CN107892520A - 一种高抗压强度复合透水砖的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高抗压强度复合透水砖的制备方法，属于透水砖制备技术领域。本发明利用水泥、粉末、骨料、粉煤灰及织物碎片等组成的宏观堆聚结构复合材料，在透水砖成型过程中，提高透水砖的透水性能，织物碎片可调节水泥浆体的泌水性，加入环氧树脂和固化剂，固化剂使环氧树脂交联成网状巨大分子，利用硅烷偶联剂对无机填料进行表面处理，硅烷偶联剂具有增强沙子颗粒和胶黏剂直接的结合力，从而提高整个砖体的强度，接着加入粉煤灰和糖滤泥，继续加入糖滤泥，由于它的主要成分为碳酸钙，在一定的高温下，糖滤泥中的碳酸钙开始分解生成二氧化碳，在砖体中形成互相交错的贯通孔，易于透水，从而提高透水砖透水性能，具有广泛的应用前景。

Description

一种高抗压强度复合透水砖的制备方法
技术领域
本发明公开了一种高抗压强度复合透水砖的制备方法，属于透水砖制备技术领域。
背景技术
透水砖起源于荷兰，在荷兰人围海造城的过程中，发现排开海水后的地面会因为长期接触不到水分而造成持续不断的地面沉降。一旦海岸线上的堤坝被冲开，海水会迅速冲到比海平面低很多的城市把整个临海城市全部淹没。
透水砖大致分为以下几类：普通透水砖：材质为普通碎石的多孔混凝土材料经压制成形，用于一般街区人行步道、广场，是一般化铺装的产品。聚合物纤维混凝土透水砖、彩石复合混凝土透水砖、彩石环氧通体透水砖、混凝土透水砖。广泛用于高速路、飞机场跑道、车行道，人行道、广场及园林建筑等范围。生态砂基透水砖，是通过破坏水的表面张力的透水原理，有效解决传统透水材料通过孔隙透水易被灰尘堵塞及透水与强度、透水与保水相矛盾的技术难题，常温下免烧结成型，以沙漠中风积沙为原料生产出的一种新型生态环保材料。
随着人们生活水平的提高，对透水砖的要求也越来越高，环保型透水砖的要求也越来越多，自洁式透水砖在构建生态城市中对城市水环境的改善作用也是颇为显著的，由于城市中的不透水路面不能及时地将雨水渗入地下，因此，城市中常常出现雨水蓄积和漫流现象，透水砖是为解决城市地表硬化，营造高质量的自然生活环境，维护城市生态平衡而隆重诞生的世纪环保建材新产品。市场要求它具有保持地面的透水性、保湿性，防滑、高强度、抗寒、耐风化、降噪、吸音等特点。这些都还需要人们慢慢去提高发掘。因此，发明一种抗压强度复合透水砖对透水砖制备技术另有具有积极意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前普通透水砖在下雨中不易透水，并导致其抗压强度下降，致使路面雨水无法快速渗漏，并容易造成城市内涝的缺陷，提供了一种高抗压强度复合透水砖的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种高抗压强度复合透水砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取600～800g废弃涤棉织物放入粉碎机中粉碎，得到粉碎废弃涤棉织物，取出400～500g粉碎废弃涤棉织物和30～50g纤维改性剂LD-8202混合搅拌，搅拌后倒入含油率为0.1～0.2％的去离子水中，继续混合搅拌后，并静置，静置后放入烘箱中烘干1～2h，得到改性粉碎废弃涤棉织物；
（2）将风积沙和河沙放入烘箱中烘干，并研磨粉碎后过100目筛，得到沙子粉末，将沙子粉末和铝酸酯ASA混合搅拌，得到混合物，继续将混合物倒入带有混合物质量30%的芝麻油和混合物质量10%的厨房饭菜残渣的发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物，即为改性混合粉末；
（3）将双酚A型环氧树脂、马来酸酐和硅烷偶联剂KH-560混合置于搅拌机中搅拌，得到自制粘胶液；
