CN108439879A - 一种透水路面铺装材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透水路面铺装材料及其制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明利用粉煤灰协同蛭石、硅藻土、沸石小颗粒填到陶瓷粗骨料的大孔隙中以改变孔隙的分布状况，形成不同粒径大小的碎石层，同时利用粉煤灰自身的火山灰效应协同聚合物乳液代替水泥浆作为胶凝材料，使得透水混凝土的孔隙率大大的提升，改善透水混凝土的透水性能，保证了有效孔隙率，具有较高的连续孔隙率及渗透系数，从而起到了高排水功能；本发明透水路面铺装材料排水、储水效果好，雨天路面无径流排水，利于地表水与地下水的水循环，适用性广，具有设计多样性、高效施工、养护简易等优点，绿色环保，有益于城市生态的建设，避免城市内涝问题再次发生。

Description

一种透水路面铺装材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种透水路面铺装材料及其制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

我国现阶段的综合实力不断增强，经济、文化、政治不断完善和发展，其中经济发展势头最为迅猛，也为我们城市带来了日新月异的变化，城市道路、基础设施等的建设作为城市“硬件”也在不断更新，与此同时，也产生了诸多不良的影响。例如：我们城市道路大多数道路路面材料为沥青混凝土材料，而沥青混凝土路面的不透气性和不透水性，直接导致了空气中的水分、降水并不能直接透过混凝土路面进入土壤之中，这便直接导致地表植物因缺乏水分而不健康生长或凋零死亡，空气水分和热量难以与地表进行良性的循环，从而导致了地表温度升高，产生了“热岛效应”。最重要的是混凝土路面的不透水性和不透气性导致了每逢雨季路面排水困难，只能依靠排水设施，如遇短时间大量降水，难于解决路面积水问题，从而大大降低了路面行车的舒适性，增大了行人雨天出行危险性，对道路交通和社会安全具有极大的隐患。

沥青混凝土材料目前是应用于城市道路路面的主要材料，是因为其具有良好的平整度、整体铺设没有连接缝、行车舒适安静无噪音、干净不扬尘、铺设或维修消耗时间短不影响交通等优点而被广泛应用于城市道路的路面，但沥青混凝土路面也具有诸多缺点，例如：高低温稳定性差，在季冻地区随着每年气温变化冻融循环，冬季低温容易发生脆裂，夏季高温容易软化，水稳定性差，易产生水损坏，孔隙率低透水性能差。

目前，国内制备透水混凝土主要是采用的方法是水泥胶结单级配的碎石粗骨料，同时选取少量的细骨料以及聚合物改性剂等改良透水混凝土的性能。通过以上的方法配制得到的透水混凝土虽然具有可观的强度，但是由于添加了细骨料和大量的水泥净浆，使得透水混凝土的孔隙率大大的降低，从而影响到透水混凝土的透水性能。因此，开发一种具有优良的排水系统的路面铺装材料，对于促进我国环境保护、实现可持续发展，推动公共交通事业的发展都具有重要的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前国内透水混凝土由于添加了细骨料和大量的水泥净浆，使得透水混凝土的孔隙率大大的降低，从而影响到透水混凝土的透水性能的问题，提供了一种透水路面铺装材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种透水路面铺装材料，包括下述重量份原料组成：

70～80份陶瓷粗骨料，3.6～4.5份去离子水，10.5～12.0份复合石粉，12～15kg聚合物乳液。

所述陶瓷粗骨料为将废弃陶瓷粉碎筛选出粒径为3～7mm和7～10mm的碎粒，将两种粒径的碎粒水洗干燥后混合制得。

所述粒径为3～7mm与7～10mm的碎粒的质量比为1：1～1：2。

所述复合石粉为粉煤灰粉碎过筛后干燥球磨至比表面积为300～400m²/kg，再与蛭石、硅藻土、沸石混合球磨至比表面积为400～500m²/kg制得。

所述粉煤灰、蛭石、硅藻土、沸石的重量份为10～15份粉煤灰，1.0～1.5份蛭石，2～3份硅藻土，1～2份沸石。

所述聚合物乳液为聚丙烯酸酯乳液、乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、苯丙乳液、聚丙酸乙烯酯乳液、氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液中的一种或多种。

一种透水路面铺装材料的制备方法，具体步骤为：

（1）将粉煤灰粉碎过100目筛后干燥，将干燥后的粉煤灰球磨至比表面积为300～400m²/kg，再加入蛭石、硅藻土、沸石继续球磨至比表面积为400～500m²/kg，得复合石粉；

（2）将废弃陶瓷粉碎筛选出粒径为3～7mm和7～10mm的碎粒，将两种粒径的碎粒水洗干燥后混合，得陶瓷粗骨料；

（3）取陶瓷粗骨料与1/3去离子水，装入拌料桶中搅拌混合1～2min，再加入1/3复合石粉，以150～200r/min搅拌1～2min后加入1/3去离子水、1/3复合石粉，继续搅拌1～2min，再加入1/3去离子水、1/3复合石粉、聚合物乳液，持续搅拌3～5min，得粘合料浆；

