CN105218043A - 砖型结构制品及制造方法及其内含的流道结构的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种砖型结构制品及制造方法及其内含的流道结构的制造方法，特别是一种生态砖制品，该砖型结构制品可以供进行植栽以维护生态，结构包括：一本体结构，该本体结构包括：一胶结性材料；以及一粒料；以及一流道结构，该流道结构是由纸浆材料所形成，并在该本体结构上形成多个孔洞或槽道，以供植物通过该多个孔洞或槽道而生长。本发明的砖型结构可制成具透水性、可植栽的砖块、瓦片等产品，并且该砖型结构呈碱性、酸性或中性，以利于植物的生长。本发明制造方法所用原料容易取得、环保、质轻、成本低，并且容易大范围施工。

Description

砖型结构制品及制造方法及其内含的流道结构的制造方法

技术领域

本发明属于一种砖型结构制品及制造方法及其内含的流道结构的制造方法，特别是属于一种生态砖制品及制造方法及其内含的流道结构的制造方法。

背景技术

温室效应造成全球暖化的效应越来越严重，二氧化碳讯息分析中心(CDIAC)公布2009年全球二氧化碳排放量已达31,629,955(千吨)，来年，全球二氧化碳排放量高达33,508,901(千吨)。由此项数据可以清楚的了解二氧化碳的排放量逐年剧增，对全球的环境造成极大的威胁。

一般而言，用来覆盖地面的材质称之为“铺面”，例如砖块。铺面除可用以保护地面避免风沙飞扬外，还可使地面平顺，以利人、车通行。目前最常被使用的铺面，依其使用材料，可区分为沥青混凝土铺面及水泥混凝土铺面。沥青混凝土铺面具有防水、耐久、抗酸碱盐等特性，但在受热情况下，会有软化、移动等缺点，且遇汽油或类似流体会有溶解之虞。此外，沥青混凝土铺面还有路面黑暗不美观、服务耐用年限短、生命周期较短，维护成本高，故总成本高等缺点。水泥混凝土及其相关制品被广泛应用在营建工程上，然而水泥具有不透水及低孔隙率等特性，以致铺设水泥混凝土铺面的地方无法进行植栽。特别在夏季时，沥青混凝土铺面或水泥混凝土铺面的表面温度可高达到40℃以上，除使铺设这些铺面的都市或密集开发区域产生热岛现象外，因环境酷热所造成的人心郁闷亦容易衍生社会问题。

为了改善上述沥青混凝土及水泥混凝土的缺点，现有技术亦已发展透水、多孔及可植栽的绿化混凝土，其属于一种生态混凝土(EnvironmentallyFriendlyConcrete，Eco-Concrete)。所谓绿化混凝土指能够提供适宜绿色植物生长环境、可进行绿色植被的混凝土或其制品。传统绿化混凝土大致可分成三种类型：(1)孔洞或槽道型绿化混凝土本体、(2)多孔连续型绿化混凝土及(3)铺设式绿化混凝土。

一般而言，传统绿化混凝土的组成成份大多由水泥及单级配碎石骨材等材料所制成。事实上，水泥及单级配碎石骨材的开采仍具有产生破坏环境的环保问题。此外，传统绿化混凝土仍具有混凝土本身重量大、需要人工造孔、施工不易及保水滞水性不佳、材料成本高等缺点。因此，虽然现有技术已提出具有多孔及透水特性的绿化混凝土，但仍需要进一步改善现有技术绿化混凝土本身特性，以期更具备环保、质轻、成本低及容易大范围施工的特性。举例而言，现有技术中国台湾专利公告第I263624号“水库淤泥之改质方法及含有改质水库淤泥的营建工程材料”及中国台湾专利公告第00466215号“水库淤泥之再利用法”提供利用水库淤泥再制作营建材料的技术。然而，水库淤泥不易取得，且取得的成本高。

综上所述，环保、绿能、节能减碳相关议题广被大众所重视，因此绿能产业为目前相当可观的产业市场。而现今路面使用的砖面，透水性不佳、保湿性不足因此造成地表温度提高，导致环境严重受破坏。

