CN106626018B - 一种制备路面组合粘贴块的方法及模具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备路面组合粘贴块的方法及模具。该模具包括模板、多个模芯、固定板、底板、螺杆和连接杆，所述模板位于所述固定板的上方，所述模板设置多个贯穿的模孔，所述模芯的一端设置在固定板上，另一端延伸至所述模孔内；所述底板位于固定板的下方并设置有一螺纹孔，所述螺杆一端穿过螺纹孔并套设有轴承，所述轴承嵌入所述固定板的下部，所述螺杆与底板的螺纹孔螺纹配合；所述固定板设置有通孔，所述连接杆一端与所述底板连接，另一端穿过所述通孔与所述模板连接。该模具可一次性制成多块砖块，并通过链接层连接成整体，从而得到路面组合粘贴块。由相邻两个砖块之间设有一定的间隙，因此可以规避热膨胀造成的路面破坏。

Description

一种制备路面组合粘贴块的方法及模具
技术领域
本发明涉及一种制备路面组合粘贴块的方法及模具。
背景技术
彩色路面具有美化环境和警示交通的功能。彩色路面在欧洲被广泛用来提示道路使用者在哪一时段可以使用哪一部分道路。在欧洲彩色路面广泛应用于提供一个单独的车道给特别的道路使用者，例如专用于公共交通的公交车道，自行车道，小型机动车道，专用于紧急服务和贵宾证持有者的电子收费站车道。彩色路面在一些减速带进行色彩的区分。这样进行区分是十分实用的。可以有效减少交通违规，增加交通行驶安全。另外，彩色路面的普及可以很大程度上改观城市的形象，体现城市的特色。不但体现在城市外观上的改变，还体现在城市居住环境的改变。可以使城市噪音污染减小，这是因为彩色沥青路面有较好的吸音效果，有效改善公路上汽车噪音的现象。
关于彩色路面材料国内外已有很多研究，主要成果是：
1）把普通黑沥青脱色再加所需要颜色的颜料制成彩铺胶结料，再用天然石料做骨料混合制备彩色路面材料；
2）用石油树脂+聚合物+芳香油+颜料等制成彩铺胶结料，再用天然石料做骨料混合制成彩色路面材料；
3）用树脂+固化剂+稀释增韧剂制成反应固化型彩铺胶结料，再与彩色集料混合制成彩色路面材料。
上述第一、第二种生产彩色路面材料的工艺复杂、成本高，而且彩色路面材料的色彩不够鲜艳、不够持久；第三种是近年来发展起来的可常温施工的彩色路面材料，其生产工艺简单，色彩鲜艳、持久。但是，这种路面材料往往因与基础路面材料不同在温度发生较大变化时出现因膨胀大小不同而产生的路面破坏现象。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明提供了一种制备路面组合粘贴块的方法及模具。该模具预制成型的路面组合粘贴块，可以快速地铺设路面，与路面很好贴合，避免了因热膨胀伸缩引起的路面破坏。
本发明提供了一种路面组合粘贴块的模具，其包括模板、多个模芯、固定板、底板、螺杆和连接杆，
所述模板位于所述固定板的上方，所述模板设置多个贯穿的模孔，所述模芯的一端设置在固定板上，另一端延伸至所述模孔内；
所述底板位于固定板的下方并设置有一螺纹孔，所述螺杆一端穿过螺纹孔并套设有轴承，所述轴承嵌入所述固定板的下部，所述螺杆与底板的螺纹孔螺纹配合；
所述固定板设置有通孔，所述连接杆一端固定在底板上，另一端穿过通孔与模板连接。
所述模板与固定板的间隙大于或等于待加工组合粘贴块的厚度，所述模芯在其向模孔延伸方向上的长度大于或等于模板的厚度。
在所述固定板的外侧设置有标尺，所述模板上的外侧设置有指针，所述指针指向所述标尺的刻度。
所述螺杆安装有旋转手柄。
所述多个模孔平行排列成2～10行、2～10列。
所述模孔的孔口面积为4cm2～100cm2，所述模板的厚度为10mm～50mm。
所述多个模孔中相邻两个模孔的间距为1mm～5mm。
模孔的形状可以根据砖块的进行设计，例如所述模孔的横截面可以为圆形、椭圆形、方形、五边形、六边形或不规则形状。
本发明还提供了一种路面组合粘贴块的制备方法，该方法采用上述的模具，包括如下步骤：
根据所制砖块的厚度调整模芯伸入模孔的长度，在所述模板上表面及模孔内和延伸到模孔内的模芯顶面喷涂隔离剂；
向多个模孔内装入彩色路面材料，压实，抹平，使彩色路面材料与模板的上表面平齐；
