CN105130368B - 一种透水地面材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种透水地面材料及其制备方法，所述透水地面材料包括相连接的面层和基层，所述面层的原料组分包括面层骨料和面层粘结剂，其中，面层骨料和面层粘结剂的重量配比为1:10至2:5；所述基层的原料组分包括基层骨料和基层粘结剂，其中，基层骨料和基层粘结剂的重量配比为1:10至2:5。在本发明提供的透水地面材料中，通过各材料间的综合协调作用，节约资源，减少排放，有效降低成本，有效解决了易老化的性能不稳问题，大幅提高了透水地面材料整体的稳定性，有效改善了透水地面材料铺就地面的外观效果；有效降低外观面层孔径，延长透水时效，有效提高透水地面材料铺就的地面产品的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及建筑用地面铺装材料技术领域，尤其涉及一种透水地面材料及其制备方法。
背景技术
目前，在建筑中，广场、小区及道路等地面铺装用材有多种，常用材料主要有以下几种：(1)透水混凝土即无砂混凝土，通常采用石子与普通硅酸盐水泥混合现场浇注成型形成透水路面，由透水混凝土材料形成的路面孔隙在毫米级，表面粗糙，路面外观的泥土、细砂、路面灰、碎物等容易堵塞孔隙，易导致透水性能降低，而且，现场搅拌、浇注施工，会产生较大噪音，给周围居民生活带来影响；(2)水泥透水砖，结构包括面层和底层，其中，面层是以小石子为骨料、以水泥为粘结剂进行固化而成，底层是以石子为骨料、以水泥为粘结剂进行固化而成，该类透水材料孔隙为微米级到毫米级，虽然透水速率高，但外观效果较差，而且经过冻融后易出现表面脱落。
因此，亟需研究开发出既经济又便于施工、铺就成型的道路等结构保持良好的透水性和稳定性的透水地面材料。
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术存在的问题，提供一种透水地面材料及其制备方法，以低成本实现地面铺就，且保持良好的透水性和稳定性，使透水效果和外观效果保持长期的稳定。
本发明解决问题的技术方案是：一种透水地面材料，包括相连接的面层和基层，所述面层的原料组分包括面层骨料和面层粘结剂，其中，所述面层骨料和面层粘结剂的重量配比为1:10至2:5；所述基层的原料组分包括基层骨料和基层粘结剂，其中，所述基层骨料和基层粘结剂的重量配比为1:10至2:5。
优选地，在本发明的透水地面材料中，所述面层骨料和面层粘结剂的重量配比为3:20至3:10，所述基层骨料和基层粘结剂的重量配比为3:20至3:10。
优选地，在本发明的透水地面材料中，所述面层骨料的原料为沙漠砂、海砂、石英砂、河砂、彩砂、陶瓷微粒、玻璃微粒中的一种或两种以上的组合。
较佳地，在本发明的透水地面材料中，所述面层粘结剂的原料组成包括面层固体粘结剂和面层液体粘结剂，所述面层固体粘结剂和面层液体粘结剂的重量配比为1:10至1:2，其中，所述面层固体粘结剂为煅烧高岭土、粉煤灰、矿渣、硅灰、赤泥、钢渣、煤矸石及尾矿中的一种或两种以上的组合；所述面层液体粘结剂的原料组分及重量配比为：水玻璃100份、碱金属氢氧化物10-50份、碱金属碳酸盐1-10份、水10-40份、乳液5-20份、减水剂1-5份，其中，所述水玻璃为钠基水玻璃、钾基水玻璃和锂基水玻璃中的任一种，所述碱金属氢氧化物为氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾中的任一种，所述碱金属碳酸盐为碳酸锂、碳酸钠和碳酸钾中的任一种，所述乳液为苯丙乳液、硅丙乳液、纯丙乳液、水性环氧树脂乳液、水性聚胺酯乳液中的一种或两种以上的组合；所述减水剂为萘系减水剂、密胺系减水剂和聚羧酸系减水剂中的任一种。
