CN108358536A - 一种路面透水砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路面透水砖及其制备方法，特别涉及于建筑材料技术领域。包括底层、表层、中间粘结层，所述底层材料由以下质量百分比组成：粉煤灰20%‑30%，废砂20%‑40%，活性炭渣10%‑20%，碎石10‑15%，水10‑15%，二氧化硅2‑5%，氧化铝2‑5%，碳酸钙2‑5%，多聚磷酸钠2‑5%；所述表层材料由以下质量百分比组成：钢渣30‑50%，河砂30‑50%，水泥10‑25%，活性炭渣5‑8%，水10‑15%。本方法不仅工艺简单，方法容易掌握，而且能够重新利用废弃资源，使其变废为宝，降低了生产成本，又减少了环境污染，具有显著的社会、经济及环保效益。

Description

一种路面透水砖及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体是一种路面透水砖及其制备方法。

背景技术

随着工业化的进程加速，同时也伴随着工业固体废弃物的大量排放，铸造废砂是铸造业中型砂铸造排出的固体废弃物，据不完全统计，我国每年铸造废砂产生量达1000万吨，占用土地堆积，破坏生态环境。

粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。

本发明将对环境有污染的铸造废砂、粉煤灰为主要原料制备成透水砖，利用粉煤灰在辅助凝胶二氧化硅、氧化铝和激发剂碳酸钙、多聚磷酸钠的作用下生成胶凝材料，将废砂颗粒粘结在一起，增强了透水砖的抗压强度；活性炭渣的加入提高了透水砖的吸附性和渗透性；不仅工艺简单，方法容易掌握，而且能够重新利用废弃资源，使其变废为宝，降低了生产成本，又减少了环境污染，具有显著的社会、经济及环保效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种路面透水砖及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种路面透水砖，包括底层、表层、中间粘结层，所述中间粘结层设置于所述底层与所述表层之间，所述底层、表层与所述中间粘结层相接的一面均设置有内凹结构，所述中间粘结层为粘结剂，所述粘结剂填充于所述内凹结构中，所述底层材料由以下质量百分比组成：粉煤灰20%-30%，废砂20%-40%，活性炭渣10%-20%，碎石10-15%，水10-15%，二氧化硅2-5%，氧化铝2-5%，碳酸钙2-5%，多聚磷酸钠 2-5%；所述表层材料由以下质量百分比组成：钢渣30-50%，河砂30-50%，水泥10-25%，活性炭渣5-8%，水10-15%。

优选地，所述底层材料由以下质量百分比组成：粉煤灰20%，废砂20%，活性炭渣20%，碎石10%，水10%，二氧化硅5%，氧化铝5%，碳酸钙5%，多聚磷酸钠 5%；所述表层材料由以下质量百分比组成：钢渣40%，河砂35%，水泥10%，活性炭渣5%，水10%，所述粘结剂为粒径为0.1mm～0.2mm的 砂粒混合制成的粘结砂浆。

所述的一种路面透水砖及其制备方法，所述方法包括如下：

（1）按底层配方比例称取粉煤灰，二氧化硅，氧化铝，碳酸钙，多聚磷酸钠，水，混合研磨后制成胶凝材料，将制成的胶凝材料过筛处理，控制细度为200目，筛余小于3%，将过筛过后的胶凝材料与水混合陈化12h以上；

（2）按底层配方比例称取废砂置于球磨机处理5min后，再按底层配方比例称取活性炭渣，碎石及处理过后的废砂进行研磨至粒度达到300-700m²/kg，然后置于混凝土搅拌机中，并加入步骤（1）陈化好的胶凝材料，混合搅拌40-60s，搅拌速度400r/min-500r/min，得到底层浆料；

（3）按表层配方比例称取钢渣，河砂，水泥，活性炭渣，水，置于混凝土搅拌机中，混合搅拌1-2min，得到表层浆料；

（4）将步骤（1）得到的底层浆料注入模型中，置于振动台上振动20-40s，通过激震一次成型；

（5）配置粒径为0.1mm～0.2mm的砂粒混合制成的粘结砂浆为中间粘接层，并铺设在所述底层的上表面，再注入步骤（2）得到的表层浆料，通过激震二次成型，表层厚度为6-8mm；