在所述彩色路面材料的上表面涂刷胶粘剂并粘贴链接层；
然后将装有彩色路面材料的模具放入烘箱，在加热条件下进行固化成型；
固化成型完成后，旋转所述螺杆，所述模芯顶出模孔内的彩色路面材料，得到所述路面组合粘贴块。
所述隔离剂可以选用本领域使用的隔离剂。为了避免隔离剂的滴落和隔离剂在砖块上形成污垢，所述隔离剂可以为石蜡，石蜡的熔点高于所述固化成型的温度5℃～10℃，所述固化成型的温度为50℃～65℃。
所述链接层为布层或纱布层。
所述胶粘剂可以本领域常规使用胶粘剂，也可以选用制备砖块的胶结料。
所述彩色路面材料的制备方法包括：所述集料与胶结料混合制成彩色路面材料，其中，所述集料由彩色腔隙陶瓷颗粒通过真空吸附法吸附相变材料制得，所述彩色腔隙陶瓷颗粒的制备方法包括如下步骤：
（1）将陶瓷粉、碳酸钙粉、染料加入水打浆，制得第一浆料；
（2）在所述第一浆料中加入海藻酸钠溶液，混合均匀，得到固相含量为2wt%～30wt%的第二浆料；
（3）在所述第二浆料中加入葡萄糖酸内酯粉，搅拌均匀，静置，生成第一凝胶；
（4）所述第一凝胶在酸性环境下进行脱水，得到第二凝胶；
（5）所述第二凝胶进行溶剂置换，得到第三凝胶；
（6）对所述第三凝胶进行干燥、切割、烧结和粉碎，得到彩色腔隙陶瓷颗粒。
在所述第二浆料中，所述海藻酸钠的浓度为0.5wt%～5.0wt%，优选为1wt%～3wt%；所述海藻酸钠、碳酸钙粉和葡萄糖酸内酯粉的重量比例为（3～7）：1：（1.5～5.5）。
所述陶瓷粉与染料的重量比例为1：（0.001～0.1）。
在步骤（3）中，所述静置的时间为1h～48h，温度为20℃～60℃。
由于浆料中的固相含量只有2wt%～30wt%，这样制成的凝胶中的固相含量也很低，直接干燥凝胶容易造成坍塌，因此凝胶需要将机体内多余水分脱出。在步骤（4）中，所述第一凝胶在酸性环境下进行脱水的具体步骤为：将所述第一凝胶浸泡在葡萄糖酸内酯溶液中，所述浸泡的时间为6h～48h，浸泡温度为20℃～50℃所述葡萄糖酸内酯溶液的浓度为0.5wt%～5.0wt%，优选为1wt%～4wt%。作为可变换的实施方式，所述第一凝胶在酸性环境下进行脱水的具体步骤还可以为：在步骤（4）中，所述浸泡的时间为6h～48h，浸泡温度为20℃～50℃所述第一凝胶在酸性环境下进行脱水的具体步骤为：将所述第一凝胶浸泡在无机酸溶液中，所述无机酸溶液为硝酸溶液和/或盐酸溶液，所述无机酸溶液的浓度为0.01mol/L～0.10mol/L。
为了进一步避免干燥时出现坍塌，本发明还需采用溶剂置换，进一步脱除水分。在步骤（5）中，所述第二凝胶进行溶剂置换的具体步骤为：将第二凝胶浸泡在叔丁醇或乙醇溶剂，浸泡时间为6h～48h，浸泡温度为20℃～50℃。所述溶剂置换所用的溶剂为乙醇、丙酮和叔丁醇中的一种或几种，优选为乙醇或叔丁醇。
在步骤（6）中，所述干燥为冷冻干燥或室温干燥；所述烧结的方法包括：以5℃/min～30℃/min的速率继续升温至250℃～500℃，维持1h～3h，然后升温至烧结温度，烧结温度为1200℃～1600℃。
所述彩色腔隙陶瓷颗粒的孔隙率60%～80%，抗压强度为20MPa～80MPa。
所述吸附相变材料量与所述彩色腔隙陶瓷颗粒的重量比（1～5）：10。
所述胶结料与集料的重量比例为（5～20）：100。
所述胶结料可以使用常规使用的胶结料，可以包括环氧树脂、固化剂和增韧剂，所述环氧树脂、固化剂和增韧剂的重量比例为100：（10～50）：（10～50）。环氧树脂可以为E-51、E-44或E-42等；固化剂可以为酚醛胺固化剂，如YH-82等，增韧剂可以为聚丙二醇二缩水甘油醚、苯甲醇等。
所述彩色腔隙陶瓷颗粒采用真空吸附法吸附相变材料的具体步骤为：把腔隙陶瓷颗粒装入密闭容器内，再对容器抽真空并保持10min～30min，使其颗粒中的腔隙全部处于真空状态，然后向容器内加入相变材料并不断进行搅动，使其颗粒中的所有腔隙充满相变材料为止。
在烧结后，可以根据路面使用的要求进行粉碎，所述彩色腔隙陶瓷颗粒的粒径可以为0.5mm～5.0mm。
所述陶瓷粉为常规的可以烧结成陶瓷的原料粉，可以为堇青石、粘土、滑石、锆石、氧化锆、尖晶石、氧化铝、硅酸盐、铝酸盐、铝硅酸锂、长石、二氧化钛、碳化硅和氮化硅中的一种或几种。
