CN108484207A - 一种新型耐压抗裂透水砖 - Google Patents

一种新型耐压抗裂透水砖 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑建材技术领域，具体涉及一种新型耐压抗裂透水砖。透水砖的原料包括如下组分：玄武岩骨料、石英砂、水泥、粉煤灰、无机颜料、十八烷基三甲基氯化铵、发泡剂、疏水改性矿物纤维、减水剂和水。其中，疏水改性矿物纤维是经过表面疏水改性处理的无机纤维，无机纤维是水镁石纤维和硅灰石纤维的混合物；玄武岩骨料为经过颚式破碎机破碎并筛分后粒径为1.5‑3mm的粗骨料；发泡剂为双氧水。该型透水砖具有良好的透水性能和耐磨性能，此外，砖体的强度高、耐压性能非常优秀，使用时不容易开裂。

Description

一种新型耐压抗裂透水砖
技术领域
本发明涉及建筑建材技术领域，具体涉及一种新型耐压抗裂透水砖。
背景技术
随着城市化的不断发展，越来越多的土地被用于建造高楼和道路，硬化处理后的路面和建筑用地通常不具有透水性，因此在夏季暴雨时，城市中经常会出现排水不畅和路面积水的问题。近些年，为了解决城市夏季的内涝问题，越来越多的城市提出海绵城市的建设理念。这种建设理念通过大范围的城市绿地，广泛的地下排水管廊和透水性建筑材料的使用，提高城市基础设施对于雨水的吸收能力和向地下排水的能力。其中透水砖就是这种具有良好的渗水性能的路面铺设建筑材料。
透水砖与普通路面砖相比具有以下优点：1、具有良好的透水、透气性能，可使雨水迅速渗入地下，补充土壤水和地下水，保持土壤湿度，改善城市地面植物和土壤微生物的生存条件。2、可吸收水分与热量，调节地表局部空间的温湿度，对调节城市小气候、缓解城市热岛效应有较大的作用。3、可减轻城市排水和防洪压力、对防止公共水域的污染和处理污水具有良好的效果、使马路上不积水。4、雨后不积水，雪后不打滑，方便市民安全出行。5、表面呈微小凹凸，防止路面反光，吸收车辆行驶时产生的噪音，可提高车辆通行的舒适性和安全性。6、色彩丰富，自然朴实，经济实惠，规格多样化
中国专利申请号201510100878.7公开了一种高强度混凝土透水路面砖；该申请案包括表面层和砖基层；所述表面层重量比例为：石英砂20％-40％、大沙60％-80％、水泥占以上二种材料总重量的40％-50％，氨基磺酸盐占水泥重量的3％-6％；op乳化剂或烷基茶磺酸盐占水泥重量的2‰左右；所述砖基层由小碎石70％-80％、大碎石骨料20％-30％、水泥占以上两种材料总重量的30％-45％、减水剂木质素磺酸钙占水泥重量的0.1％-0.3％、粉煤灰占水泥重量比的5％-10％、引汽剂脂肪醇酸纳或烷基酚环氧乙烷占水泥重量的1‰-2‰的重量比制成。该申请案的透水路砖透水效果好，表面美观，耐磨性好。但是该发明透水砖的强度不够优秀，砖体的耐压和抗裂性能不足，在长时间使用过程中，受压容易开裂。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种新型耐压抗裂透水砖，该型透水砖具有良好的透水性能和耐磨性能，此外，砖体的强度高、耐压性能非常优秀，使用时不容易开裂。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种新型耐压抗裂透水砖，按照质量份数，透水砖的原料包括如下组分：玄武岩骨料75-85份，石英砂15-18份，水泥20-25份，粉煤灰11-14份，无机颜料4-7份，十八烷基三甲基氯化铵1-2份，发泡剂0.5-1.7份，疏水改性矿物纤维13-17份，减水剂1-2份，水24-27份。
优选地，按照质量份数，透水砖的原料包括如下组分：玄武岩骨料78-82份，石英砂16-17份，水泥22-24份，粉煤灰12-13份，无机颜料5-6份，十八烷基三甲基氯化铵1.4-1.7份，发泡剂0.8-1.2份，疏水改性矿物纤维14-16份，减水剂1.4-1.6份，水25-26份。
进一步优选地，按照质量份数，透水砖的原料包括如下组分：玄武岩骨料80份，石英砂16份，水泥23份，粉煤灰13份，无机颜料5.5份，十八烷基三甲基氯化铵1.5份，发泡剂0.9份，疏水改性矿物纤维15份，减水剂1.5份，水26份。
