CN109440563A - 基于建筑垃圾粉碎料的通孔透水砖及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于建筑垃圾粉碎料的通孔透水砖及其制作方法，通孔透水砖由贯穿于砖体上下面的通孔管和砖体构成，所述通孔管为圆台状空心管，将通孔管筒预先固定在制砖模具内再用建筑垃圾制作的混凝土浇筑到制砖模具，振捣、养护，达到强度后拆模，留在砖体内的通孔管成为透水孔道；该通孔透水砖充分利用了建筑垃圾制作的密实混凝土的强度，保证了砖体的强度；还利用了砖体内上小下大的通孔管作为透水通道，既有效的保证了透水砖的通孔率，又大大降低了粉尘在通孔管壁的沉积，进而避免了透水通道的堵塞，防止透水砖内产生积水问题，从而避免了透水砖的冻胀破坏。该发明可广泛应用于市政工程，具有极高的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明专利涉及固体废弃物利用及市政道路领域，特别是一种基于建筑垃圾粉碎料的通孔透水砖及制作通孔透水砖的方法。
背景技术
建筑垃圾主要是指在建设施工或者拆除过程中产生的废弃混凝土，废弃砖瓦，以及废弃的装修材料等。这些建筑垃圾不仅影响市容、占用土地，且污染环境；目前，建筑垃圾再利用的主要方向是代替天然骨料用于建筑产品。其中，建筑垃圾应用于透水砖是一种新的应用和尝试，一种比较简单的方法是将建筑垃圾粉碎料配成透水混凝土，直接压制成混凝土透水砖。由于透水混凝土是依靠骨料之间的间隙透水，故透水混凝土的强度会比密实混凝土强度低很多，而用建筑垃圾粉碎料制备的再生骨料强度较天然骨料低，其强度较天然骨料制作的透水砖低很多。一般情况下透水混凝土的透水系数越大其抗压强度越低，为满足透水砖强度和透水性之间的要求，通常采用两种方法。一种方法是在配比中加入强度增强剂，这会提高制砖成本。另一种方法是在砖表面设置透水面层，其基层为密实基体内采用插拔成孔方式设置透水孔道，但透水面层采用透水混凝土制作，其透水为仍为骨料间孔隙透水，透水孔隙通道曲折且多为不连通孔隙，这一方面极易造成孔隙被路面污染物沉积阻塞，从而降低了透水效率，另一方面曲折的透水通道容易在砖体内产生积水，这在寒冷地区容易使砖产生冻胀破坏；而基层采用插拔成孔这种成孔工艺，一般要求制砖混合料较干即流动度较小，而混合料较干的话并不利于砖体强度的增长，且这种机械式成孔，在插拔时将会对孔道造成损伤，从而影响其力学性能。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明提出一种基于建筑垃圾粉碎料的通孔透水砖及制作方法，用该方法制作出来的通孔透水砖，在有较优的强度的基础上具有较好的透水性。用建筑垃圾粉碎制作的密实混凝土作为砖体，来解决透水砖抗压强度不足的问题，通孔透水砖内设置透水孔道解决其透水性，且透水孔道沿砖厚度方向上孔径逐渐扩大，这有利于防止孔隙堵塞，从而避免在通孔透水砖内产生积水，消除了通孔透水砖在寒冷天气时易产生冻胀的不利影响。其透水孔道是通过在制砖模具内预埋通孔管形成，一方面解决制砖混合料流动度对成孔工艺的影响，另一方面解决插拔成孔过程中对通孔透水砖带来的损害。
为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：一种通孔透水砖，由用建筑垃圾粉碎料制作的密实混凝土制成砖体，砖体内设有贯穿于上下表面的透水通道。
所述透水通道由预埋通孔管实现，通孔管为空心圆台状，端部孔径为底部孔径的1/2-1/3，通孔管长度与砖厚度一致，通孔管直径可取2mm-12mm。
所述通孔管可用亲水性材料制得。
