CN109206083B - 一种高耐磨透水路缘石及其制备方法 - Google Patents

一种高耐磨透水路缘石及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及路缘石及其制备技术领域，尤其涉及一种高耐磨透水路缘石及其制备方法。本发明的高耐磨透水路缘石包括以下重量份的原料组分：建筑废料80‑120份、工业废渣100‑150份、环氧树脂20‑40份、胶凝剂10‑20份、纳米碳酸钙4‑12份、石英粉3‑9份、纳米二氧化钛2‑6份、陶粒3‑10份、氧化锆4‑12份、聚乙烯醇纤维4‑10份和粘结剂5‑15份。上述高耐磨透水路缘石的制备方法包括以下步骤(1)原料粉碎、(2)筛分、(3)粉料混合、(4)粘结剂添加、(5)模具成型。本发明的高耐磨透水路缘石抗压强度好，透水率高，且制备方法工艺步骤简单，路缘石成型质量好。

Description

一种高耐磨透水路缘石及其制备方法
技术领域
本发明涉及路缘石及其制备技术领域，尤其涉及一种高耐磨透水路缘石及其制备方法。
背景技术
路缘石是设在路面与其他构造物之间的标石，比如，在城市道路的分隔带与路面之间、人行道与路面之间一般都需设路缘石，在公路的中央分隔带边缘、行车道右侧边缘或路肩外侧边缘也常需设路缘石。
现有路缘石通常有两种形式，一种为普通混凝土预制，一种为石材加工，它们均为不透水材料；此外，路缘石下的基础一般为细实混凝土，也为不透水材料。由于路面底层为厚度较大的夯实基础层，为不透水层，加之路缘石及下部基础均不透水，导致路面层内部水无法下渗，同时也无法通过路缘石及其基础排出。路面结构层以及面层与基层界面的水不能顺畅排出路面结构，是路面产生早期损害的诱因之一。因此，有必要设计一种路缘石来解决积水排出问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种高耐磨透水路缘石，抗压强度好，透水率高；本发明的另一个目的在于提供一种上述高耐磨透水路缘石的制备方法，工艺步骤简单、路缘石成品质量好。
为了实现上述目的，本发明提供了一种高耐磨透水路缘石，包括以下重量份的原料组分：建筑废料80-120份、工业废渣100-150份、环氧树脂20-40份、胶凝剂10-20份、纳米碳酸钙4-12份、石英粉3-9份、纳米二氧化钛2-6份、陶粒3-10份、氧化锆4-12份、聚乙烯醇纤维4-10份和粘结剂5-15份，其中：凝胶剂由重量份数比为3-7：3-7：2-4：2-4的高活性硅酸铝、硬脂酸钙、铝矾土、聚丙烯纤维组成；粘结剂由重量份数比为2-4：3-7：1-2：2-5：2-5的烧结刚玉、无机凝胶、玻璃纤维、碳纤维、羟丙基甲基纤维素醚组成。
进一步的，高耐磨透水路缘石包括以下重量份的原料组分：建筑废料100份、工业废渣125份、环氧树脂30份、胶凝剂15份、纳米碳酸钙8份、石英粉6份、纳米二氧化钛4份、陶粒7份、氧化锆8份、聚乙烯醇纤维7份和粘结剂10份。
进一步的，凝胶剂由重量份数比为5:5:3:3的高活性硅酸铝、硬脂酸钙、铝矾土、聚丙烯纤维组成。
进一步的，粘结剂由重量份数比为3:5:2:3:3的烧结刚玉、无机凝胶、玻璃纤维、碳纤维、羟丙基甲基纤维素醚组成。
进一步的，建筑废料和/或工业废渣的直径在2-4mm之间。
进一步的，建筑废料为混凝土废料、废玻璃、废瓷片、废大理石花岗岩碎片、或废砖瓦中的一种或多种；工业废渣为粉煤灰、赤泥、建筑垃圾、人工砂中的粉料、混凝土破碎后的粉料、尾矿砂、煤矸石、或采石场碎石屑中的一种或多种。
本发明的一种高耐磨透水路缘石，具有以下有益效果：
1、本发明的高耐磨透水路缘石，通过纳米碳酸钙的添加能够提高路缘石的刚性、韧性、光洁度以及弯曲强度；通过石英粉的添加，与纳米碳酸钙配合进一步增加了路缘石的强度；添加的纳米二氧化钛具有抗紫外线、抗菌、自洁净、抗老化性能，使得路缘石具有自净化能力；添加的陶粒具有轻质、透水、透气、保温的性能，与建筑废料、工业废渣配合形成孔隙，增加路缘石的透水性；此外，通过氧化锆的添加，增加了路缘石的耐高温、耐火性能。