本发明中，疏水改性矿物纤维是经过表面疏水改性处理的无机纤维，无机纤维是将水镁石纤维和硅灰石纤维按照3:1的质量比混合得到矿物纤维混合物，无机纤维的纤维长度为2-3mm。
无机纤维的疏水改性处理方法为：按照质量份数，将45份无机纤维、11份硼酸、10份质量分数为30％的硝酸放入反应釜中超声处理30min，再用去离子水洗涤至中性，以180℃的温度高温干燥处理；干燥后，将60份无机纤维、7份木质素磺酸盐、8份聚硅氮烷和1.1硅烷偶联剂的混合物，加入到占混合物5-8倍体积的去离子水中，加热至40-45℃，并搅拌反应2-2.5h，将反应产物过滤、烘干，按照9:3:1的质量比将反应产物、环烷油和硬脂酸锌混合搅拌，混料均匀后得到膏状物，即为所需疏水改性矿物纤维。
优选地，玄武岩骨料为经过颚式破碎机破碎并筛分后粒径为1.5-3mm的粗骨料。
玄武岩材料强度大，硬度高，作为透水砖骨料使用能够显著提高透水砖的强度和耐压性能。
优选地，发泡剂为双氧水。
发泡剂的作用是在砖体中形成大量微小的连续气隙，从而提升透水砖的透水性能。
本发明提供的透水砖的制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量份数，将玄武岩骨料、石英砂、水泥、粉煤灰、无机颜料、疏水改性矿物纤维和水加入到混料机中，以90-120r/min的转速搅拌15-20min；
(2)将发泡剂、十八烷基三甲基氯化铵和减水剂加入到混料机中，以相同的转速继续搅拌2-3min得到透水砖坯料；
(3)将透水砖坯料投入到模具中，在静压机的震荡条件下压制成型，得到所需透水砖砖坯；
(4)将砖坯送入到干燥室内固化干燥，干燥室内的温度为20-25℃，空气湿度为15-20％，固化成型后码垛并静置养护10-15d。
其中，砖坯在干燥室内的干燥时间为8-10h。
透水砖静置养护期间，每隔2-3d，向砖坯上浇一次透水。
本发明具有如下的有益效果：
该型透水砖中使用硬度非常高的玄武岩破碎后的得到颗粒作为骨料，并使用石英砂作为细骨料，不仅显著提高了透水砖的硬度，还提升了透水砖的耐磨性能。其中，为了提升砖体的抗拉强度，砖体中添加了经过表面改性处理的矿物纤维，这种纤维材料可以在砖体材料中形成结构骨架，从而提升砖体的强度和耐压性能，避免砖体在使用过程中承压断裂。
此外，砖体中材料中的使用的无机纤维表面经过疏水改性处理，这种改性处理后的纤维通过与十八烷基三甲基氯化铵的协同作用，能够提升与砖体材料的相容性，使得砖体各材料的结合效果更好。改性后的材料具有更好的疏水性能，还可以提升砖体的透水性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种新型耐压抗裂透水砖，按照质量份数，透水砖的原料包括如下组分：玄武岩骨料75份，石英砂15份，水泥20份，粉煤灰11份，无机颜料4份，十八烷基三甲基氯化铵1份，发泡剂0.5份，疏水改性矿物纤维13份，减水剂1份，水24份。
本实施例中，疏水改性矿物纤维是经过表面疏水改性处理的无机纤维，无机纤维是将水镁石纤维和硅灰石纤维按照3:1的质量比混合得到矿物纤维混合物，无机纤维的纤维长度为2-3mm。
无机纤维的疏水改性处理方法为：按照质量份数，将45份无机纤维、11份硼酸、10份质量分数为30％的硝酸放入反应釜中超声处理30min，再用去离子水洗涤至中性，以180℃的温度高温干燥处理；干燥后，将60份无机纤维、7份木质素磺酸盐、8份聚硅氮烷和1.1硅烷偶联剂的混合物，加入到占混合物5倍体积的去离子水中，加热至40℃，并搅拌反应2h，将反应产物过滤、烘干，按照9:3:1的质量比将反应产物、环烷油和硬脂酸锌混合搅拌，混料均匀后得到膏状物，即为所需疏水改性矿物纤维。
玄武岩骨料为经过颚式破碎机破碎并筛分后粒径为1.5-3mm的粗骨料。
发泡剂为双氧水。
本实施例提供的透水砖的制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量份数，将玄武岩骨料、石英砂、水泥、粉煤灰、无机颜料、疏水改性矿物纤维和水加入到混料机中，以90r/min的转速搅拌15min；
