CN108341686A - 一种高强度高透水率陶瓷透水砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度高透水率陶瓷透水砖及其制备方法，包括如下重量份数的原料：多孔粗骨料60‑80份、陶粒30‑40份、水泥20‑30份、煅烧偏高岭土粉10‑30份、粉煤灰10‑20份、煤矸石5‑15份、煤球微粉3‑8份、纤维2‑8份、造孔剂1‑5份、减水剂0.3‑0.8份、烧结助剂0.1‑0.5份。本发明的透水砖透水性能优异，且强度高、耐磨性好、施工便捷，还具有蓄水和放湿调湿的功能，用于路面能缓解雨水过多对城市路面的压力和降低城市地表温度。

Description

一种高强度高透水率陶瓷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，具体涉及一种高强度高透水率陶瓷透水砖及其制备方法。
背景技术
水资源已成为一个国家可持续发展的决定因素，现代化城市高密度的人口和密集的建筑群，已引起的城市硬化，这在生态学上被称为“人造沙漠”。随着城市化发展速度的加剧，无论是人行道、街道、广场，还是住宅小区的庭院等，路面大都采用花岗岩、水泥、釉面砖等封闭性结构铺装，城市透水能力却在减弱。城市地表正在逐步被建筑物和各种混凝土等阻水性材料所覆盖，不透水区域比例在大幅度增高。也就是说，城市的表面覆盖越来越严重，城市的排水功能越来越低下。不透水的地面对城市环境的危害非常大。许多城市一遇暴雨，其路面雨水无法快速渗漏，只能通过排水设施排水，当排水设施不畅时，很容易造成城市内涝。究其原因之一与城市地面不透水有很大关系。城市路面现多为柏油、水泥和彩砖路面。由于这些路面不透水，雨水形成的积水难以顺利下行，直接渗透到地表下。另外，雨水从路面流失或被阳光蒸发，又令造成城市地面干燥，加重城市杨尘污染。同时，由于封闭性铺装阻断了地表水气的交换，无法及时对城市的地下水资源进行有效补充，大大降低了地表对雨水的涵养力，恶化绿化植被环境，造成了城市生态效益下降，使夏季的城市热岛效应加剧，城市气温升高，影响人们在城市里的生活质量。
为了解决上述问题，市场上推出了透水砖产品。陶瓷透水砖以其诸多优良的性能逐渐被人们所接受，它目前已被广泛应用于广场、人行道、小区步行道、园林建筑等范围。陶瓷透水砖的使用，在美化环境的同时，恢复了自然的储水能力，防止地下水枯竭；改善植被生存环境；调节大气湿度，净化空气，恢复地表的水循环系统。但是，现有的陶瓷透水砖生工艺复杂，强度高的陶瓷透水砖透水率低；否则就以降低强度来提高陶瓷透水砖的透水率，而且耐磨性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种高强度高透水率陶瓷透水砖及其制备方法，该透水砖透水性能优异，且强度高、耐磨性好、施工便捷，还具有蓄水和放湿调湿的功能，用于路面能缓解雨水过多对城市路面的压力和降低城市地表温度。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种高强度高透水率陶瓷透水砖，包括如下重量份数的原料：多孔粗骨料60-80份、陶粒30-40份、水泥20-30份、煅烧偏高岭土粉10-30份、粉煤灰10-20份、煤矸石5-15份、煤球微粉3-8份、纤维2-8份、造孔剂1-5份、减水剂0.3-0.8份、烧结助剂0.1-0.5份。
优选的，包括如下重量份数的原料：多孔粗骨料70份、陶粒35份、水泥25份、煅烧偏高岭土粉20份、粉煤灰15份、煤矸石10份、煤球微粉5.5份、纤维5份、造孔剂3份、减水剂0.6份、烧结助剂0.3份。
优选的，所述陶粒为密度在750-850kg/m3，粒径在5-15mm连续级配的强度标号不小于30MPa的高强高碱页岩陶粒。
优选的，所述纤维为长度在5-10mm的聚丙酰胺基碳纤维或沥青基碳纤维。
优选的，所述造孔剂为木屑。
优选的，所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。
优选的，所述烧结助剂为碳酸钙。
本发明还提供了上述高强度高透水率陶瓷透水砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份数称取各原料；
（2）将多孔粗骨料、陶粒、水泥、煅烧偏高岭土粉、粉煤灰、煤矸石、煤球微粉加入多级磨盘机中，进行分散混合，得到混合粉料；
（3）将纤维、减水剂、混合粉料和适量的水加入混合机中搅拌均匀，然后加入烧结助剂、造孔剂继续搅拌10-20分钟，将搅拌好的物料装入模具中震动热压固化成型，24小时后脱模，得陶瓷透水砖坯体；