2、本发明的高耐磨透水路缘石的原材料利用建筑废料、工业废渣，一方面解决了固态垃圾的问题，另一方面降低了路缘石的造价。
3、本发明的高耐磨透水路缘石添加的胶凝剂额外配置，能够提高路缘石的强度和耐硫酸盐侵蚀的能力，使得路缘石的使用寿命更长。
4、本发明的高耐磨透水路缘石添加的粘结剂额外配置，粘结强度大，可有效传递应力，阻止裂纹扩散，从而起到良好的抗裂作用。
5、本发明的高耐磨透水路缘石通过各原料组分比重的严重控制，从而使得路缘石具有较好的抗压强度，以及较高的透水率,此外耐磨性能也得到了改善，使用寿命更长，可广泛用于交通、市政、园林等行业的道路两侧，市场应用前景极好。
本发明还提供了一种上述高耐磨透水路缘石的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料粉碎：首先将建筑废料、工业废渣按照原料组分充分混合，而后加入振捣机中捣碎，得到混合物A；
(2)筛分：将步骤(1)中得到的混合物A过筛，得到混合物B；
(3)粉料混合：在步骤(2)中得到的混合物B中按照原料组分加入环氧树脂、胶凝剂、纳米碳酸钙、石英粉、纳米二氧化钛、陶粒，充分混合后加入搅拌机中高速搅拌，得到混合物C；
(4)粘结剂添加：在步骤(3)中得到的混合物C中按照原料组分加入氧化锆、聚乙烯醇纤维和粘结剂，充分混合后加入混炼机中混炼，缓慢冷却后得到混合物D；
(5)模具成型：将步骤(4)中得到的混合物D加入制作模具中，加压加温反应后脱模，即得到透水路缘石。
进一步的，步骤(3)中，搅拌机高速搅拌的转速在4000-6000转/分之间，搅拌时间在30-40分钟之间。
进一步的，步骤(4)中，混炼机的混炼温度在180-220摄氏度之间，混炼时间在40-70分钟之间。
进一步的，步骤(5)中，加压加温的压力设置在1.2-1.5兆帕之间，温度设置在280-320摄氏度之间，加温加压反应时间在2-4小时之间。
本发明的高耐磨透水路缘石的制备方法，配合路缘石原料的选用，严格控制搅拌机的搅拌速度及时间，使得原料的搅拌更加充分均匀；严格控制混炼机的混炼温度及时间，从而保证了各组分的结合/融合效果，使得各组分能够更好的相互配合，协同发挥更优异的性能，共同作用提升路缘石的综合性能；严格控制模具成型的温度、压力及反应时间，进一步保证了路缘石的最终成型质量，且使得路缘石的性能更加稳定、外观更加光滑。本发明的高耐磨透水路缘石的制备方法制备工艺简单、原料利用率高、且路缘石的成品质量好。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种高耐磨透水路缘石，包括以下重量份的原料组分：建筑废料80份、工业废渣100份、环氧树脂20份、胶凝剂10份、纳米碳酸钙4份、石英粉3份、纳米二氧化钛2份、陶粒3份、氧化锆4份、聚乙烯醇纤维4份和粘结剂5份，其中：
凝胶剂由重量份数比为3:3:2:2的高活性硅酸铝、硬脂酸钙、铝矾土、聚丙烯纤维组成；
粘结剂由重量份数比为2:3:1:2:2的烧结刚玉、无机凝胶、玻璃纤维、碳纤维、羟丙基甲基纤维素醚组成。
本实施例的高耐磨透水路缘石的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料粉碎：首先将建筑废料、工业废渣按照原料组分充分混合，而后加入振捣机中捣碎，得到混合物A；
(2)筛分：将步骤(1)中得到的混合物A过筛，得到混合物B；
(3)粉料混合：在步骤(2)中得到的混合物B中按照原料组分加入环氧树脂、胶凝剂、纳米碳酸钙、石英粉、纳米二氧化钛、陶粒，充分混合后加入搅拌机中高速搅拌，得到混合物C，其中：搅拌机高速搅拌的转速为4000转/分，搅拌时间为30分钟；
(4)粘结剂添加：在步骤(3)中得到的混合物C中按照原料组分加入氧化锆、聚乙烯醇纤维和粘结剂，充分混合后加入混炼机中混炼，缓慢冷却后得到混合物D，其中：混炼机的混炼温度为180摄氏度，混炼时间为40分钟；