(2)将发泡剂、十八烷基三甲基氯化铵和减水剂加入到混料机中，以相同的转速继续搅拌2min得到透水砖坯料；
(3)将透水砖坯料投入到模具中，在静压机的震荡条件下压制成型，得到所需透水砖砖坯；
(4)将砖坯送入到干燥室内固化干燥，干燥室内的温度为20℃，空气湿度为15％，固化成型后码垛并静置养护10d。
其中，砖坯在干燥室内的干燥时间为8h。透水砖静置养护期间，每隔2d，向砖坯上浇一次透水。
实施例2
一种新型耐压抗裂透水砖，按照质量份数，透水砖的原料包括如下组分：玄武岩骨料85份，石英砂18份，水泥25份，粉煤灰14份，无机颜料7份，十八烷基三甲基氯化铵2份，发泡剂1.7份，疏水改性矿物纤维17份，减水剂2份，水27份。
本实施例中，疏水改性矿物纤维是经过表面疏水改性处理的无机纤维，无机纤维是将水镁石纤维和硅灰石纤维按照3:1的质量比混合得到矿物纤维混合物，无机纤维的纤维长度为2-3mm。
无机纤维的疏水改性处理方法为：按照质量份数，将45份无机纤维、11份硼酸、10份质量分数为30％的硝酸放入反应釜中超声处理30min，再用去离子水洗涤至中性，以180℃的温度高温干燥处理；干燥后，将60份无机纤维、7份木质素磺酸盐、8份聚硅氮烷和1.1硅烷偶联剂的混合物，加入到占混合物5-8倍体积的去离子水中，加热至45℃，并搅拌反应2.5h，将反应产物过滤、烘干，按照9:3:1的质量比将反应产物、环烷油和硬脂酸锌混合搅拌，混料均匀后得到膏状物，即为所需疏水改性矿物纤维。
玄武岩骨料为经过颚式破碎机破碎并筛分后粒径为1.5-3mm的粗骨料。
发泡剂为双氧水。
本实施例提供的透水砖的制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量份数，将玄武岩骨料、石英砂、水泥、粉煤灰、无机颜料、疏水改性矿物纤维和水加入到混料机中，以90-120r/min的转速搅拌15-20min；
(2)将发泡剂、十八烷基三甲基氯化铵和减水剂加入到混料机中，以相同的转速继续搅拌2-3min得到透水砖坯料；
(3)将透水砖坯料投入到模具中，在静压机的震荡条件下压制成型，得到所需透水砖砖坯；
(4)将砖坯送入到干燥室内固化干燥，干燥室内的温度为25℃，空气湿度为15-20％，固化成型后码垛并静置养护10-15d。
其中，砖坯在干燥室内的干燥时间为10h。透水砖静置养护期间，每隔2-3d，向砖坯上浇一次透水。
实施例3
一种新型耐压抗裂透水砖，按照质量份数，透水砖的原料包括如下组分：玄武岩骨料80份，石英砂16份，水泥23份，粉煤灰13份，无机颜料5.5份，十八烷基三甲基氯化铵1.5份，发泡剂0.9份，疏水改性矿物纤维15份，减水剂1.5份，水26份。
本实施例中，疏水改性矿物纤维是经过表面疏水改性处理的无机纤维，无机纤维是将水镁石纤维和硅灰石纤维按照3:1的质量比混合得到矿物纤维混合物，无机纤维的纤维长度为2-3mm。
无机纤维的疏水改性处理方法为：按照质量份数，将45份无机纤维、11份硼酸、10份质量分数为30％的硝酸放入反应釜中超声处理30min，再用去离子水洗涤至中性，以180℃的温度高温干燥处理；干燥后，将60份无机纤维、7份木质素磺酸盐、8份聚硅氮烷和1.1硅烷偶联剂的混合物，加入到占混合物7倍体积的去离子水中，加热至42℃，并搅拌反应2.3h，将反应产物过滤、烘干，按照9:3:1的质量比将反应产物、环烷油和硬脂酸锌混合搅拌，混料均匀后得到膏状物，即为所需疏水改性矿物纤维。
玄武岩骨料为经过颚式破碎机破碎并筛分后粒径为1.5-3mm的粗骨料。
发泡剂为双氧水。
本实施例提供的透水砖的制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量份数，将玄武岩骨料、石英砂、水泥、粉煤灰、无机颜料、疏水改性矿物纤维和水加入到混料机中，以110r/min的转速搅拌17min；
(2)将发泡剂、十八烷基三甲基氯化铵和减水剂加入到混料机中，以相同的转速继续搅拌2.5min得到透水砖坯料；
(3)将透水砖坯料投入到模具中，在静压机的震荡条件下压制成型，得到所需透水砖砖坯；
(4)将砖坯送入到干燥室内固化干燥，干燥室内的温度为25℃，空气湿度为18％，固化成型后码垛并静置养护13d。
