CN102234973B - 一种透水砖的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种透水砖的制备方法，该方法包括制备透水砖预制件并使该透水砖预制件在60-200℃下加热1-4小时，然后以1-15℃/小时的速度冷却至40℃以下。采用本发明提供的所述透水砖的制备方法能够制备具有提高的机械性能和透水性的透水砖。

Description

一种透水砖的制备方法

技术领域

本发明涉及一种透水砖的制备方法。

背景技术

目前，城市建设中大多采用水泥、柏油、大理石等非透水性材质铺设地面，这些硬化路面使地表与空气的热量、水分交换很困难，自然调节城市地面温度和湿度的能力很差，地表吸收热量困难，导致城市空间内存留大量余热，地面还会大量反射，辐射太阳热能，从而导致出现城市夜间温度比郊外夜间温度高的现象。而且，在雨天时，硬化路面会阻止雨水直接渗入地下，造成到处积水，影响道路的舒适性和安全性，同时阻断了雨水直接补充地下水的途径，使城市地下水位难以回升，直接影响城市地表植被的健康生长，绿化困难，加重了城市的干旱缺水问题；而积水涌入下水道后注入江河，加重了城市排水系统和江河的排泄负担，晴天时地面又极为干燥，尘土飞扬，环境舒适度大大降低。

为此，本领域技术人员通过深入研究，开发了一些透水砖、透水路面等的透水性材料。例如，CN101528630A公开了一种复合透水砖，该透水砖包括透水表层和透水基层，透水表层和透水基层紧密结合为一体；透水表层和透水基层中分别包含有骨料和粘结骨料的粘结剂；所述透水表层中的粘结剂中至少包含有亲水性粘结剂。然而，该专利申请中并未公开透水砖的制备方法，特别是，没有公开在混料、成型后的加工工艺。

在透水砖的常规制备过程中，在混料、成型之后，使透水砖预制件进入升温炉中进行加热，然后在空气中冷却至室温，从而制得透水砖。然而，在这种常规的工艺过程中，需要使透水砖预制件在升温炉中加热很长的时间，通常为8小时以上；而且，采用该常规工艺制得的透水砖的强度和透水性都不是很高。

发明内容

本发明基于节约能源的目的，提供了一种新的制备透水砖的方法，在该方法中，只需要对混料、成型后的透水砖预制件加热1-4小时即可，从而大大降低了能源的消耗。

本发明提供了一种透水砖的制备方法，该方法包括制备透水砖预制件并使该透水砖预制件在60-200℃下加热1-4小时，然后以1-15℃/小时的速度冷却至40℃以下。

根据本发明的所述透水砖的制备方法，通过使所述透水砖预制件加热1-4小时，然后控制经过加热的透水砖预制件的冷却速度以缓慢地进行冷却，使得经过所述加热后保留在所述透水砖预制件中的热量能够在较长的时间内逐渐缓和地对所述透水砖预制件进行加热固化，从而一方面能够缩短所述透水砖预制件的加热时间，以节省能源消耗；另一方面使得所述透水砖预制件经过缓和地固化后，形成更加致密的内部结构，进而使最终制得的透水砖的强度和透水性有一定的提高。

附图说明

图1表示根据本发明的所述透水砖的制备方法的过程的示意图。

具体实施方式

本发明提供的所述透水砖的制备方法包括制备透水砖预制件并使该透水砖预制件在60-200℃下加热1-4小时，然后以1-15℃/小时的速度冷却至40℃以下。

在一种优选实施方式中，使所述透水砖预制件在70-150℃下加热1-4小时。在该优选情况下，最终制得的透水砖具有更致密的内部结构，从而具有进一步提高的机械强度和透水性。

根据本发明的所述透水砖的制备方法，所述加热可以在各种常规的加热装置中实施。在一种优选实施方式中，所述加热在升温窑中进行，且所述升温窑包括分别设置在相对的两个侧面上的两个开口，且所述两个开口彼此通过至少一个通道连通，所述升温窑例如可以为隧道窑。在该优选情况下，经过混料、成型的透水砖预制件可以从所述升温窑的一侧的开口(即进口)中进入；加热完成之后，所述透水砖预制件可以从所述升温窑的另一侧的开口(即出口)中卸出，同时，可以使下一批经过混料、成型的透水砖预制件从所述升温窑的进口进入所述升温窑中进行加热。因此，有利于使整个透水砖的制备过程连续进行。

在进一步优选的实施方式中，所述冷却的速度为3-10℃/小时，从而在使整个透水砖的制备工艺保持较高的生产效率的同时，保证最终制得的透水砖具有很好的机械强度和透水性。

