CN107555929A - 一种生态型高强度透水砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生态型高强度透水砖及其制备方法，涉及建筑材料技术领域，是将硅酸钠、废旧陶瓷粉末、植物纤维进行压制成型，制得陶瓷棒，然后将高强水泥、粉煤灰、石膏粉、细砂、水、减水剂组成的混凝土拌合料注入模具，间隔插入预制的陶瓷棒，充分振实，养护，制成生态型高强度透水砖，由于陶瓷棒具有良好的强度和透水性，将预制的陶瓷棒间隔分散插入混凝土，在砖中形成上下联通的透水通道，不但保证了砖体良好的强度，而且透水性能优越，克服了混凝土中添加大骨料造成的透水砖强度减弱的缺陷，且制备简单，能耗低，具有显著的推广应用价值。

Description

一种生态型高强度透水砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种生态型高强度透水砖及其制备方法。

背景技术

节约能源是我国经济发展的战略重点，具体在建材领域，1986 年国家建设部颁布了《民用建筑节能设计标准》，2001 年10 月1 日，国家建设部颁发了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》。从2000 年起，对采暖区热环境差或能耗大的原有建筑的节能改造工作已经开始，2005 年国家已经在重点城镇开始节能改造。发展新型建筑材料以减少建筑围护结构的能量流失，是提高建筑能源利用效率的主要措施之一。

新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代升级换代建筑材料，主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料等。新型建筑材料具有轻质、高强度、保温、节能、节土、装饰等优良特性，采用新型建材不但使房屋功能大大改善，还可以使建筑物内外更具现代气息，满足人们的审美要求，有的新型建材可以显著减轻建筑物自重，为推广轻型建筑结构创造了条件，推动了建筑施工技术现代化，大大加快了建房速度。在低碳时代到来之际，在国家提倡节能降耗、转型发展的大背景下，绿色低碳、节能环保已经成为新型建材不可回避的使命。为此， 以绿色环保、利废、隔热、保温、防火、质轻、高强、替代、成本低廉、节土、节地为目标的新型建材从中获得巨大的发展新机遇。新型建材的工业产值超过6000亿元，年增长超过14%，从业企业超过5000多家。在党和政府的高度重视和支持下，经过20多年的发展，已经具备了相当的规模和较为齐全的品种。目前，不断有新型建材被开发，特别是一些复合化、多功能化、节能化、绿色化、轻质高强化的新型建材占据了传统建材50%以上的比重。

随着城市化进程加快，城市地面硬化导致城市排水功能下降越来越严重。目前，有近80％的城市地面被不透水、不透气的混凝土建筑物和混凝土路面或沥青路面所覆盖，雨水、雪水不能有效渗入地下，致使地下水减少，地面下沉，土壤含水量低，花草树木的生长受抑制等，破坏了生态环境;并且由于阻断了地上与地下之间的水汽、热能交换，使城市局部温度升高，形成“热岛效应”。透水砖是解决城市排水的较佳选择，透水砖内部含有大量的连通孔的路面铺装材料，其结构内存在的连续孔隙，可以在雨天及时排除路面积水，便于汽车的安全行驶和居民的行走方便。另外还可以通过其连通的孔隙将雨水回渗到地下，补充日益缺乏的地下水资源，改善植物的生存环境，恢复地表的水循环系统。

现有透水砖主要是烧结透水砖和水泥凝胶透水砖。烧结透水砖透水性和强度均表现良好，但烧结能耗高，不易大规模推广。水泥凝胶透水砖主要依靠粗骨料间的空隙透水，由于粗骨料连接强度低，外观品质低，因此，只能在非承重路面使用。

发明内容

针对现有水泥凝胶透水砖利用粗砂骨料连接强度低的缺陷，本发明提出一种生态型高强度透水砖及制备方法，是将预制的陶瓷棒间隔分散的插入混凝土拌合料中，在透气砖中形成上下联通的透水通道，不仅保证了良好的强度，而且透水性能优越。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种生态型高强度透水砖的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：

（1）陶瓷棒制备：将硅酸钠溶于水中，搅拌均匀，得水玻璃，将水玻璃加入到废旧陶瓷粉末中，搅拌均匀，再加入植物纤维，搅拌均匀，装入到陶瓷棒模具中，用压力成型机压制成型，得直径5-10mm的陶瓷棒；