因此实有需要提供一种具备容易取得、环保、质轻、成本低及容易大范围施工特性的砖型结构产品，以有效达到环保、绿能、节能减碳的目的，而改善现有技术所存在的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种砖型结构制品及制造方法及其内含的流道结构的制造方法，以改善现有技术中生态铺面透水性不佳、保湿型不足的缺点。

首先本发明提供一种砖型结构制品，供进行植栽以维护生态，该砖型结构制品包括：

一本体结构，该本体结构包括：

一胶结性材料；以及

一粒料；以及

一流道结构，该流道结构是由纸浆材料所形成，并在该本体结构上形成多个孔洞或槽道，以供植物通过该多个孔洞或槽道而生长。

其中，该胶结性材料为一水泥，该粒料为一二氧化硅砂；

其中，该本体结构是由该水泥、该二氧化硅砂、一水分及一减水剂而形成，其中该水泥的重量百分比为15至20，该二氧化硅砂的重量百分比为70至75，该水分的重量百分比为8至10，该减水剂的重量百分比为0.15至0.20；

其中，该水泥为一硅酸盐水泥、一铝酸盐水泥、一硫铝酸盐水泥、一氟铝酸盐水泥或一铁铝酸盐水泥；该粒料为砂、石或砂与石的组合。

接着本发明提供一种砖型结构制品的制造方法，包含以下步骤：

提供一模具，将一流道结构置入该模具内部，其中该模具的形状配合该砖型结构制品的形状；

将二氧化硅砂及水泥搅拌均匀，以及将减水剂及水分搅拌均匀；

混合搅拌二氧化硅砂、水泥、减水剂及水分后填充于该模具内；

移除该模具，取出一砖型结构制品，该流道结构在该本体结构上形成多个孔洞或槽道；以及

干燥该砖型结构制品。

作为本发明一种砖型结构制品的制造方法的优选方案，还需要在干燥该砖型结构制品步骤后进一步移除该模具内部的该流道结构；以及

在砖型结构制品的多个孔洞或槽道中填充纸浆材料及/或二氧化硅砂。

本发明另提供一种砖型结构制品的流道结构的制造方法，以形成一纸浆流道心型，该方法包含以下步骤：

取得一纸浆材料；

去除该纸浆材料内所含的不纯物质；

将该纸浆材料加水，并予以搅拌成细小化浆料；将该浆料静置一段时间，以去除悬浮的多余水分，形成一泥状纸浆；

调制一成型用水性黏结剂后，将该水性黏结剂加入泥状纸浆中，并搅拌均匀，以形成均质的一泥状纸浆；

将搅拌完成的该泥状纸浆静置，使比重较水大的纸浆沉淀，与水分离后再去除表层多余的水分；

将去除水分后的该泥状纸浆再一次搅拌均质；

固定一心型模具，取适量的该泥状纸浆填充并加压于该心型模具内的一流路系统中；以及

完成该纸浆流道心型，并拆除该心型模具。

作为对本发明一种砖型结构制品的流道结构的制造方法的优选方案，还需要在拆除该心型模具步骤后进一步干燥该纸浆流道心型。

本发明的有益效果：

本发明的砖型结构可制成具透水性、可植栽的砖块、瓦片等产品，并且该砖型结构呈碱性、酸性或中性，以利于植物的生长。本发明制造方法所用原料容易取得、环保、质轻、成本低，并且容易大范围施工。

附图说明

图1为本发明一实施例的砖型结构制品示意图。

图2为本发明一实施例的纸浆流道示意图。

图3为本发明一实施例的砖型结构制品生长植物示意图。

图4为本发明一实施例的砖型结构制品制作流程图。

图5为本发明一实施例的砖型结构制品纸浆流道制作流程图。

其中，附图标记：

2砖型结构制品

20本体结构

21纸浆流道

22多个孔洞或槽道

23纸浆材料

24植物

具体实施方式

为了能更好的对本发明的技术内容进行说明，特举具体实施例说明如下。

如图1所示，本发明提供一种砖型结构制品2，其可为一生态砖(Eco-Brick)，可供进行植栽以维护生态，该砖型结构制品2包括本体结构20及由纸浆流道21(如图2所示)所形成的多个孔洞22。在本发明一实施例中，本体结构20可依施工需求制造成各种形状，例如砖型结构、瓦型结构、混拟土块体结构、平版型结构或连续铺面结构等，但本发明不以此为限。在本发明一实施例中，本体结构20是通过纸浆材料、胶结性材料及粒料依一预定比例混合，并进行适当搅拌而形成。在本发明一实施例中，本体结构20亦可通过胶结性材料及粒料依一预定比例混合，并进行适当搅拌而形成。

