CN108503289A - 一种复合透水砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料领域，公开了一种复合透水砖及其制备方法，包括面层，砖核和底层，面层的原料包括面层粘结剂，黄色陶砂等；底层的原料包括砂子等；砖核原料包括沙砾、水泥、活性炭、聚丙烯酰胺和水；制备方法包括面层配制、底层配制、制作砖核、将配制的面层、底层包裹在制作的砖核上，一次振动、二次加压振动、激振成型。本发明制备工艺简单，利用价格低廉的原材料，便制备出经济实用、绿色环保的生态复合型透水砖，具备普通透水砖所不具备的强度性能，同时在砖体内部为微生物降解有机污染物提供了优良的环境。

Description

一种复合透水砖及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，尤其涉及一种复合透水砖及其制备方法。
背景技术
我国多数城市水资源严重匮乏，如果雨水回收利用，不仅可以改善生态环境、减少水旱灾害，还可以节省城市排水设施的运用费用。我国现今正处于城市化的高峰期，城市面积越来越大，原来的农田、水塘和湿地都没有了，地表“硬质化”取代了“绿地”，这也就导致了地面无法自然渗水，突然倍增的雨水进入城市排水系统却无处可去。相比于其他的雨水回收技术，以透水砖铺设道路具备高透水性、成本低廉、绿色环保等优良性质。至今工艺最成熟的便是混凝土路面砖铺设的透水性路面，混凝土透水砖以其成本低廉为美称。近些年来砂基透水砖成为关注热点，这种砂基透水砖，是以沙漠里的沙子为原料，透水性能好，防滑，还不像一般透水砖那样容易被灰尘堵塞，但相对比原始的湿地还是有很大差距，缺少微生物降解的功能。
目前，粉煤灰砖一般是以电厂排放的粉煤灰和煤矸石为主要原料，配以水泥，石灰、黄沙，经混料、消化、成型后再经高温高压养护制成，蒸汽温度一般在174.5℃以上，工作压力在0.8MPa以上。使砖中的活性组成部分充分进行水热反应，因此砖的强度高，性能趋于稳定.生产出来的砖具有较高的密实度和强度。上述粉煤灰砖的不足之处在于：粉煤灰的掺加量低，石灰、水泥价格较高，致使砖的成本高。
但传统的砖块的功能较为单一，只是单一的作为建筑材料被使用，其有效地可视面积却未被充分的利用。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有透水砖面层容易老化、掉砂、褪色价格昂贵、与底层结合不牢，强度性能差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种复合透水砖及其制备方法，
本发明是这样实现的，一种复合透水砖，所述复合透水砖各组分按重量份由面层25份~50份、砖核150份~300份和底层150份~300份组成；
所述面层各组分按重量份由粘结剂1份~2份、黄色陶砂100份~200份、水性环氧树脂2份~4份、水性环氧固化剂0.5份~1份、面层水泥30份~60份、减水剂0.5份~1份和水15份~30份组成；
所述砖核各组分按重量份由砖核水泥60份~80份、粉煤灰80份~120份、外加剂10份~15份、粗细骨料150份~200份、砂150份~200份、固型剂5份~10份、水150份~300份、活性炭30份~60份及聚丙烯酰胺15份~20份组成；
所述粉煤灰的组分按重量比例由60% SiO2、20% Al2O3、3% Fe2O3 、7% CaO、2%MgO、2%TiO2、2% SO3、4%烧失量粉组成；
所述底层各组分按重量份由底层砂子150份~200份、水泥50份~100份、可再分散乳胶粉6份~15份及水200份~300份组成。
进一步，粗细骨料颗粒直径小于10mm。
进一步，所述粉煤灰为细度 0.04mm 、筛余 10%的粉煤灰。
本发明的另一目的在于提供一种复合透水砖的制备方法包括以下步骤：
面层配制：按重量比例取过45目~75目的黄色陶砂100份~200份、1份~2份、水性环氧树脂2份~4份、水性环氧固化剂0.5份~1份、面层水泥30份~60份、减水剂0.5份~1份和水15份~30份进行混合；