一种通孔透水砖的制砖模具，由纵向侧板，横向侧板，底板，蝶形螺母，U型夹片，螺栓杆组成；两块纵向侧板平行卡固在底板两侧，两块横向侧板平行卡固在两纵向侧板之间，定位栓杆穿过通孔管和两纵向侧板中部相对应的通孔，将通孔管固定于两纵向侧板之间，两个U型夹片置于底板底部，螺栓杆穿过U型夹片和两块纵向侧板侧边相对应的通孔，蝶形螺母紧固于螺栓杆两端，将制砖模具各部分紧固为一整体。
所述纵向侧板中部设有供定位栓杆穿过的通孔，纵向侧板中部的通孔孔径小于通孔管最小孔径，侧边设有供螺栓杆穿过的通孔，底部设有凸起。
所述底板，两侧设有与纵向侧板底部凸起向契合的凹槽，底部设有与U型夹片相契合的定位槽。
所述定位栓杆，两端部设有螺纹，螺纹之间设有铁片、橡胶块1、橡胶块2，铁片固定在定位栓杆上，橡胶块1位于铁片与橡胶块2之间，橡胶块1、橡胶块2可在定位栓杆上滑动。所述铁片直径小于纵向侧板通孔孔径，所述橡胶块1、橡胶块2为圆台状，橡胶块1、橡胶块2的母线斜率与空心圆台状通孔管母线斜率一致，橡胶块2最小直径大于橡胶块1最大直径，橡胶块1最小直径大于通孔管最小孔径，橡胶块1、橡胶块2中部设有通孔，其通孔孔径略小于定位栓杆直径，使橡胶块1、橡胶块2与通孔管定位栓杆有一定的握裹力。
所述定位栓杆直径小于纵向侧板上通孔直径，且定位栓杆长度大于底板最大宽度。
一种通孔透水砖的模具制作通孔透水砖的方法：
(a)将定位栓杆从通孔管大孔径侧推进去，直到使橡胶块1、橡胶块2均与通孔管相卡固时，将定位栓杆一段穿过纵向侧板中部的通孔，并用蝶形螺母固定，按上述方法依次固定好通孔透水砖内的通孔管于纵向侧板通孔处；
(b)将带有固定好通孔管的纵向侧板卡固在底板一侧，参见附图4。将另一块纵向侧板卡固在底板另外一侧，并使定位栓杆贯穿两纵向侧板相对的通孔，此时将定位栓杆另外一端用蝶形螺母固定于另外一块纵向侧板外侧，参见附图7；
(c)两块横向侧板卡固于两纵向侧板之间；
(d)随后将底板穿过两U型夹片，使U型夹片卡固于底板底部的定位槽内，将螺栓杆穿过U型夹片，以及两块纵向侧板侧边相对应的孔道，并在螺栓杆两端用蝶形螺母固定，使制砖模具各部分连结紧固，参见附图8；
(e)用建筑垃圾粉碎料配置好的混凝土，浇入制砖模具内，养护一天后，先将两端的U型夹片卸下，卸去定位栓杆两端蝶形螺母，将两纵向侧板从通孔透水砖侧移开，随后从通孔管大孔径侧抽出定位栓杆，将通孔透水砖从底板上端出；
(f)最后养护成通孔透水砖。
本发明工作机理：
传统做法是用透水混凝土制备透水砖，其透水性是依靠采用开级配的骨料，利用骨料与骨料之间形成孔隙来透水，一方面这种骨料孔隙型结构，会大大降低混凝土的强度，另一方面骨料间的孔隙往往会形成一些曲折的孔隙通道，有的孔隙甚至为无法贯通上下表面的无效孔隙，这不仅造成孔隙利用率不高,而且曲折的透水通道易造成灰尘和水淤积在孔隙内，从而降低其透水效率，甚至在寒冷地区淤积在砖体内的水容易引发砖体的冻胀破坏。而用建筑垃圾粉碎料制备的再生骨料强度较天然骨料低，故若用建筑垃圾粉碎来制备这种骨料孔隙型透水砖其强度会大大降低。
通孔透水砖制砖模具制备出来的通孔透水砖，通过用建筑垃圾粉碎料制备强度较高的密实混凝土作为砖体，为透水砖提供足够的抗压强度。在通孔透水砖内设置上下贯通的孔道，避免了无效孔隙的形成，提高了透水效率，且透水孔道通直沿砖厚度方向上孔径逐渐扩大，这避免了灰尘和水淤积在孔道内，从而降低了孔隙被堵塞和在寒冷天气时通孔透水砖遭受冻融破坏的风险。
制砖过程中一般需要进行振动，这将导致沿模具竖直方向上砖体的密实度不均，此时若将成型面作为受压面，其砖体的破坏将以最薄弱密实度层破坏为破坏标准。本发明通孔透水砖制砖模具制备出来的通孔透水砖，以砖体侧面作为成型面，其砖体受压面与成型面垂直，此时通孔透水砖砖体受压，其强度高的密实度层会替薄弱密实度层分担部分荷载，故不以成型面作为受压面的通孔透水砖强度相较于受压面成型的透水砖高。