（2）混凝土制备：将高强水泥、粉煤灰、石膏粉、细砂加入到搅拌机中，搅拌，然后将水、减水剂加入到搅拌机中，搅拌，得混凝土拌合料；

（3）胚体制备：清理制砖模具，将混凝土拌合料注入到模具中，振动分散，将陶瓷棒间隔分散的插入到混凝土中，振动，刮平表面，得透水砖胚体；

（4）胚体养护：将透水砖胚体在常温下养护，拆模，码垛，然后在常温下洒水覆膜养护，即可得到生态型高强度透水砖。

优选地，步骤（1）所述陶瓷棒由以下重量份的原料制成：硅酸钠9-15份、废旧陶瓷粉末70-80份、植物纤维15-20份、水100份。

优选地，步骤在（2）所述混凝土拌合料由以下重量份的原料制成：高强水泥35-40份、粉煤灰12-16份、石膏粉8-12份、细砂54-59份、减水剂1-2份、水适量。

优选地，所述陶瓷棒的直径为5-10mm。

优选地，所述植物纤维为经过气爆处理后的改性植物纤维；进一步优选，气爆疏松处理的农作物秸秆。

优选地，步骤（3）所述将陶瓷棒间隔分散的插入到混凝土中，陶瓷棒的间距为30-50mm，能够较佳的使水充分快速渗透。

优选地，所述制备方法为：

（1）陶瓷棒制备：将硅酸钠溶于水中，搅拌3-5min，得水玻璃，将水玻璃加入到废旧陶瓷粉末中，搅拌3-6min，再加入植物纤维，搅拌均匀3-6min，装入到陶瓷棒模具中，用压力成型机压制成型，成型压力为2-5Mpa，热压温度为130-150℃，保压时间为10-20min，得陶瓷棒；

（2）混凝土制备：将高强水泥、粉煤灰、石膏粉、细砂加入到搅拌机中，搅拌30-90s，然后将水、减水剂加入到搅拌机中，搅拌3-6min，得混凝土拌合料；

（3）胚体制备：清理制砖模具，表面涂抹脱模剂，将混凝土拌合料注入到模具中，在振动台上振动5-10s分散均匀，将陶瓷棒间隔分散的插入到混凝土中，振动10-30s，刮平表面，得透水砖胚体；

（4）胚体养护：将透水砖胚体在常温下养护5-8h，拆模，码垛，然后在常温下洒水覆膜养护5-7d，即可得到生态型高强度透水砖。

一种生态型高强度透水砖，由上述方法制备得到。

本发明通过废旧陶瓷粉、植物纤维预制陶瓷棒，陶瓷棒具有良好的强度和透水性，将其均匀竖直插在混凝土得到透水砖，形成上下联通的透水通道，不但保证了砖体良好的强度，而且透水性能优越，此外，陶瓷棒的主要成分为废旧陶瓷粉末、农作物秸秆等植物纤维，节约成本，降低对粘土资源的损耗。

中高强水泥、粉煤灰和石膏粉共同组成胶凝材料，在不影响粘结性能的基础上，采用燃煤电厂排出的主要固体废物粉煤灰能够有效减少水泥用量，节约成本；本发明中的胶凝材料组合能够与细砂很好的粘结在一起，不易分离，且选用细砂，由于其比表面积大，与混凝土的易密性好，有利于采用低坍落度；减水剂的添加不仅可以降低混凝土的用水量，还能够改善混凝土拌合料性能以及物理力学性能。

目前透水砖的制备方法通常有两种，高温烧结法和常温压制成型法。其中，高温烧结法制备的陶瓷基透水砖具有硬度高、强度大等优点，其缺点是需要加入大量成孔剂和高温粘结剂，生产工艺复杂，资源消耗大。常温成型时所用胶结料主要有水泥基材料和树脂基材料，树脂基透水砖是以高分子树脂为胶结材料实现物料的成型，但存在树脂老化导致耐久性等缺点。水泥基透水砖主要依靠粗骨料间的空隙透水，由于粗骨料连接强度低，外观品质低，因此，只能在非承重路面使用。基于此，本发明提出了一种生态型高强度透水砖及其制备方法，是将硅酸钠、废旧陶瓷粉末、植物纤维进行压制成型，制得陶瓷棒，然后将高强水泥、 粉煤灰、石膏粉、细砂、水、减水剂组成的混凝土拌合料注入模具，间隔插入预制的陶瓷棒，充分振实，养护，制成生态型高强度透水砖，由于陶瓷棒具有良好的强度和透水性，将预制的陶瓷棒间隔分散插入混凝土，在砖中形成上下联通的透水通道，不但保证了砖体良好的强度，而且透水性能优越，克服了混凝土中添加大骨料造成的透水砖强度减弱的缺陷，且制备简单，能耗低，具有显著的推广应用价值。