（4）将陶瓷透水砖坯体干燥后放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为700-1200℃，烧结时间为3-4h，然后冷却至室温，制得高强度高透水率陶瓷透水砖。
优选的，所述步骤（2）中，多级磨盘机转速为600-800r/min。
优选的，所述步骤（4）中，烧结为先将陶瓷透水砖坯体在700-800℃烧结1个小时，再升温至900-1000℃烧结1个小时，最后升温至1100-1200℃烧结1-2个小时。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的透水砖透水性能优异，且强度高、耐磨性好、施工便捷，还具有蓄水和放湿调湿的功能，用于路面能缓解雨水过多对城市路面的压力和降低城市地表温度。
（2）本发明利用陶粒和多孔粗骨料颗粒表面粗糙，有无数大小不一的封闭孔组成，使得他们质轻，吸水性好，同时，粗糙的表面可与胶凝材料具有更好的粘结效果，强度高，耐久性好。
（3）本发明利用煅烧偏高岭土粉、煤球微粉等调整透水砖的孔隙，用减水剂降低水胶比以及添加烧结助剂增加透水砖烧结效果，进而提高透水砖强度，这样又能满足透水性要求。
（4）本发明添加的造孔剂，在高温养护时，可软化收缩，形成大量连通的空旷关系，从而增强了透水砖透水性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种高强度高透水率陶瓷透水砖，包括如下重量份数的原料：多孔粗骨料60-80份、陶粒30-40份、水泥20-30份、煅烧偏高岭土粉10-30份、粉煤灰10-20份、煤矸石5-15份、煤球微粉3-8份、纤维2-8份、造孔剂1-5份、减水剂0.3-0.8份、烧结助剂0.1-0.5份。
其中，所述陶粒为密度在750-850kg/m3，粒径在5-15mm连续级配的强度标号不小于30MPa的高强高碱页岩陶粒。
其中，所述纤维为长度在5-10mm的聚丙酰胺基碳纤维或沥青基碳纤维。
其中，所述造孔剂为木屑。
其中，所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。
其中，所述烧结助剂为碳酸钙。
本发明还提供了上述高强度高透水率陶瓷透水砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份数称取各原料；
（2）将多孔粗骨料、陶粒、水泥、煅烧偏高岭土粉、粉煤灰、煤矸石、煤球微粉加入多级磨盘机中，进行分散混合，得到混合粉料；
（3）将纤维、减水剂、混合粉料和适量的水加入混合机中搅拌均匀，然后加入烧结助剂、造孔剂继续搅拌10-20分钟，将搅拌好的物料装入模具中震动热压固化成型，24小时后脱模，得陶瓷透水砖坯体；
（4）将陶瓷透水砖坯体干燥后放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为700-1200℃，烧结时间为3-4h，然后冷却至室温，制得高强度高透水率陶瓷透水砖。
其中，所述步骤（2）中，多级磨盘机转速为600-800r/min。
其中，所述步骤（4）中，烧结为先将陶瓷透水砖坯体在700-800℃烧结1个小时，再升温至900-1000℃烧结1个小时，最后升温至1100-1200℃烧结1-2个小时。
实施例1
本实施的高强度高透水率陶瓷透水砖的制备方法如下：
（1）将60份多孔粗骨料、30份陶粒、20份水泥、10份煅烧偏高岭土粉、10份粉煤灰、5份煤矸石、3份煤球微粉加入多级磨盘机中，在600r/min转速下进行分散混合，得到混合粉料；
（3）将2份纤维2份、0.3份减水剂、混合粉料和适量的水加入混合机中搅拌均匀，然后加入0.1份烧结助剂、1份造孔剂继续搅拌10分钟，将搅拌好的物料装入模具中震动热压固化成型，24小时后脱模，得陶瓷透水砖坯体；
（4）将陶瓷透水砖坯体干燥后放入烧结炉中进行烧结4个小时，烧结为先将陶瓷透水砖坯体在700℃烧结1个小时，再升温至900℃烧结1个小时，最后升温至1100℃烧结2个小时，然后冷却至室温，制得高强度高透水率陶瓷透水砖。
经检测，其技术指标见表1。
表1
抗压强度（MPa）） 透水系数（cm/s） 抗折强度（MPa） 抗冻性能（无裂痕、剥落、粉化等损坏现象）
43 0.27 4.5 100次循环
实施例2
本实施的高强度高透水率陶瓷透水砖的制备方法如下：
（1）将80份多孔粗骨料、40份陶粒、30份水泥、30份煅烧偏高岭土粉、20份粉煤灰、15份煤矸石、8份煤球微粉加入多级磨盘机中，在800r/min转速下进行分散混合，得到混合粉料；
（3）将8份纤维2份、0.8份减水剂、混合粉料和适量的水加入混合机中搅拌均匀，然后加入0.5份烧结助剂、5份造孔剂继续搅拌20分钟，将搅拌好的物料装入模具中震动热压固化成型，24小时后脱模，得陶瓷透水砖坯体；
