CN106478023A - 无机系透水铺装材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无机系透水铺装材，所述的铺装材包括基层与饰面层，基层和饰面层的厚度比值是20:1。基层原料包括粗集料、胶结料和水组成，饰面层原料包括细集料、胶结料和水组成，粗集料尺寸规格为2.36mm～4.75mm，细集料是石英砂，粒径为12～14目，胶结料含水泥和无机材粘结剂，是集料质量的25％～35％。本发明还涉及该无机系透水铺装材的制备方法。本发明进一步涉及该无机系透水铺装材的应用。采用了本发明的无机系透水铺装材及其制备方法，解决了透水效果和强度同时兼顾不够等问题，可有效保持生态环境、缓解热岛效应。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及无机系铺装材，具体是指一种无机系透水铺装材及其制备方法。
背景技术
城市硬化地面带来的问题日益增多，雨水遇到硬化地面，径流作用带走城市污染物，造成河流的污染，雨水不能有效的渗入地下，致使地下水减少，地面下沉，破坏生态环境；城市大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素，造成了城市“热岛效应”，天气酷热、暴雨等极端天气事件增多，影响了人们正常的生活和工作。
透水铺装材是可以渗透水的铺装材料，城市雨水下渗，减少径流，改善生态环境，储存水分，水分的蒸发降低路面温度，在夏季抑制道路周围的气温上升，缓解“热岛效应”。同时，透水性铺装材的雨水渗透，道路表面不积水，不打滑，实现安全舒适通行，可在人行道、公园、广场、停车场等与人密切相关的场所广泛使用。
透水性铺装材有陶瓷透水铺装材(烧制成型)和非陶瓷透水铺装材(不需要烧制成型)。
陶瓷透水铺装材有粉煤灰透水铺装材、添加生活垃圾和玻璃陶瓷废料透水铺装材以及添加重金属污泥透水铺装材；非陶瓷透水铺装材有废旧混凝土透水铺装材、树脂改善型路面透水铺装材。
粉煤灰透水铺装材透水性良好，利于环保和废料的资源化利用，但是强度偏低，耐久性差。
添加生活垃圾和玻璃陶瓷废料透水铺装材具有透水效果，是综合处理生活垃圾的一种有效途径，但是强度偏低，耐久性差。
添加重金属污泥透水铺装材具有一定的透水效果，是重金属污泥等资源化利用的一条有效途径，但是强度偏低，耐久性差。
废旧混凝土透水铺装材具有透水效果，可减少建筑垃圾、减轻环境污染，节省砂石开采，但是强度低，耐久性差。
树脂改善型路面透水铺装材压制成型，有透水效果，高分子材料作为胶凝材料，但是强度偏低，耐老化性能差。
综上，目前出现的透水铺装材存在着耐久性差，强度低，透水效果和强度同时兼顾不够等问题。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种可有效保持生态环境、缓解热岛效应、具有高透水率、高保水性、高强度、高耐久性、无环境污染的无机系透水铺装材及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的无机系透水铺装材及其制备方法如下：
所述的铺装材包括基层与饰面层，所述的基层和饰面层的厚度比值为20：1，所述的基层包括粗集料、第一胶结料和水，所述的饰面层包括细集料、第二胶结料和水，所述的粗集料为石子，所述的细集料为石英砂，所述的第一胶结料和所述的第二胶结料均包括水泥和无机材粘结剂。
较佳地，所述的石子的粒径为2.36mm～4.75mm，在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的石子的质量为1300kg～1600kg；所述的石英砂的粒径为12～14目，在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的石英砂的质量为所述的粗集料质量的5％～6％。
较佳地，在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的第一胶结料和第二胶结料的质量分别为所述的粗集料和细集料质量的25％～35％，在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的基层中水和所述的饰面层中水的质量分别为所述的第一胶结料和第二胶结料质量的25％～35％。
较佳地，所述的水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5级，在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的第一胶结料中水泥和第二胶结料中水泥的质量分别为所述的粗集料和细集料质量的20％～25％；在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的无机材粘结剂的质量为所述的水泥的质量的30％～35％。
本发明的所述的无机系透水铺装材的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
(1)在第一配料线中按所述的基层的配比计量所述的粗集料、第一胶结料；
(2)搅拌，先将所述的粗集料和第一胶结料混合搅拌20～30秒，再将所述的质量为30％～50％用水量的水加入第一强制搅拌机中搅拌，拌合30秒～40秒，最后加入剩余的水搅拌，拌合40秒～50秒，即得基层拌和料；
(3)在第二配料线中按所述的饰面层的配比计量所述的细集料、第二胶结料；
