CN107324837B - 一种保水透水滤水铺路板砖及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保水透水滤水铺路板砖及其制作方法，铺路板砖由如下重量份数的组分经烧制而成：废陶粒100份、河砂5‑8份、焦宝石5‑8份、成孔剂5‑6份、粘结剂5‑8份、助熔剂2‑5份、高岭土6‑9份、釉料1‑3份、水2‑5份。制作方法包括粉碎的步骤、配料的步骤、混合的步骤、制生坯的步骤、烧成的步骤。由该方法制备得到的铺路板砖具有保水透水滤水功能，能够将雨水反复过滤，去除雨水中的杂质，并且能够将部分雨水收集，达到滞留雨水的效果，减轻市政排水压力，缓解热岛效用。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑材料技术，尤其涉及一种保水透水滤水铺路板砖及其制作方法。
背景技术
目前，城市里的硬化地面大部分采用不透水的材质，如花岗岩、大理石、袖面砖、水泥和柏油等进行铺设，这些硬化地面具有一定的抗压强度，而且在一定程度上美化了城市。
然而由于这些硬化地面的不吸水性和不透水性，在带来便利的同时也给城市居民的生活以及生存环境带来一系列问题，如：
(1)下雨时，雨水不能向地下渗透，从而在地面形成积水，给人们的出行造成不便；这时雨水只能通过排水管道排走，无疑加重了城市排水设施的负担，并且雨水通过排水管道集中排放到江河中，城市路面以下的土地中的地下水得不到补充，易造成土地沉降、土壤板结，并进一步加重城市的干早、缺水问题口。
(2)艳阳天时，由于这些花岗岩、大理石、袖面砖、水泥和柏油等不透水的地面，它的热传导率和热容量都很高，加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用，可使城市年平均气温比郊区可高2℃，甚至更多，在温度的空间分布上，城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种保水透水滤水铺路板砖。该铺路板砖具有保水透水滤水功能，能够将雨水反复过滤，去除雨水中的杂质，并且能够将部分雨水收集，达到滞留雨水的效果，减轻市政排水压力，缓解热岛效用。
本发明的目的之二在于一种保水透水滤水铺路板砖的制作方法，该制作工艺合理，可实现产业化生产，制作出的铺路板砖应用在路面上，具有保水透水滤水功能。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种保水透水滤水铺路板砖，由如下重量份数的组分经烧制而成：废陶粒100份、河砂5-8份、焦宝石5-8份、成孔剂5-6份、粘结剂5-8份、助熔剂2-5份、高岭土6-9份、釉料1-3份、水2-5份。
进一步地，所述废陶粒根据颗粒粒径大小分为大、中、小三种陶粒，其中大陶粒的粒径为3.3-6.5mm，中陶粒的粒径为1-2.5mm，小陶粒的粒径为0.5-1mm；所述大、中、小三种陶粒的质量比为(4-6):(2-5):1。
进一步地，所述河砂和焦宝石的粒径大小均为3-6mm。
进一步地，所述成孔剂为麦谷壳皮与麦秆的混合物，所述麦谷壳皮与麦秆的质量比为1：(3-5)。
进一步地，所述粘结剂为含有10％-15％石英、5％-10％白云石、15％-35％长石和55％-60％膨润土的混合物；所述助熔剂为硼酸、硼砂、CaO、MgO、BaO中的一种。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种保水透水滤水铺路板砖的制作方法，所述保水透水滤水铺路板砖由如下组分经烧制而成：废陶粒、河砂、焦宝石、成孔剂、粘结剂、助熔剂、高岭土、釉料、水；该制作方法包括，