(5)模具成型：将步骤(4)中得到的混合物D加入制作模具中，加压加温反应后脱模，即得到透水路缘石，其中：加压加温的压力设置为1.2兆帕，温度设置为280摄氏度，加温加压反应时间为2小时。
实施例2
一种高耐磨透水路缘石，包括以下重量份的原料组分：建筑废料120份、工业废渣150份、环氧树脂40份、胶凝剂20份、纳米碳酸钙12份、石英粉9份、纳米二氧化钛6份、陶粒10份、氧化锆12份、聚乙烯醇纤维10份和粘结剂15份，其中：
凝胶剂由重量份数比为7:7:4:4的高活性硅酸铝、硬脂酸钙、铝矾土、聚丙烯纤维组成；
粘结剂由重量份数比为4:7:2:5:5的烧结刚玉、无机凝胶、玻璃纤维、碳纤维、羟丙基甲基纤维素醚组成。
本实施例的高耐磨透水路缘石的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料粉碎：首先将建筑废料、工业废渣按照原料组分充分混合，而后加入振捣机中捣碎，得到混合物A；
(2)筛分：将步骤(1)中得到的混合物A过筛，得到混合物B；
(3)粉料混合：在步骤(2)中得到的混合物B中按照原料组分加入环氧树脂、胶凝剂、纳米碳酸钙、石英粉、纳米二氧化钛、陶粒，充分混合后加入搅拌机中高速搅拌，得到混合物C，其中：搅拌机高速搅拌的转速为6000转/分，搅拌时间为40分钟；
(4)粘结剂添加：在步骤(3)中得到的混合物C中按照原料组分加入氧化锆、聚乙烯醇纤维和粘结剂，充分混合后加入混炼机中混炼，缓慢冷却后得到混合物D，其中：混炼机的混炼温度为220摄氏度，混炼时间为70分钟；
(5)模具成型：将步骤(4)中得到的混合物D加入制作模具中，加压加温反应后脱模，即得到透水路缘石，其中：加压加温的压力设置为1.5兆帕，温度设置为320摄氏度，加温加压反应时间为4小时。
实施例3
一种高耐磨透水路缘石，包括以下重量份的原料组分：建筑废料90份、工业废渣110份、环氧树脂25份、胶凝剂12份、纳米碳酸钙5份、石英粉4份、纳米二氧化钛3份、陶粒4份、氧化锆5份、聚乙烯醇纤维5份和粘结剂6份，其中：
凝胶剂由重量份数比为5:5:3:3的高活性硅酸铝、硬脂酸钙、铝矾土、聚丙烯纤维组成；
粘结剂由重量份数比为3:5:1:3:3的烧结刚玉、无机凝胶、玻璃纤维、碳纤维、羟丙基甲基纤维素醚组成。
本实施例的高耐磨透水路缘石的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料粉碎：首先将建筑废料、工业废渣按照原料组分充分混合，而后加入振捣机中捣碎，得到混合物A；
(2)筛分：将步骤(1)中得到的混合物A过筛，得到混合物B；
(3)粉料混合：在步骤(2)中得到的混合物B中按照原料组分加入环氧树脂、胶凝剂、纳米碳酸钙、石英粉、纳米二氧化钛、陶粒，充分混合后加入搅拌机中高速搅拌，得到混合物C，其中：搅拌机高速搅拌的转速为4200转/分，搅拌时间为32分钟；
(4)粘结剂添加：在步骤(3)中得到的混合物C中按照原料组分加入氧化锆、聚乙烯醇纤维和粘结剂，充分混合后加入混炼机中混炼，缓慢冷却后得到混合物D，其中：混炼机的混炼温度为190摄氏度，混炼时间为45分钟；
(5)模具成型：将步骤(4)中得到的混合物D加入制作模具中，加压加温反应后脱模，即得到透水路缘石，其中：加压加温的压力设置为1.3兆帕，温度设置为290摄氏度，加温加压反应时间为2小时。
实施例4
一种高耐磨透水路缘石，包括以下重量份的原料组分：建筑废料110份、工业废渣140份、环氧树脂35份、胶凝剂18份、纳米碳酸钙10份、石英粉8份、纳米二氧化钛5份、陶粒9份、氧化锆10份、聚乙烯醇纤维9份和粘结剂12份，其中：
凝胶剂由重量份数比为4:4:2:2的高活性硅酸铝、硬脂酸钙、铝矾土、聚丙烯纤维组成；
粘结剂由重量份数比为3:5:2:3:3的烧结刚玉、无机凝胶、玻璃纤维、碳纤维、羟丙基甲基纤维素醚组成。
本实施例的高耐磨透水路缘石的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料粉碎：首先将建筑废料、工业废渣按照原料组分充分混合，而后加入振捣机中捣碎，得到混合物A；