(4)搅拌，先将所述的细集料和第二胶结料混合搅拌20～30秒，再将所述的质量为30％～50％用水量的水加入第一强制搅拌机中搅拌，拌合30秒～40秒，最后加入剩余的水搅拌，拌合40秒～50秒，即得饰面层拌和料；
(5)将所述的基层拌和料输送至透水砖机模腔中成型，所述的基层成型后，再将所述的饰面层拌和料输送至成型的基层上表面，以覆盖基层成型；
较佳地，所述的基层和饰面层的配比计量，胶结料的质量误差小于±0.5％～1％，所述的集料的质量误差小于±1.0％～1.5％，所述的用水质量误差小于±1.0％～1.5％。
较佳地，所述的步骤(5)中所述的基层成型后，再将所述的饰面层拌和料输送至成型的基层上表面，
具体为：所述的基层成型4～5秒内，再将所述的饰面层拌和料输送至成型的基层上表面。
较佳地，所述的步骤(5)中所述的透水砖机模腔频率为50赫兹，振动时间为2～3秒，压模压力为1500N～1800N。
较佳地，养护，成型后保持铺装材湿润，24小时后淋水浸透，持续7天，养护期大于14天。
采用了本发明的无机系透水铺装材及其制备方法，将集料、胶结料、水按照上述质量比例和上述制备方法制成产品为无机系透水铺装材；所得的产品用于市政人行道、车载道，园林步道，路面获得高透水系数、高保水性、高强度、高耐久性和无环境污染。所得的产品在下雨时吸水，减小地表径流量20％～35％，可一次性消除城市水涝现象消除城市热岛效应和，是海绵城市的吸水器。所得的产品在下雨时蓄水，吸水量120L/m3～160L/m3，可一次性消除城市热岛效应。所得的产品空隙率20％～25％，在车辆行驶时，降低噪音(频率小于8000Hz)20％～35％。所得的产品内部是微细蜂窝状孔，呈碱性环境，降低总磷和总氮量70％～80％。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的所述的无机系透水铺装材的应用，其中所述的无机系透水铺装材用于市政人行道、车载道，或者园林步道。
本发明的无机系透水铺装材，其中所述的铺装材包括基层与饰面层，所述的基层和饰面层的厚度比值为20：1，所述的基层包括粗集料、第一胶结料和水，所述的饰面层包括细集料、第二胶结料和水，所述的粗集料为石子，所述的细集料为石英砂，所述的第一胶结料和所述的第二胶结料均包括水泥和无机材粘结剂。
其中，所述的石子的粒径为2.36mm～4.75mm，在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的石子的质量为1300kg～1600kg；所述的石英砂的粒径为12～14目，在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的石英砂的质量为所述的粗集料质量的5％～6％；在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的第一胶结料和第二胶结料的质量分别为所述的粗集料和细集料质量的25％～35％，在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的基层中水和所述的饰面层中水的质量分别为所述的第一胶结料和第二胶结料质量的25％～35％；所述的水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5级，在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的第一胶结料中水泥和第二胶结料中水泥的质量分别为所述的粗集料和细集料质量的20％～25％；在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的无机材粘结剂的质量为所述的水泥的质量的30％～35％。
本发明的所述的无机系透水铺装材的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
(1)在第一配料线中按所述的基层的配比计量所述的粗集料、第一胶结料；
(2)搅拌，先将所述的粗集料和第一胶结料混合搅拌20～30秒，再将所述的质量为30％～50％用水量的水加入第一强制搅拌机中搅拌，拌合30秒～40秒，最后加入剩余的水搅拌，拌合40秒～50秒，即得基层拌和料；
(3)在第二配料线中按所述的饰面层的配比计量所述的细集料、第二胶结料；
(4)搅拌，先将所述的细集料和第二胶结料混合搅拌20～30秒，再将所述的质量为30％～50％用水量的水加入第一强制搅拌机中搅拌，拌合30秒～40秒，最后加入剩余的水搅拌，拌合40秒～50秒，即得饰面层拌和料；
(5)将所述的基层拌和料输送至透水砖机模腔中成型，所述的基层成型后，再将所述的饰面层拌和料输送至成型的基层上表面，以覆盖基层成型；
其中所述的基层和饰面层的配比计量，胶结料的质量误差小于±0.5％～1％，所述的集料的质量误差小于±1.0％～1.5％，所述的用水质量误差小于±1.0％～1.5％；所述的步骤(5)中所述的基层成型后，再将所述的饰面层拌和料输送至成型的基层上表面，具体为：所述的基层成型4～5秒内，再将所述的饰面层拌和料输送至成型的基层上表面；所述的步骤(5)中所述的透水砖机模腔频率为50赫兹，振动时间为2～3秒，压模压力为1500N～1800N；养护，成型后保持铺装材湿润，24小时后淋水浸透，持续7天，养护期大于14天。
采用了该发明中的无机系透水铺装材及其制备方法，所采用制备方法获得的一种无机系透水铺装材配比精确，水灰比0.20～0.35，压实度1.1～1.25，劈裂抗拉强度3.5MPa～5.8MPa，透水系数1.0～4.0mm/s，适应于“海绵城市”的需要，解决了强度和透水系数矛盾的问题。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明把集料、胶结料、水按照上述质量比例和上述制备方法制成产品为无机系透水铺装材。