粉碎的步骤：
所述废陶粒由收集的废抛光砖进行粉碎而得，所述废陶粒根据颗粒粒径大小分为大、中、小三种陶粒；所述河砂和焦宝石粉碎，待用；
配料的步骤：
按照配方量称量废陶粒、河砂、焦宝石、成孔剂、粘结剂、助熔剂、高岭土、釉料、水；
混合的步骤：
将废陶粒、河砂、焦宝石先分别倒入搅拌机内进行混合，搅拌混合0.5小时后，再分别倒入粘结剂、助熔剂、高岭土、釉料、水继续搅拌混合0.5小时，再倒入成孔剂，搅拌混合0.5小时，得到混合粉料；
制生坯的步骤：
边搅拌边将混合粉料倒入模具内，采用1100吨压力机直接填实压制成型，得到生坯，脱模，期间不能震动模具以防生坯变形以及成孔剂走位；
烧成的步骤：
生坯采用真空吸附的方式转移至干燥窑内进行烧制成型，烧制6小时。
进一步地，在配料的步骤中，按照如下配方量取料：废陶粒100份、河砂5-8份、焦宝石5-8份、成孔剂5-6份、粘结剂5-8份、助熔剂2-5份、高岭土6-9份、釉料1-3份、水2-5份。
进一步地，所述废陶粒根据颗粒粒径大小分为大、中、小三种陶粒，其中大陶粒的粒径为3.3-6.5mm，中陶粒的粒径为1-2.5mm，小陶粒的粒径为0.5-1mm；所述大、中、小三种陶粒的质量比为(4-6):(2-5):1；所述河砂和焦宝石的粒径大小均为3-6mm。
进一步地，所述成孔剂为麦谷壳皮与麦秆的混合物，所述麦谷壳皮与麦秆的质量比为1：(3-5)。
进一步地，在烧成的步骤中，生坯在烧成过程中的温度控制情况如下：
第0-2小时的温度为0-1000℃，逐渐升温；
第2-3小时的温度为1000-1100℃，逐渐升温；
第3-4小时的温度为1100-1200℃，逐渐升温；
第4-5小时的温度为1200℃，保持温度；
第5-6小时的温度为1200-200℃，逐渐降温冷却。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)通过以废陶粒为主要原料，配以一定量的河砂、焦宝石，按照不同的粒径、比例进行混合，然后加入成孔剂、无机高温粘结剂、无机低温助熔剂在高温窑里进行烧结结合，不同粒径、比例的废陶粒、河砂、焦宝石在高温条件下相互粘接为一体，使砖体形成自然孔隙，而如麦谷壳皮与麦秆的成孔剂在高温条件下氧化成二氧化碳气体排出砖体外，使砖体形成人造空隙，自然孔隙与人造空隙铺路板砖形成多孔结构，具有滤水功能；这些多孔结构其孔径大小不一，尤其加入谷壳皮与麦秆，增大空隙的孔径，使铺路板砖具有透水性能；而这些谷壳皮与麦秆也是横七竖八的不规则分布，横向分布的谷壳皮与麦秆形成横向空隙，使流入铺路板砖的水不被排走而具有保水功能。然而当铺路板砖的孔隙率增大时，会使铺路板砖的强度硬度下降，本发明为了解决该问题，加入一定量本身具有高强度的河砂、焦宝石，并通过调整河砂、焦宝石的粒径以及加入量，控制铺路板砖的整体性能，使其在保证保水透水滤水功能的同时提高其硬度与强度。
(2)通过废瓷砖作为主要原料，实现了工业废料的回收循环利用，减少了资源消耗，保护了环境。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
一种保水透水滤水铺路板砖，由如下重量份数的组分经烧制而成：废陶粒100份、河砂5-8份、焦宝石5-8份、成孔剂5-6份、粘结剂5-8份、助熔剂2-5份、高岭土6-9份、釉料1-3份、水2-5份。
