CN109137664B - 一种利用废弃陶瓷生产的透水砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及透水砖技术领域，公开了一种利用废弃陶瓷生产的透水砖，所述透水砖内设有固定架，所述固定架包括架体及固定板，所述固定板与所述架体固定连接，所述架体穿插于所述透水砖内；所述架体的相对两端设有钩体与挂耳，所述钩体与挂耳均匀所述架体固定连接；所述透水砖由上至下依次设有表层、渗透层、过渡层及集水层，所述表层、所述渗透层、所述过渡层及所述集水层间粘合连接；所述集水层内设有集水槽，所述集水槽的周壁设有排水管道；该透水砖的透水透气性能较佳，同时保持较大的机械强度，使用寿命较长。
Description
技术领域
本发明属于透水砖技术领域，尤其涉及一种利用废弃陶瓷生产的透水砖及其制备方法。
背景技术
随着我国城镇化建设的不断发展， 城镇化建设用到了大量建筑材料， 而传统 的建筑材料如石料、水泥、陶瓷砖等不透水也不透气，且保水功能较差，雨水会在路面积留，易发生内涝等现象。为了城镇化更好的发展，目前提出了建设海绵城市， 其是新一代城市雨洪管理概念， 也可称之为“水弹性城市”；主要效果 是下雨时吸水、蓄水、渗水、净水， 需要时将蓄存的水“释放” 并加以利用， 从而 促进雨水资源的利用和生态环境保护。针对内涝现象与海绵城市建设，目前有效的方法之一就是铺装透水砖；现有的透水砖仅依靠制备砖体采用透水材料来增加透水透气性能，其透水透气性能增加了， 但是砖体机械强度大大降低，易碎裂，砖体使用寿命较短。
发明内容
在针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种利用废弃陶瓷生产的透水砖，该透水砖的透水透气性能较佳，同时保持较大的机械强度，使用寿命较长；本发明的另一个目的是提供一种利用废弃陶瓷生产的透水砖的制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种利用废弃陶瓷生产的透水砖，所述透水砖内设有固定架，所述固定架包括架体及固定板，所述固定板与所述架体固定连接，所述架体穿插于所述透水砖内；所述架体的相对两端设有钩体与挂耳，所述钩体与挂耳均匀所述架体固定连接；所述透水砖由上至下依次设有表层、渗透层、过渡层及集水层，所述表层、所述集水层、所述过渡层及所述渗透层间粘合连接；所述集水层内设有集水槽，所述集水槽的周壁设有排水管道。
在本发明中，进一步的，所述透水砖外层设有防护层，所述排水管道穿过所述防护层，所述防护层的材料为混凝土。
在本发明中，进一步的，所述钩体伸出所述透水砖本体外侧，所述透水砖远离所述钩体的一端设有一凹槽，所述挂耳置于所述凹槽内，所述钩体能够穿过所述挂耳，两者配合实现多个透水砖连接。
在本发明中，进一步的，所述表层为多个瓦片叠合而成，且所述瓦片间通过水泥粘合；每两所述瓦片间设有滤水缝，所述滤水缝与所述排水管道连通。
在本发明中，进一步的，所述渗透层为陶瓷透水砖层，所述陶瓷透水砖层按照重量百分比计包括以下组分：废陶瓷颗粒65-75％、助熔剂5-10％、造孔剂10-20％及专用粘合剂5-12%；所述废陶瓷颗粒按照重量百分比计包括：粗制废陶瓷颗粒30-40%、中制废陶瓷颗粒50-60%、细制废陶瓷颗粒5-15%；所述粗制废陶瓷颗粒粒径在10-20目筛之间，所述中制废陶瓷颗粒粒径在20-40目筛之间，所述细制废陶瓷颗粒粒径在40-80目筛之间。