（6）将已成型的透水砖置于温度为15-22℃，相对湿度为≥90％的环境中24h，之后取出置于蒸汽养护箱中进行蒸汽养护；

（7）将蒸汽养护后的透水砖，置于15-22℃、相对湿度≥95％的潮湿环境中养护15-28天，即可得成品透水砖。

本发明的优点在于：利用对环境有污染的铸造废砂、粉煤灰为主要原料制备成透水砖，利用粉煤灰在辅助凝胶二氧化硅、氧化铝和激发剂碳酸钙、多聚磷酸钠的作用下生成胶凝材料，将废砂颗粒粘结在一起，增强了透水砖的抗压强度。活性炭渣的加入提高了透水砖的吸附性和渗透性；不仅工艺简单，方法容易掌握，而且能够重新利用废弃资源，使其变废为宝，降低了生产成本，又减少了环境污染，具有显著的社会、经济及环保效益。

附图说明

图1为本发明路面透水砖的剖面示意图。

图中：1-底层、2-中间粘结层、21-内凹结构、3-表层。

具体实施方式

实施例1

以各种成份总计100kg计算，按底层配方比例称取粉煤灰20kg，二氧化硅5kg，氧化铝5kg，碳酸钙5kg，多聚磷酸钠5kg，水10kg，混合研磨后制成胶凝材料，将制成的胶凝材料过筛处理，控制细度为200目，筛余小于3%，将过筛过后的胶凝材料与水混合陈化12h以上；按底层配方比例称取废砂20kg置于球磨机处理5min后，再按底层配方比例称取活性炭渣20kg，碎石10kg及处理过后的废砂进行研磨至粒度达到300-700m²/kg，然后置于混凝土搅拌机中，并加入步骤（1）陈化好的胶凝材料，混合搅拌40-60s，搅拌速度400r/min-500r/min，得到底层浆料；按表层配方比例称取钢渣40kg，河砂35kg，水泥10kg，活性炭渣粉5kg，水10kg，置于混凝土搅拌机中，混合搅拌1-2min，得到表层浆料；将步骤（1）得到的底层浆料注入模型中，置于振动台上振动20-40s，通过激震一次成型；配置粒径为0.1mm～0.2mm的砂粒混合制成的粘结砂浆为中间粘接层，并铺设在所述底层的上表面，再注入步骤（2）得到的表层浆料，通过激震二次成型，表层厚度为6-8mm；将已成型的透水砖置于温度为15-22℃，相对湿度为≥90％的环境中24h，之后取出置于蒸汽养护箱中进行蒸汽养护；将蒸汽养护后的透水砖，置于15-22℃、相对湿度≥95％的潮湿环境中养护15-28天，即可得成品透水砖。

实施例2

以各种成份总计100kg计算，按底层配方比例称取粉煤灰30kg，二氧化硅5kg，氧化铝5kg，碳酸钙5kg，多聚磷酸钠5kg，水10kg，混合研磨后制成胶凝材料，将制成的胶凝材料过筛处理，控制细度为200目，筛余小于3%，将过筛过后的胶凝材料与水混合陈化12h以上；按底层配方比例称取废砂20kg置于球磨机处理5min后，再按底层配方比例称取活性炭渣10kg，碎石10kg及处理过后的废砂进行研磨至粒度达到300-700m²/kg，然后置于混凝土搅拌机中，并加入步骤（1）陈化好的胶凝材料，混合搅拌40-60s，搅拌速度400r/min-500r/min，得到底层浆料；按表层配方比例称取钢渣30kg，河砂30kg，水泥20kg，活性炭渣粉7kg，水13kg，置于混凝土搅拌机中，混合搅拌1-2min，得到表层浆料；将步骤（1）得到的底层浆料注入模型中，置于振动台上振动20-40s，通过激震一次成型；配置粒径为0.1mm～0.2mm的砂粒混合制成的粘结砂浆为中间粘接层，并铺设在所述底层的上表面，再注入步骤（2）得到的表层浆料，通过激震二次成型，表层厚度为6-8mm；将已成型的透水砖置于温度为15-22℃，相对湿度为≥90％的环境中24h，之后取出置于蒸汽养护箱中进行蒸汽养护；将蒸汽养护后的透水砖，置于15-22℃、相对湿度≥95％的潮湿环境中养护15-28天，即可得成品透水砖。