进一步地，所述废陶粒根据颗粒粒径大小分为大、中、小三种陶粒，其中大陶粒的粒径为3.3-6.5mm，中陶粒的粒径为1-2.5mm，小陶粒的粒径为0.5-1mm；所述大、中、小三种陶粒的质量比为(4-6):(2-5):1。
进一步地，所述河砂和焦宝石的粒径大小均为3-6mm。
废陶粒、河砂和焦宝石本身均为硬度较高的物质，采用三种材料作为铺路板砖的刚性骨架，具有较好的刚性效果，另外以不同粒径范围、不同用量混合，形成多孔结构的砖体，具有较好的滤水性。
进一步地，所述成孔剂为麦谷壳皮与麦秆的混合物，所述麦谷壳皮与麦秆的质量比为1：(3-5)。由于麦谷壳皮与麦秆呈长条形，尤其是麦秆，因此在混合搅拌的步骤中，这些长条形的成孔剂会均匀分布在生坯内，竖直方向排列的空隙会加速水的透过性，而水平方向排列的空隙会将部分水保留在空隙内而起到保水的作用，从而可以作为城市隐形水库，缓解热岛效应。经试验研究发现，麦谷壳皮与麦秆的用量比例，质量比为1：(3-5)，其透水保水效果更优。
进一步地，所述粘结剂为含有10％-15％石英、5％-10％白云石、15％-35％长石和55％-60％膨润土的混合物；所述助熔剂为硼酸、硼砂、CaO、MgO、BaO中的一种。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种保水透水滤水铺路板砖的制作方法，所述保水透水滤水铺路板砖由如下组分经烧制而成：废陶粒、河砂、焦宝石、成孔剂、粘结剂、助熔剂、高岭土、釉料、水；该制作方法包括，
粉碎的步骤：
所述废陶粒由收集的废抛光砖进行粉碎而得，所述废陶粒根据颗粒粒径大小分为大、中、小三种陶粒；所述河砂和焦宝石粉碎，待用；
配料的步骤：
按照配方量称量废陶粒、河砂、焦宝石、成孔剂、粘结剂、助熔剂、高岭土、釉料、水；
混合的步骤：
将废陶粒、河砂、焦宝石先分别倒入搅拌机内进行混合，搅拌混合0.5小时后，再分别倒入粘结剂、助熔剂、高岭土、釉料、水继续搅拌混合0.5小时，再倒入成孔剂，搅拌混合0.5小时，得到混合粉料；
制生坯的步骤：
边搅拌边将混合粉料倒入模具内，采用1100吨压力机直接填实压制成型，得到生坯，脱模，期间不能震动模具以防生坯变形以及成孔剂走位；
烧成的步骤：
生坯采用真空吸附的方式转移至干燥窑内进行烧制成型，烧制6小时。
进一步地，在配料的步骤中，按照如下配方量取料：废陶粒100份、河砂5-8份、焦宝石5-8份、成孔剂5-6份、粘结剂5-8份、助熔剂2-5份、高岭土6-9份、釉料1-3份、水2-5份。
进一步地，所述废陶粒根据颗粒粒径大小分为大、中、小三种陶粒，其中大陶粒的粒径为3.3-6.5mm，中陶粒的粒径为1-2.5mm，小陶粒的粒径为0.5-1mm；所述大、中、小三种陶粒的质量比为(4-6):(2-5):1；所述河砂和焦宝石的粒径大小均为3-6mm。废陶粒、河砂和焦宝石本身均为硬度较高的物质，采用三种材料作为铺路板砖的刚性骨架，具有较好的刚性效果，另外以不同粒径范围、不同用量混合，形成多孔结构的砖体，具有较好的滤水性。
进一步地，所述成孔剂为麦谷壳皮与麦秆的混合物，所述麦谷壳皮与麦秆的质量比为1：(3-5)。由于麦谷壳皮与麦秆呈长条形，尤其是麦秆，因此在混合搅拌的步骤中，这些长条形的成孔剂会均匀分布在生坯内，竖直方向排列的空隙会加速水的透过性，而水平方向排列的空隙会将部分水保留在空隙内而起到保水的作用，从而可以作为城市隐形水库，缓解热岛效应。经试验研究发现，麦谷壳皮与麦秆的用量比例，质量比为1：(3-5)，其透水保水效果更优。
进一步地，在烧成的步骤中，生坯在烧成过程中的温度控制情况如下：
第0-2小时的温度为0-1000℃，逐渐升温；