在本发明中，进一步的，所述助熔剂为长石粉与萤石粉的混合物，两者质量比为4:1；所述造孔剂为活性炭、无机盐和多糖，三者质量比为4:3:3；所述无机盐为氯化钠、碳酸钠、氯化钾、碳酸钾、碳酸钙、碳酸氢钙中一种或者多种的组合物。
在本发明中，进一步的，所述专用粘合剂按照质量百分比包括：60-75%高粘性粘土、12-28%糊精、5-20%膨润土。
在本发明中，进一步的，所述过渡层为由上至下依次设有泥沙、活性炭及透水棉。
在本发明中，进一步的，所述集水层的材质与所述渗透层的材质相同。
在本发明中，进一步的，所述透水砖的制备方法包括如下步骤：
①混料：将废陶瓷颗粒放入碾磨机中筛分至所需粒径，将细制废陶瓷颗粒、助熔剂、造孔剂及专用粘合剂按照比例放入混料机中，搅拌混合30-60min；加入原料总量10%水，继续搅拌混合制成水糊状；加入中制废陶瓷颗粒，搅拌，加入原料总量2-3%水，继续搅拌混合制成水糊状；最后加入粗制废陶瓷颗粒，搅拌，加入原料总量1-3%水，使得上述原料混合均匀；
②制备陶瓷透水砖层：将所述固定架放入成型机的模具中，加入步骤①中制备的原料，于5-10Mpa压制成型，再60-100℃干燥10-20min，得到初步陶瓷透水砖层；
③制备过渡层与集水层：在步骤②制备的初步陶瓷透水砖层上铺布过渡层，再铺布步骤①中制备的原料，预留集水槽与排水管道；继续于10-30Mpa压制成型，再60-100℃干燥30-60min，最后1200℃高温烧结2.5-5h，而后保温时间20-80min，得到粗制透水砖；
④将步骤③制备的粗制透水砖表面涂抹混凝土形成所述防护层，加入多个瓦片叠合形成所述表层，待其硬化后得到所述透水砖。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
（1）本发明的透水砖包括表层、渗透层、过渡层及集水层，使得水流层层渗透，空隙更多，透水效果更好；集水层内设有集水槽，集水槽的周壁设有排水管道，排水管道既能将水分导入集水槽，从而保留水分，也能水过多时，排出砖体外；本透水砖内部加入固定架，为本透水砖的骨架，增加其机械强度；
钩体与挂耳的设置，两者配合实现多个透水砖连接，使得本透水砖使用时稳定性更高；本发明透水砖的透水透气性能增加，同时能够保证砖体机械强度，砖体使用寿命增长。
（2）本发明的透水砖中废陶瓷包括三种层次粒径，其孔隙更多，透水效果更好，同时本文提供了透水砖的制备方法，生产工艺过程有所简化，生产效率得到提高，有效保证了产品质量的稳定性。
附图说明
图1为本发明一较佳实施方式中一种利用废弃陶瓷生产的透水砖的剖面图。
图2为本较佳实施方式中利用废弃陶瓷生产的透水砖的侧面剖面图。
图3为本较佳实施方式中利用废弃陶瓷生产的透水砖中固定的结构示意图。
图4为本较佳实施方式中透水砖使用状态的示意图。
附图中主要元件符号说明：1-固定架、101-架体、1011-钩体、1012-挂耳、102-固定板、2-表层、3-渗透层、4-过渡层、5-集水层、6-防护层、7-凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请同时参见图1至图3，一种利用废弃陶瓷生产的透水砖，所述透水砖内设有固定架1，所述固定架1包括架体101及固定板102，所述固定板102与所述架体101固定连接，所述架体101穿插于所述透水砖内；所述架体101的相对两端设有钩体1011与挂耳1012，所述钩体1011与挂耳1012均匀所述架体101固定连接；在本实施方式中，所述钩体1011伸出所述透水砖本体外侧，所述透水砖远离所述钩体1011的一端设有一凹槽7，所述挂耳1012置于所述凹槽7内，所述钩体1011能够穿过所述挂耳1012，两者配合实现多个透水砖连接。