（4）称取12～16g膨润土和16～20g蒙脱土研磨后过200目筛，收集过筛粉末，向过筛粉末中依次加入8～10g氟化钠、5～7g氢氧化钠和10～12mL去离子水混合搅拌，得到改性过筛粉末；
（5）按重量份数计，分别称取改性粉碎废弃涤棉织物、改性混合粉末、自制粘胶液、普通硅酸盐水泥、玄武石碎石和去离子水混合置于搅拌机中搅拌，再添加粉煤灰、糖滤泥和去离子水，继续混合搅拌，得到搅拌坯料，将搅拌坯料倒入模具中，用木棒插捣，使坯料表面整平，并压制后，得到柱状样品，将柱状样品进行蒸汽养护，干燥出料，即可制得高抗压强度复合透水砖。
步骤（1）所述的粉碎时间为12～16min，搅拌时间为4～6min，继续搅拌时间为4～6min，静置时间为18～20min，烘干温度为90～110℃，烘干时间为1～2h。
步骤（2）所述的风积沙和河沙的质量比为2：1，烘干温度为55～65℃，烘干时间为6～8min，粉碎时间为4～6min，沙子粉末和铝酸酯ASA的质量比为5：1，搅拌时间为3～5min，发酵温度为35～45℃，发酵时间为7～9天。
步骤（3）所述的双酚A型环氧树脂、马来酸酐和硅烷偶联剂KH-560的质量比为3：1：1，搅拌温度为65～85℃，搅拌时间为12～16min。
步骤（4）所述的研磨时间为8～10min，搅拌时间为12～18min。
步骤（5）所述的按重量份数计，分别称取20～30份改性粉碎废弃涤棉织物、12～16份改性混合粉末、6～8份自制粘胶液、8～10份普通硅酸盐水泥、3～5份玄武石碎石和12～16份去离子水、4～6份粉煤灰、3～5份糖滤泥和16～20份去离子水，搅拌时间为20～30min，继续搅拌时间为1～2h，模具尺寸为100mm×100mm×60mm，压制压强为2～4MPa，压制时间为12～16min，养护时间为10～12天。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明利用水泥、粉末、骨料、粉煤灰及织物碎片等组成的宏观堆聚结构复合材料，由于骨料在混凝土中杂乱、随机取向分布构成了透水砖的骨架结构，以及水泥和纺材的结合体，并填充于骨料堆聚体之间，在透水砖成型过程中，织物碎片降低水泥浆体的流动性，避免其向下流动阻塞骨料之间的连通孔隙，阻止骨料沉降，从而提高透水砖的透水性能，同时，织物碎片可调节水泥浆体的泌水性，掺加适量时，可减少由于水泥浆体泌水在骨料颗粒下方形成的微裂缝，对水泥石进行一定程度的自养护，受压时可阻挡裂缝端前移，从而提高透水砖的抗压强度；
（2）本发明加入环氧树脂和固化剂，由于固化剂使环氧树脂交联成巨大的网状分子结构，易于透水，并当环氧树脂固化后在骨料之间形成高强度的胶结层，从而提高透水砖的抗压强度和透水性能，利用硅烷偶联剂对无机填料进行表面处理，制成活性填料，硅烷偶联剂具有增强沙子颗粒和胶黏剂之间的结合力，从而提高整个砖体的强度，进一步提高透水砖的抗压强度，接着加入粉煤灰和糖滤泥，由于粉煤灰在透水砖原料中，随着粉煤灰用量的增加，二氧化硅和氧化铝等成分所占的比例也越大，在高温下形成一层致密物质，使致密物质对透水砖内部孔隙进行有效填充，从而提高透水砖的抗压强度；
（3）本发明继续加入糖滤泥，由于它的主要成分为碳酸钙，在一定的高温下，糖滤泥中的碳酸钙开始分解生成二氧化碳，当温度继续升高，碳酸钙不断分解，产生大量的气体，并且二氧化碳气体冲破处于熔融状态的晶相逸出砖体，在砖体中形成互相交错的贯通孔，易于透水，从而提高透水砖透水性能，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