(2)筛分：将步骤(1)中得到的混合物A过筛，得到混合物B；
(3)粉料混合：在步骤(2)中得到的混合物B中按照原料组分加入环氧树脂、胶凝剂、纳米碳酸钙、石英粉、纳米二氧化钛、陶粒，充分混合后加入搅拌机中高速搅拌，得到混合物C，其中：搅拌机高速搅拌的转速为4400转/分，搅拌时间为34分钟；
(4)粘结剂添加：在步骤(3)中得到的混合物C中按照原料组分加入氧化锆、聚乙烯醇纤维和粘结剂，充分混合后加入混炼机中混炼，缓慢冷却后得到混合物D，其中：混炼机的混炼温度为190摄氏度，混炼时间为50分钟；
(5)模具成型：将步骤(4)中得到的混合物D加入制作模具中，加压加温反应后脱模，即得到透水路缘石，其中：加压加温的压力设置为1.4兆帕，温度设置为295摄氏度，加温加压反应时间为4小时。
实施例5
一种高耐磨透水路缘石，包括以下重量份的原料组分：建筑废料105份、工业废渣135份、环氧树脂32份、胶凝剂16份、纳米碳酸钙7份、石英粉4份、纳米二氧化钛5份、陶粒5份、氧化锆11份、聚乙烯醇纤维6份和粘结剂8份，其中：
凝胶剂由重量份数比为5:5:3:3的高活性硅酸铝、硬脂酸钙、铝矾土、聚丙烯纤维组成；
粘结剂由重量份数比为3:5:2:3:3的烧结刚玉、无机凝胶、玻璃纤维、碳纤维、羟丙基甲基纤维素醚组成。
本实施例的高耐磨透水路缘石的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料粉碎：首先将建筑废料、工业废渣按照原料组分充分混合，而后加入振捣机中捣碎，得到混合物A；
(2)筛分：将步骤(1)中得到的混合物A过筛，得到混合物B；
(3)粉料混合：在步骤(2)中得到的混合物B中按照原料组分加入环氧树脂、胶凝剂、纳米碳酸钙、石英粉、纳米二氧化钛、陶粒，充分混合后加入搅拌机中高速搅拌，得到混合物C，其中：搅拌机高速搅拌的转速为4600转/分，搅拌时间为34分钟；
(4)粘结剂添加：在步骤(3)中得到的混合物C中按照原料组分加入氧化锆、聚乙烯醇纤维和粘结剂，充分混合后加入混炼机中混炼，缓慢冷却后得到混合物D，其中：混炼机的混炼温度为205摄氏度，混炼时间为58分钟；
(5)模具成型：将步骤(4)中得到的混合物D加入制作模具中，加压加温反应后脱模，即得到透水路缘石，其中：加压加温的压力设置为1.3兆帕，温度设置为305摄氏度，加温加压反应时间为4小时。
实施例6
一种高耐磨透水路缘石，包括以下重量份的原料组分：建筑废料100份、工业废渣125份、环氧树脂30份、胶凝剂15份、纳米碳酸钙8份、石英粉6份、纳米二氧化钛4份、陶粒7份、氧化锆8份、聚乙烯醇纤维7份和粘结剂10份，其中：
凝胶剂由重量份数比为5:4:3:3的高活性硅酸铝、硬脂酸钙、铝矾土、聚丙烯纤维组成；
粘结剂由重量份数比为3:5:2:3:3的烧结刚玉、无机凝胶、玻璃纤维、碳纤维、羟丙基甲基纤维素醚组成。
本实施例的高耐磨透水路缘石的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料粉碎：首先将建筑废料、工业废渣按照原料组分充分混合，而后加入振捣机中捣碎，得到混合物A；
(2)筛分：将步骤(1)中得到的混合物A过筛，得到混合物B；
(3)粉料混合：在步骤(2)中得到的混合物B中按照原料组分加入环氧树脂、胶凝剂、纳米碳酸钙、石英粉、纳米二氧化钛、陶粒，充分混合后加入搅拌机中高速搅拌，得到混合物C，其中：搅拌机高速搅拌的转速为5000转/分，搅拌时间为35分钟；
(4)粘结剂添加：在步骤(3)中得到的混合物C中按照原料组分加入氧化锆、聚乙烯醇纤维和粘结剂，充分混合后加入混炼机中混炼，缓慢冷却后得到混合物D，其中：混炼机的混炼温度为200摄氏度，混炼时间为55分钟；
(5)模具成型：将步骤(4)中得到的混合物D加入制作模具中，加压加温反应后脱模，即得到透水路缘石，其中：加压加温的压力设置为1.3兆帕，温度设置为300摄氏度，加温加压反应时间为3小时。