在本发明一实施例中，胶结性材料为水泥，该水泥可为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥或铁铝酸盐水泥，但本发明不以此为限。此外，为了使本发明的本体结构20达到一定强度的要求，本发明可采用现有技术应用于胶结混凝土结构物的级配与粒料的胶结性材料。在本发明一实施例中，纸浆流道21所形成的多个孔洞22亦可为多个槽道。

在本发明一实施例中，粒料为砂、石或砂与石的组合，或者为二氧化硅砂，但本发明不以此为限。本发明所使用的粒料可为细骨料粒或粗骨料粒。其中细骨料粒径约0.16-5mm，例如河沙，海砂及山沙；粗骨料粒径大于5mm，例如碎石及卵石。此外，本发明的料粒亦可为人造轻质骨材(例如烧结型飞灰轻质骨材、人造烧结黏土、发泡炉石、膨胀页岩、黏土、片岩等)、天然轻质骨材(例如蛭石、浮石、硅藻石、珍珠石等)、膨胀苯乙烯粒(例如保丽龙)等骨材所组成的群组中的一种或几种。

在本发明一实施例中，纸浆材料是由工业废纸或家庭废纸所产生，但本发明不以此为限。

如图1所示，通过依一预定比例混合胶结性材料及粒料(或者再加上纸浆材料)，并进行适当搅拌后，除可形成本体结构20外，更可通过纸浆流道21的心型结构，而在本体结构20表面形成多个孔洞或槽道22。需注意的是，多个孔洞或槽道22的形状、大小及数目并不以图1所示者为限。

本发明的砖型结构制品通过多个孔洞或槽道22，而具有透气、透水和重量轻的特点，并可搜集雨水，缓解城市地下水位下降、保持土壤湿度，吸附城市污染物，改善城市热循环、缓解热岛效应等现代城市环境问题。

在本发明一实施例中，本发明可使用10％、20％、30％三种不同配比的纸浆材料与90％、80％、70％的粒料(例如硅砂、砂石或炉石)搅拌成水泥而形成该本体结构20，但本发明不以此为限，纸浆材料与粒料的比例可以为各种不同配比，只要含有纸浆材料成份，即含有养份可供草种籽等植物生长，只是不同的含量将影响草种籽等植物的生长发芽期。

本发明之所以能改善现有技术的缺点，其中一大原因为本发明采用纸浆材料来形成流道心型结构21，而在本体结构20表面形成多个孔洞或槽道22，用以种植植物。以下为一通常的纸浆材料的水分、灰分和可燃分的含量测定：

检测项目	单位	检测值
			水分	％	56.1
灰分	％	15.3
			可燃分	％	28.6

以下为一通常的纸浆材料的有机物含量测定：

检测项目	单位	检测值
			有机物含量测定	％	48.2

由上述数值可知，纸浆材料中含有高达48.2％的有机物，相当有利于植物的生长，灰分亦有利于本体结构20的结合、强化及韧性。

在本发明一实施中，本体结构20可进一步包括厨余材料、肥料或椰浆材料等物质，以更利于植物的生长。此外，不同的植物有其适合的酸碱性生长环境，因此本发明的砖型结构制品2的本体结构20及/或流道心型结构21可再进一步包括pH值调整剂，依植物对酸碱性的喜好而调整本体结构20呈碱性、酸性或中性，以利各种不同植物的生长。唯需注意的是，本发明亦可通过调整纸浆材料、胶结性材料以及粒料的比例，而调整本体结构20或流道心型结构21呈碱性、酸性或中性，此时即毋需使用pH值调整剂。

