CN110171943A - 一种海绵城市人行道透水砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种海绵城市人行道透水砖及其制备方法，该透水砖包括透水砖实心上表层和透水砖带孔主体，透水砖实心上表层由第一骨料、第一粘接剂和水为原料，第一骨料为粒径3mm‑4mm，第一骨料中由矿渣、废碎砖块和碎石组成，透水砖带孔主体由第二骨料、第二粘接剂和水为原料，第二骨料为粒径3mm‑7mm，第二骨料由碎石、卵石和废碎砖块组成，本发明还提供了该透水砖的制备方法，本发明利用矿渣和废碎砖块生产透水砖，既减少废料堆环境的污染，又实现了海绵城市的水循环。

Description

一种海绵城市人行道透水砖及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种海绵城市人行道透水砖及其制备方法。

背景技术

目前，随着经济的发展，城市现代化建设步伐的加快，大多数城市相继出现地下水资源匮乏、热岛效应等，研究发现，这些问题都与城市建设中自然土壤植被不断被建筑物及各种不透水底面覆盖有关，国内许多城市的不透水地面比例已超过70％，改变了原有的天然地面可渗透性的属性，极大的破坏了生态环境，特别是对于雨水较多的城市，如果地面采用水泥、柏油、大理石等非透水性材质铺设地面，在下雨时，不透水地砖完全阻止了雨水直接渗透入地，满地积水使人们的出行变得很不方便，造成宝贵的水资源浪费，加重了城市排水设施的负担，雨水的大量流失进一步加重城市的干旱、缺水问题。

透水砖是一种内部具有大量连通孔隙的路面砖，由于其具有很高的孔隙率，降水可以通过本身与地下铺垫层相通的渗水路径渗入下部土壤，对于地下水资源的补充具有重要的作用，使海绵城市建设的重要一环，现有一种透水砖下侧为透水砖带孔主体12，进行透水，上侧为带有孔隙的骨料制成的透水砖实心上表层11，并且现有技术的透水砖主要采用陶瓷，陶瓷透水砖要采用大量的矿土资源，原料的开采造成对环境的破坏，生产效率低，环保投入大，一次性投资规模大；而我国是工业大国，会在工业生产中产生各种矿渣及废碎砖块等废弃物，若这些废弃物得不到合理的处理和利用，就会对环境造成影响，因此我们就可以利用矿渣和废碎砖块来生产透水砖。

发明内容

本发明的目的是：旨在提供一种海绵城市人行道透水砖及其制备方法，以利用矿渣和废碎砖块生产透水砖，减少环境污染，实现海绵城市的水循环。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种海绵城市人行道透水砖，包括透水砖实心上表层和透水砖带孔主体，其特征在于：所述透水砖实心上表层由第一骨料、第一粘接剂和水为原料，所述第一骨料中由矿渣、废碎砖块和碎石组成，所述第一骨料为粒径3mm-4mm，所述第一粘接剂由水泥、粉煤灰以及硼砂构成，所述透水砖带孔主体由第二骨料、第二粘接剂和水为原料，所述第二骨料由碎石、卵石和废碎砖块组成，所述第二骨料为粒径3mm-7mm，所述第二粘接剂由水泥、粉煤灰以及硼砂构成。

采用本发明技术方案，选用多孔隙的矿渣，使透水砖实心上表层能够透水；通过采用粒径为3mm-4mm的细颗粒第一骨料作为透水砖实心上表层的主要原料，可使透水砖表面更加平整，且若遇行人摔倒，也不会使行人皮肤大面积擦伤；第一粘接剂和第二粘接剂均加入硼砂，可作为缓凝剂，可使透水砖实心上表层与透水砖带孔主体一定时间内保持塑性，调节透水砖实心上表层和透水砖带孔主体的凝结时间。