底层配制：按重量比例取底层砂子150份~200份、水泥50份~100份、可再分散乳胶粉6份~15份及水200份~300份进行混合；
制作砖核：按重量比例取砖核水泥60份~80份、粉煤灰80份~120份、外加剂10份~15份、粗细骨料150份~200份、砂150份~200份、固型剂5份~10份、水150份~300份、活性炭30份~60份及聚丙烯酰胺15份~20份进行混合均匀；
将配制的面层、底层包裹在制作的砖核上，一次振动、二次加压振动、激振成型，放置在烘箱里固化，并在30℃～60℃温度下养护4 h～10h。
进一步，所述复合透水砖的制备方法还包括：
养护完全后，在其表面上喷洒0 .2mm厚的一层均匀的树脂，待其干燥变硬完全后便制得复合型透水砖。
进一步，所述树脂为溶于丙酮的酚醛树脂或环氧树脂，浓度为6 wt％~10wt％。
进一步，一次振动在布料刮板后退时停止振动；二次挤压振动时间为4s~4.5s；挤压压力为200 kgf/cm 2~500 kgf/cm 2；激振频率为4500次/分~5100次/分。
进一步，粗细骨料级配中, 1.5mm 孔筛余占 40%～50%; 胶骨比1∶5。
进一步，所述一次振动用于控制喂料的喂入量；二次挤压振动用于控制复合透水砖的高度和密实度。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述复合透水砖铺设的绿化区。
本发明的优点及积极效果为：本发明适量水泥作为面层与底层的粘结剂，并结合一定的添加剂，即能有效地解决有机粘结剂引起的面层老化、掉砂、褪色、价格昂贵、与底层结合不牢等问题，同时又能避免水泥等无机粘结剂影响面层着色效果及透水性能等问题。同时综合了普通透水砖和砂基透水砖的优点，采用水泥与风沙的复合技术，添加了生态材料，制备工艺简单，利用价格低廉的原材料，便制备出经济实用、绿色环保的生态复合型透水砖，具备普通透水砖所不具备的强度性能，同时在砖体内部为微生物降解有机污染物提供了优良的环境。
本发明提可根据砖的类型，用途，强度等，来改变类型，符合使用的用途。
本发明提供的复合透水砖及其制备方法，在强度上符合 JC/T446—2000《混凝土路面砖》 Cc50 等级。本发明的复合透水砖侧壁外观平整, 避免一般高强混凝土路面砖粗糙表面对模具的磨损严重。
本发明的粉煤灰主要化学成分为 SiO2、Al2O3、少量 的 Fe2O3 和其它碱性氧化物,经过高温煅烧, 蓄有较高的化学内能, 因此具有火山灰质活性。另一方面, 在高温状态下, 经离子迁移形成 Si- O、Al- O 共价键并具有较高的聚合度。在一般情况下, 粉煤灰不能产生胶凝作用, 但以水为介质在 OH-的激发下, 破坏了粉煤灰的高玻璃态, 打断Si- O、Al- O 键, 与 Ca(OH)2 反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙, 产生胶凝作用。 其次,粉煤灰主要是酸性氧化物, 与水泥硅酸盐水化产生的 Ca(OH)2 发生二次反应, 生成硅铝酸盐, 减少水泥水化时水泥石液相中的 Ca(OH)2 浓度, 进而加速水泥硅酸盐矿物的水化,提高混凝土强度。 最后,本发明的粉煤灰自身具有独特的物理性能, 在形成水泥石时, 其部分超细玻璃球可以起到微集料作用, 降低混凝土孔隙率, 提高密实度, 并改善水泥沙浆的流动性, 减小泌水, 降低水灰比等, 这对提高混凝土的强度以及抗碳化和抗硫酸盐性, 有良好的作用。
本发明的复合透水砖的实验结果相比较现有技术可以发现: 软化系数和吸水率两项指标提高比较明显。本发明采用得生产工艺, 与未掺粉煤灰配方相比, 每平方米路面砖原料成本降低 3 元 ( 以当地价格计) ,一年可增加利润 20度 万元, 经济效益明显。
本发明利用双掺法用于复合透水砖的生产, 是解决粉煤灰掺量和强度发展的有效途径。大掺量粉煤灰生产高强度复合透水砖具有很好的经济效益和社会效益, 具有广阔的发展前途。强度可以达到50Mp以上。本发明复合透水砖软化系数0.90，吸水率2%。
附图说明