此外，本发明的砖型结构制品1的本体结构20及/或流道心型结构21可再进一步包括彩色强化剂、稳定剂等材料，增加其美观性及稳定性。

由于本发明的流道心型结构21为由纸浆材料所制成，并在本体结构20上形成多个孔洞或槽道22，而使纸浆材料23填充于多个孔洞或槽道22中。如图2所示，多个孔洞或槽道22为呈圆形且规则排列，各孔洞或槽道间彼此连通，但本发明不以此为限。多个孔洞或槽道22也可为呈其他形状或为不规则排列，且多个孔洞或槽道22的形状、大小及数目亦不以图2所示者为限。如图3所示，通过本发明的砖型结构制品2，即可顺利在多个孔洞或槽道22中生长植物24。

在本发明一实施例中，本体结构20是由水泥、二氧化硅砂、水分及减水剂而形成，其中水泥的重量百分比为15至20，二氧化硅砂的重量百分比为70至75，水分的重量百分比为8至10，减水剂的重量百分比为0.15至0.20，但本发明不以此为限。在本发明一实施例中，多个孔洞或槽道22除可填充纸浆材料外，也可填充二氧化硅砂，其中纸浆材料的重量百分比为40，二氧化硅砂的重量百分比为60，但本发明不以此为限，纸浆材料与二氧化硅砂的比例可以为各种不同配比，只要含有纸浆材料成份，即含有养份可供草种籽等植物生长，只是不同的含量将影响草种籽等植物的生长发芽期。

在本发明一具体实施例中，本发明是使用下列材料及重量百分比而形成砖型结构制品2，但本发明不以此为限：

1、本体结构20材料：二氧化硅砂(71.53％)，水泥(18.46％)、水分(9.83％)及减水剂(0.18)。其中二氧化硅砂(SiO₂)纯度99.5％，粒度为AFS粒度指数＝17至23占42％，AFS粒度指数＝45占58％。减水剂减水量为20％。

2、多个孔洞或槽道22填充材料：纸浆材料(40％)，二氧化硅砂(60％)。其中二氧化硅砂(SiO₂)纯度99.5％，粒度为AFS粒度指数＝10至15。纸浆材料含水量为280％。

3、植物24：类地毯草。

接着请参考图4关于本发明的砖型结构制品2的制造流程。唯需注意的本发明的砖型结构制品2的制造步骤并不以此为限，本发明的砖型结构制品2也可以其他方式制成。

首先，进行步骤S1，提供一模具。该模具的形状配合各种砖型结构制品的不同形状。举例而言，当欲制造四方体块状的砖型结构制品时，模具是包括上侧、下侧及两侧边，并且模具内部包括流道结构，用以形成彼此连通的多个孔洞或槽道。在本发明一实施例中，本发明可以现有技术形成该模具及流道结构，且该模具可为金属制、木制、纸制或塑料制成。

接着进行步骤S2，将二氧化硅砂及水泥搅拌均匀，及将减水剂及水分搅拌均匀。接着进行步骤S3，混合搅拌二氧化硅砂、水泥、减水剂及水分后填充于该模具内。

接着进行步骤S4，移除模具内部的流道结构；及进行步骤S5，移除模具上侧、下侧及两侧边。如此即完成未干燥的砖型结构制品。接着进行步骤S6，干燥该砖型结构制品，例如于空气中干燥24小时以上。

接着进行步骤S7，在砖型结构制品的多个孔洞或槽道中填充纸浆材料及/或二氧化硅砂。接着进行步骤S8，撒上植物种籽或栽种植物，如此即可形成如图3所示可供植栽植物24的砖型结构制品2。

唯需注意的是，不同的砖型结构制品可采用不同的制造方法。举例而言，若砖型结构制品为连续铺面结构，则可采用现有铺设水泥或柏油道路的柔性铺面或刚性铺面等施工方式完成该连续铺面。又或者，可以纸浆材料做成模具及流道结构而形成种植系统，于进行上述的步骤S2及S3之后，即可在该种植系统所形成的多个孔洞或槽道中栽植植物，而不需移除模具，亦不需在多个孔洞或槽道中再填充纸浆材料及/或二氧化硅砂。如此将有助于本发明的砖型结构制品的大量制造。