较佳地，所述面层固体粘结剂优选煅烧高岭土，便于解决配色问题，以使外观效果更好；煅烧高岭土优选煅烧温度在700-1000℃内煅烧的高岭土；所述面层固体粘结剂更优选为煅烧高岭土与矿渣的组合，以有效调节固化速度及产品强度。
较佳地，在本发明的透水地面材料中，所述面层骨料的粒径范围为10目-100目，所述面层固体粘结剂的粒径为200目-5000目。
较佳地，在本发明的透水地面材料中，所述面层骨料的粒径范围为20目-60目，所述面层固体粘结剂的粒径为1000目-3000目；所述面层骨料的粒径范围更优选为40目-60目。
优选地，在本发明的透水地面材料中，所述基层骨料的原料组分包括基层粗骨料和基层细骨料，所述基层粗骨料和基层细骨料的重量配比1:10至2:5；所述基层粘结剂的原料组成包括基层固体粘结剂和基层液体粘结剂，所述基层固体粘结剂和基层液体粘结剂的重量配比为1:10至1:2。
较佳地，在本发明的透水地面材料中，所述基层粗骨料为石子、陶瓷颗粒、玻璃颗粒、建筑垃圾颗粒、尾矿颗粒中的一种或两种以上的组合，所述基层细骨料为沙漠砂、海砂、石英砂、河砂、彩砂、陶瓷微粒、玻璃微粒中的一种或两种以上的组合；所述基层固体粘结剂为煅烧高岭土、粉煤灰、矿渣、硅灰、赤泥、钢渣、煤矸石及尾矿中的一种或两种以上的组合；所述基层液体粘结剂的原料组分及重量配比为：水玻璃100份、碱金属氢氧化物10-50份、碱金属碳酸盐1-10份、水10-40份、乳液5-20份、减水剂1-5份，其中，所述水玻璃为钠基水玻璃、钾基水玻璃和锂基水玻璃中的任一种，所述碱金属氢氧化物为氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾中的任一种，所述碱金属碳酸盐为碳酸锂、碳酸钠和碳酸钾中的任一种，所述乳液为苯丙乳液、硅丙乳液、纯丙乳液、水性环氧树脂乳液、水性聚胺酯乳液中的一种或两种以上的组合；所述减水剂为萘系减水剂、密胺系减水剂和聚羧酸系减水剂中的任一种。
较佳地，在本发明的透水地面材料中，所述基层固体粘结剂为粉煤灰，以使成本更低；更优选为粉煤灰与矿渣、硅灰的复配，以调节凝固时间和提高强度。
较佳地，在本发明的透水地面材料中，所述基层液体粘结剂的原料组分中，优选钠基水玻璃，以降低成本，更优选为钠基水玻璃与钾基水玻璃的复配组合，以提高强度。
优选地，在本发明的透水地面材料中，所述基层粗骨料的粒径范围为3-15mm，更优选为5-7mm；所述基层细骨料的粒径范围为10-100目。
本发明还提供了一种透水地面材料的制备方法，将上述本发明透水地面材料的基层原料混合后布料，经初压后，在基层上将混合好的面层原料进行布料，然后，依次进行压实、脱模和养护，得到透水地面材料成品。
在本发明提供的透水地面材料中，通过各材料间的综合协调作用，以低成本实现地面铺就，且保持良好的透水性和稳定性，使透水效果和外观效果保持长期的稳定；尤其是通过以固体废弃物为主要原料，不用普通硅酸盐水泥，节约资源，减少排放，有效降低成本；通过以无机材料作为粘结剂，有效解决了易老化的性能不稳问题，大幅提高了透水地面材料整体的稳定性；通过以煅烧高岭土等为原料制备面层粘结剂，有效解决了普通水泥配色困难的问题，有效改善了透水地面材料铺就地面的外观效果；通过以细骨料作为面层骨料，增加表面光洁度，降低外观面层孔径，延长透水时效，有效提高透水地面材料铺就的地面产品的寿命。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明作进一步的说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种透水地面材料，包括相连接的面层和基层，所述面层的原料组分包括面层骨料和面层粘结剂，其中，所述面层骨料和面层粘结剂的重量配比为1:10；所述基层的原料组分包括基层骨料和基层粘结剂，其中，所述基层骨料和基层粘结剂的重量配比为1:10。