图1是本发明实施提供的复合透水砖的制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有透水砖面层容易老化、掉砂、褪色价格昂贵、与底层结合不牢，强度性能差。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细描述。
本发明实施提供的复合透水砖，所述复合透水砖各组分按重量份由面层25份~50份、砖核150份~300份和底层150份~300份组成；
所述面层各组分按重量份由粘结剂1份~2份、黄色陶砂100份~200份、水性环氧树脂2份~4份、水性环氧固化剂0.5份~1份、面层水泥30份~60份、减水剂0.5份~1份和水15份~30份组成；
所述砖核各组分按重量份由砖核水泥60份~80份、粉煤灰80份~120份、外加剂10份~15份、粗细骨料150份~200份、砂150份~200份、固型剂5份~10份、水150份~300份、活性炭30份~60份及聚丙烯酰胺15份~20份组成；
所述粉煤灰的组分按重量比例由60% SiO2、20% Al2O3、3% Fe2O3 、7% CaO、2%MgO、2%TiO2、2% SO3、4%烧失量粉组成；
所述底层各组分按重量份由底层砂子150份~200份、水泥50份~100份、可再分散乳胶粉6份~15份及水200份~300份组成。
粗细骨料颗粒直径小于10mm。
所述粉煤灰为细度 0.04mm 、筛余 10%的粉煤灰。
如图1所示，本发明实施提供的复合透水砖的制备方法包括以下步骤：
S101：面层配制：按重量比例取过45目~75目的黄色陶砂100份~200份、1份~2份、水性环氧树脂2份~4份、水性环氧固化剂0.5份~1份、面层水泥30份~60份、减水剂0.5份~1份和水15份~30份进行混合。
S102：底层配制：按重量比例取底层砂子150份~200份、水泥50份~100份、可再分散乳胶粉6份~15份及水200份~300份进行混合。
S103：制作砖核：按重量比例取砖核水泥60份~80份、粉煤灰80份~120份、外加剂10份~15份、粗细骨料150份~200份、砂150份~200份、固型剂5份~10份、水150份~300份、活性炭30份~60份及聚丙烯酰胺15份~20份进行混合均匀。
S104：将配制的面层、底层包裹在制作的砖核上，一次振动、二次加压振动、激振成型，放置在烘箱里固化，并在30℃～60℃温度下养护4 h～10h。
S105：养护完全后，在其表面上喷洒0 .2mm厚的一层均匀的树脂，待其干燥变硬完全后便制得复合型透水砖。
所述树脂为溶于丙酮的酚醛树脂或环氧树脂，浓度为6 wt％~10wt％。
一次振动在布料刮板后退时停止振动；二次挤压振动时间为4s~4.5s；挤压压力为200 kgf/cm 2~500 kgf/cm 2；激振频率为4500次/分~5100次/分。
粗细骨料级配中, 1.5mm 孔筛余占 40%～50%; 胶骨比1∶5。
所述一次振动用于控制喂料的喂入量；二次挤压振动用于控制复合透水砖的高度和密实度。
本发明适量水泥作为面层与底层的粘结剂，并结合一定的添加剂，即能有效地解决有机粘结剂引起的面层老化、掉砂、褪色、价格昂贵、与底层结合不牢等问题，同时又能避免水泥等无机粘结剂影响面层着色效果及透水性能等问题。同时综合了普通透水砖和砂基透水砖的优点，采用水泥与风沙的复合技术，添加了生态材料，制备工艺简单，利用价格低廉的原材料，便制备出经济实用、绿色环保的生态复合型透水砖，具备普通透水砖所不具备的强度性能，同时在砖体内部为微生物降解有机污染物提供了优良的环境。
本发明提可根据砖的类型，用途，强度等，来改变类型，符合使用的用途。
本发明提供的复合透水砖及其制备方法，在强度上符合 JC/T446—2000《混凝土路面砖》 Cc50 等级。本发明的复合透水砖侧壁外观平整, 避免一般高强混凝土路面砖粗糙表面对模具的磨损严重。