所述相变材料可以常规使用的低温相变材料，可以为石蜡类相变材料、多元醇类相变材料、脂肪酸类相变材料中的一种或几种。所述石蜡类相变材料例如可以为正十二烷到正二十八烷中的一种或几种，所述多元醇类相变材料例如可以为聚乙二醇，季戊四醇、新戊二醇、三羟甲基氨基甲烷、三羟甲基丙烷、2,2-二羟甲基-丙醇和三羟甲基乙烷中的一种或几种；所述脂肪酸类相变材料例如可以为硬脂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸癸酸、月桂酸、醋酸、十五烷酸中的一种或几种。
所述染料可以为本领域常规使用的染料，可以为氧化铁红、氧化铬绿、铬钛黄、孔雀蓝、孔雀绿、钴青、钴蓝、钒锆黄和铬锡红中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
（1）本发明实施例的路面组合粘贴块的模具，多个模孔可以用作路面粘贴块的模型孔，彩色路面材料可以在模孔内进行固化成型，从而一次性制备成多块砖块，并通过链接层连接成整体。
再者，由于所述模芯的下部放置在固定板上，而模板可以上下移动，这样可以通过模芯伸入模孔的深度，来改变路面的粘贴块的厚度。
由本发明模具制备的路面组合粘贴块，通过胶结料将路面组合粘贴块的链接层粘贴到路面上。这样可以将路面粘贴块快速地粘贴在路面上，不但优化了现场施工方法，减小施工现场的劳动量，加快了施工速度；而且相邻砖块之间都设有一定的间隙，这个间隙可以规避因两种材料膨胀系数不同而在温度发生变化时造成的路面破坏。
（2）本发明实施例的路面组合粘贴块的制备方法，在多个模孔内填满彩色路面材料并固化成型后，然后模板上表面粘贴链接层后，便可以将多个模孔内的彩色路面材料固化成型的砖块链接在一起。这样在模孔内的彩色路面材料完成固化后，可以通过旋转螺杆，使底板向下移动，然后带动模板向下移动，从而模芯将固化成型的彩色路面材料顶出模孔，制备出的路面组合粘贴块。
（3）本发明实施例在制备路面组合粘贴块过程使用隔离剂，尤其是使用高熔点蜡作用隔离剂，在固化养护时，高熔点蜡又不会熔化，很好解决了隔离剂容易从模具内滴落的问题，在脱模时，只需要将模具加热到蜡的熔点温度以上，便可轻松脱模。
（4）本发明通过在含有陶瓷粉、碳酸钙和海藻酸钠浆料中添加葡萄糖酸内酯粉，葡萄糖酸内酯在水中缓慢释放出H+，然后浆料中的碳酸钙小颗粒遇H+缓慢地释放出Ca2+，从而间接地控制Ca2+与海藻酸钠反应速度，缓慢地生成凝胶。由于Ca2+以碳酸钙小颗粒为中心缓慢地、均匀地向外扩散，从而使凝胶形成分布均匀的三维孔道结构。凝胶形成后，多余的水分释放到孔道结构中，而陶瓷粉体和染料伴随海藻酸钠一起固化形成凝胶孔壁。最后再通过脱水、溶剂置换、干燥、切割、烧结和粉碎，得到具有分布均匀、三维孔道结构的良好力学性能的彩色腔隙陶瓷颗粒，从而大幅度地提高了彩色腔隙陶瓷颗粒的孔隙率和机械强度，进一步提高了彩色路面材料的抗压能力和抗车辙能力。这样解决了海藻酸钠与氯化钙溶液反应速度非常快，导致凝胶交联密度呈梯度变化以及结构的不均一性，进而无法获得具有良好力学性能和的三维孔道结构的彩色腔隙陶瓷颗粒的问题。
本发明的彩色腔隙陶瓷颗粒具有非常高的孔隙率，不但可以使大部分相变材料吸附到彩色腔隙陶瓷颗粒的腔隙内，而残留在彩色腔隙陶瓷颗粒表面的相变材料却很少，这样避免了相变材料与胶结料接触，避免了现有相变材料在相变过程中存在应力集中现象，进而造成路面严重破坏的问题，而且可以吸附更多量的吸附相变材料，从而可提高路面材料单位质量的吸附热，有效降低了路面材料的温度敏感性，改善了沥青路面的高低温稳定性。
（5）本发明利用彩色腔隙陶瓷颗粒的腔隙吸附相变材料，从而制作成彩色集料，利用相变材料在相变过程中吸收或释放的大量热量来调节基础路面和彩色面层之间的温度差，从而避免其因温度发生变化而产生的不同应变，进而造成路面破坏的问题。
（6）本发明实施例的路面组合粘贴块，可以在冬季不能路面施工时段在室内进行预制，以备夏季路面施工使用，这样可以大幅提高路面施工效率。