在上述实施例中，所述面层骨料的原料为沙漠砂；所述面层粘结剂的原料组成包括面层固体粘结剂和面层液体粘结剂，所述面层固体粘结剂和面层液体粘结剂的重量配比为1:10，其中，所述面层固体粘结剂为煅烧高岭土，所述面层液体粘结剂的原料组分及重量配比为：水玻璃100份、碱金属氢氧化物10份、碱金属碳酸盐1份、水10份、乳液5份、减水剂1份，其中，所述水玻璃为钠基水玻璃，所述碱金属氢氧化物为氢氧化锂，所述碱金属碳酸盐为碳酸锂，所述乳液为苯丙乳液，所述减水剂为萘系减水剂。
在上述实施例中，所述面层骨料的粒径范围为10目，所述面层固体粘结剂的粒径为200目。
在上述实施例中，所述基层骨料的原料组分包括基层粗骨料和基层细骨料，所述基层粗骨料和基层细骨料的重量配比1:10；所述基层粘结剂的原料组成包括基层固体粘结剂和基层液体粘结剂，所述基层固体粘结剂和基层液体粘结剂的重量配比为1:10；其中，所述基层粗骨料为石子，所述基层细骨料为沙漠砂；所述基层固体粘结剂为煅烧高岭土；所述基层液体粘结剂的原料组分及重量配比为：水玻璃100份、碱金属氢氧化物10份、碱金属碳酸盐1份、水10份、乳液5份、减水剂1份，其中，所述水玻璃为钠基水玻璃，所述碱金属氢氧化物为氢氧化锂，所述碱金属碳酸盐为碳酸锂，所述乳液为苯丙乳液；所述减水剂为萘系减水剂。
在上述实施例中，所述基层粗骨料的粒径范围为3mm，所述基层细骨料的粒径范围为10目。
上述透水地面材料通过如下方法制备：将上述透水地面材料的基层原料即基层骨料和基层粘结剂的各组分按上述重量配比混合后布料构成基层，将形成的基层初压后，在基层上进行面层原料布料，即按上述配比将相关组分进行充分混合所得的面层原料在基层上即进行布料，然后，依次进行压实、脱模和养护处理步骤，即得到透水地面材料成品，能够直接用于建筑中地面铺设，无需再进行造成噪声污染及环境污染的现场混料施工操作。
将相同厚度的本发明透水地面材料成品和上述现有技术相比，孔隙率提高，透水率明显提高20％，外观效果及成品整体的稳定性均显著增强，使用寿命延长30％。
实施例2
一种透水地面材料，包括相连接的面层和基层，所述面层的原料组分包括面层骨料和面层粘结剂，其中，所述面层骨料和面层粘结剂的重量配比为2:5；所述基层的原料组分包括基层骨料和基层粘结剂，其中，所述基层骨料和基层粘结剂的重量配比为2:5。
在上述实施例中，所述面层骨料的原料为海砂，所述面层粘结剂的原料组成包括面层固体粘结剂和面层液体粘结剂，所述面层固体粘结剂和面层液体粘结剂的重量配比为1:2，其中，所述面层固体粘结剂为在700-1000℃内煅烧的高岭土；所述面层液体粘结剂的原料组分及重量配比为：水玻璃100份、碱金属氢氧化物50份、碱金属碳酸盐10份、水40份、乳液20份、减水剂5份，其中，所述水玻璃为钾基水玻璃，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠，所述碱金属碳酸盐为碳酸钠，所述乳液为硅丙乳液，所述减水剂为密胺系减水剂。
在上述实施例中，所述面层骨料的粒径范围为100目，所述面层固体粘结剂的粒径为5000目。