本发明的粉煤灰主要化学成分为 SiO2、Al2O3、少量 的 Fe2O3 和其它碱性氧化物,经过高温煅烧, 蓄有较高的化学内能, 因此具有火山灰质活性。另一方面, 在高温状态下, 经离子迁移形成 Si- O、Al- O 共价键并具有较高的聚合度。在一般情况下, 粉煤灰不能产生胶凝作用, 但以水为介质在 OH-的激发下, 破坏了粉煤灰的高玻璃态, 打断Si- O、Al- O 键, 与 Ca(OH)2 反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙, 产生胶凝作用。 其次,粉煤灰主要是酸性氧化物, 与水泥硅酸盐水化产生的 Ca(OH)2 发生二次反应, 生成硅铝酸盐, 减少水泥水化时水泥石液相中的 Ca(OH)2 浓度, 进而加速水泥硅酸盐矿物的水化,提高混凝土强度。 最后,本发明的粉煤灰自身具有独特的物理性能, 在形成水泥石时, 其部分超细玻璃球可以起到微集料作用, 降低混凝土孔隙率, 提高密实度, 并改善水泥沙浆的流动性, 减小泌水, 降低水灰比等, 这对提高混凝土的强度以及抗碳化和抗硫酸盐性, 有良好的作用。
本发明的复合透水砖的实验结果相比较现有技术可以发现: 软化系数和吸水率两项指标提高比较明显。本发明采用得生产工艺, 与未掺粉煤灰配方相比, 每平方米路面砖原料成本降低 3 元 ( 以当地价格计) ,一年可增加利润 20度 万元, 经济效益明显。
本发明利用双掺法用于复合透水砖的生产, 是解决粉煤灰掺量和强度发展的有效途径。大掺量粉煤灰生产高强度复合透水砖具有很好的经济效益和社会效益, 具有广阔的发展前途。强度可以达到50Mp以上。本发明复合透水砖软化系数0.90，吸水率2%。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本发明实施提供的复合透水砖，所述复合透水砖各组分按重量份由面层25份、砖核150份和底层150份组成；
所述面层各组分按重量份由粘结剂1份~2份、黄色陶砂100份~200份、水性环氧树脂2份~4份、水性环氧固化剂0.5份~1份、面层水泥30份~60份、减水剂0.5份~1份和水15份~30份组成；
所述砖核各组分按重量份由砖核水泥60份~80份、粉煤灰80份~120份、外加剂10份~15份、粗细骨料150份~200份、砂150份~200份、固型剂5份~10份、水150份~300份、活性炭30份~60份及聚丙烯酰胺15份~20份组成；
所述粉煤灰的组分按重量比例由60% SiO2、20% Al2O3、3% Fe2O3 、7% CaO、2%MgO、2%TiO2、2% SO3、4%烧失量粉组成；
所述底层各组分按重量份由底层砂子150份~200份、水泥50份~100份、可再分散乳胶粉6份~15份及水200份~300份组成。强度可以达到50Mp。
实施例2
本发明实施提供的复合透水砖，所述复合透水砖各组分按重量份由面层50份、砖核300份和底层300份组成；
所述面层各组分按重量份由粘结剂1份~2份、黄色陶砂100份~200份、水性环氧树脂2份~4份、水性环氧固化剂0.5份~1份、面层水泥30份~60份、减水剂0.5份~1份和水15份~30份组成；
所述砖核各组分按重量份由砖核水泥60份~80份、粉煤灰80份~120份、外加剂10份~15份、粗细骨料150份~200份、砂150份~200份、固型剂5份~10份、水150份~300份、活性炭30份~60份及聚丙烯酰胺15份~20份组成；
所述粉煤灰的组分按重量比例由60% SiO2、20% Al2O3、3% Fe2O3 、7% CaO、2%MgO、2%TiO2、2% SO3、4%烧失量粉组成；
所述底层各组分按重量份由底层砂子150份~200份、水泥50份~100份、可再分散乳胶粉6份~15份及水200份~300份组成。强度可以达到51Mp。
实施例3
本发明实施提供的复合透水砖，所述复合透水砖各组分按重量份由面层35份、砖核200份和底层200份组成；
所述面层各组分按重量份由粘结剂1份~2份、黄色陶砂100份~200份、水性环氧树脂2份~4份、水性环氧固化剂0.5份~1份、面层水泥30份~60份、减水剂0.5份~1份和水15份~30份组成；