图5显示本发明的砖型结构制品的流道结构的制造方法，以形成一纸浆流道心型。其包括以下步骤：

步骤1：由纸厂取得废纸浆料。

步骤2：去除纸浆内所含塑料粒、塑料袋片、塑料淋膜片、小木片、淋膜纸片、金属片、毛发屑等不纯物质。

步骤3：因纸浆料体积大小不一，将会影响流道灌注后体积的均质性，故须将纸浆加水，并予以搅拌成细小化浆料，以提升成型后的纸浆心型致密度。

步骤4：将纸浆细化后的浆料，静置于密闭容器内沉淀一段时间，以去除悬浮于纸将表层的多余水分，提高固成分。

步骤5：调制成型用水性黏结剂后，再将黏结剂加入泥状纸浆内利用搅拌机搅拌均匀。

步骤6：均匀搅拌纸浆料，使成均质的泥状纸浆。

步骤7：搅拌完成的泥状纸浆静置于密闭容器内25℃室温中96小时，使比重较水大的纸浆沉淀，与水分离后再去除表层多余的水分。

步骤8：将去除水分后的泥状纸浆，再一次搅拌均质。

步骤9：以C型夹及钢板固定心型模具，取适量泥状纸浆料，填充并加压于心型模穴内的流路系统。

步骤10：完成流道心型填充纸浆料拆模作业。

步骤11：纸浆心型造型完成。

步骤12：纸浆心型干燥。

本发明的砖型结构制品依其不同结构，将可适用于不同用途。举例而言，若为砖型结构，则可用于铺设马路、人行道、廊道或作为家庭造景，铺设于庭园；若为瓦型结构，则可用于铺设于屋顶；若为混拟土块体结构，则除可作为铺设路面用途外，亦可作为营建材料，例如用于房屋建筑、桥梁、公路铺面、跑道、铁路枕木、挡土墙、护堤、涵洞、水坝、水箱、水塔、油槽、渠道、水沟、码头、防坡堤、军事掩体等构造物；若为平版型结构，则亦可设置于建筑物的外墙或内墙，作为造景或室内装饰用；若为连续铺面结构，则适宜铺设于马路、人行道、廊道或户外停车场、广场、操场、游乐场等场所。

本发明的砖型结构制品可谓为一种“环保砖”。砖最初是使用黏土作为原料制作，用于建筑、路面的铺路，但为了保护耕地、维护环境，渐渐使用新型的原料制作砖头。目前市面上所看到的环保砖制作方式是由黏土、沙、石子加上水泥搅拌，接着将混合搅拌而成的材料填入模具中，经过震荡与压缩使其紧密结合，最后脱模、烘干即可得到环保砖，传统环保砖造成地表温度提高以及环境遭受严重破坏。

本发明的环保砖，利用纸厂回收来的纸浆泥，纸浆泥里含有元素氮(N)、磷(P)等许多常使用于植物用肥料的元素，再与黏土、砂、石子加上水泥混合而制成的环保砖。通过回收回来的废纸达到环保再利用，减少黏土、砂、石子的使用；而后制出来的砖头表面具有许多的孔洞或槽道，此孔洞或槽道具有良好的渗透性与排水性功能，而内部特殊流道的设计，使得废纸浆可以更有效的吸附水分，达到降温的用途。

本发明的环保砖表面可用来植草、园艺造景、美化环境，因此本产品能应用于：(1)潮湿燥热地区，如:是中国、马来西亚、东南亚(2)铺设路面，如:行人道、停车场、车型道、广场、文创园区、公园(3)美化环境，如:建筑物料等。由于本发明的环保砖可以避免积水、行走不便，因此非常合铺设于科学园区、公园或学校。

本发明的砖型结构制品可谓为一种“会呼吸的砖”，不仅兼具透水性、保湿性，又能美化环境及降低环境污染之外，尚有其他优点，如下述所示对都市地表保水而言是“低冲击开发”，若遇到暴雷大雨有帮助于排水，在大太阳高温下有助于散热，成为最佳环境保护示范。举例而言，本发明的砖型结构制品至少具有下列优点：