插拔成孔这种成孔工艺，一般要求制砖混合料较干即流动度较小，而较干的混合料不利于其强度的增长，且机械式成孔工艺在插拔过程中对孔道会造成损伤，从而影响其力学性能。通孔透水砖制砖模具制备出来的通孔透水砖，其成孔是通过在制砖模具内预埋通孔管实现的，不受制砖混合料流动度的影响，且此种成孔工艺不会对孔壁造成损害，通过控制通孔管的孔径使成孔的孔径也得到了很好的保证。
定位栓杆上的橡胶块1、橡胶块2使定位栓杆居中于通孔管内，由于纵向侧板中部通孔孔径小于通孔管孔径，这避免了纵向侧板中部通孔处的漏浆。
本发明具有如下的技术优点：
1.本发明采用了以建筑垃圾粉碎料为原料制备的通孔透水砖，实现了建筑垃圾的资源化。
2.采用密实的混凝土作为砖体，为通孔透水砖提供了足够的抗压强度。
3.在通孔透水砖内设置贯通透水孔道，提高了透水效率。
4.透水孔道沿砖厚度方向上孔径逐渐扩大，降低透水通道被污染物堵塞概率和在寒冷天气时砖体遭受冻融破坏的风险。
5.通过在制砖模具内预埋通孔管形成通孔，这种成孔工艺不会对孔壁造成损害，且不受制砖混合料流动度的影响，控制通孔管的孔径使成孔的孔径也得到了很好的保证。
6.可根据不同的通孔管孔径，在定位栓杆上替换合适的橡胶块1、橡胶块2。
附图说明
附图1纵向侧板示意图；
附图2横向侧板示意图；
附图3底板示意图；
附图4模具拼装步骤1示意图；
附图5定位栓杆结构示意图；
附图6定位栓杆与通孔管相对位置剖面示意图；
附图7模具拼装步骤2示意图；
附图8模具拼装步骤3示意图；
附图9U型夹片示意图；
附图10通孔透水砖浇筑图；
附图11通孔透水砖剖面图；
图中1——制砖模具；1-1——纵向侧板；1-2——横向侧板；1-3——底板；1-4——蝶形螺母；1-5——U型夹片；1-6—螺栓杆；2——通孔管；3——定位栓杆；3-1—铁片；3-2—橡胶块1；3-3—橡胶块2；4——砖体；
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
通孔透水砖浇筑：
(a)将定位栓杆从通孔管大孔径侧推进去，直到使橡胶块1、橡胶块2均与通孔管相卡固时，将定位栓杆一段穿过纵向侧板中部的通孔，并用蝶形螺母固定，按上述方法依次固定好通孔透水砖内的通孔管于纵向侧板通孔处；
(b)将带有固定好通孔管的纵向侧板卡固在底板一侧，参见附图4；将另一块纵向侧板卡固在底板另外一侧，并使定位栓杆贯穿两纵向侧板相对的通孔，此时将定位栓杆另外一端用蝶形螺母固定于另外一块纵向侧板外侧，参见附图7；
(c)两块横向侧板卡固于两纵向侧板之间；
(d)随后将底板穿过两U型夹片，使U型夹片卡固于底板底部的定位槽内，将螺栓杆穿过U型夹片，以及两块纵向侧板侧边相对应的孔道，并在螺栓杆两端用蝶形螺母固定，使制砖模具各部分连结紧固，参见附图8；
(e)按重量份数称取原料：0-2.36mm建筑垃圾粉碎料100份，水泥25份，水5份，减水剂0.25份；
(f)将原料按上述重量份配成密实且流动度高的混凝土，浇入拼装好的模具内，参见附图10，振动30s，将成型面抹平，放在室内养护一天。
脱模：
a)养护一天后，先将两端的U型夹片卸下，卸去定位栓杆两端蝶形螺母，将两纵向侧板从砖侧移开，随后从通孔管大孔径侧抽出定位栓杆，通孔管留在通孔透水砖内形成透水通道。
b)将制作好的通孔透水砖放入温度20±2℃,相对湿度95％以上的标准养护室中养护至28天标准龄期。
Claims (7)
1.一种基于建筑垃圾粉碎料的通孔透水砖，其特征在于，所述通孔透水砖包括贯穿于通孔透水砖体上下表面的通孔管(2)和砖体(4)，通孔管(2)预先固定在制砖模具(1)内，在制砖模具(1)内浇筑采用建筑垃圾粉碎料制成的混凝土，凝固后形成砖体(4)。
2.根据权利要求1所述的一种基于建筑垃圾粉碎料的通孔透水砖，其特征在于所述通孔管(2)为空心圆台状，顶面孔径为底面孔径的1/2-1/3，通孔管(2)长度为砖体厚度。