其中，砖坯在干燥室内的干燥时间为9h。透水砖静置养护期间，每隔3d，向砖坯上浇一次透水。
性能测试
根据JC/T 945-2005《透水砖标准》中的测试方法对本实施例中透水砖的透水系数、抗压强度、耐磨性，进行测试，其中，选择市场上购买的南京市浦口区宁可军水泥制品厂生产的混凝土生态透水砖作为对照组，进行性能对比测试，得到的测试数据如下：
表1：本实施例中透水砖的性能测试结果
分析以上试验数据发现，本发明提供的透水砖的透水性能较好，远超国家标准的性能指标，其中抗压强度中的平均抗压性能和单块抗压性能相对于对照组的普通透水砖提高了15-18％，砖体的抗压强度非常优秀，在使用过程不容易开裂。此外，改性透水砖的耐磨性能也好于对照组的普通透水砖。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型耐压抗裂透水砖，其特征在于：按照质量份数，所述透水砖的原料包括如下组分：玄武岩骨料75-85份，石英砂15-18份，水泥20-25份，粉煤灰11-14份，无机颜料4-7份，十八烷基三甲基氯化铵1-2份，发泡剂0.5-1.7份，疏水改性矿物纤维13-17份，减水剂1-2份，水24-27份。
2.根据权利要求1所述的一种新型耐压抗裂透水砖，其特征在于：按照质量份数，所述透水砖的原料包括如下组分：玄武岩骨料78-82份，石英砂16-17份，水泥22-24份，粉煤灰12-13份，无机颜料5-6份，十八烷基三甲基氯化铵1.4-1.7份，发泡剂0.8-1.2份，疏水改性矿物纤维14-16份，减水剂1.4-1.6份，水25-26份。
3.根据权利要求2所述的一种新型耐压抗裂透水砖，其特征在于：按照质量份数，所述透水砖的原料包括如下组分：玄武岩骨料80份，石英砂16份，水泥23份，粉煤灰13份，无机颜料5.5份，十八烷基三甲基氯化铵1.5份，发泡剂0.9份，疏水改性矿物纤维15份，减水剂1.5份，水26份。
4.根据权利要求1所述的一种新型耐压抗裂透水砖，其特征在于：所述疏水改性矿物纤维是经过表面疏水改性处理的无机纤维，无机纤维是将水镁石纤维和硅灰石纤维按照3:1的质量比混合得到矿物纤维混合物，无机纤维的纤维长度为2-3mm。
5.根据权利要求4所述的一种新型耐压抗裂透水砖，其特征在于：所述无机纤维的疏水改性处理方法为：按照质量份数，将45份无机纤维、11份硼酸、10份质量分数为 30％的硝酸放入反应釜中超声处理30min，再用去离子水洗涤至中性，以180℃的温度高温干燥处理；干燥后，将60份无机纤维、7份木质素磺酸盐、8份聚硅氮烷和1.1硅烷偶联剂的混合物，加入到占混合物5-8倍体积的去离子水中，加热至40-45℃，并搅拌反应2-2.5h，将反应产物过滤、烘干，按照9:3:1的质量比将反应产物、环烷油和硬脂酸锌混合搅拌，混料均匀后得到膏状物，即为所需疏水改性矿物纤维。
6.根据权利要求1所述的一种新型耐压抗裂透水砖，其特征在于：所述玄武岩骨料为经过颚式破碎机破碎并筛分后粒径为1.5-3mm的粗骨料。
7.根据权利要求1所述的一种新型耐压抗裂透水砖，其特征在于：所述发泡剂为双氧水。
8.根据权利要求1所述的一种新型耐压抗裂透水砖，其特征在于：所述透水砖的制备方法包括如下步骤：
（1）按照质量份数，将玄武岩骨料、石英砂、水泥、粉煤灰、无机颜料、疏水改性矿物纤维和水加入到混料机中，以90-120r/min的转速搅拌15-20min；
（2）将发泡剂、十八烷基三甲基氯化铵和减水剂加入到混料机中，以相同的转速继续搅拌2-3min得到透水砖坯料；
（3）将透水砖坯料投入到模具中，在静压机的震荡条件下压制成型，得到所需透水砖砖坯；
（4）将砖坯送入到干燥室内固化干燥，干燥室内的温度20-25℃，空气湿度为15-20%，固化成型后码垛并静置养护10-15d。
9.根据权利要求8所述的一种新型耐压抗裂透水砖，其特征在于：所述砖坯在干燥室内的干燥时间为8-10h。
10.根据权利要求8所述的一种新型耐压抗裂透水砖，其特征在于：所述透水砖静置养护期间，每隔2-3d，向砖坯上浇一次透水。
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