在上述实施例中，所述基层骨料的原料组分包括基层粗骨料和基层细骨料，所述基层粗骨料和基层细骨料的重量配比2:5；所述基层粘结剂的原料组成包括基层固体粘结剂和基层液体粘结剂，所述基层固体粘结剂和基层液体粘结剂的重量配比为1:2；其中，所述基层粗骨料为陶瓷颗粒，所述基层细骨料为海砂；所述基层固体粘结剂为粉煤灰；所述基层液体粘结剂的原料组分及重量配比为：水玻璃100份、碱金属氢氧化物50份、碱金属碳酸盐10份、水40份、乳液20份、减水剂5份，其中，所述水玻璃为钾基水玻璃，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠，所述碱金属碳酸盐为碳酸钠，所述乳液为硅丙乳液；所述减水剂为密胺系减水剂。
在上述实施例中，所述基层粗骨料的粒径范围为15mm，所述基层细骨料的粒径范围为100目。
上述透水地面材料的制备方法同实施例1。
将相同厚度的本发明透水地面材料成品和上述现有技术相比，孔隙率提高，透水率明显提高25％，外观效果及成品整体的稳定性均显著增强，使用寿命延长36％。
实施例3
一种透水地面材料，包括相连接的面层和基层，所述面层的原料组分包括面层骨料和面层粘结剂，其中，所述面层骨料和面层粘结剂的重量配比为3:20；所述基层的原料组分包括基层骨料和基层粘结剂，其中，所述基层骨料和基层粘结剂的重量配比为3:20。
在上述实施例中，所述面层骨料的原料为陶瓷微粒；所述面层粘结剂的原料组成包括面层固体粘结剂和面层液体粘结剂，所述面层固体粘结剂和面层液体粘结剂的重量配比为3:10，其中，所述面层固体粘结剂为粉煤灰；所述面层液体粘结剂的原料组分及重量配比为：水玻璃100份、碱金属氢氧化物30份、碱金属碳酸盐5份、水25份、乳液15、减水剂3份，其中，所述水玻璃为锂基水玻璃，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钾，所述碱金属碳酸盐为碳酸钾，所述乳液为水性环氧树脂乳液；所述减水剂为聚羧酸系减水剂。
在上述实施例中，所述面层骨料的粒径范围为40目，所述面层固体粘结剂的粒径为1000目。
在上述实施例中，所述基层骨料的原料组分包括基层粗骨料和基层细骨料，所述基层粗骨料和基层细骨料的重量配比3:10；所述基层粘结剂的原料组成包括基层固体粘结剂和基层液体粘结剂，所述基层固体粘结剂和基层液体粘结剂的重量配比为3:10；其中，所述基层粗骨料为玻璃颗粒，所述基层细骨料为陶瓷微粒；所述基层固体粘结剂为矿渣、；所述基层液体粘结剂的原料组分及重量配比为：水玻璃100份、碱金属氢氧化物30份、碱金属碳酸盐50份、水30份、乳液10份、减水剂3份，其中，所述水玻璃为钾基水玻璃，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钾，所述碱金属碳酸盐为碳酸钾，所述乳液为水性聚胺酯乳液；所述减水剂为聚羧酸系减水剂。
在上述实施例中，所述基层粗骨料的粒径范围为5mm，所述基层细骨料的粒径范围为50目。
上述透水地面材料的制备方法同实施例1。
将相同厚度的本发明透水地面材料成品和上述现有技术相比，孔隙率提高，透水率明显提高29％，外观效果及成品整体的稳定性均显著增强，使用寿命延长40％。
实施例4
一种透水地面材料，包括相连接的面层和基层，所述面层的原料组分包括面层骨料和面层粘结剂，其中，所述面层骨料和面层粘结剂的重量配比为3:10；所述基层的原料组分包括基层骨料和基层粘结剂，其中，所述基层骨料和基层粘结剂的重量配比为3:10。