根据本发明的所述透水砖的制备方法，所述冷却可以在各种常规的冷却装置中实施。在一种优选实施方式中，所述冷却在冷却窑中进行，且所述冷却窑包括分别设置在相对的两个侧面上的两个开口，且所述两个开口彼此通过至少一个通道连通。在该优选情况下，在经过加热的透水砖预制件中保留的热量不会很快就散发到环境中，而是逐渐地散发到所述冷却窑内，同时散发的热量使所述冷却窑内的温度升高，从而使所述经过加热的透水砖预制件需要经过较长的时间才可以逐渐冷却至环境温度。同样地，在采用所述冷却窑进行冷却的情况下，经过加热的透水砖预制件从所述冷却窑的一侧的开口(即进口)进入；冷却完成之后，所述透水砖预制件可以从所述冷却窑的另一侧的开口(即出口)中卸出，同时，可以使下一批经过加热的透水砖预制件从所述冷却窑的进口进入所述冷却窑中进行冷却。因此，有利于使整个透水砖的制备过程连续进行。

根据本发明的所述透水砖的制备方法，所述透水砖预制件的厚度没有具体的限定，本领域技术人员可以根据实际应用中的透水砖的厚度而确定。然而，为了保证最终制得的透水砖具有较好的机械强度和透水性，所述透水砖预制件的厚度优选为2-80厘米，进一步优选为2-40厘米，更进一步优选为2-20厘米。

根据本发明的所述透水砖的制备方法，所述透水砖预制件中的溶剂含量也没有具体的限定，只要保证所述透水砖预制件能够成型即可。然而，为了保证最终制得的透水砖具有较好的机械强度和透水性，所述透水砖预制件的溶剂含量优选控制在0.1-10重量％的范围内，进一步优选控制在1-5重量％的范围内。所述溶剂的种类在本发明中没有特别的限定，例如可以为水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯和丙酮中的至少一种。

在本发明的一种实施方式中，所述透水砖预制件均以由多块透水砖预制件形成的堆的形式依次进入所述升温窑和所述冷却窑。而且，可以通过调整所述堆的体积来控制所述经过加热的透水砖预制件在所述冷却窑内的冷却速度，具体地，当所述堆的体积相对较大时，在经过加热的所述堆的温度相同的情况下，所述冷却窑内的透水砖预制件的冷却速度相对较小，反之亦然。在优选情况下，在保证所述堆能够顺利通过所述升温窑和所述冷却窑的进口和出口的情况下，所述堆的体积与所述冷却窑内的空间的体积的比例可以为1∶1.5-5，进一步优选为1∶2-3。

在一种优选实施方式中，本发明提供的所述透水砖的制备方法还可以包括在所述冷却之后的精整步骤。所述精整步骤用于对经过冷却后的透水砖进行整理，以消除所述透水砖的表面缺陷，并使所述透水砖达到规定的尺寸。通常，所述精整步骤包括修补和/或整形，所述修补用于对经过冷却后的透水砖的表面存在的缺陷进行填补，所述整形用于对经过冷却后的透水砖进行修边以将所述透水砖控制在规定的尺寸。具体地，对透水砖进行修边和整形的方法可以采用本领域常规使用的方法进行实施。

在进一步优选的实施方式中，本发明提供的所述透水砖的制备方法还可以包括在所述精整步骤之后的加热步骤，所述加热步骤用于使所述透水砖中在所述精整步骤中经过处理的位置进一步固化，使所述透水砖的表面具有比较均衡的透水性和机械强度。因此，所述加热步骤可以对整个所述透水砖进行实施，也可以对所述透水砖中经过精整处理的位置进行实施。所述加热的方法可以包括在60-200℃下加热3-10分钟，优选在70-150℃下加热3-10分钟。所述加热的方法可以在常规的加热炉中进行，也可以用高温灯照的方式实施。

在本发明中，所述透水砖的材质和组成没有特别的限定，可以为本领域常规使用的各种透水砖的材质和组成，其组成例如可以如CN101528630A中公开透水砖。制备所述透水砖预制件的方法也没有特别的限定，例如，所述方法可以包括将形成所述透水砖预制件的物料进行混合，然后进行成型。

在本发明中，所述制备的透水砖预制件可以在如图1所示的循环系统中进行处理，具体地，将多个所述制备的透水砖预制件堆放在载物板上，使所述透水砖预制件连同所述载物板进入升温窑中进行加热，加热完成后，所述透水砖预制件连同所述载物板再进入所述冷却窑中进行冷却，冷却完成后，所述透水砖从所述冷却窑中卸出，然后对所述透水砖进行精整，包括修补和/或整形，然后对制备的透水砖进行包装，并使所述载物板循环使用，以继续装载所述混料、成型后得到的透水砖预制件并进入所述升温窑。在优选情况下，在所述精整步骤之后，再对经过精整后的透水砖的局部或整体进行短时间的加热，然后进行包装。

以下通过实施例对本发明作进一步说明。

制备例1：透水砖的混料和成型

制备包括透水表层和透水基层的复合透水砖：

透水表层的原料如：100克的颗粒直径为0.4-0.2mm的石英砂，4.6克的氢化双酚A型环氧树脂(购自武汉狮子山涂料厂)，1.4克的脂肪族多胺固化剂(购自元鸿应用材料股份有限公司，型号为H-3528)，0.12克的环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(购自北京市申达精细化工有限公司，型号为A-187)，0.012克的光稳定剂UV-320和0.006克的抗氧剂1010，1克的珍珠岩粉，3克的酒精；