第2-3小时的温度为1000-1100℃，逐渐升温；
第3-4小时的温度为1100-1200℃，逐渐升温；
第4-5小时的温度为1200℃，保持温度；
第5-6小时的温度为1200-200℃，逐渐降温冷却。
生坯随着温度的变化将发生一系列物理化学变化，并得到微观所需的结构、性能以及外观，在不同烧成曲线对保水透水滤水铺路板砖的硬度以及空隙率影响较大，如碳酸盐、硅酸盐的分解、结晶水排除以及晶型转变，影响板砖的硬度；另外，坯体中的碳素和有机物能否充分燃烧，影响铺路板砖孔隙率。
实施例1
一种保水透水滤水铺路板砖，由如下重量份数的组分经烧制而成：废陶粒100份、河砂7份、焦宝石6份、成孔剂5.5份、粘结剂6份、助熔剂4份、高岭土8份、釉料2份、水3份。
所述废陶粒根据颗粒粒径大小分为大、中、小三种陶粒，其中大陶粒的粒径为3.3-6.5mm，中陶粒的粒径为1-2.5mm，小陶粒的粒径为0.5-1mm；所述大、中、小三种陶粒的质量比为5:4:1。所述河砂和焦宝石的粒径大小均为3-6mm。
所述成孔剂为麦谷壳皮与麦秆的混合物，所述麦谷壳皮与麦秆的质量比为1：4。
所述粘结剂为含有10％-15％石英、5％-10％白云石、15％-35％长石和55％-60％膨润土的混合物；所述助熔剂为CaO。
该制作方法包括，
粉碎的步骤：
所述废陶粒由收集的废抛光砖进行粉碎而得，所述废陶粒根据颗粒粒径大小分为大、中、小三种陶粒；所述河砂和焦宝石粉碎，待用；
配料的步骤：
按照配方量称量废陶粒、河砂、焦宝石、成孔剂、粘结剂、助熔剂、高岭土、釉料、水；
混合的步骤：
将废陶粒、河砂、焦宝石先分别倒入搅拌机内进行混合，搅拌混合0.5小时后，再分别倒入粘结剂、助熔剂、高岭土、釉料、水继续搅拌混合0.5小时，再倒入成孔剂，搅拌混合0.5小时，得到混合粉料；
制生坯的步骤：
边搅拌边将混合粉料倒入模具内，采用1100吨压力机直接填实压制成型，得到生坯，脱模，期间不能震动模具以防生坯变形以及成孔剂走位；
烧成的步骤：
生坯采用真空吸附的方式转移至干燥窑内进行烧制成型，烧制6小时。在烧成的步骤中，生坯在烧成过程中的温度控制情况如下：
第0-2小时的温度为0-1000℃，逐渐升温；
第2-3小时的温度为1000-1100℃，逐渐升温；
第3-4小时的温度为1100-1200℃，逐渐升温；
第4-5小时的温度为1200℃，保持温度；
第5-6小时的温度为1200-200℃，逐渐降温冷却。
实施例2
与实施例1的区别在于保水透水滤水铺路板砖的组分含量不同，由如下重量份数的组分经烧制而成：废陶粒100份、河砂5份、焦宝石5份、成孔剂5份、粘结剂5份、助熔剂2份、高岭土6份、釉料1份、水2份。
实施例3
与实施例1的区别在于保水透水滤水铺路板砖的组分含量不同，由如下重量份数的组分经烧制而成：废陶粒100份、河砂8份、焦宝石8份、成孔剂6份、粘结剂8份、助熔剂5份、高岭土9份、釉料3份、水5份。
实施例4
与实施例1的区别在于成孔为麦谷壳皮与麦秆的质量比为4：1。
实施例5
与实施例1的区别在于成孔为单用麦谷壳皮。
实施例6
与实施例1的区别在于成孔为单用麦秆。
实施例7
与实施例1的区别在于不添加河砂和焦宝石。
下面，根据国家标准GB/T 25993-2010透水路面砖和透水路面面板中对透水路面砖的劈裂抗拉强度试验方法以及透水系数测试方法对本发明实施例1-7制得的保水透水滤水铺路板砖的劈裂抗拉强度和透水系数进行评价，具体测试结果如表1。
表1为实施例1-7制得的保水透水滤水铺路板砖的劈裂抗拉强度和透水系数