所得的产品用于市政人行道、车载道，园林步道，路面获得高透水系数、高保水性、高强度、高耐久性和无环境污染。
所得的产品在下雨时吸水，减小地表径流量20％～35％，可一次性消除城市水涝现象消除城市热岛效应和，是海绵城市的吸水器。
所得的产品在下雨时蓄水，吸水量120L/m3～160L/m3，可一次性消除城市热岛效应。
所得的产品空隙率20％～25％，在车辆行驶时，降低噪音(频率小于8000Hz)20％～35％。
所得的产品内部是微细蜂窝状孔，呈碱性环境，降低总磷和总氮量70％～80％。
下面以两个具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例中使用的材料具体为：
水泥：普通硅酸盐水泥。质量符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175的规定。
集料：粗集料符合《建筑用卵石、碎石》(GB/T14685)中的二级要求，尺寸是2.36mm～4.75mm；饰面层集料粒度12～14目。
无机粘结剂：专利“一种无机材粘结剂及其制备方法(201610250534.9)”中所述无机材粘结剂。
实施例1：
铺装砖：采用上述制备方法，制作200×100×60mm透水砖，一次成型28块。试验结果如表1。
表1透水铺装砖用原料配比及性能
实施例2：
铺装材：采用上制备方法，制作300×300×50mm铺装材3件。试验结果如表2。
表2透水混凝土用原料配比及性能
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (8)
1.一种无机系透水铺装材，其特征在于，所述的铺装材包括基层与饰面层，所述的基层和饰面层的厚度比值为20：1，所述的基层包括粗集料、第一胶结料和水，所述的饰面层包括细集料、第二胶结料和水，所述的粗集料为石子，所述的细集料为石英砂，所述的第一胶结料和所述的第二胶结料均包括水泥和无机材粘结剂。
2.根据权利要求1所述的无机系透水铺装材，其特征在于，所述的石子的粒径为2.36mm～4.75mm，在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的石子的质量为1300kg～1600kg；所述的石英砂的粒径为12～14目，在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的石英砂的质量为所述的粗集料质量的5％～6％。
3.根据权利要求1所述的无机系透水铺装材，其特征在于，在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的第一胶结料和第二胶结料的质量分别为所述的粗集料和细集料质量的25％～35％，在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的基层中水和所述的饰面层中水的质量分别为所述的第一胶结料和第二胶结料质量的25％～35％。
4.根据权利要求1所述的无机系透水铺装材，其特征在于，所述的水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5级，在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的第一胶结料中水泥和第二胶结料中水泥的质量分别为所述的粗集料和细集料质量的20％～25％；在每立方米所述的无机系透水铺装材中所述的无机材粘结剂的质量为所述的水泥的质量的30％～35％。
5.一种权利要求1至4中任一项所述的无机系透水铺装材的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：
(1)在第一配料线中按所述的基层的配比计量所述的粗集料、第一胶结料；
(2)搅拌，先将所述的粗集料和第一胶结料混合搅拌20～30秒，再将所述的质量为30％～50％用水量的水加入第一强制搅拌机中搅拌，拌合30秒～40秒，最后加入剩余的水搅拌，拌合40秒～50秒，即得基层拌和料；
(3)在第二配料线中按所述的饰面层的配比计量所述的细集料、第二胶结料；
(4)搅拌，先将所述的细集料和第二胶结料混合搅拌20～30秒，再将所述的质量为30％～50％用水量的水加入第一强制搅拌机中搅拌，拌合30秒～40秒，最后加入剩余的水搅拌，拌合40秒～50秒，即得饰面层拌和料；
(5)将所述的基层拌和料输送至透水砖机模腔中成型，所述的基层成型后，再将所述的饰面层拌和料输送至成型的基层上表面，以覆盖基层成型。
6.根据权利要求5所述的无机系透水铺装材制备方法，其特征在于，所述的基层和饰面层的配比计量，胶结料的质量误差小于±0.5％～1％，所述的集料的质量误差小于±1.0％～1.5％，所述的用水质量误差小于±1.0％～1.5％。
7.根据权利要求5所述的无机系透水铺装材制备方法，其特征在于，所述的步骤(5)中所述的基层成型后，再将所述的饰面层拌和料输送至成型的基层上表面，
具体为：所述的基层成型4～5秒内，再将所述的饰面层拌和料输送至成型的基层上表面。
8.根据权利要求5所述的无机系透水铺装材制备方法，其特征在于，所述的步骤(5)中所述的透水砖机模腔频率为50赫兹，振动时间为2～3秒，压模压力为1500N～1800N。
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