进一步限定，所述第一骨料中各组分按重量份数计，包括矿渣10份、废碎砖块8份和碎石3-5份；所述第二骨料中各组分按重量份数计，包括碎石10份、卵石5-7份和废碎砖块8份。这样的配比，第一骨料可充分利用矿渣和废碎砖块，且通过碎石的加入，可提高整体硬度，第二骨料可利用废碎砖块，因碎石硬度大于卵石，卵石成本低于碎石，通过这样的碎石和卵石配比，使第二骨料的硬度和成本可达到最优。

进一步限定，所述第一粘接剂中各组分按重量比例，水泥、粉煤灰和硼砂的比例为25％-30％：68％-78％：2％；所述第二粘接剂中各组分按重量比例，水泥、粉煤灰和硼砂的比例为25％-30％：68％-78％：2％。

进一步限定，所述第一骨料、第一粘接剂与水的重量比例为1:0.2:0.14，所述第二骨料、第二粘接剂与水的重量比例为1:0.2:0.14。

进一步限定，所述第一骨料由矿渣、废碎砖块和碎石经加工打碎后得出的混合物，其中碎石主要为花岗岩。

进一步限定，所述第二骨料由碎石、卵石和废碎砖块经加工打碎后得出的混合物，其中碎石主要为花岗岩，卵石为普通鹅卵石。

一种海绵城市人行道透水砖的制备方法，所述制备方法使用工具包括破碎机、第一滤筛、第二滤筛、搅拌机、成型机和透水砖模具，所述透水砖模具内部设有模具柱，所述模具柱高度尺寸低于透水砖模具高度尺寸，其制备方法包括以下步骤，

1)将第一骨料的各组分经过加工打碎，由第一滤筛过滤后得到第一骨料；

2)将第一骨料与第一粘接剂经过混合搅拌均匀，再向其中加水混合搅拌，得到透水砖实心上表层原料；

3)将第二骨料的各组分经过加工打碎，由第二滤筛过滤后得到第二骨料；

4)将第二骨料与第二粘接剂经过混合搅拌均匀，再向其中加水混合搅拌，得到透水砖带孔主体原料；

5)将透水砖带孔主体原料加入成型机的透水砖模具，填实、抹平至与模具柱等高后制得透水砖带孔主体的毛坯；

6)向透水砖模具中加入透水砖实心上表层原料，使透水砖实心上表层原料与透水砖带孔主体接触，并填实、抹平至透水砖模具等高，使得透水砖实心上表层11毛坯与透水砖带孔主体12的毛坯融为一体，制得透水砖毛坯；

7)将透水砖毛坯在室温环境下进行养护、脱模，制得海绵城市人行道透水砖。

采用采用本发明技术方案，设置透水砖模具和模具柱，可制得透水砖带孔主体12；设置模具柱高度尺寸低于透水砖模具高度尺寸10mm-14mm，可使透水砖模具在制得透水砖带孔主体后继续加入透水砖实心上表层原料制得透水砖实心上表层；通过将透水砖带孔主体原料填实、抹平至与模具柱等高，使透水砖带孔主体上表面不会被填实，同时也不会使透水砖实心上表层带孔影响强度和硬度。

进一步限定，所述步骤1)中第一滤筛的筛孔孔径为4mm。这样，可使第一骨料的粒径满足生产要求。

进一步限定，所述步骤3)中第二滤筛的筛孔孔径为7mm。这样，可使第二骨料的粒径满足生产要求。

进一步限定，所述步骤5)中模具柱高度尺寸低于透水砖模具高度尺寸10mm-14mm。

本发明相对于现有技术具有以下优点：

1、利用矿渣和废碎砖块等废弃物，使废物利用，具有实用性；

2、使用粒径3mm-4mm的细颗粒第一骨料，使透水砖实心上表层更加平整；

3、第一骨料中加入碎石，可使制成的透水砖实心上表层硬度提升；

4、第二骨料中通过碎石与卵石配比，可使透水砖硬度和成本达到最优；

5、使用滤筛可将满足生产要求的骨料颗粒过滤筛出，具有实用性；

6、模具结构简单，便于操作。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明一种海绵城市人行道透水砖实施例的结构示意图；