有益效果：本发明中陶瓷棒具有良好的强度和透水性，将预制的陶瓷棒间隔分散插入混凝土，在砖中形成上下联通的透水通道，不但保证了砖体良好的强度，而且透水性能优越，可广泛应用于人行道、广场等场所，且制备简单，能耗低，具有显著的推广应用价值。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。

实施例1

（1）陶瓷棒制备：将9重量份硅酸钠溶于100重量份水中，搅拌5min，得水玻璃，将水玻璃加入到70重量份废旧陶瓷粉末中，搅拌6min，再加入15重量份气爆疏松处理的秸秆纤维，搅拌均匀6min，装入到陶瓷棒模具中，用压力成型机压制成型，成型压力为2Mpa，热压温度为130℃，保压时间为10min，得直径为10mm陶瓷棒；

（2）混凝土制备：将35重量份高强水泥、12重量份粉煤灰、8重量份石膏粉、59重量份细砂加入到搅拌机中，搅拌90s，然后将水、2重量份萘系减水剂加入到搅拌机中，搅拌6min，得混凝土拌合料；

（3）胚体制备：清理制砖模具，表面涂抹脱模剂，将混凝土拌合料注入到模具中，在振动台上振动8s分散均匀，将陶瓷棒间隔30mm插入到混凝土中，振动10s，刮平表面，得透水砖胚体；

（4）胚体养护：将透水砖胚体在常温下养护8h，拆模，码垛，然后在常温下洒水覆膜养护7d，即可得到生态型高强度透水砖。

实施例2

（1）陶瓷棒制备：将10重量份硅酸钠溶于100重量份水中，搅拌3min，得水玻璃，将水玻璃加入到75重量份废旧陶瓷粉末中，搅拌6min，再加入20重量份气爆处理的麻纤维，搅拌均匀3min，装入到陶瓷棒模具中，用压力成型机压制成型，成型压力为2Mpa，热压温度为130℃，保压时间为10min，得直径为5mm陶瓷棒；

（2）混凝土制备：将38重量份高强水泥、15重量份粉煤灰、10重量份石膏粉、55重量份细砂加入到搅拌机中，搅拌90s，然后将水、2重量份减水剂加入到搅拌机中，搅拌6min，得混凝土拌合料；

（3）胚体制备：清理制砖模具，表面涂抹脱模剂，将混凝土拌合料注入到模具中，在振动台上振动5s分散均匀，将陶瓷棒间隔50mm插入到混凝土中，振动30s，刮平表面，得透水砖胚体；

（4）胚体养护：将透水砖胚体在常温下养护8h，拆模，码垛，然后在常温下洒水覆膜养护7d，即可得到生态型高强度透水砖。

实施例3

（1）陶瓷棒制备：将15重量份硅酸钠溶于100重量份水中，搅拌5min，得水玻璃，将水玻璃加入到80重量份废旧陶瓷粉末中，搅拌6min，再加入20重量份植物纤维，搅拌均匀6min，装入到陶瓷棒模具中，用压力成型机压制成型，成型压力为5Mpa，热压温度为150℃，保压时间为20min，得直径为10mm陶瓷棒；

（2）混凝土制备：将40重量份高强水泥、16重量份粉煤灰、12重量份石膏粉、59重量份细砂加入到搅拌机中，搅拌90s，然后将水、2重量份减水剂加入到搅拌机中，搅拌6min，得混凝土拌合料；

（3）胚体制备：清理制砖模具，表面涂抹脱模剂，将混凝土拌合料注入到模具中，在振动台上振动10s分散均匀，将陶瓷棒间隔30-50mm插入到混凝土中，振动10-30s，刮平表面，得透水砖胚体；