（4）将粘合料浆装入成型模具内铺平，并以3～5kN压实，固化4～6h后得透水路面铺装材料。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明利用粉煤灰具有很好的透水、透气性能和很高的吸附活性，渗透速度较快的特点，协同蛭石、硅藻土、沸石小颗粒填到陶瓷粗骨料的大孔隙中以改变孔隙的分布状况，形成不同粒径大小的碎石层，同时利用粉煤灰自身的火山灰效应协同聚合物乳液代替水泥浆作为胶凝材料，使得透水混凝土的孔隙率大大的提升，改善透水混凝土的透水性能，保证了有效孔隙率，具有较高的连续孔隙率及渗透系数，从而起到了高排水功能；

（2）本发明透水路面铺装材料排水、储水效果好，雨天路面无径流排水，利于地表水与地下水的水循环，适用性广，具有设计多样性、高效施工、养护简易等优点，绿色环保，有益于城市生态的建设，可以让城市更自由的“呼吸”，避免城市内涝问题再次发生。

具体实施方式

取10～15kg粉煤灰加入粉碎机中粉碎，过100目筛，将过筛后的粉煤灰置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，再将干燥后的粉煤灰装入球磨机中球磨至比表面积为300～400m²/kg，再加入1.0～1.5kg蛭石，2～3kg硅藻土，1～2kg沸石继续球磨至比表面积为400～500m²/kg，得复合石粉，将废弃陶瓷装入颚式破碎机中一次粉碎，再转入盘式破碎机中二次粉碎，粉碎完毕后转入振筛机中筛选出粒径为3～7mm和7～10mm的碎粒，将碎粒用去离子水洗涤2～3次，再将洗净尘土的碎粒晾晒至表面干燥，取20～30kg粒径为3～7mm的碎粒，30～40kg粒径为7～10mm的碎粒，装入混料机中混合均匀，得陶瓷粗骨料，取70～80kg陶瓷粗骨料，1.2～1.5kg去离子水，装入拌料桶中搅拌混合1～2min，再加入3.5～4.0kg复合石粉，以150～200r/min搅拌1～2min后加入1.2～1.5kg去离子水，3.5～4.0kg复合石粉，继续搅拌1～2min，再加入1.2～1.5kg去离子水，3.5～4.0kg复合石粉，12～15kg聚合物乳液，持续搅拌3～5min，得粘合料浆，将粘合料浆装入成型模具内铺平，并以3～5kN压实，固化4～6h后得透水路面铺装材料。

实例1

取10kg粉煤灰加入粉碎机中粉碎，过100目筛，将过筛后的粉煤灰置于干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，再将干燥后的粉煤灰装入球磨机中球磨至比表面积为300m²/kg，再加入1.0kg蛭石，2kg硅藻土，1kg沸石继续球磨至比表面积为400m²/kg，得复合石粉，将废弃陶瓷装入颚式破碎机中一次粉碎，再转入盘式破碎机中二次粉碎，粉碎完毕后转入振筛机中筛选出粒径为3mm和7mm的碎粒，将碎粒用去离子水洗涤2次，再将洗净尘土的碎粒晾晒至表面干燥，取20kg粒径为3mm的碎粒，30kg粒径为7mm的碎粒，装入混料机中混合均匀，得陶瓷粗骨料，取70kg陶瓷粗骨料，1.2kg去离子水，装入拌料桶中搅拌混合1min，再加入3.5kg复合石粉，以150r/min搅拌1min后加入1.2kg去离子水，3.5kg复合石粉，继续搅拌1min，再加入1.2kg去离子水，3.5kg复合石粉，12kg聚合物乳液，持续搅拌3min，得粘合料浆，将粘合料浆装入成型模具内铺平，并以3kN压实，固化4h后得透水路面铺装材料。

实例2

取13kg粉煤灰加入粉碎机中粉碎，过100目筛，将过筛后的粉煤灰置于干燥箱中，在107℃下干燥至恒重，再将干燥后的粉煤灰装入球磨机中球磨至比表面积为350m²/kg，再加入1.3kg蛭石，2.5kg硅藻土，1.5kg沸石继续球磨至比表面积为450m²/kg，得复合石粉，将废弃陶瓷装入颚式破碎机中一次粉碎，再转入盘式破碎机中二次粉碎，粉碎完毕后转入振筛机中筛选出粒径为5mm和8mm的碎粒，将碎粒用去离子水洗涤3次，再将洗净尘土的碎粒晾晒至表面干燥，取25kg粒径为5mm的碎粒，35kg粒径为9mm的碎粒，装入混料机中混合均匀，得陶瓷粗骨料，取75kg陶瓷粗骨料，1.4kg去离子水，装入拌料桶中搅拌混合2min，再加入3.7kg复合石粉，以175r/min搅拌1min后加入1.3kg去离子水，3.7kg复合石粉，继续搅拌1min，再加入1.4kg去离子水，3.7kg复合石粉，14kg聚合物乳液，持续搅拌4min，得粘合料浆，将粘合料浆装入成型模具内铺平，并以4kN压实，固化5h后得透水路面铺装材料。