实施例3

以各种成份总计100kg计算，按底层配方比例称取粉煤灰25kg，二氧化硅5kg，氧化铝5kg，碳酸钙5kg，多聚磷酸钠5kg，水10kg，混合研磨后制成胶凝材料，将制成的胶凝材料过筛处理，控制细度为200目，筛余小于3%，将过筛过后的胶凝材料与水混合陈化12h以上；按底层配方比例称取废砂20kg置于球磨机处理5min后，再按底层配方比例称取活性炭渣12kg，碎石13kg及处理过后的废砂进行研磨至粒度达到300-700m²/kg，然后置于混凝土搅拌机中，并加入步骤（1）陈化好的胶凝材料，混合搅拌40-60s，搅拌速度400r/min-500r/min，得到底层浆料；按表层配方比例称取钢渣30kg，河砂30kg，水泥20kg，活性炭渣粉7kg，水13kg，置于混凝土搅拌机中，混合搅拌1-2min，得到表层浆料；将步骤（1）得到的底层浆料注入模型中，置于振动台上振动20-40s，通过激震一次成型；配置粒径为0.1mm～0.2mm的砂粒混合制成的粘结砂浆为中间粘接层，并铺设在所述底层的上表面，再注入步骤（2）得到的表层浆料，通过激震二次成型，表层厚度为6-8mm；将已成型的透水砖置于温度为15-22℃，相对湿度为≥90％的环境中24h，之后取出置于蒸汽养护箱中进行蒸汽养护；将蒸汽养护后的透水砖，置于15-22℃、相对湿度≥95％的潮湿环境中养护15-28天，即可得成品透水砖。

实施例4

以各种成份总计100kg计算，按底层配方比例称取粉煤灰28kg，二氧化硅3kg，氧化铝3kg，碳酸钙3kg，多聚磷酸钠3kg，水10kg，混合研磨后制成胶凝材料，将制成的胶凝材料过筛处理，控制细度为200目，筛余小于3%，将过筛过后的胶凝材料与水混合陈化12h以上；按底层配方比例称取废砂25kg置于球磨机处理5min后，再按底层配方比例称取活性炭渣11kg，碎石14kg及处理过后的废砂进行研磨至粒度达到300-700m²/kg，然后置于混凝土搅拌机中，并加入步骤（1）陈化好的胶凝材料，混合搅拌40-60s，搅拌速度400r/min-500r/min，得到底层浆料；按表层配方比例称取钢渣30kg，河砂30kg，水泥20kg，活性炭渣粉7kg，水13kg，置于混凝土搅拌机中，混合搅拌1-2min，得到表层浆料；将步骤（1）得到的底层浆料注入模型中，置于振动台上振动20-40s，通过激震一次成型；配置粒径为0.1mm～0.2mm的砂粒混合制成的粘结砂浆为中间粘接层，并铺设在所述底层的上表面，再注入步骤（2）得到的表层浆料，通过激震二次成型，表层厚度为6-8mm；将已成型的透水砖置于温度为15-22℃，相对湿度为≥90％的环境中24h，之后取出置于蒸汽养护箱中进行蒸汽养护；将蒸汽养护后的透水砖，置于15-22℃、相对湿度≥95％的潮湿环境中养护15-28天，即可得成品透水砖。