在上述实施例中，所述面层骨料的原料为玻璃微粒；所述面层粘结剂的原料组成包括面层固体粘结剂和面层液体粘结剂，所述面层固体粘结剂和面层液体粘结剂的重量配比为2:5，其中，所述面层固体粘结剂为粉煤灰与矿渣按重量比1:1混合的组合物；所述面层液体粘结剂的原料组分及重量配比为：水玻璃100份、碱金属氢氧化物40份、碱金属碳酸盐8份、水20份、乳液12份、减水剂4份，其中，所述水玻璃为钠基水玻璃，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钾，所述碱金属碳酸盐为碳酸钾，所述乳液为纯丙乳液；所述减水剂为密胺系减水剂。
在上述实施例中，所述面层骨料的粒径范围为60目，所述面层固体粘结剂的粒径为3000目。
在上述实施例中，所述基层骨料的原料组分包括基层粗骨料和基层细骨料，所述基层粗骨料和基层细骨料的重量配比2:7；所述基层粘结剂的原料组成包括基层固体粘结剂和基层液体粘结剂，所述基层固体粘结剂和基层液体粘结剂的重量配比为3:10；其中，所述基层粗骨料为玻璃颗粒，所述基层细骨料为河砂；所述基层固体粘结剂为粉煤灰与矿渣按重量比1:2混合而成的组合物；所述基层液体粘结剂的原料组分及重量配比为：水玻璃100份、碱金属氢氧化物20份、碱金属碳酸盐4份、水20份、乳液16份、减水剂2份，其中，所述水玻璃为钠基水玻璃，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠，所述碱金属碳酸盐为碳酸钠，所述乳液为水性聚胺酯乳液；所述减水剂为聚羧酸系减水剂。
在上述实施例中，所述基层粗骨料的粒径范围为5mm，所述基层细骨料的粒径范围为20目。
上述透水地面材料的制备方法同实施例1。
将相同厚度的本发明透水地面材料成品和上述现有技术相比，孔隙率提高，透水率明显提高27％，外观效果及成品整体的稳定性均显著增强，使用寿命延长38％。
实施例5
一种透水地面材料，包括相连接的面层和基层，所述面层的原料组分包括面层骨料和面层粘结剂，其中，所述面层骨料和面层粘结剂的重量配比为1：3；所述基层的原料组分包括基层骨料和基层粘结剂，其中，所述基层骨料和基层粘结剂的重量配比为1:3。
在上述实施例中，所述面层骨料的原料为硅砂，所述面层粘结剂的原料组成包括面层固体粘结剂和面层液体粘结剂，所述面层固体粘结剂和面层液体粘结剂的重量配比为1:3，其中，所述面层固体粘结剂为在700-1000℃内煅烧的高岭土；所述面层液体粘结剂的原料组分及重量配比为：水玻璃100份、碱金属氢氧化物35份、碱金属碳酸盐7份、水30份、乳液12份、减水剂3份，其中，所述水玻璃为钾基水玻璃，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钾，所述碱金属碳酸盐为碳酸钾，所述乳液为纯丙乳液，所述减水剂为密胺系减水剂。
在上述实施例中，所述面层骨料的粒径范围为20目，所述面层固体粘结剂的粒径为2000目。
在上述实施例中，所述基层骨料的原料组分包括基层粗骨料和基层细骨料，所述基层粗骨料和基层细骨料的重量配比1:5；所述基层粘结剂的原料组成包括基层固体粘结剂和基层液体粘结剂，所述基层固体粘结剂和基层液体粘结剂的重量配比为1:3；其中，所述基层粗骨料为陶瓷颗粒，所述基层细骨料为海砂；所述基层固体粘结剂为粉煤灰与矿渣按重量比1:1混合而成的组合物；所述基层液体粘结剂的原料组分及重量配比为：水玻璃100份、碱金属氢氧化物35份、碱金属碳酸盐10份、水40份、乳液20份、减水剂5份，其中，所述水玻璃为钠基水玻璃，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠，所述碱金属碳酸盐为碳酸钠，所述乳液为硅丙乳液；所述减水剂为密胺系减水剂。