实例3

取15kg粉煤灰加入粉碎机中粉碎，过100目筛，将过筛后的粉煤灰置于干燥箱中，在110℃下干燥至恒重，再将干燥后的粉煤灰装入球磨机中球磨至比表面积为400m²/kg，再加入1.5kg蛭石，3kg硅藻土，2kg沸石继续球磨至比表面积为500m²/kg，得复合石粉，将废弃陶瓷装入颚式破碎机中一次粉碎，再转入盘式破碎机中二次粉碎，粉碎完毕后转入振筛机中筛选出粒径为7mm和10mm的碎粒，将碎粒用去离子水洗涤3次，再将洗净尘土的碎粒晾晒至表面干燥，取30kg粒径为7mm的碎粒，40kg粒径为10mm的碎粒，装入混料机中混合均匀，得陶瓷粗骨料，取80kg陶瓷粗骨料，1.5kg去离子水，装入拌料桶中搅拌混合2min，再加入4.0kg复合石粉，以200r/min搅拌2min后加入1.5kg去离子水，4.0kg复合石粉，继续搅拌2min，再加入1.5kg去离子水，4.0kg复合石粉，15kg聚合物乳液，持续搅拌5min，得粘合料浆，将粘合料浆装入成型模具内铺平，并以5kN压实，固化6h后得透水路面铺装材料。

将本发明制备的透水路面铺装材料及山东某公司生产的路面铺装材料进行检测，具体检测结果如下表表1：

检测方法：

（1）抗压强度测试

根据规范《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）进行测试；

（2）透水系数测试：

根据规范《透水混凝土路面试验规程》（CJJ/T135-2009）进行测试；

表1温和去角质洗面乳性能表征

由此可知，本发明制备的透水路面铺装材料，抗压强度高，透水系数大，孔隙率大，有利于路面排水，有益于城市生态的建设，避免城市内涝问题再次发生。

Claims (7)

1.一种透水路面铺装材料，其特征在于，包括下述重量份原料组成：

70～80份陶瓷粗骨料，3.6～4.5份去离子水，10.5～12.0份复合石粉，12～15kg聚合物乳液。

2.如权利要求1所述的一种透水路面铺装材料，其特征在于，所述陶瓷粗骨料为将废弃陶瓷粉碎筛选出粒径为3～7mm和7～10mm的碎粒，将两种粒径的碎粒水洗干燥后混合制得。

3.如权利要求2所述的一种透水路面铺装材料，其特征在于，所述粒径为3～7mm与7～10mm的碎粒的质量比为1：1～1：2。

4.如权利要求1所述的一种透水路面铺装材料，其特征在于，所述复合石粉为粉煤灰粉碎过筛后干燥球磨至比表面积为300～400m²/kg，再与蛭石、硅藻土、沸石混合球磨至比表面积为400～500m²/kg制得。

5.如权利要求4所述的一种透水路面铺装材料，其特征在于，所述粉煤灰、蛭石、硅藻土、沸石的重量份为10～15份粉煤灰，1.0～1.5份蛭石，2～3份硅藻土，1～2份沸石。

6.如权利要求1所述的一种透水路面铺装材料，其特征在于，所述聚合物乳液为聚丙烯酸酯乳液、乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、苯丙乳液、聚丙酸乙烯酯乳液、氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液中的一种或多种。

7.如权利要求1～6任意一项所述的一种透水路面铺装材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

（1）将粉煤灰粉碎过100目筛后干燥，将干燥后的粉煤灰球磨至比表面积为300～400m²/kg，再加入蛭石、硅藻土、沸石继续球磨至比表面积为400～500m²/kg，得复合石粉；

（2）将废弃陶瓷粉碎筛选出粒径为3～7mm和7～10mm的碎粒，将两种粒径的碎粒水洗干燥后混合，得陶瓷粗骨料；

（3）取陶瓷粗骨料与1/3去离子水，装入拌料桶中搅拌混合1～2min，再加入1/3复合石粉，以150～200r/min搅拌1～2min后加入1/3去离子水、1/3复合石粉，继续搅拌1～2min，再加入1/3去离子水、1/3复合石粉、聚合物乳液，持续搅拌3～5min，得粘合料浆；

（4）将粘合料浆装入成型模具内铺平，并以3～5kN压实，固化4～6h后得透水路面铺装材料。