（7）本发明可以将路面组合粘贴块中的多个砖块设计成不同颜色，进而在铺设路面时，可以拼装出各种图案，丰富了彩色路面材料的种类。
附图说明
图1是本发明实施例的路面组合粘贴块的模具的示意图；
图2是本发明实施例的路面组合砖块的示意图；
附图标记：1-模板，2-模芯，3-固定板，4-底板，5-螺杆，6-连接杆，7-插销，8-手柄，9-标尺，10-轴承，11-纱布，12-圆形砖块。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细描述，具体实施例仅为示例性说明，本发明的保护范围不受具体实施方式的限制，其中wt%为质量分数。
本发明的路面组合粘贴块的模具是这样实现的：见图1所示，其包括模板1、多个模芯2、固定板3、底板4、螺杆5和连接杆6，模板1位于固定板3的上方，模板1设置多个贯穿的模孔，模芯2的一端设置在固定板3上，另一端延伸至模孔内；底板4位于固定板3的下方并设置有一螺纹孔，螺杆5一端穿过螺纹孔并套设有轴承10，轴承10嵌入固定板3的下部，螺杆5与底板4的螺纹孔螺纹配合；固定板3设置有通孔，连接杆6一端固定在底板4上，另一端穿过通孔与模板1连接。本文中的“贯穿的模孔”是指贯穿模板上下表面的模孔，即通孔。
为了便于模芯2将组合粘贴块顶出模孔，模板1与固定板3的间隙大于或等于待加工路面组合粘贴块的厚度，模芯2的长度大于或等于模板1的厚度。即模芯在其向模孔延伸方向上的长度大于或等于模板1的厚度。
为了方便施工和路面组合粘贴块整齐美观，将路面组合粘贴块的模具的多个模孔平行排列成2～10行、2～10列。模孔的孔口面积为4～100cm2，模板1的厚度为10～50mm。通过这样的设计，可以制备多块组合的粘贴块，可以很好贴合在路面上，同时多个模孔中相邻两个模孔的间距为1～5mm，间距比较小，又使路面助于行人和车辆行走，还可以避免因热膨胀伸缩造成的路面破坏。
模孔的形状根据砖块的进行设计，例如模孔的横截面为圆形、椭圆形、方形、五边形、六边形或不规则形状。
为了便于旋转螺杆5，螺杆5安装有旋转手柄8。
为了调整待加工组合粘贴块的厚度，在固定板3的外侧设置有标尺9，模板1上的外侧设置有指针，指针指向标尺9的刻度。
连接杆6一端与底板4连接，连接方式可以为螺纹连接；连接杆6的另一端穿过通孔与模板1连接，连接方式可以为销连接，即可以插销7将连接杆6与模板1连接起来。
本发明可以将路面组合粘贴块中多个砖块设置成不同的颜色，进而在铺设时可拼装出各种图案，丰富了彩色路面材料的种类。
模具使用方法：旋转手柄8带动螺杆5转动，从而使固定板3沿螺杆5上下运动，又经连接杆6带动模板1相对模芯2作上下运动，再通过标尺9确定其运动量，从而调节路面组合粘贴块厚度。当模块固化完毕后，旋转手柄8向下拉动连接杆6和模板1，便可把模块从模具中顶出。
实施例1
本实施例的路面组合粘贴块的模具设置有九个模芯2，排列成3行3列，模孔和模芯的形状为圆形。模孔的孔口面积为80cm2，模板的厚度为30mm，模芯2延伸入模孔的长度为10mm，相邻两个模孔的间距为2mm。设计模板1、固定板3、底板4均为方形，连接杆6在底板的四角处各设一个。其它结构见上述。
实施例2-5：配制胶结料
按照表1所示的材料及组成配制胶结料，对应实施例2-5分别得到胶结料A1，A2，A3，A4。
表1 胶结料组成及配方
实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
A1 A2 A3 A4
环氧树脂型号及重量份数 E-51，100 E-44，100 E-42，100 E-42，100
固化剂型号及重量份数 YH-82，20 YH-82，40 YH-82，50 YH-82，30
增韧剂材料及重量份数 聚丙二醇二缩水甘油醚，40 苯甲醇，20 聚丙二醇二缩水甘油醚，10 聚丙二醇二缩水甘油醚，30
实施例6
将10kg氧化铝粉、0.75kg碳酸钙粉、0.1kg染料（氧化铁红）加入20kg水，球磨4h，得到第一浆料，然后将第一浆料加入到200kg浓度为1.5wt％的海藻酸钠溶液中，搅拌均匀，形成固相含量为4.7％的第二浆料，其中第二浆料中的固相含量＝固相粉末质量/浆料总重量，固相粉末质量＝氧化铝粉质量+碳酸钙粉质量+染料质量，浆料总重量＝固相粉末质量+海藻酸钠溶液质量。
