的质地，用于雕刻工艺制品可谓历史悠久。大量的实验数据证明其富含铁、铜、锌、银、钾和钠等多种有益于人体健康的微量元素。紫砂的分布在我国也较为广泛，其中大多含有较为理想的微量元素。这些岩石及其砂砾，大多是不宜作为天然石材进行加工的。但利用合成石聚合成块的优势使之变废为宝，无论从可持续发展的观点来看，还是从其萃聚而产生的养生价值来看，均具有广阔的发展前景。磁铁矿加工精铁粉剩余的尾矿，大多也含有微量元素与较高的石英成份。
3.曲面型合成石的成型装置
采用真空振动压制的成型方式被称为杜邦石或实体面材人造石，具有使用粘结剂尤其是高分子材料大幅度减少，并使其产品造价降低的优点。本文提出的采用奇特岩石及富含微量元素的岩石，只有在与人体形成直接或间接接触的条件下，才可能产生较为明显的养生效果。这种振动压制曲面形的艺术形体的成型装置，在其对模具的机械作用中要同时顾及其承压能力，因此，其作用力偏重于高频的振动力而不是强压力。
电磁振动方式采用晶闸管与换流电容器的脉波电流控制，利用其谐振通流易于将其振动频率调节至150-300Hz的特点，将其等效的振动转速控制在9000r/min以上。我们以压制卫生间用的洗面盒为例，说明其电磁成型装置研发的方案。图1表明了装置的基本结构，其主要部件的附图标记为:电磁铁(1);弹簧器(2);压具(3);模具(4);真空箱(5);混合料(6)。
这种高频的半波电流控制的电磁铁，在脉动电流的控制下间断的产生向下作用的吸合力，经由传动杆使其压具(3)向下运动而产生瞬间的压制力;位于电磁铁上部与压具侧边的两组压缩弹簧，在电磁铁中部的动铁心吸合时储存了能量，并在其失电时用弹簧的反弹力将其升起，由此电磁力压下而由弹簧力抬起的配合并交替作用的方式而产生高频的激振力。所述的模具是用金属并以陶瓷面盒为原形浇铸成的分为阴模与阳模的承压模型。
4.养生型合成石的配方及工艺
在人造合成石的用料中刻意地配加一定量的富含微量元素与活性元素的岩石，并压制成类如洗面盆、浴缸、盛水器皿，或压制成小砖块再珠联璧合成坐垫、凉席以至对合成玲珑球等，其目的在于以其形体构成与人体接触的条件而发挥其潜在的养生效应。由于这种曲面形的成型产品在后续工序中要进行其弯曲形体表面的研磨抛光，因此其配料中要避免高硅石料的过量使用。其配方见表2。
其中的麦饭石可选用内蒙古等地的中华麦饭石;富含微量元素的岩石可选用山东木鱼石等1-3种岩石配合使用，并需综合考虑多种元素配合的合理性以及产品色彩的淡雅性，其中的锌、钾、钠、铭和铝等主要元素要分别大于200ppm;白色大理石与碳酸钙粉的使用既有其产品表面易于抛光与配色随意的考虑，还有利用其石料固有的微孔以及钙质细粉填充形成的微孔，使其微量元素经其孔隙，尤其是在加人水的条件下形成向外扩散的微观通路。
5.黑耀石与奇特岩石的应用
对于黑耀石这种硬度较大并具天然色彩的石料，用其代替或部分代替石英石颗粒而以薄板成型方式压制出的产品，较适用于橱柜台面和茶几面的装饰。因为这种近似于石英的岩石，只有在其制作成薄板并用连续磨机研磨之后，才能以较高的光泽度显示出优越之处。
在荒料成型的工艺中，也可采用黑耀石及奇特石粒作为其点缀物，并尽能形成石粒的相异色彩向周边渗透或交融的配色效果，或者是用石粒排布成条纹的效果。对于使用双轴搅拌机的成型设备，采用转向布料与同步洒料工艺完全可使其花色效果提高一个档次，一般性的做法是:将奇特岩石粉碎成0.5-1 mm或3--8mm粒径的配色石粒，并装设于水平传输带上面的布料漏斗内;在松散状的基体混合料均匀经由水平传输带运送时，同步地洒入配色石料;用喷涂器具对配色石料重点进行雾状喷除，使其石粒表面沾附同一色彩的颜料液体;采用分别具有四个垂直搅拌杆的二至四个固定旋转的搅拌器，对铺洒石粒并喷涂颜料的料体进行动态的搅拌配色，形成团粒渗透的花色效果。用荒料成型机进行双色产品的生产、只能用转向布料中的辊压并喷涂颜料的工艺形成细微并流畅的纹理，或是洒入石料并喷涂颜料，再以二次搅拌方式形成团粒交融的相似于花岗岩的效果。
6.综述
对现行的采用大理石或石英石为骨料的合成在生产工艺，扩展其概念而配加麦饭石、黑曜石和奇异岩石，并在其平板体向曲面体的变化中使其产生有益于人体健康的养生价值。将合成石的生产技术涉及到养生学是提高其市场价值的重大研发课题。以于富含微量元素的岩石大多是碎块或是砂砾的问题，利用合成石的聚合工艺而成为工艺性的型体，具有相得益彰而开物成务的意义。本文在合成石的美观与耐用的基础上，配加养生元素而使其具有养生价值，迎合了人们对人居环境讲求环保及有益于人体健康的需求。对曲面型或立体型合成产品的压制成型设备，提出了采用电磁铁的电磁吸引力与弹簧的压缩力配合，并用脉波电流进行高频控制的方案。人造合成石是石头的再生或深加工的产品，在其合成中应用萃聚的理念充分利用石头养人的优势，并以其型体的变化而对人体产生养生的价值。