| 劈裂抗拉强度MPa | 透水系数cm/s | |
| 实施例1 | 4.5 | 6.5×10<sup>-2</sup> |
| 实施例2 | 3.8 | 5.8×10<sup>-2</sup> |
| 实施例3 | 3.6 | 5.5×10<sup>-2</sup> |
| 实施例4 | 3.5 | 2.3×10<sup>-2</sup> |
| 实施例5 | 3.6 | 1.8×10<sup>-2</sup> |
| 实施例6 | 3.6 | 1.7×10<sup>-2</sup> |
| 实施例7 | 2.5 | 6×10<sup>-2</sup> |
劈裂抗拉强度MPa越大，说明铺路板砖的抗拉强度能力越大，强度越大，本发明实施例1-6制作的铺路板砖其抗拉强度较大，能够达到3.6以上MPa。能够达到国家标准值2.8MPa。而实施例7的区别在于没有加入河砂和焦宝石这些提高硬度的材料，试验证明，对砖体的硬度也产生较大的影响，表现为抗拉强度下降。
透水系数大于2.0×10-2为达到国家标准值，本发明实施例1-3制作的铺路板砖其透水系数较大，透水效果佳，而实施例4-7的区别在于加入的成孔剂为非本发明优选的配方或者用料，可见，成孔剂的加入对本发明孔隙率以及透水效果产生较大影响。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (4)
1.一种保水透水滤水铺路板砖，其特征在于，由如下重量份数的组分经高温烧制而成：废陶粒100份、河砂5-8份、焦宝石5-8份、成孔剂5-6份、粘结剂5-8份、助熔剂2-5份、高岭土6-9份、釉料1-3份、水2-5份；
所述废陶粒根据颗粒粒径大小分为大、中、小三种陶粒，其中大陶粒的粒径为3.3-6.5mm，中陶粒的粒径为1-2.5mm，小陶粒的粒径为0.5-1 mm；所述大、中、小三种陶粒的质量比为（4-6）:（2-5）:1；
所述河砂和焦宝石的粒径大小均为3-6mm；
所述成孔剂为麦谷壳皮与麦秆的混合物，所述麦谷壳皮与麦秆的质量比为1：（3-5）。
2.如权利要求1所述的保水透水滤水铺路板砖，其特征在于，所述粘结剂为含有10%-15%石英、5%-10%白云石、15%-35%长石和55%-60%膨润土的混合物；所述助熔剂为硼酸、硼砂、CaO、MgO、BaO中的一种。
3.一种如权利要求1所述的保水透水滤水铺路板砖的制作方法，所述保水透水滤水铺路板砖由如下组分经烧制而成：废陶粒、河砂、焦宝石、成孔剂、粘结剂、助熔剂、高岭土、釉料、水；该制作方法其特征在于包括，
粉碎的步骤：
所述废陶粒由收集的废抛光砖进行粉碎而得，所述废陶粒根据颗粒粒径大小分为大、中、小三种陶粒；所述河砂和焦宝石粉碎，待用；
配料的步骤：
按照配方量称量废陶粒、河砂、焦宝石、成孔剂、粘结剂、助熔剂、高岭土、釉料、水；
混合的步骤：
将废陶粒、河砂、焦宝石先分别倒入搅拌机内进行混合，搅拌混合0.5小时后，再分别倒入粘结剂、助熔剂、高岭土、釉料、水继续搅拌混合0.5小时，再倒入成孔剂，搅拌混合0.5小时，得到混合粉料；
制生坯的步骤：
边搅拌边将混合粉料倒入模具内，采用1100吨压力机直接填实压制成型，得到生坯，脱模，期间不能震动模具以防生坯变形以及成孔剂走位；
烧成的步骤：
生坯采用真空吸附的方式转移至干燥窑内进行烧制成型，烧制6小时。
4.如权利要求3所述的制作方法，其特征在于，在烧成的步骤中，生坯在烧成过程中的温度控制情况如下：
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