（4）将陶瓷透水砖坯体干燥后放入烧结炉中进行烧结3个小时，烧结为先将陶瓷透水砖坯体在800℃烧结1个小时，再升温至1000℃烧结1个小时，最后升温至1200℃烧结1个小时，然后冷却至室温，制得高强度高透水率陶瓷透水砖。
经检测，其技术指标见表2。
表2
抗压强度（MPa）） 透水系数（cm/s） 抗折强度（MPa） 抗冻性能（无裂痕、剥落、粉化等损坏现象）
45 0.28 4.8 100次循环
实施例3
本实施的高强度高透水率陶瓷透水砖的制备方法如下：
（1）将70份多孔粗骨料、35份陶粒、25份水泥、20份煅烧偏高岭土粉、15份粉煤灰、10份煤矸石、5份煤球微粉加入多级磨盘机中，在700r/min转速下进行分散混合，得到混合粉料；
（3）将2份纤维5份、0.5份减水剂、混合粉料和适量的水加入混合机中搅拌均匀，然后加入0.3份烧结助剂、3份造孔剂继续搅拌15分钟，将搅拌好的物料装入模具中震动热压固化成型，24小时后脱模，得陶瓷透水砖坯体；
（4）将陶瓷透水砖坯体干燥后放入烧结炉中进行烧结3.5个小时，烧结为先将陶瓷透水砖坯体在750℃烧结1个小时，再升温至950℃烧结1个小时，最后升温至1150℃烧结1.5个小时，然后冷却至室温，制得高强度高透水率陶瓷透水砖。
经检测，其技术指标见表3。
表3
抗压强度（MPa）） 透水系数（cm/s） 抗折强度（MPa） 抗冻性能（无裂痕、剥落、粉化等损坏现象）
48 0.29 4.6 100次循环
综上所述，本发明的透水砖透水性能优异，且强度高、耐磨性好、施工便捷，还具有蓄水和放湿调湿的功能，用于路面能缓解雨水过多对城市路面的压力和降低城市地表温度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高强度高透水率陶瓷透水砖，其特征在于，包括如下重量份数的原料：多孔粗骨料60-80份、陶粒30-40份、水泥20-30份、煅烧偏高岭土粉10-30份、粉煤灰10-20份、煤矸石5-15份、煤球微粉3-8份、纤维2-8份、造孔剂1-5份、减水剂0.3-0.8份、烧结助剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的高强度高透水率陶瓷透水砖，其特征在于，包括如下重量份数的原料：多孔粗骨料70份、陶粒35份、水泥25份、煅烧偏高岭土粉20份、粉煤灰15份、煤矸石10份、煤球微粉5.5份、纤维5份、造孔剂3份、减水剂0.6份、烧结助剂0.3份。
3.根据权利要求1所述的高强度高透水率陶瓷透水砖，其特征在于，所述陶粒为密度在750-850kg/m3，粒径在5-15mm连续级配的强度标号不小于30MPa的高强高碱页岩陶粒。
4.根据权利要求1所述的高强度高透水率陶瓷透水砖，其特征在于，所述纤维为长度在5-10mm的聚丙酰胺基碳纤维或沥青基碳纤维。
5.根据权利要求1所述的高强度高透水率陶瓷透水砖，其特征在于，所述造孔剂为木屑。
6.根据权利要求1所述的高强度高透水率陶瓷透水砖，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。
7.根据权利要求1所述的高强度高透水率陶瓷透水砖，其特征在于，所述烧结助剂为碳酸钙。
8.根据权利要求1-7任一项所述的高强度高透水率陶瓷透水砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份数称取各原料；
（2）将多孔粗骨料、陶粒、水泥、煅烧偏高岭土粉、粉煤灰、煤矸石、煤球微粉加入多级磨盘机中，进行分散混合，得到混合粉料；
（3）将纤维、减水剂、混合粉料和适量的水加入混合机中搅拌均匀，然后加入烧结助剂、造孔剂继续搅拌10-20分钟，将搅拌好的物料装入模具中震动热压固化成型，24小时后脱模，得陶瓷透水砖坯体；
（4）将陶瓷透水砖坯体干燥后放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为700-1200℃，烧结时间为3-4h，然后冷却至室温，制得高强度高透水率陶瓷透水砖。
9.根据权利要求8所述的高强度高透水率陶瓷透水砖的制备方法，所述步骤（2）中，多级磨盘机转速为600-800r/min。
10.根据权利要求7所述的高强度高透水率陶瓷透水砖的制备方法，所述步骤（4）中，烧结为先将陶瓷透水砖坯体在700-800℃烧结1个小时，再升温至900-1000℃烧结1个小时，最后升温至1100-1200℃烧结1-2个小时。
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