（4）胚体养护：将透水砖胚体在常温下养护8h，拆模，码垛，然后在常温下洒水覆膜养护7d，即可得到生态型高强度透水砖。

实施例4

（1）陶瓷棒制备：将9重量份硅酸钠溶于100重量份水中，搅拌3min，得水玻璃，将水玻璃加入到70重量份废旧陶瓷粉末中，搅拌3min，再加入15重量份废旧树枝纤维，搅拌均匀6min，装入到陶瓷棒模具中，用压力成型机压制成型，成型压力为5Mpa，热压温度为130℃，保压时间为10min，得直径为10mm陶瓷棒；

（2）混凝土制备：将40重量份高强水泥、16重量份粉煤灰、12重量份石膏粉、59重量份细砂加入到搅拌机中，搅拌30s，然后将水、2重量份减水剂加入到搅拌机中，搅拌6min，得混凝土拌合料；

（3）胚体制备：清理制砖模具，表面涂抹脱模剂，将混凝土拌合料注入到模具中，在振动台上振动5s分散均匀，将陶瓷棒间隔35mm插入到混凝土中，振动10s，刮平表面，得透水砖胚体；

（4）胚体养护：将透水砖胚体在常温下养护5h，拆模，码垛，然后在常温下洒水覆膜养护7d，即可得到生态型高强度透水砖。

实施例5

（1）陶瓷棒制备：将12重量份硅酸钠溶于100重量份水中，搅拌5min，得水玻璃，将水玻璃加入到75重量份废旧陶瓷粉末中，搅拌6min，再加入20重量份气爆处理的植物纤维，搅拌均匀5min，装入到陶瓷棒模具中，用压力成型机压制成型，成型压力为3Mpa，热压温度为130℃，保压时间为15min，得直径为8mm陶瓷棒；

（2）混凝土制备：将40重量份高强铝酸盐水泥、12重量份粉煤灰、12重量份石膏粉、55重量份细砂加入到搅拌机中，搅拌90s，然后将水、2重量份减水剂加入到搅拌机中，搅拌5min，得混凝土拌合料；

（3）胚体制备：清理制砖模具，表面涂抹脱模剂，将混凝土拌合料注入到模具中，在振动台上振动10s分散均匀，将陶瓷棒间隔50mm插入到混凝土中，振动30s，刮平表面，得透水砖胚体；

（4）胚体养护：将透水砖胚体在常温下养护8h，拆模，码垛，然后在常温下洒水覆膜养护5d，即可得到生态型高强度透水砖。

对比例1

（1）陶瓷棒制备：将12重量份硅酸钠溶于100重量份水中，搅拌5min，得水玻璃，将水玻璃加入到75重量份废旧陶瓷粉末中，搅拌6min，装入到陶瓷棒模具中，用压力成型机压制成型，成型压力为3Mpa，热压温度为130℃，保压时间为15min，得直径为8mm陶瓷棒；

（2）混凝土制备：将40重量份高强铝酸盐水泥、12重量份粉煤灰、12重量份石膏粉、55重量份细砂加入到搅拌机中，搅拌90s，然后将水、2重量份减水剂加入到搅拌机中，搅拌5min，得混凝土拌合料；

（3）胚体制备：清理制砖模具，表面涂抹脱模剂，将混凝土拌合料注入到模具中，在振动台上振动10s分散均匀，将陶瓷棒间隔50mm插入到混凝土中，振动30s，刮平表面，得透水砖胚体；

（4）胚体养护：将透水砖胚体在常温下养护8h，拆模，码垛，然后在常温下洒水覆膜养护5d，即可得到生态型高强度透水砖。

对比例2

（1）混凝土制备：将40重量份高强铝酸盐水泥、12重量份粉煤灰、12重量份石膏粉、55重量份细砂加入到搅拌机中，搅拌90s，然后将水、2重量份减水剂加入到搅拌机中，搅拌5min，得混凝土拌合料；

（2）胚体制备：清理制砖模具，表面涂抹脱模剂，将混凝土拌合料注入到模具中，在振动台上振动10s分散均匀，刮平表面，得透水砖胚体；

（4）胚体养护：将透水砖胚体在常温下养护8h，拆模，码垛，然后在常温下洒水覆膜养护5d，即可得到生态型高强度透水砖。

性能检测：

将本发明实施例1-5制备的生态型高强度透水砖和对比例1和对比例2制备的混凝土砖进行性能测试，测试结果见表1。

表1：

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对比例1	对比例2
								抗压强度（Mpa）	51.7	51.9	42.3	42.1	42.0	38	40.5
透水系数（15℃）,mm/s	8.2	7.5	6.9	8.0	7.8	5.4	2.8