在第二浆料中加入2.5kg的葡萄糖酸内酯粉，然后搅拌均匀，在40℃下静置48小时，得到第一凝胶。其中，由于葡萄糖酸内酯粉水口缓慢出H+，因此，在搅拌过程中未出现明显凝胶现象，只是在静止过程中才逐渐生成了凝胶，从而保证凝胶缓慢地生成，有利于陶瓷粉全部富集到凝胶孔壁。
将第一凝胶置于0.15wt%的葡萄糖酸内酯溶液进行脱水，在25℃下保持24小时，得到第二凝胶，再置于乙醇中进行溶剂置换24小时。溶剂置换的方法：将第二凝胶放入无水乙醇中浸泡24小时。
将经溶剂置换过的坯体进行冷冻干燥（冷冻干燥是北京博医康仪器有限公司生产的FD-1A-50型冷冻干燥机中进行的，温度为-50℃），将干燥后的凝胶切割成小块，然后以20℃/min的速率继续升温至300℃，维持1h，然后升温至烧结温度，烧结温度为1600℃，最后将块状粉碎成颗粒状，过筛得到粒径为0.5mm～5.0mm的颗粒，即得到多孔的彩色腔隙陶瓷颗粒B1。
实施例7
将10kg氧化锆粉、0.5kg碳酸钙粉、0.5kg染料（氧化铬绿）加入20kg水，球磨4h，得到第一浆料，然后将第一浆料加入到100kg浓度为2.5wt％的海藻酸钠溶液中，搅拌均匀，形成固相含量为8.4％的第二浆料，其中第二浆料中的固相含量＝固相粉末质量/浆料总重量，固相粉末质量＝氧化锆粉质量+碳酸钙粉质量+染料质量，浆料总重量＝固相粉末质量+海藻酸钠溶液质量。
在第二浆料中加入2.0kg的葡萄糖酸内酯粉，搅拌均匀，在50℃下静置36小时，得到第一凝胶。其中，由于葡萄糖酸内酯粉水口缓慢出H+，因此，在搅拌过程中未出现明显凝胶现象，只是在静止过程中才逐渐生成了凝胶，从而保证凝胶缓慢地生成，有利于陶瓷粉全部富集到凝胶孔壁。
将第一凝胶置于0.30wt%的葡萄糖酸内酯溶液进行脱水，在40℃下保持24小时，得到第二凝胶，再置于乙醇中进行溶剂置换24小时。溶剂置换的方法：将第二凝胶放入无水乙醇中浸泡24小时。
将经溶剂置换过的坯体进行冷冻干燥（冷冻干燥是北京博医康仪器有限公司生产的FD-1A-50型冷冻干燥机中进行的，温度为-50℃），以25℃/min的速率继续升温至350℃，维持1h，然后升温至烧结温度，烧结温度为1500℃，最后将块状粉碎成颗粒状，过筛得到粒径为0.5mm～5.0mm的颗粒，即得到多孔的彩色腔隙陶瓷颗粒B2。
实施例8
将10kg氧化铝粉、0.30kg碳酸钙粉、0.05kg染料（铬钛黄）加入20kg水，球磨4h，得到第一浆料，然后将第一浆料加入到20kg浓度为6wt％的海藻酸钠溶液中，搅拌均匀，形成固相含量为20.6％的第二浆料，其中第二浆料中的固相含量＝固相粉末质量/浆料总重量，固相粉末质量＝氧化铝粉质量+碳酸钙粉质量+染料质量，浆料总重量＝固相粉末质量+海藻酸钠溶液质量。
在第二浆料中加入1kg的葡萄糖酸内酯粉，搅拌均匀，在30℃下静置48小时，得到第一凝胶。其中，由于葡萄糖酸内酯粉水口缓慢出H+，因此，在搅拌过程中未出现明显凝胶现象，只是在静止过程中才逐渐生成了凝胶，从而保证凝胶缓慢地生成，有利于陶瓷粉全部富集到凝胶孔壁。
将第一凝胶置于0.05mol/L盐酸溶液进行脱水，在25℃下保持18小时，得到第二凝胶，再置于乙醇中进行溶剂置换36小时。溶剂置换的方法：将第二凝胶放入无水乙醇中浸泡36小时。
将经溶剂置换过的坯体进行冷冻干燥（冷冻干燥是北京博医康仪器有限公司生产的FD-1A-50型冷冻干燥机中进行的，温度为-50℃），将干燥后的凝胶切割成小块，然后以20℃/min的速率继续升温至300℃，维持1h，然后升温至烧结温度，烧结温度为1600℃，最后将块状粉碎成颗粒状，过筛得到粒径为0.5mm～5.0mm的颗粒，即得到多孔的彩色腔隙陶瓷颗粒B3。
实施例9
将8kg碳化硅粉、1.3kg长石粉、0.7kg粘土粉、0.60kg碳酸钙粉、0.1kg染料加入20kg水，球磨4h，得到第一浆料，然后将第一浆料加入到50kg浓度为4wt％的海藻酸钠溶液中，搅拌均匀，形成固相含量为13.2％的第二浆料，其中第二浆料中的固相含量＝固相粉末质量/浆料总重量，固相粉末质量＝碳化硅粉质量+石粉质量+粘土粉质量+碳酸钙粉质量+染料质量，浆料总重量＝固相粉末质量+海藻酸钠溶液质量。