3.根据权利要求1所述的一种基于建筑垃圾粉碎料的通孔透水砖及制作方法，其特征在于，所述制砖模具(1)由纵向侧板(1-1)，横向侧板(1-2)，底板(1-3)，蝶形螺母(1-4)，U型夹片(1-5)，螺栓杆(1-6)组成；两块纵向侧板(1-1)平行卡固在底板(1-3)两侧，两块横向侧板(1-2)平行卡固在两纵向侧板(1-1)之间，定位栓杆(3)穿过通孔管(2)和两纵向侧板(1-1)中部相对应的通孔，将通孔管(2)固定于两纵向侧板(1-1)之间，两个U型夹片(1-5)置于底板(1-3)底部，螺栓杆(1-6)穿过U型夹片(1-5)和两块纵向侧板(1-1)侧边相对应的通孔，蝶形螺母(1-4)紧固于螺栓杆(1-6)两端，将制砖模具(1)各部分紧固为一整体。
4.根据权利要求3所述的一种基于建筑垃圾粉碎料的通孔透水砖及制作方法，其特征在于，所述纵向侧板(1-1)中部设有供定位栓杆(3)穿过的通孔，纵向侧板(1-1)中部的通孔孔径小于通孔管(2)最小孔径，侧边设有供螺栓杆(1-6)穿过的通孔，底部设有凸起。
5.根据权利要求3所述的一种基于建筑垃圾粉碎料的通孔透水砖及制作方法，其特征在于，所述底板(1-3)，两侧设有与纵向侧板(1-1)底部凸起向契合的凹槽，底部设有与U型夹片(1-5)相契合的定位槽。
6.根据权利要求3所述的一种基于建筑垃圾粉碎料的通孔透水砖及制作方法，其特征在于，所述定位栓杆(3)，两端部设有螺纹，两螺纹之间设有铁片(3-1)、橡胶块1(3-2)、橡胶块2(3-3)，铁片(3-1)固定在定位栓杆(3)上，橡胶块1(3-2)位于铁片(3-1)与橡胶块2(3-3)之间，橡胶块1(3-2)、橡胶块2(3-3)可在定位栓杆(3)上滑动。所述铁片(3-1)直径小于纵向侧板(1-1)通孔孔径，所述橡胶块1(3-2)、橡胶块2(3-3)均为圆台状，橡胶块1(3-2)、橡胶块2(3-3)的母线斜率与空心圆台状通孔管(2)母线斜率一致，橡胶块2(3-3)最小直径大于橡胶块1(3-2)的最大直径，橡胶块1(3-2)最小直径大于通孔管(2)最小孔径，橡胶块1(3-2)、橡胶块2(3-3)中部设有一个通孔，其通孔孔径略小于定位栓杆(3)直径。
7.根据权利要求3所述的一种基于建筑垃圾粉碎料的通孔透水砖及制作方法，其特征在于它按下列步骤进行：
(a)将定位栓杆(3)从通孔管(2)大孔径侧推进去，直到使橡胶块1(3-2)、橡胶块2(3-3)均与通孔管(2)相卡固时，将定位栓杆(3)一段穿过纵向侧板(1-1)中部的通孔，并用蝶形螺母(1-4)固定，按上述方法依次固定好通孔透水砖内的通孔管(2)于纵向侧板(1-1)通孔处；
(b)将带有固定好通孔管(2)的纵向侧板(1-1)卡固在底板(1-3)一侧，将另一块纵向侧板(1-1)卡固在底板(1-3)另外一侧，并使定位栓杆(3)贯穿两纵向侧板(1-1)相对的通孔，此时将定位栓杆(3)另外一端用蝶形螺母(1-4)固定于另外一块纵向侧板(1-1)外侧；
(c)两块横向侧板(1-2)卡固于两纵向侧板(1-1)之间；
(d)随后将底板(1-3)穿过两U型夹片(1-5)，使U型夹片(1-5)卡固于底板(1-3)底部的定位槽内，将螺栓杆(1-6)穿过U型夹片(1-5)，以及两块纵向侧板(1-1)侧边相对应的孔道，并在螺栓杆(1-6)两端用蝶形螺母(1-4)固定，使制砖模具(1)各部分连结紧固；
(e)用建筑垃圾粉碎料配置好的混凝土，浇入制砖模具(1)内，养护一天后，先将两端的U型夹片(1-5)卸下，卸去定位栓杆(3)两端蝶形螺母(1-4)，将两纵向侧板(1-2)从通孔透水砖侧移开，随后从通孔管(2)大孔径侧抽出定位栓杆(3)，将通孔透水砖从底板(1-3)上端出；
(f)最后养护成通孔透水砖。
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