所述透水砖由上至下依次设有表层2、渗透层3、过渡层4及集水层5，所述表层2、所述集水层5、所述过渡层4及所述渗透层3间粘合连接；所述集水层5内设有集水槽501，所述集水槽501的周壁设有排水管道502。在本实施方式中，所述表层2为多个瓦片叠合而成，具有一定防护效果，且所述瓦片间通过水泥粘合；每两所述瓦片间形成滤水缝，所述滤水缝与所述排水管道502连通；所述渗透层3为陶瓷透水砖层；所述过渡层4为由上至下依次设有泥沙、活性炭及透水棉。
在本实施方式中，所述透水砖外层设有防护层6，所述排水管道502穿过所述防护层6，所述防护层6的材料为混凝土，所述防护层6能够保持本透水砖固定构型，增强其机械强度。
在本实施方式中，所述透水砖还设有凹槽7，所述凹槽7设置在所述透水砖两相对侧面，且两侧面上的凹槽7错落设置，使得上述透水砖能够叠合放置。
实施例1：本实施例提供一种利用废弃陶瓷生产的透水砖，（1）陶瓷透水砖层包括：废陶瓷颗粒65％、助熔剂10％、造孔剂20%及专用粘合剂5%；
其中，所述废陶瓷颗粒包括：粗制废陶瓷颗粒30%、中制废陶瓷颗粒55%、细制废陶瓷颗粒15%；粗制废陶瓷颗粒粒径在10-20目筛之间，中制废陶瓷颗粒
粒径在20-40目筛之间，细制废陶瓷颗粒粒径在40-80目筛之间；
助熔剂为长石粉与萤石粉的混合物，两者质量比为4:1；
造孔剂为活性炭、无机盐和多糖，三者质量比为4:3:3；无机盐为氯化钠；
专用粘合剂按照质量百分比包括：60%高粘性粘土、20%糊精、20%膨润土；
（2）透水砖的制备方法：
①混料：将废陶瓷颗粒放入碾磨机中筛分至所需粒径，将细制废陶瓷颗粒、助熔剂、造孔剂及专用粘合剂按照比例放入混料机中，搅拌混合30min；加入原料总量10%水，继续搅拌混合制成水糊状；加入中制废陶瓷颗粒，搅拌，加入原料总量2%水，继续搅拌混合制成水糊状；最后加入粗制废陶瓷颗粒，搅拌，加入原料总量1%水，使得上述原料混合均匀；
②制备陶瓷透水砖层：将所述固定架1放入成型机的模具中，加入步骤①
中制备的原料，于5Mpa压制成型，再60℃干燥20min，得到初步陶瓷透水砖层；
③制备过渡层与集水层：在步骤②制备的初步陶瓷透水砖层上铺布过渡层，
再铺布步骤①中制备的原料，预留集水槽501与排水管道502；继续于10Mpa
压制成型，再60℃干燥60min，最后1200℃高温烧结2.5h，而后保温时间20min，
得到粗制透水砖；
④将步骤③制备的粗制透水砖表面涂抹混凝土形成所述防护层6，加入多个瓦片叠合形成所述表层2，待其硬化后得到所述透水砖。
实施例2：本实施例提供一种利用废弃陶瓷生产的透水砖，（1）陶瓷透水砖层包括：废陶瓷颗粒68％、助熔剂8％、造孔剂18％及专业粘合剂6%；
其中，所述废陶瓷颗粒包括：粗制废陶瓷颗粒35%、中制废陶瓷颗粒55%、细制废陶瓷颗粒10%；粗制废陶瓷颗粒粒径在10-20目筛之间，中制废陶瓷颗粒粒径在20-40目筛之间，细制废陶瓷颗粒粒径在40-80目筛之间；
助熔剂为长石粉与萤石粉的混合物，两者质量比为4:1；造孔剂为活性炭、无机盐和多糖，三者质量比为4:3:3；无机盐为氯化钠和氯化钾；
专用粘合剂按照质量百分比包括：65%高粘性粘土、19%糊精、16%膨润土；
（2）透水砖的制备方法：
①混料：将废陶瓷颗粒放入碾磨机中筛分至所需粒径，将细制废陶瓷颗粒、助熔剂、造孔剂及专用粘合剂按照比例放入混料机中，搅拌混合45min；加入原料总量10%水，继续搅拌混合制成水糊状；加入中制废陶瓷颗粒，搅拌，加入原料总量2%水，继续搅拌混合制成水糊状；最后加入粗制废陶瓷颗粒，搅拌，加入原料总量2%水，使得上述原料混合均匀；