图2为本发明一种海绵城市人行道透水砖制备方法实施例的模具结构示意图；

主要元件符号说明如下：

透水砖实心上表层11、透水砖带孔主体12、漏水孔13、透水砖模具21、模具柱22。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明技术方案进一步说明。

实施例1

1)将矿渣30kg、废碎砖块24kg和碎石9kg加入混凝土搅拌机，经过加工打碎，由孔径为4mm的第一滤筛过滤后得到粒径为3mm-4mm的第一骨料63kg；

2)将水泥7.8kg、粉煤灰4.94kg和硼砂0.26kg搅拌混合均匀得到第一粘接剂，再将该第一粘接剂与步骤1)得到的63kg第一骨料混合搅拌均匀，最后加入9.1kg的水混合搅拌，得到透水砖实心上表层原料；

3)将碎石50kg、废碎砖块40kg和卵石25kg加入混凝土搅拌机，经过加工打碎，由孔径为7mm的第二滤筛过滤后得到粒径为3mm-7mm第二骨料115kg；

4)将水泥13.8kg、粉煤灰8.74kg和硼砂0.46kg搅拌混合均匀得到第二粘接剂，再将该第二粘接剂与步骤3)得到的115kg第二骨料混合搅拌均匀，最后加入16.1kg的水混合搅拌，得到透水砖带孔主体原料；

5)将透水砖带孔主体原料加入成型机的透水砖模具21，填实、抹平至模具柱22等高后制得透水砖带孔主体12的毛坯；

6)向透水砖模具21中加入透水砖实心上表层原料，使透水砖实心上表层原料与透水砖带孔主体12接触，并填实、抹平至透水砖模具21等高，使得透水砖实心上表层11毛坯与透水砖带孔主体12的毛坯融为一体，制得透水砖毛坯；

7)将透水砖毛坯在室温环境下进行养护24h后脱模，即制得海绵城市人行道透水砖。

实施例2

1)将矿渣50kg、废碎砖块40kg和碎石25kg加入混凝土搅拌机，经过加工打碎，由孔径为4mm的第一滤筛过滤后得到粒径为3mm-4mm的第一骨料115kg；

2)将水泥16.1kg、粉煤灰6.44kg和硼砂0.46kg搅拌混合均匀得到第一粘接剂，再将该第一粘接剂与步骤1)得到的115kg第一骨料混合搅拌均匀，最后加入16.1kg的水混合搅拌，得到透水砖实心上表层原料；

3)将碎石100kg、废碎砖块80kg和卵石70kg加入混凝土搅拌机，经过加工打碎，由孔径为7mm的第二滤筛过滤后得到粒径为3mm-7mm第二骨料250kg；

4)将水泥35kg、粉煤灰14kg和硼砂1kg搅拌混合均匀得到第二粘接剂，再将该第二粘接剂与步骤3)得到的250kg第二骨料混合搅拌均匀，最后加入35kg的水混合搅拌，得到透水砖带孔主体原料；

5)将透水砖带孔主体原料加入成型机的透水砖模具21，填实、抹平至与模具柱22等高后制得透水砖带孔主体12的毛坯；

6)向透水砖模具21中加入透水砖实心上表层原料，使透水砖实心上表层原料与透水砖带孔主体12接触，并填实、抹平至透水砖模具21等高，使得透水砖实心上表层11毛坯与透水砖带孔主体12的毛坯融为一体，制得透水砖毛坯；

7)将透水砖毛坯在室温环境下进行养护24h后脱模，即制得海绵城市人行道透水砖。

本发明利用矿渣和废碎砖块等废弃物，使废物利用，具有实用性；通过使用粒径3mm-4mm的细颗粒第一骨料，使透水砖实心上表层更加平整；第一骨料中加入碎石，可使制成的透水砖实心上表层硬度提升；第二骨料中通过碎石与卵石配比，可使透水砖硬度和成本达到最优；通过使用滤筛可将满足生产要求的骨料颗粒过滤筛出，具有实用性，而模具结构简单，便于操作。