称取600～800g废弃涤棉织物放入粉碎机中粉碎12～16min，得到粉碎废弃涤棉织物，取出400～500g粉碎废弃涤棉织物和30～50g纤维改性剂LD-8202混合搅拌4～6min，搅拌后倒入含油率为0.1～0.2％的去离子水中，继续混合搅拌4～6min后，并静置18～20min，静置后放入90～110℃的烘箱中烘干1～2h，得到改性粉碎废弃涤棉织物，按质量比为2：1将风积沙和河沙放入55～65℃的烘箱中烘干6～8min，并研磨粉碎4～6min后过100目筛，得到沙子粉末，按质量比为5：1将沙子粉末和铝酸酯ASA混合搅拌3～5min，得到混合物，继续将混合物倒入带有混合物质量30%的芝麻油和混合物质量10%的厨房饭菜残渣的发酵罐中，在温度为35～45℃的条件下密封发酵7～9天，发酵结束后，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物，即为改性混合粉末，按质量比为3：1：1将双酚A型环氧树脂、马来酸酐和硅烷偶联剂KH-560混合置于搅拌机中，在65～85℃下搅拌12～16min，得到自制粘胶液，称取12～16g膨润土和16～20g蒙脱土研磨8～10min后过200目筛，收集过筛粉末，向过筛粉末中依次加入8～10g氟化钠、5～7g氢氧化钠和10～12mL去离子水混合搅拌12～18min，得到改性过筛粉末，按重量份数计，分别称取20～30份改性粉碎废弃涤棉织物、12～16份改性混合粉末、6～8份自制粘胶液、8～10份普通硅酸盐水泥、3～5份玄武石碎石和12～16份去离子水混合置于搅拌机中搅拌20～30min，再添加4～6份粉煤灰、3～5份糖滤泥和16～20份去离子水，继续混合搅拌1～2h，得到搅拌坯料，将搅拌坯料倒入尺寸为100mm×100mm×60mm的模具中，用木棒插捣，使坯料表面整平，并在压强为2～4MPa的条件下压制12～16min后，得到柱状样品，将柱状样品进行蒸汽养护10～12天，干燥出料，即可制得高抗压强度复合透水砖。
实例1
称取600g废弃涤棉织物放入粉碎机中粉碎12min，得到粉碎废弃涤棉织物，取出400g粉碎废弃涤棉织物和30g纤维改性剂LD-8202混合搅拌4min，搅拌后倒入含油率为0.1％的去离子水中，继续混合搅拌4min后，并静置18min，静置后放入90℃的烘箱中烘干1h，得到改性粉碎废弃涤棉织物，按质量比为2：1将风积沙和河沙放入55℃的烘箱中烘干6min，并研磨粉碎4min后过100目筛，得到沙子粉末，按质量比为5：1将沙子粉末和铝酸酯ASA混合搅拌3min，得到混合物，继续将混合物倒入带有混合物质量30%的芝麻油和混合物质量10%的厨房饭菜残渣的发酵罐中，在温度为35℃的条件下密封发酵7天，发酵结束后，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物，即为改性混合粉末，按质量比为3：1：1将双酚A型环氧树脂、马来酸酐和硅烷偶联剂KH-560混合置于搅拌机中，在65℃下搅拌12min，得到自制粘胶液，称取12g膨润土和16g蒙脱土研磨8min后过200目筛，收集过筛粉末，向过筛粉末中依次加入8g氟化钠、5g氢氧化钠和10mL去离子水混合搅拌12min，得到改性过筛粉末，按重量份数计，分别称取20份改性粉碎废弃涤棉织物、12份改性混合粉末、6份自制粘胶液、8份普通硅酸盐水泥、3份玄武石碎石和12份去离子水混合置于搅拌机中搅拌20min，再添加4份粉煤灰、3份糖滤泥和16份去离子水，继续混合搅拌1h，得到搅拌坯料，将搅拌坯料倒入尺寸为100mm×100mm×60mm的模具中，用木棒插捣，使坯料表面整平，并在压强为2MPa的条件下压制12min后，得到柱状样品，将柱状样品进行蒸汽养护10天，干燥出料，即可制得高抗压强度复合透水砖。
实例2