本发明各实施例制得的高耐磨透水路缘石进行抗压强度、透水实验，得到的实验数据如下表：
Figure BDA0001819105110000081
Figure BDA0001819105110000091
现有技术的路缘石的抗压强度大约为42-43Mpa，透水率大约为1.80-1.85mm/s；由以上实验数据可知，本发明的高耐磨透水路缘石相对于现有技术其抗压强度提高了20％-30％，其透水率提高了21％-45％，抗压强度以及透水率均得到了较大的改善。
本发明的高耐磨透水路缘石各原料组分相互配合且严格把控各组分的配比，从而提高了路缘石的抗压强度、透水率，以及耐磨性能，且具有一定的自洁功能，路缘石使用寿命更长，此外制造成本较低。本发明的高耐磨透水路缘石的制备方法制备工艺简单、根据原料性能严格把控各工艺参数，从而保证了路缘石的最终成品质量。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (6)

1.一种高耐磨透水路缘石，其特征在于，包括以下重量份的原料组分：
建筑废料80-120份、工业废渣100-150份、环氧树脂20-40份、胶凝剂10-20份、纳米碳酸钙4-12份、石英粉3-9份、纳米二氧化钛2-6份、陶粒3-10份、氧化锆4-12份、聚乙烯醇纤维4-10份和粘结剂5-15份，其中：
所述胶凝剂由重量份数比为3-7：3-7：2-4：2-4的高活性硅酸铝、硬脂酸钙、铝矾土、聚丙烯纤维组成；
所述粘结剂由重量份数比为2-4：3-7：1-2：2-5：2-5的烧结刚玉、无机凝胶、玻璃纤维、碳纤维、羟丙基甲基纤维素醚组成；
所述高耐磨透水路缘石的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料粉碎：首先将建筑废料、工业废渣按照原料组分充分混合，而后加入振捣机中捣碎，得到混合物A；
(2)筛分：将步骤(1)中得到的混合物A过筛，得到混合物B；
(3)粉料混合：在步骤(2)中得到的混合物B中按照原料组分加入环氧树脂、胶凝剂、纳米碳酸钙、石英粉、纳米二氧化钛、陶粒，充分混合后加入搅拌机中高速搅拌，得到混合物C；
(4)粘结剂添加：在步骤(3)中得到的混合物C中按照原料组分加入氧化锆、聚乙烯醇纤维和粘结剂，充分混合后加入混炼机中混炼，缓慢冷却后得到混合物D；
(5)模具成型：将步骤(4)中得到的混合物D加入制作模具中，加压加温反应后脱模，即得到透水路缘石；
步骤(3)中，搅拌机高速搅拌的转速在4000-6000转/分之间，搅拌时间在30-40分钟之间；
步骤(4)中，混炼机的混炼温度在180-220摄氏度之间，混炼时间在40-70分钟之间；
步骤(5)中，加压加温的压力设置在1.2-1.5兆帕之间，温度设置在280-320摄氏度之间，加温加压反应时间在2-4小时之间。
2.根据权利要求1所述的高耐磨透水路缘石，其特征在于，包括以下重量份的原料组分：
建筑废料100份、工业废渣125份、环氧树脂30份、胶凝剂15份、纳米碳酸钙8份、石英粉6份、纳米二氧化钛4份、陶粒7份、氧化锆8份、聚乙烯醇纤维7份和粘结剂10份。
3.根据权利要求1所述的高耐磨透水路缘石，其特征在于：
所述胶凝剂由重量份数比为5:5:3:3的高活性硅酸铝、硬脂酸钙、铝矾土、聚丙烯纤维组成。
4.根据权利要求1所述的高耐磨透水路缘石，其特征在于：
所述粘结剂由重量份数比为3:5:2:3:3的烧结刚玉、无机凝胶、玻璃纤维、碳纤维、羟丙基甲基纤维素醚组成。
5.根据权利要求1所述的高耐磨透水路缘石，其特征在于，所述建筑废料和/或所述工业废渣的直径在2-4mm之间。
6.根据权利要求1所述的高耐磨透水路缘石，其特征在于：
所述建筑废料为混凝土废料、废玻璃、废瓷片、废大理石花岗岩碎片或废砖瓦中的一种或多种；
所述工业废渣为粉煤灰、赤泥、建筑垃圾、人工砂中的粉料、尾矿砂、煤矸石或采石场碎石屑中的一种或多种。
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