在第二浆料中加入1.8kg的葡萄糖酸内酯粉，搅拌均匀，在25℃下静置48小时，得到第一凝胶。其中，由于葡萄糖酸内酯粉水口缓慢出H+，因此，在搅拌过程中未出现明显凝胶现象，只是在静止过程中才逐渐生成了凝胶，从而保证凝胶缓慢地生成，有利于陶瓷粉全部富集到凝胶孔壁。
将第一凝胶置于0.4wt%的葡萄糖酸内酯溶液进行脱水，在20℃下保持18小时，得到第二凝胶，再置于乙醇中进行溶剂置换36小时。溶剂置换的方法：将第二凝胶放入无水乙醇中浸泡36小时。
将经溶剂置换过的坯体进行冷冻干燥（冷冻干燥是北京博医康仪器有限公司生产的FD-1A-50型冷冻干燥机中进行的，温度为-50℃），将干燥后的凝胶切割成小块，然后以20℃/min的速率继续升温至300℃，维持1h，然后升温至烧结温度，烧结温度为1500℃，最后将块状粉碎成颗粒状，过筛得到粒径为0.5mm～5.0mm的颗粒，即得到多孔的彩色腔隙陶瓷颗粒B4。
对比例1
将10kg氧化铝粉、0.1kg染料加入20kg水，球磨4h，得到第一浆料，然后将第一浆料加入到200kg浓度为1.5wt％的海藻酸钠溶液中，搅拌均匀，形成固相含量为4.7％的第二浆料，其中第二浆料中的固相含量＝固相粉末质量/浆料总重量，固相粉末质量＝氧化铝粉质量+染料质量，浆料总重量＝固相粉末质量+海藻酸钠溶液质量。
将1mol/L氯化钙溶液以滴加方式加入到第二浆料中，滴入氯化钙的溶液会生成凝胶小球，在这过程中会有一小部分氧化铝粉富集到凝胶孔壁上，在滴加过程中不断搅拌，滴加完成后在40℃下静置48小时，得到第一凝胶。
将第一凝胶置于0.15wt%的葡萄糖酸内酯溶液进行脱水，在25℃下保持24小时，得到第二凝胶，再置于乙醇中进行溶剂置换24小时。溶剂置换的方法：将第二凝胶放入无水乙醇中浸泡24小时。
将经溶剂置换过的坯体进行冷冻干燥（冷冻干燥是北京博医康仪器有限公司生产的FD-1A-50型冷冻干燥机中进行的，温度为-50℃），然后以20℃/min的速率继续升温至300℃，维持1h，然后升温至烧结温度，烧结温度为1600℃，最后将块状粉碎成颗粒状，过筛得到粒径为0.5mm～5.0mm的颗粒，即得到多孔的彩色腔隙陶瓷颗粒B5。
表2陶瓷的性质
孔隙率/％ 抗压强度/MPa
B1 75.3 30.5
B2 71.5 35.4
B3 61.4 70.6
B4 68.5 40.7
B5 35.2 18.4
实施例10-13制备彩色路面材料
取实施例6-9所制备的彩色腔隙陶瓷颗粒B1，B2，B3及B4，分别装入密闭容器内，再对容器抽真空并保持5～20分钟，使其颗粒中的腔隙全部处于真空状态，然后向容器内喷入相变材料，并不断进行搅动使其颗粒中的所有腔隙充满相变材料为止，从而得到集料。相变材料的性质、含量见表3。
将实施例2-5所制备的彩色路面胶结料A1、A2、A3、A4分别与包含相变材料的集料B1、B2、B3、B4一起混合制成彩色路面材料C1、C2、C3、C4，其混合比例分别为：9/100、10/100、11/100、15/100。
对比例2制备彩色路面材料
取对比例1所制备的彩色腔隙陶瓷颗粒B5，装入密闭容器内，再对容器抽真空并保持5～20分钟，使其颗粒中的腔隙全部处于真空状态，然后向容器内喷入相变材料，并不断进行搅动使其颗粒中的所有腔隙充满相变材料为止，相变材料的性质、集料中相变的含量见表3。
将所制备的彩色路面胶结料A1与集料B5一起混合制成彩色路面材料C5，其混合比例分别为：9/100。
表3
原料 产品 相变材料 集料中相变材料的含量/wt% 相变温度点/℃
实施例10 A1、B1 C1 石蜡 30 47～52
实施例11 A2、B2 C2 PEG1000 24 37～41
实施例12 A3、B3 C3 PEG200 21 20～25
实施例13 A4、B4 C4 石蜡 22 20～25
对比例2 A1、B5 C5 石蜡 10 47～52
由表2和3知，本发明的陶瓷具有非常的空隙率，进而可以吸附更多的相变材料，从而可提高路面材料单位质量的吸附热，有效降低了路面材料的温度敏感性，改善了沥青路面的高低温稳定性。