实施例5

以各种成份总计100kg计算，按底层配方比例称取粉煤灰26kg，二氧化硅5kg，氧化铝5kg，碳酸钙5kg，多聚磷酸钠5kg，水11kg，混合研磨后制成胶凝材料，将制成的胶凝材料过筛处理，控制细度为200目，筛余小于3%，将过筛过后的胶凝材料与水混合陈化12h以上；按底层配方比例称取废砂23kg置于球磨机处理5min后，再按底层配方比例称取活性炭渣10kg，碎石10kg及处理过后的废砂进行研磨至粒度达到300-700m²/kg，然后置于混凝土搅拌机中，并加入步骤（1）陈化好的胶凝材料，混合搅拌40-60s，搅拌速度400r/min-500r/min，得到底层浆料；按表层配方比例称取钢渣30kg，河砂30kg，水泥20kg，活性炭渣粉7kg，水13kg，置于混凝土搅拌机中，混合搅拌1-2min，得到表层浆料；将步骤（1）得到的底层浆料注入模型中，置于振动台上振动20-40s，通过激震一次成型；配置粒径为0.1mm～0.2mm的砂粒混合制成的粘结砂浆为中间粘接层，并铺设在所述底层的上表面，再注入步骤（2）得到的表层浆料，通过激震二次成型，表层厚度为6-8mm；将已成型的透水砖置于温度为15-22℃，相对湿度为≥90％的环境中24h，之后取出置于蒸汽养护箱中进行蒸汽养护；将蒸汽养护后的透水砖，置于15-22℃、相对湿度≥95％的潮湿环境中养护15-28天，即可得成品透水砖。

按照标准JC/T945-2005透水砖进行性能实验，结果如下表所示：

从表1可以看出，本发明的透水砖抗压强度均达到JC/T945-2005中Cc40透水砖要求，保水性和磨坑长度均符合JC/T945-2005中的要求，其透水系数也远超出标准指标1.0×10^{- 2}cm/s，可达到5.3×10^-2cm/s；表明本发明的透水砖的透水性能优异。由此可以确定，本发明的透水砖具有优异的抗压强度、透水性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种路面透水砖，包括底层、表层、中间粘结层，其特征在于，所述中间粘结层设置于所述底层与所述表层之间，所述底层、表层与所述中间粘结层相接的一面均设置有内凹结构，所述中间粘结层为粘结剂，所述粘结剂填充于所述内凹结构中，所述底层材料由以下质量百分比组成：粉煤灰20%-30%，废砂20%-40%，活性炭渣10%-20%，碎石10-15%，水10-15%，二氧化硅2-5%，氧化铝2-5%，碳酸钙2-5%，多聚磷酸钠 2-5%；所述表层材料由以下质量百分比组成：钢渣30-50%，河砂30-50%，水泥10-25%，活性炭渣5-8%，水10-15%。

2.根据权利要求1所述的一种路面透水砖，其特征在于，所述底层材料由以下质量百分比组成：粉煤灰20%，废砂20%，活性炭渣20%，碎石10%，水10%，二氧化硅5%，氧化铝5%，碳酸钙5%，多聚磷酸钠 5%；所述表层材料由以下质量百分比组成：钢渣40%，河砂35%，水泥10%，活性炭渣5%，水10%，所述粘结剂为粒径为0.1mm～0.2mm的 砂粒混合制成的粘结砂浆。

3.根据权利要求1所述的一种路面透水砖及其制备方法，其特征在于，所述方法包括如下：

（1）按底层配方比例称取粉煤灰，二氧化硅，氧化铝，碳酸钙，废型砂，多聚磷酸钠，水，混合研磨后制成胶凝材料，将制成的胶凝材料过筛处理，控制细度为200目，筛余小于3%，将过筛过后的胶凝材料与水混合陈化12h以上；

（2）按底层配方比例称取废砂置于球磨机处理5min后，再按底层配方比例称取活性炭渣，碎石及处理过后的废砂进行研磨至粒度达到300-700m²/kg，然后置于混凝土搅拌机中，并加入步骤（1）陈化好的胶凝材料，混合搅拌40-60s，搅拌速度400r/min-500r/min，得到底层浆料；

（3）按表层配方比例称取钢渣，河砂，水泥，活性炭渣，水，置于混凝土搅拌机中，混合搅拌1-2min，得到表层浆料；

（4）将步骤（1）得到的底层浆料注入模型中，置于振动台上振动20-40s，通过激震一次成型；

（5）配置粒径为0.1mm～0.2mm的砂粒混合制成的粘结砂浆为中间粘接层，并铺设在所述底层的上表面，再注入步骤（2）得到的表层浆料，通过激震二次成型，表层厚度为6-8mm；

（6）将已成型的透水砖置于温度为15-22℃，相对湿度为≥90％的环境中24h，之后取出置于蒸汽养护箱中进行蒸汽养护；

（7）将蒸汽养护后的透水砖，置于15-22℃、相对湿度≥95％的潮湿环境中养护15-28天，即可得成品透水砖。