②制备陶瓷透水砖层：将所述固定架1放入成型机的模具中，加入步骤①
中制备的原料，于8Mpa压制成型，再80℃干燥15min，得到初步陶瓷透水砖层；
③制备过渡层与集水层：在步骤②制备的初步陶瓷透水砖层上铺布过渡层，再铺布步骤①中制备的原料，预留集水槽501与排水管道502；继续于20Mpa压制成型，再60℃干燥45min，最后1200℃高温烧结3h，而后保温时间40min，得到粗制透水砖；
④将步骤③制备的粗制透水砖表面涂抹混凝土形成所述防护层6，加入多个瓦片叠合形成所述表层2，待其硬化后得到所述透水砖。
实施例3：本实施例提供一种利用废弃陶瓷生产的透水砖，（1）陶瓷透水砖层包括：废陶瓷颗粒75％、助熔剂5％、造孔剂10％及专业粘合剂10%；
其中，所述废陶瓷颗粒包括：粗制废陶瓷颗粒40%、中制废陶瓷颗粒50%、细制废陶瓷颗粒10%；粗制废陶瓷颗粒粒径在10-20目筛之间，中制废陶瓷颗粒粒径在20-40目筛之间，细制废陶瓷颗粒粒径在40-80目筛之间；助熔剂为长石粉与萤石粉的混合物，两者质量比为4:1；
造孔剂为活性炭、无机盐和多糖，三者质量比为4:3:3；无机盐为为氯化钠、碳酸钠、氯化钾、碳酸钾、碳酸钙和碳酸氢钙的混合物；专用粘合剂按照质量百分比包括：75%高粘性粘土、12%糊精、13%膨润土；
（2）透水砖的制备方法：
①混料：将废陶瓷颗粒放入碾磨机中筛分至所需粒径，将细制废陶瓷颗粒、助熔剂、造孔剂及专用粘合剂按照比例放入混料机中，搅拌混合60min；加入原料总量10%水，继续搅拌混合制成水糊状；加入中制废陶瓷颗粒，搅拌，加入原料总量3%水，继续搅拌混合制成水糊状；最后加入粗制废陶瓷颗粒，搅拌，加入原料总量3%水，使得上述原料混合均匀；
②制备陶瓷透水砖层：将所述固定架1放入成型机的模具中，加入步骤①
中制备的原料，于10Mpa压制成型，再100℃干燥20min，得到初步陶瓷透水砖层；
③制备过渡层与集水层：在步骤②制备的初步陶瓷透水砖层上铺布过渡层，再铺布步骤①中制备的原料，预留集水槽501与排水管道502；继续于30Mpa压制成型，再100℃干燥60min，最后1200℃高温烧结5h，而后保温时间80min，得到粗制透水砖；
④将步骤③制备的粗制透水砖表面涂抹混凝土形成所述防护层6，加入多个瓦片叠合形成所述表层2，待其硬化后得到所述透水砖。
下面通过实验证明本透水砖的性能：
按照建材行业标准（JC/T945-2005）方法对本实施例1-3制备的透水砖与现有透水砖（生产厂家：广州正格农牧服务有限公司）进行检测，其检测结果如表1所示：
由上表可看出，本实施例1-3制备的透水砖在保持与现有透水砖相近的抗折强度与抗压强度的同时，其透水系数与保水性相对于现有透水砖大大提高，透水系数分别提高了52.1%、59.5%和53.7%，保水性分别提高了55.3%、50.0%和59.1%；因此，本发明透水砖的透水透气性能较佳，同时保持较大的机械强度，能够延长本发明透水砖的使用寿命。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (6)