实施例14-17制备彩色路面组合粘贴块
取实施例10-13和对比例2所制备的彩色路面材料制备彩色路面组合粘贴块，具体步骤如下：
（1）根据所制砖块的厚度调整模芯2伸入模孔的长度，在模板1上表面及模孔内和延伸到模孔内的模芯2顶面喷涂隔离剂；隔离剂为石蜡，石蜡的熔点高于固化成型的温度70℃。
（2）向多个模孔内装入彩色路面材料，压实，抹平，使彩色路面材料与模板1的上表面平齐；
（3）在彩色路面材料的上表面涂刷胶粘剂并粘贴纱布11；
（4）然后将装有彩色路面材料的模具放入烘箱，烘箱温度设定为60℃，在60℃下进行固化成型，时间为5小时；
（5）固化成型完成后，旋转手柄8，从而带动底板4、连接杆6和模板1向下移动，模芯2顶出模孔内的彩色路面材料，得到路面组合粘贴块D1、D2、D3、D4、D5。其中，制得的路面组合粘贴块包括排列成3行、3列的九个圆形砖块12和粘贴在底部的纱布11，圆形砖块12的厚度为20mm，相邻圆形砖块的间距为2mm。路面组合粘贴块的其路用性能见表4。
表4彩色路面材料路用性能评价
马歇尔稳定度/KN 抗弯拉应变/με 车辙稳次/mm 施工温度/℃
D1 ＞50 ＞2500 ＞10000 -5～30
D2 ＞50 ＞2500 ＞10000 -5～30
D3 ＞50 ＞2500 ＞10000 -5～30
D4 ＞50 ＞2500 ＞10000 -5～30
D5 ＞50 2000～2300 5000～6000 -5～30
由表2和4可知，本发明的陶瓷具有非常高的抗压强度，进而使得彩色路面材料具有非常的好的抗弯拉应变和抗车辙能力。
通常彩色路面材料与基础路面材料不同，在铺设彩色路面时需要每3m2～6m2设置伸缩缝，以补偿因温度发生变化而产生的破坏。而本发明的彩色路面组合粘贴块中的每个小砖块的面积只有4cm2～100cm2，远小于要求做伸缩缝的彩色路面的面积，因此可以完全忽略因材料膨胀不同而引起破坏的因素。

Claims (22)

1.一种路面组合粘贴块的模具，其特征在于，其包括模板、多个模芯、固定板、底板、螺杆和连接杆，
所述模板位于所述固定板的上方，所述模板设置多个贯穿的模孔，所述模芯的一端设置在固定板上，另一端延伸至所述模孔内；
所述底板位于固定板的下方并设置有一螺纹孔，所述螺杆一端穿过螺纹孔并套设有轴承，所述轴承嵌入所述固定板的下部，所述螺杆与底板的螺纹孔螺纹配合；
所述固定板设置有通孔，所述连接杆一端与所述底板连接，另一端穿过所述通孔与所述模板连接。
2.按照权利要求1所述的模具，其特征在于，所述模板与固定板的间隙大于或等于待加工组合粘贴块的厚度，所述模芯在其向模孔延伸方向上的长度大于或等于模板的厚度。
3.按照权利要求1所述的模具，其特征在于，在所述固定板的外侧设置有标尺，所述模板上的外侧设置有指针，所述指针指向所述标尺的刻度。
4.按照权利要求1-3中任意一项所述的模具，其特征在于，所述螺杆安装有旋转手柄。
5.按照权利要求1-3中任意一项所述的模具，其特征在于，所述多个模孔平行排列成2～10行、2～10列。
6.按照权利要求1-3中任意一项所述的模具，其特征在于，所述模孔的孔口面积为4cm2～100cm2，所述模板的厚度为10mm～50mm。
7.按照权利要求1-3中任意一项所述的模具，其特征在于，所述多个模孔中相邻两个模孔的间距为1mm～5mm。
8.按照权利要求1-3中任意一项所述的模具，其特征在于，所述模孔的横截面为圆形、椭圆形、方形、五边形、六边形或不规则形状。
9.一种制备路面组合粘贴块的方法，其特征在于，该方法采用权利要求1-8任一所述的模具，包括如下步骤：
根据所制砖块的厚度调整模芯伸入模孔的长度，在所述模板上表面及模孔内和延伸到模孔内的模芯顶面喷涂隔离剂；
向多个模孔内装入彩色路面材料，压实，抹平，使彩色路面材料与模板的上表面平齐；
在所述彩色路面材料的上表面涂刷胶粘剂并粘贴链接层；
然后将装有彩色路面材料的模具放入烘箱，在加热条件下进行固化成型；