称取700g废弃涤棉织物放入粉碎机中粉碎14min，得到粉碎废弃涤棉织物，取出450g粉碎废弃涤棉织物和40g纤维改性剂LD-8202混合搅拌5min，搅拌后倒入含油率为0.1％的去离子水中，继续混合搅拌5min后，并静置19min，静置后放入100℃的烘箱中烘干1.5h，得到改性粉碎废弃涤棉织物，按质量比为2：1将风积沙和河沙放入60℃的烘箱中烘干7min，并研磨粉碎5min后过100目筛，得到沙子粉末，按质量比为5：1将沙子粉末和铝酸酯ASA混合搅拌4min，得到混合物，继续将混合物倒入带有混合物质量30%的芝麻油和混合物质量10%的厨房饭菜残渣的发酵罐中，在温度为40℃的条件下密封发酵8天，发酵结束后，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物，即为改性混合粉末，按质量比为3：1：1将双酚A型环氧树脂、马来酸酐和硅烷偶联剂KH-560混合置于搅拌机中，在75℃下搅拌14min，得到自制粘胶液，称取14g膨润土和18g蒙脱土研磨9min后过200目筛，收集过筛粉末，向过筛粉末中依次加入9g氟化钠、6g氢氧化钠和11mL去离子水混合搅拌16min，得到改性过筛粉末，按重量份数计，分别称取25份改性粉碎废弃涤棉织物、14份改性混合粉末、7份自制粘胶液、9份普通硅酸盐水泥、4份玄武石碎石和14份去离子水混合置于搅拌机中搅拌25min，再添加5份粉煤灰、4份糖滤泥和18份去离子水，继续混合搅拌1.5h，得到搅拌坯料，将搅拌坯料倒入尺寸为100mm×100mm×60mm的模具中，用木棒插捣，使坯料表面整平，并在压强为3MPa的条件下压制14min后，得到柱状样品，将柱状样品进行蒸汽养护11天，干燥出料，即可制得高抗压强度复合透水砖。
实例3
称取800g废弃涤棉织物放入粉碎机中粉碎16min，得到粉碎废弃涤棉织物，取出500g粉碎废弃涤棉织物和50g纤维改性剂LD-8202混合搅拌6min，搅拌后倒入含油率为0.2％的去离子水中，继续混合搅拌6min后，并静置20min，静置后放入110℃的烘箱中烘干2h，得到改性粉碎废弃涤棉织物，按质量比为2：1将风积沙和河沙放入65℃的烘箱中烘干8min，并研磨粉碎6min后过100目筛，得到沙子粉末，按质量比为5：1将沙子粉末和铝酸酯ASA混合搅拌5min，得到混合物，继续将混合物倒入带有混合物质量30%的芝麻油和混合物质量10%的厨房饭菜残渣的发酵罐中，在温度为45℃的条件下密封发酵9天，发酵结束后，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物，即为改性混合粉末，按质量比为3：1：1将双酚A型环氧树脂、马来酸酐和硅烷偶联剂KH-560混合置于搅拌机中，在85℃下搅拌16min，得到自制粘胶液，称取16g膨润土和20g蒙脱土研磨10min后过200目筛，收集过筛粉末，向过筛粉末中依次加入10g氟化钠、7g氢氧化钠和12mL去离子水混合搅拌18min，得到改性过筛粉末，按重量份数计，分别称取30份改性粉碎废弃涤棉织物、16份改性混合粉末、8份自制粘胶液、10份普通硅酸盐水泥、5份玄武石碎石和16份去离子水混合置于搅拌机中搅拌30min，再添加6份粉煤灰、5份糖滤泥和20份去离子水，继续混合搅拌2h，得到搅拌坯料，将搅拌坯料倒入尺寸为100mm×100mm×60mm的模具中，用木棒插捣，使坯料表面整平，并在压强为4MPa的条件下压制16min后，得到柱状样品，将柱状样品进行蒸汽养护12天，干燥出料，即可制得高抗压强度复合透水砖。
对比例
以无锡某公司生产的抗压强度复合透水砖作为对比例
将本发明制得的抗压强度复合透水砖和对比例中的抗压强度复合透水砖进行性能检测，检测结果下所示：
1、测试方法：
透水系数测试采用透水系数测定仪进行检测；
抗压强度测试采用抗压强度测试仪进行检测；
吸水率测试按JB/T25993的标准进行检测。
表1
测试项目 实例1 实例2 实例3 对比例
透水系数（mm/s） 0.96 0.98 0.99 0.42
抗压强度（MPa） 40.95 41.03 41.25 20.36
吸水率（%） 16.12 16.19 16.32 9.35
根据表1中数据可知，本发明制得的抗压强度复合透水砖的抗压强度高，达到37MPa，透水系数达到0.99mm/s，吸水率达到16%以上，具有极佳的透水性能。

