Yapay taş ilk olarak 1960’larda Amerika Birleşik Devletleri’nde ortaya çıkmıştır. Bu malzeme, dolgu maddeleri, pigmentler ve az miktarda başlatıcı içeren doymamış polyester reçineden belirli bir işleme süreciyle üretilir. Bu ürün, sadece basit bir sentez yöntemine, kısa üretim döngüsüne ve düşük maliyete sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda mükemmel bir performans da sergiler. Yeterli mukavemet, sertlik, su direnci, yaşlanma direnci, korozyon direnci ve diğer özelliklere sahiptir ve çeşitli mimari dekorasyonlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Pekin Madencilik ve Metalurji Genel Araştırma Enstitüsü tarafından geliştirilen atık maden taşında, ana agrega olarak atık maden kullanılır ve bağlayıcı olarak 5Mg(OH)₂ · MgCl₂ · 8H₂O (518 fazı olarak adlandırılır) bağlayıcı olarak kullanılır; ayrıca iç karışım olarak su itici bir madde ve bir aktivatör eklenir. Normal sıcaklık ve basınç koşullarında taş ürünü ilk olarak sentezlenir; ardından, taş ürünün türüne, performansına ve gereksinimlerine bağlı olarak, farklı özelliklere sahip taş ürünleri elde etmek amacıyla yüzeyinin işlenmesi için harici bir su itici madde uygulanır. Magnezyum çimento malzemesinin 518 fazını oluşturmasını ve 518 fazının su veya nemli ortamlarda faz dönüşümüne uğramamasını sağlamak için numune genellikle MgO/MgCl₂ > 4,27 ve H₂O/MgCl₂ > 4,18 olacak şekilde hazırlanır. 518 fazının su veya su buharıyla karşılaştığında geçirdiği faz dönüşüm hızını azaltmak için iç su itici madde eklenir; 518 fazının su veya su buharıyla karşılaştığında geçirdiği faz dönüşüm derecesini daha da azaltmak amacıyla dış su itici madde uygulanır, böylece taşın su direnci ve kalitesi artırılır. Testler, atık taş yapay taşının su direnci ve alkali direnci gibi temel özelliklerinin gerekli standartları karşıladığını göstermiştir. Ayrıca, her tür atık, atık taş yapay taşını sentezlemek için kullanılabilir. Sentez süreci basittir, atık üretmez (atık gaz, atık su veya katı atık yoktur), maliyeti düşüktür, toksik değildir ve kokusuzdur, yüksek mukavemete sahiptir ve serbest şekillendirmeye olanak tanır; bu özellikleri sayesinde hem iç hem de dış duvarlar için taklit taş dekoratif malzeme olarak kullanıma uygundur.

Çin Sivil Havacılık Üniversitesi Fen Fakültesi'nden Hou Yanyan, doymamış polyester reçineyi ve Shanxi Datong Jinyin Madencilik A.Ş.'den elde edilen atık maden cevherini ana hammadde olarak kullanarak, normal sıcaklık ve basınç koşullarında yapay bulut taşı levhalar üretti. Elde edilen parlaklık ve mekanik özellikler endüstri standartlarına uygundu.

(1) Hammaddeler. Shanxi Datong Jinyin Madencilik A.Ş.’nin atık maddeleri dolgu maddesi olarak kullanılmıştır. Bu atıklar gri renklidir; ana bileşeni SiO₂ olup, az miktarda Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO vb. içerir. Parçacık boyutu 0,043 ile 0,375 mm arasında değişmektedir.

(2) Reaktifler. Tianjin Letai Chemical Co., Ltd. tarafından üretilen 191 numaralı reçine, endüstriyel sınıf; şikloheksanon peroksit, kimyasal olarak saf, Shanghai Aladdin Company tarafından üretilen; kobalt naftenat, kimyasal olarak saf, Dalian No.1 Organic Chemical Co., Ltd. tarafından üretilen; metil silikon yağı, analitik olarak saf, Tianjin Yingda Rare and Precious Chemical Reagent Factory tarafından üretilen.

(3) İşlem. Atıklar, beş farklı tane boyutu grubuna ayrılmak üzere elendi: +0,167 mm, -0,167 mm, +0,107 mm, -0,107 mm, +0,074 mm, -0,074 mm, +0,043 mm ve -0,043 mm. Atıklar yıkandı, kurutuldu ve bir kenara ayrıldı. Kalıbın iç tabakasına, kendi imalatımız olan bir polivinil alkol ayırıcı madde eşit bir şekilde sürüldü ve kurumaya bırakıldı. 191 numaralı reçine, sikloheksanon peroksit, kobalt naftenat ve metil silikon yağı orantılı olarak karıştırıldı ve atıklar ilave edildi. Karışım oda sıcaklığında karıştırıldı ve hazırlanan kalıba hızlıca döküldü, ardından vakumlandı. Tamamen katılaşmasının ardından numune kalıptan çıkarıldı ve 80°C’de son kürleme işlemine tabi tutuldu. Kullanım amacına bağlı olarak numune daha sonra taşlandı ve cilalandı. Yapay taş hazırlama sürecinin akış şeması Şekil 5-8’de gösterilmiştir.

Şekil 5-8: Yapay taş hazırlama süreci

Hazırlanan yapay taşın yapısı, parlaklığı, mekanik özellikleri ve korozyon direnci, bir parlaklık ölçer, bir Zeiss polarize mikroskobu ve bir Fourier dönüşümlü kızılötesi spektrometre kullanılarak test edildi ve incelendi. Farklı parçacık boyutlarına sahip atıkların ürün performansı üzerindeki etkisi araştırıldı; parlaklık, eğilme mukavemeti ve korozyon direnci test edilip analiz edildi. Deneyler, atıkların parlaklığı ve mekanik özellikleri endüstri standartlarını karşılayan yapay taş sentezlemek için dolgu maddesi olarak başarıyla kullanıldığını kanıtladı. Kızılötesi spektroskopi sonuçları, reçine ve dolgu maddesinin birbirine bağlandığını ve arayüzde kimyasal bir reaksiyon meydana gelerek yeni maddelerin oluştuğunu gösterdi. Yapay taşın parlaklığı, dolgu maddesi parçacık boyutunun artmasıyla birlikte artmış; eğilme mukavemeti de dolgu maddesi parçacık boyutunun artmasıyla birlikte artmıştır. Bununla birlikte, dolgu maddesi parçacıkları ne kadar küçükse, korozyon direnci o kadar yüksek olmuştur. Bu sonuç, parçacık boyutunun küçültülmesinin yapay taşın performansı üzerinde hem olumlu hem de olumsuz etkileri olduğunu göstermektedir.