固化成型完成后，旋转所述螺杆，所述模芯顶出模孔内的彩色路面材料，得到所述路面组合粘贴块。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于：所述隔离剂为石蜡，石蜡的熔点高于所述固化成型的温度5℃～10℃，所述固化成型的温度为50℃～65℃。
11.按照权利要求9或10所述的方法，其特征在于：所述链接层为布层或纱布层。
12.按照权利要求9所述的方法，其特征在于：所述彩色路面材料的制备方法包括：由集料与胶结料混合制成彩色路面材料，其中，所述集料由彩色腔隙陶瓷颗粒通过真空吸附法吸附相变材料制得，所述彩色腔隙陶瓷颗粒的制备方法包括如下步骤：
（1）将陶瓷粉、碳酸钙粉、染料加入水打浆，制得第一浆料；
（2）在所述第一浆料中加入海藻酸钠溶液，混合均匀，得到固相含量为2wt%～30wt%的第二浆料；
（3）在所述第二浆料中加入葡萄糖酸内酯粉，搅拌均匀，静置，生成第一凝胶；
（4）所述第一凝胶在酸性环境下进行脱水，得到第二凝胶；
（5）所述第二凝胶进行溶剂置换，得到第三凝胶；
（6）对所述第三凝胶进行干燥、切割、烧结和粉碎，得到彩色腔隙陶瓷颗粒。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：在所述第二浆料中，所述海藻酸钠的浓度为0.5wt%～5.0wt%，优选为1wt%～3wt%；所述海藻酸钠、碳酸钙粉和葡萄糖酸内酯粉的重量比例为（3～7）：1：（1.5～5.5）；所述陶瓷粉与染料的重量比例为1：（0.001～0.1）。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：在步骤（3）中，所述静置的时间为1h～48h，温度为20℃～60℃。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：在步骤（5）中，所述第二凝胶进行溶剂置换的具体步骤为：将第二凝胶浸泡在溶剂中，浸泡时间为6h～48h，浸泡温度为20℃～50℃，所述溶剂为乙醇、丙酮和叔丁醇中的一种或几种。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：在步骤（6）中，所述干燥为冷冻干燥或室温干燥；所述烧结的方法包括：以5℃/min～30℃/min的速率继续升温至250～500℃，维持1h～3h，然后升温至烧结温度，烧结温度为1200℃～1600℃。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述彩色腔隙陶瓷颗粒的孔隙率为60%～80％，抗压强度为20MPa～80MPa。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述吸附相变材料量与所述彩色腔隙陶瓷颗粒的重量比（1～5）：10。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述胶结料与集料的重量比例为（5～20）：100，所述胶结料包括环氧树脂、固化剂和增韧剂，所述环氧树脂、固化剂和增韧剂的重量比例为100：（10～50）：（10～50）。
20.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述彩色腔隙陶瓷颗粒采用真空吸附法吸附相变材料的具体步骤为：把腔隙陶瓷颗粒装入密闭容器内，再对容器抽真空并保持10min～30min，使其颗粒中的腔隙全部处于真空状态，然后向容器内加入相变材料并不断进行搅动，使相变材料进入颗粒中的所有腔隙为止。
21.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述相变材料为石蜡类相变材料、多元醇类相变材料、脂肪酸类相变材料中的一种或几种。
22.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述陶瓷粉为堇青石、粘土、滑石、锆石、氧化锆、尖晶石、氧化铝、硅酸盐、铝酸盐、铝硅酸锂、长石、二氧化钛、碳化硅和氮化硅中的一种或几种。
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