1.一种利用废弃陶瓷生产的透水砖，其特征在于：所述透水砖内设有固定架（1），所述固定架（1）包括架体（101）及固定板（102），所述固定板（102）与所述架体（101）固定连接，所述架体（101）穿插于所述透水砖内；所述架体（101）的相对两端设有钩体（1011）与挂耳（1012），所述钩体（1011）与挂耳（1012）均匀所述架体（101）固定连接；所述透水砖由上至下依次设有表层（2）、渗透层（3）、过渡层（4）及集水层（5），所述表层（2）、所述集水层（5）、所述过渡层（4）及所述渗透层（3）间粘合连接；所述集水层（5）内设有集水槽（501），所述集水槽（501）的周壁设有排水管道（502）；
所述钩体（1011）伸出所述透水砖本体外侧，所述透水砖远离所述钩体（1011）的一端设有一凹槽（7），所述挂耳（1012）置于所述凹槽（7）内，所述钩体（1011）能够穿过所述挂耳（1012），两者配合实现多个透水砖连接；
所述透水砖外层设有防护层（6），所述排水管道（502）穿过所述防护层（6），所述防护层（6）的材料为混凝土；
所述渗透层（3）为陶瓷透水砖层，所述陶瓷透水砖层按照重量百分比计包括以下组分：废陶瓷颗粒65-75％、助熔剂5-10％、造孔剂10-20％及专用粘合剂5-12%；所述废陶瓷颗粒按照重量百分比计包括：粗制废陶瓷颗粒30-40%、中制废陶瓷颗粒50-60%、细制废陶瓷颗粒5-15%；所述粗制废陶瓷颗粒粒径在10-20目筛之间，所述中制废陶瓷颗粒粒径在20-40目筛之间，所述细制废陶瓷颗粒粒径在40-80目筛之间；
透水砖的制备方法包括如下步骤：①混料：将废陶瓷颗粒放入碾磨机中筛分至所需粒径，将细制废陶瓷颗粒、助熔剂、造孔剂及专用粘合剂按照比例放入混料机中，搅拌混合30-60min；加入原料总量10%水，继续搅拌混合制成水糊状；加入中制废陶瓷颗粒，搅拌，加入原料总量2-3%水，继续搅拌混合制成水糊状；最后加入粗制废陶瓷颗粒，搅拌，加入原料总量1-3%水，使得上述原料混合均匀；②制备陶瓷透水砖层：将所述固定架（1）放入成型机的模具中，加入步骤①中制备的原料，于5-10Mpa压制成型，再60-100℃干燥10-20min，得到初步陶瓷透水砖层；③制备过渡层与集水层：在步骤②制备的初步陶瓷透水砖层上铺布过渡层，再铺布步骤①中制备的原料，预留集水槽（501）与排水管道（502）；继续于10-30Mpa压制成型，再60-100℃干燥30-60min，最后1200℃高温烧结2.5-5h，后保温时间20-80min，得到粗制透水砖；④将步骤③制备的粗制透水砖表面涂抹混凝土形成所述防护层（6），加入多个瓦片叠合形成所述表层（2），待其硬化后得到所述透水砖。
2.根据权利要求1所述的一种利用废弃陶瓷生产的透水砖，其特征在于，所述表层（2）为多个瓦片叠合而成，且所述瓦片间通过水泥粘合；每两所述瓦片间设有滤水缝，所述滤水缝与所述排水管道（502）连通。
3.根据权利要求2所述的一种利用废弃陶瓷生产的透水砖，其特征在于，所述助熔剂为长石粉与萤石粉的混合物，两者质量比为4:1；所述造孔剂为活性炭、无机盐和多糖，三者质量比为4:3:3；所述无机盐为氯化钠、碳酸钠、氯化钾、碳酸钾、碳酸钙、碳酸氢钙中一种或者多种的组合物。
4.根据权利要求3所述的一种利用废弃陶瓷生产的透水砖，其特征在于，所述专用粘合剂按照质量百分比包括：60-75%高粘性粘土、12-28%糊精、5-20%膨润土。
5.根据权利要求4所述的一种利用废弃陶瓷生产的透水砖，其特征在于，所述过渡层（4）为由上至下依次设有泥沙、活性炭及透水棉。
6.根据权利要求5所述的一种利用废弃陶瓷生产的透水砖，其特征在于，所述集水层（5）的材质与所述渗透层（3）的材质相同。
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