从表1中可以看出，本发明实施例1-5制备的混凝土材料具有良好的强度和透水性能，其抗压强度与对比例1和对比例2相当。对比例1陶瓷棒没有采用植物纤维，透水性系数有所降低；对比例2没有使用陶瓷棒，透水系数显著降低，几乎不透水。因此，本发明制备的生态型高强度透水砖有效克服了混凝土中添加大骨料造成的透水砖强度减弱的缺陷，具有显著的推广应用价值。

Claims (9)

1.一种生态型高强度透水砖的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：

（1）陶瓷棒制备：将硅酸钠溶于水中，搅拌均匀，得水玻璃，将水玻璃加入到废旧陶瓷粉末中，搅拌均匀，再加入植物纤维，搅拌均匀，装入到陶瓷棒模具中，用压力成型机压制成型，得直径5-10mm的陶瓷棒；

（2）混凝土制备：将高强水泥、粉煤灰、石膏粉、细砂加入到搅拌机中，搅拌，然后将水、减水剂加入到搅拌机中，搅拌，得混凝土拌合料；

（3）胚体制备：清理制砖模具，将混凝土拌合料注入到模具中，振动分散，将陶瓷棒间隔分散的插入到混凝土中，振动，刮平表面，得透水砖胚体；

（4）胚体养护：将透水砖胚体在常温下养护，拆模，码垛，然后在常温下洒水覆膜养护，即可得到生态型高强度透水砖。

2.根据权利要求1所述一种生态型高强度透水砖的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述陶瓷棒由以下重量份的原料制成：硅酸钠9-15份、废旧陶瓷粉末70-80份、植物纤维15-20份、水100份。

3.根据权利要求1所述一种生态型高强度透水砖的制备方法，其特征在于：步骤在（2）所述混凝土拌合料由以下重量份的原料制成：高强水泥35-40份、粉煤灰12-16份、石膏粉8-12份、细砂54-59份、减水剂1-2份、水适量。

4.根据权利要求1所述一种生态型高强度透水砖的制备方法，其特征在于：所述陶瓷棒的直径为5-10mm。

5.根据权利要求1所述一种生态型高强度透水砖的制备方法，其特征在于：所述植物纤维为经过气爆处理后的改性植物纤维。

6.根据权利要求5所述一种生态型高强度透水砖的制备方法，其特征在于：所述改性植物纤维为气爆疏松处理的农作物秸秆。

7.根据权利要求1所述一种生态型高强度透水砖的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述将陶瓷棒间隔分散的插入到混凝土中，陶瓷棒的间距为30-50mm，能够较佳的使水充分快速渗透。

8.根据权利要求1所述一种生态型高强度透水砖的制备方法，其特征在于：所述制备方法为：

（1）陶瓷棒制备：将硅酸钠溶于水中，搅拌3-5min，得水玻璃，将水玻璃加入到废旧陶瓷粉末中，搅拌3-6min，再加入植物纤维，搅拌均匀3-6min，装入到陶瓷棒模具中，用压力成型机压制成型，成型压力为2-5Mpa，热压温度为130-150℃，保压时间为10-20min，得陶瓷棒；

（2）混凝土制备：将高强水泥、粉煤灰、石膏粉、细砂加入到搅拌机中，搅拌30-90s，然后将水、减水剂加入到搅拌机中，搅拌3-6min，得混凝土拌合料；

（3）胚体制备：清理制砖模具，表面涂抹脱模剂，将混凝土拌合料注入到模具中，在振动台上振动5-10s分散均匀，将陶瓷棒间隔分散的插入到混凝土中，振动10-30s，刮平表面，得透水砖胚体；

（4）胚体养护：将透水砖胚体在常温下养护5-8h，拆模，码垛，然后在常温下洒水覆膜养护5-7d，即可得到生态型高强度透水砖。

9.一种生态型高强度透水砖，其特征在于：由quanlaoqiu1-8任一项所述方法制备得到。