上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种海绵城市人行道透水砖，包括透水砖实心上表层和透水砖带孔主体，其特征在于：所述透水砖实心上表层由第一骨料、第一粘接剂和水为原料，所述第一骨料中由矿渣、废碎砖块和碎石组成，所述第一骨料为粒径3mm-4mm，所述第一粘接剂由水泥、粉煤灰以及硼砂构成，所述透水砖带孔主体由第二骨料、第二粘接剂和水为原料，所述第二骨料由碎石、卵石和废碎砖块组成，所述第二骨料为粒径3mm-7mm，所述第二粘接剂由水泥、粉煤灰以及硼砂构成。

2.根据权利要求1所述的一种海绵城市人行道透水砖，其特征在于：所述第一骨料中各组分按重量份数计，包括矿渣10份、废碎砖块8份和碎石3-5份；所述第二骨料中各组分按重量份数计，包括碎石10份、卵石5-7份和废碎砖块8份。

3.根据权利要求1所述的一种海绵城市人行道透水砖，其特征在于：所述第一粘接剂中各组分按重量比例，水泥、粉煤灰和硼砂的比例为60％-70％：28％-38％：2％；所述第二粘接剂中各组分按重量比例，水泥、粉煤灰和硼砂的比例为50％-70％：28％-48％：2％。

4.根据权利要求1所述的一种海绵城市人行道透水砖，其特征在于：所述第一骨料、第一粘接剂与水的重量比例为1:0.2:0.14，所述第二骨料、第二粘接剂与水的重量比例为1:0.2:0.14。

5.根据权利要求1所述的一种海绵城市人行道透水砖，其特征在于：所述第一骨料由矿渣、废碎砖块和碎石经加工打碎后得出的混合物，其中碎石主要为花岗岩。

6.根据权利要求1所述的一种海绵城市人行道透水砖，其特征在于：所述第二骨料由碎石、卵石和废碎砖块经加工打碎后得出的混合物，其中碎石主要为花岗岩，卵石为普通鹅卵石。

7.根据权利要求1-6所述的一种海绵城市人行道透水砖的制备方法，其特征在于：所述制备方法使用工具包括破碎机、第一滤筛、第二滤筛、混凝土搅拌机、成型机和透水砖模具(21)，所述透水砖模具(21)内部设有模具柱(22)，所述模具柱(22)高度尺寸低于透水砖模具(21)高度尺寸，其制备方法包括以下步骤，

1)将第一骨料的各组分经过加工打碎，由第一滤筛过滤后得到第一骨料；

2)将第一骨料与第一粘接剂经过混合搅拌均匀，再向其中加水混合搅拌，得到透水砖实心上表层原料；

3)将第二骨料的各组分经过加工打碎，由第二滤筛过滤后得到第二骨料；

4)将第二骨料与第二粘接剂经过混合搅拌均匀，再向其中加水混合搅拌，得到透水砖带孔主体原料；

5)将透水砖带孔主体原料加入成型机的透水砖模具(21)，填实、抹平至与模具柱(22)等高后制得透水砖带孔主体(12)的毛坯；

6)向透水砖模具(21)中加入透水砖实心上表层原料，使透水砖实心上表层原料与透水砖带孔主体(11)接触，并填实、抹平至透水砖模具(21)等高，使得透水砖实心上表层(11)毛坯与透水砖带孔主体(12)的毛坯融为一体，制得透水砖毛坯；

7)将透水砖毛坯在室温环境下进行养护、脱模，制得海绵城市人行道透水砖。

8.根据权利要求7所述的一种海绵城市人行道透水砖的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中第一滤筛的筛孔孔径为4mm。

9.根据权利要求7所述的一种海绵城市人行道透水砖的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中第一滤筛的筛孔孔径为7mm。

10.根据权利要求7所述的一种海绵城市人行道透水砖的制备方法，其特征在于：所述步骤5)中模具柱(22)高度尺寸低于透水砖模具(21)高度尺寸10mm-14mm。