所述砖核各组分按重量份由砖核水泥60份~80份、粉煤灰80份~120份、外加剂10份~15份、粗细骨料150份~200份、砂150份~200份、固型剂5份~10份、水150份~300份、活性炭30份~60份及聚丙烯酰胺15份~20份组成；
所述粉煤灰的组分按重量比例由60% SiO2、20% Al2O3、3% Fe2O3 、7% CaO、2%MgO、2%TiO2、2% SO3、4%烧失量粉组成；
所述底层各组分按重量份由底层砂子150份~200份、水泥50份~100份、可再分散乳胶粉6份~15份及水200份~300份组成。强度可以达到52Mp。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合透水砖，其特征在于，所述复合透水砖各组分按重量份由面层25份~50份、砖核150份~300份和底层150份~300份组成；
所述面层各组分按重量份由粘结剂1份~2份、黄色陶砂100份~200份、水性环氧树脂2份~4份、水性环氧固化剂0.5份~1份、面层水泥30份~60份、减水剂0.5份~1份和水15份~30份组成；
所述砖核各组分按重量份由砖核水泥60份~80份、粉煤灰80份~120份、外加剂10份~15份、粗细骨料150份~200份、砂150份~200份、固型剂5份~10份、水150份~300份、活性炭30份~60份及聚丙烯酰胺15份~20份组成；
所述粉煤灰的组分按重量比例由60% SiO2、20% Al2O3、3% Fe2O3 、7% CaO、2%MgO、2%TiO2、2% SO3、4%烧失量粉组成；
所述底层各组分按重量份由底层砂子150份~200份、水泥50份~100份、可再分散乳胶粉6份~15份及水200份~300份组成。
2.如权利要求1所述的复合透水砖，其特征在于，粗细骨料颗粒直径小于10mm。
3. 如权利要求1所述的复合透水砖，其特征在于，所述粉煤灰为细度 0.04mm 、筛余10%的粉煤灰。
4.一种如权利要求1所述复合透水砖的制备方法，其特征在于，所述复合透水砖的制备方法包括以下步骤：
面层配制：按重量比例取过45目~75目的黄色陶砂100份~200份、1份~2份、水性环氧树脂2份~4份、水性环氧固化剂0.5份~1份、面层水泥30份~60份、减水剂0.5份~1份和水15份~30份进行混合；
底层配制：按重量比例取底层砂子150份~200份、水泥50份~100份、可再分散乳胶粉6份~15份及水200份~300份进行混合；
制作砖核：按重量比例取砖核水泥60份~80份、粉煤灰80份~120份、外加剂10份~15份、粗细骨料150份~200份、砂150份~200份、固型剂5份~10份、水150份~300份、活性炭30份~60份及聚丙烯酰胺15份~20份进行混合均匀；
将配制的面层、底层包裹在制作的砖核上，一次振动、二次加压振动、激振成型，放置在烘箱里固化，并在30℃～60℃温度下养护4 h～10h。
5.如权利要求4所述的复合透水砖的制备方法，其特征在于，所述复合透水砖的制备方法还包括：
养护完全后，在其表面上喷洒0 .2mm厚的一层均匀的树脂，待其干燥变硬完全后便制得复合型透水砖。
6.如权利要求5所述的复合透水砖的制备方法，其特征在于，所述树脂为溶于丙酮的酚醛树脂或环氧树脂，浓度为6 wt％~10wt％。
7.如权利要求4所述的复合透水砖的制备方法，其特征在于， 一次振动在布料刮板后退时停止振动；二次挤压振动时间为4s~4.5s；挤压压力为200 kgf/cm 2~500 kgf/cm 2；激振频率为4500次/分~5100次/分。
8.如权利要求4所述的复合透水砖的制备方法，其特征在于，粗细骨料级配中, 1.5mm孔筛余占 40%～50%; 胶骨比1∶5。
9.如权利要求4所述的复合透水砖的制备方法，其特征在于，所述一次振动用于控制喂料的喂入量；二次挤压振动用于控制复合透水砖的高度和密实度。
10.一种利用权利要求1所述复合透水砖铺设的绿化区。
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