Claims (6)

1.一种高抗压强度复合透水砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取600～800g废弃涤棉织物放入粉碎机中粉碎，得到粉碎废弃涤棉织物，取出400～500g粉碎废弃涤棉织物和30～50g纤维改性剂LD-8202混合搅拌，搅拌后倒入含油率为0.1～0.2％的去离子水中，继续混合搅拌后，并静置，静置后放入烘箱中烘干1～2h，得到改性粉碎废弃涤棉织物；
（2）将风积沙和河沙放入烘箱中烘干，并研磨粉碎后过100目筛，得到沙子粉末，将沙子粉末和铝酸酯ASA混合搅拌，得到混合物，继续将混合物倒入带有混合物质量30%的芝麻油和混合物质量10%的厨房饭菜残渣的发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，用去离子水冲洗发酵产物，即为改性混合粉末；
（3）将双酚A型环氧树脂、马来酸酐和硅烷偶联剂KH-560混合置于搅拌机中搅拌，得到自制粘胶液；
（4）称取12～16g膨润土和16～20g蒙脱土研磨后过200目筛，收集过筛粉末，向过筛粉末中依次加入8～10g氟化钠、5～7g氢氧化钠和10～12mL去离子水混合搅拌，得到改性过筛粉末；
（5）按重量份数计，分别称取改性粉碎废弃涤棉织物、改性混合粉末、自制粘胶液、普通硅酸盐水泥、玄武石碎石和去离子水混合置于搅拌机中搅拌，再添加粉煤灰、糖滤泥和去离子水，继续混合搅拌，得到搅拌坯料，将搅拌坯料倒入模具中，用木棒插捣，使坯料表面整平，并压制后，得到柱状样品，将柱状样品进行蒸汽养护，干燥出料，即可制得高抗压强度复合透水砖。
2.根据权利要求1所述的一种高抗压强度复合透水砖的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的粉碎时间为12～16min，搅拌时间为4～6min，继续搅拌时间为4～6min，静置时间为18～20min，烘干温度为90～110℃，烘干时间为1～2h。
3.根据权利要求1所述的一种高抗压强度复合透水砖的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的风积沙和河沙的质量比为2：1，烘干温度为55～65℃，烘干时间为6～8min，粉碎时间为4～6min，沙子粉末和铝酸酯ASA的质量比为5：1，搅拌时间为3～5min，发酵温度为35～45℃，发酵时间为7～9天。
4.根据权利要求1所述的一种高抗压强度复合透水砖的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的双酚A型环氧树脂、马来酸酐和硅烷偶联剂KH-560的质量比为3：1：1，搅拌温度为65～85℃，搅拌时间为12～16min。
5.根据权利要求1所述的一种高抗压强度复合透水砖的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的研磨时间为8～10min，搅拌时间为12～18min。
6.根据权利要求1所述的一种高抗压强度复合透水砖的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的按重量份数计，分别称取20～30份改性粉碎废弃涤棉织物、12～16份改性混合粉末、6～8份自制粘胶液、8～10份普通硅酸盐水泥、3～5份玄武石碎石和12～16份去离子水、4～6份粉煤灰、3～5份糖滤泥和16～20份去离子水，搅拌时间为20～30min，继续搅拌时间为1～2h，模具尺寸为100mm×100mm×60mm，压制压强为2～4MPa，压制时间为12～16min，养护时间为10～12天。
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