1、砖型结构制品坚固、形状大小可变。

2、纸浆材料内含有机物近50％，包括氮(N)、磷(P)等物质，有利于植物生长。

3、砖型结构制品易吸收水分，透水性佳，可保持水分与养分，有利于植物生长。

4、纸浆材料内含近30％的灰份，富有韧性，可以抵抗热涨冷缩所导致的变形。

5、砖型结构制品可生长植物，降低环境酷热所造成的郁闷。

6、砖型结构制品可取代一般的砖块，降低环境温度。

7、促进废纸浆的再生应用、废纸的回收应用，达到环保的目的。

8、砖型结构制品可作为绿能环境最佳的建筑材料。

9、由于植物生长较快，砖型结构制品可以更有效率的用于造景、绿化建筑等功用。

10、砖型结构制品内部具有特殊流道设计，可增加废纸浆附水性，有效的降低地表温度。

11、砖型结构制品表层具有多孔洞或槽道，有助于渗透性、排水性的功能。

12、由于砖型结构制品的孔洞或槽道有良好的进出水功能，因此可以改变孔洞大小，应用于不同环境。

在本发明一实施例中，本发明利用二次回收的废纸浆为原料，由于使用二次回收的废纸浆为原料，故易于沉积出高质量的环保砖。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种砖型结构制品，其特征在于，该砖型结构制品供进行植栽以维护生态，该砖型结构制品包括：

一本体结构，该本体结构包括：

一胶结性材料；以及

一粒料；以及

一流道结构，该流道结构是由纸浆材料所形成，并在该本体结构上形成多个孔洞或槽道，以供植物通过该多个孔洞或槽道而生长。

2.根据权利要求1所述的砖型结构制品，其特征在于，该胶结性材料为一水泥，该粒料为一二氧化硅砂。

3.根据权利要求2所述的砖型结构制品，其特征在于，该本体结构是由该水泥、该二氧化硅砂、一水分及一减水剂而形成，其中该水泥的重量百分比为15至20，该二氧化硅砂的重量百分比为70至75，该水分的重量百分比为8至10，该减水剂的重量百分比为0.15至0.20。

4.根据权利要求2所述的砖型结构制品，其特征在于，该水泥为一硅酸盐水泥、一铝酸盐水泥、一硫铝酸盐水泥、一氟铝酸盐水泥或一铁铝酸盐水泥。

5.根据权利要求1所述的砖型结构制品，其特征在于，该粒料为砂、石或砂与石的组合。

6.一种砖型结构制品的制造方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

提供一模具，将一流道结构置入该模具内部，其中该模具的形状配合该砖型结构制品的形状；

将二氧化硅砂及水泥搅拌均匀，以及将减水剂及水分搅拌均匀；

混合搅拌二氧化硅砂、水泥、减水剂及水分后填充于该模具内；

移除该模具，取出一砖型结构制品，该流道结构在该本体结构上形成多个孔洞或槽道；以及

干燥该砖型结构制品。

7.根据权利要求6所述的砖型结构制品的制造方法，其特征在于，在干燥该砖型结构制品的步骤后还包含以下步骤：

移除该模具内部的该流道结构；以及

在砖型结构制品的多个孔洞或槽道中填充纸浆材料及/或二氧化硅砂。

8.一种砖型结构制品的流道结构的制造方法，其特征在于，该制造方法形成一纸浆流道心型，该方法包含以下步骤：

取得一纸浆材料；

去除该纸浆材料内所含的不纯物质；

将该纸浆材料加水，并予以搅拌成细小化浆料；

将该浆料静置一段时间，以去除悬浮的多余水分，形成一泥状纸浆；

调制一成型用水性黏结剂后，将该水性黏结剂加入泥状纸浆中，并搅拌均匀，以形成均质的一泥状纸浆；

将搅拌完成的该泥状纸浆静置，使比重较水大的纸浆沉淀，与水分离后再去除表层多余的水分；

将去除水分后的该泥状纸浆再一次搅拌均质；

固定一心型模具，取适量的该泥状纸浆填充并加压于该心型模具内的一流路系统中；以及

完成该纸浆流道心型，并拆除该心型模具。

9.根据权利要求8所述的砖型结构制品的流道结构的制造方法，其特征在于，在拆除该心型模具步骤后还包含以下步骤：

干燥该纸浆流道心型。