在上述实施例中，所述基层粗骨料的粒径范围为12mm，所述基层细骨料的粒径范围为70目。
上述透水地面材料的制备方法同实施例1。
将相同厚度的本发明透水地面材料成品和上述现有技术相比，孔隙率提高，透水率明显提高27％，外观效果及成品整体的稳定性均显著增强，使用寿命延长41％。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (4)
1.一种透水地面材料，其特征在于，包括相连接的面层和基层，所述面层的原料组分包括面层骨料和面层粘结剂，其中，所述面层骨料和面层粘结剂的重量配比为3:20至3:10；所述基层的原料组分包括基层骨料和基层粘结剂，其中，所述基层骨料和基层粘结剂的重量配比为3:20至3:10；
所述基层骨料的原料组分包括基层粗骨料和基层细骨料，所述基层粗骨料和基层细骨料的重量配比1:10至2:5；所述基层粘结剂的原料组成包括基层固体粘结剂和基层液体粘结剂，所述基层固体粘结剂和基层液体粘结剂的重量配比为1:10至1:2；
所述面层粘结剂的原料组成包括面层固体粘结剂和面层液体粘结剂，所述面层固体粘结剂和面层液体粘结剂的重量配比为1:10至1:2，其中，所述面层固体粘结剂为煅烧高岭土、粉煤灰、矿渣、硅灰、赤泥、钢渣、煤矸石及尾矿中的一种或两种以上的组合；所述面层液体粘结剂的原料组分及重量配比为：水玻璃100份、碱金属氢氧化物10-50份、碱金属碳酸盐1-10份、水10-40份、乳液5-20份、减水剂1-5份；
所述面层骨料的粒径范围为20目-60目，所述面层固体粘结剂的粒径为1000目-3000目；
所述基层粗骨料为石子、陶瓷颗粒、玻璃颗粒、建筑垃圾颗粒、尾矿颗粒中的一种或两种以上的组合，所述基层细骨料为沙漠砂、海砂、石英砂、河砂、彩砂、陶瓷微粒、玻璃微粒中的一种或两种以上的组合；所述基层固体粘结剂为煅烧高岭土、粉煤灰、矿渣、硅灰、赤泥、钢渣、煤矸石及尾矿中的一种或两种以上的组合；所述基层液体粘结剂的原料组分及重量配比为：水玻璃100份、碱金属氢氧化物10-50份、碱金属碳酸盐1-10份、水10-40份、乳液5-20份、减水剂1-5份，其中，所述水玻璃为钠基水玻璃、钾基水玻璃和锂基水玻璃中的任一种，所述碱金属氢氧化物为氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾中的任一种，所述碱金属碳酸盐为碳酸锂、碳酸钠和碳酸钾中的任一种，所述乳液为苯丙乳液、硅丙乳液、纯丙乳液、水性环氧树脂乳液、水性聚氨酯乳液中的一种或两种以上的组合；所述减水剂为萘系减水剂、密胺系减水剂和聚羧酸系减水剂中的任一种。
2.根据权利要求1所述的透水地面材料，其特征在于，所述面层骨料的原料为沙漠砂、海砂、石英砂、河砂、彩砂、陶瓷微粒、玻璃微粒中的一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求2所述的透水地面材料，其特征在于，所述基层粗骨料的粒径范围为3-15mm；所述基层细骨料的粒径范围为10-100目。
4.一种透水地面材料的制备方法，将权利要求1-3任一项所述的透水地面材料的基层原料混合后布料，经初压后，在基层上将混合好的面层原料进行布料，然后，依次进行压实、脱模和养护，得到透水地面材料成品。
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