透水基层的原料如：颗粒直径为2-3mm的石英砂，粘结剂为水泥(购自北京水泥厂有限责任公司，型号为P.O32.5)，以水为溶剂，所述石英砂与所述水泥的重量比为1；0.15；

将所述透水基层的原料混合均匀，并进行成型；将透水表层的原料混合均匀，然后涂敷在成型的透水基层上，使所述透水表层与所述透水基层的厚度之比为0.5∶3，并成型为40×20×10厘米的透水砖预制件(溶剂含量为2重量％)。

实施例1

本实施例用于说明本发明提供的所述透水砖的制备方法。

按照图1中所示的过程，使制备例1中制得的透水砖预制件进入隧道窑，并在所述隧道窑中在100℃下加热3小时，然后，使加热后的透水砖预制件进入冷却窑，并在所述冷却窑中以5℃/小时的速度冷却至20℃。然后，对冷却后的所述透水砖依次进行修补和修边，之后在100℃下在加热炉中加热8分钟，从而得到透水砖A1。

对比例1

使制备例1中制得的透水砖预制件进入隧道窑，并在所述隧道窑中在100℃下加热10小时，然后，从所述隧道窑中卸出，并在空气中冷却至20℃。然后，对冷却后的所述透水砖依次进行修补和修边，之后在100℃下加热8分钟，从而得到透水砖D1。

实施例2

本实施例用于说明本发明提供的所述透水砖的制备方法。

按照图1中所示的过程，使制备例1中制得的透水砖预制件进入隧道窑，并在所述隧道窑中在70℃下加热4小时，然后，使加热后的透水砖预制件进入冷却窑，并在所述冷却窑中以3℃/小时的速度冷却至20℃。然后，对冷却后的所述透水砖依次进行修补和修边，之后在70℃下在加热炉中加热10分钟，从而得到透水砖A2。

实施例3

本实施例用于说明本发明提供的所述透水砖的制备方法。

按照图1中所示的过程，使制备例1中制得的透水砖预制件进入隧道窑，并在所述隧道窑中在150℃下加热2小时，然后，使加热后的透水砖预制件进入冷却窑，并在所述冷却窑中以10℃/小时的速度冷却至20℃。然后，对冷却后的所述透水砖依次进行修补和修边，之后在150℃下在加热炉中加热3分钟，从而得到透水砖A3。

对比例2

根据实施例3的方法制备透水砖，所不同的是，使加热后的透水砖预制件在冷却窑中以20℃/小时的速度冷却至20℃，从而得到透水砖D2。

测试例

根据JC/T945-2005的方法对所述透水砖A1-A3和D1-D2的抗压强度、抗折破坏荷载、耐磨性、保水性和透水系数(水温15℃)进行测试，其测试结果如下表1所示。

表1

	A1	A2	A3	D1	D2
						抗压强度(MPa)	53	51	52	45	48
抗折破坏荷载(N)	11765	11694	11751	10627	10679
						耐磨性(mm)	32.5	32.0	32.0	28.5	29.5
保水性(g/cm2)	0.75	0.74	0.75	0.68	0.71
						透水系数(cm/s)	9.6×10-2	8.9×10-2	9.2×10-2	6.8×10-2	6.9×10-2

由表1的数据可以看出，与对比文件1和2相比，实施例1-3中通过使透水砖预制件加热较短的时间，并使其以较小的冷却速度逐渐冷却，从而制得的透水砖的机械性能(包括抗压强度、抗折破坏荷载和耐磨性)和透水性(保水性和透水系数)得到了改善。由此可见，采用本发明提供的所述透水砖的制备方法能够制备具有提高的机械性能和透水性的透水砖。

Claims (9)

1.一种透水砖的制备方法，其特征在于，该方法包括制备透水砖预制件并使该透水砖预制件在60-200℃下加热1-4小时，然后以1-15℃/小时的速度冷却至40℃以下，所述透水砖包括透水表层和透水基层，所述透水表层的原料为，100g颗粒直径为0.2-0.4mm的石英砂，4.6g的氢化双酚A型环氧树脂，1.4g的脂肪族多胺固化剂，0.12g环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，0.012g的光稳定剂和0.006g的抗氧剂，1g珍珠岩粉和3g的酒精；

所述透水基层的原料为，颗粒直径2-3mm的石英砂，粘结剂为水泥，以水为溶剂，所述石英砂与所述水泥的重量比为1：0.15；将所述透水基层的原料混合均匀，并进行成型，将透水表层的原料混合均匀，然后涂敷在透水基层上，使所述透水表层与所述透水基层的厚度之比为0.5：3，并成型为透水砖预制件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述透水砖预制件在70-150℃下加热1-4小时。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述冷却的速度为3-10℃/小时。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述透水砖预制件的厚度为2-20厘米。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括在所述冷却之后的精整步骤。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述精整步骤包括修补和/或整形。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，该方法还包括在所述精整步骤之后的加热步骤。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述精整步骤之后的加热的方法包括在60-200℃下加热3-10分钟。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述制备透水砖预制件的方法包括将形成所述透水砖预制件的物料进行混合，然后进行成型。