CN110668793A - 一种花岗岩瓷质透水砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种花岗岩瓷质透水砖，包括底料和面料，所述底料由陶瓷废料、粘结剂与水制成；所述面料由按重量份计的以下组分制成：40‑80份水洗钠石粒、17‑22份陶瓷废料、6‑9份粘结剂、2‑5份助熔剂、0.6‑3份铝粉、0.4‑3份色料、1‑6份黑砂和3‑5份的水制成；所述水洗钠石粒中二氧化硅含量大于70％。本发明还提供了该花岗岩瓷质透水砖的制备方法，包括对底料中的陶瓷废料进行筛分配级和采用二次混料法制得面料混合料。该花岗岩瓷质透水砖具有仿花岗岩的外形、质感和光泽，透水砖整体上强度、透水性及防滑性满足国标要求。

Description

一种花岗岩瓷质透水砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种花岗岩瓷质透水砖及其制备 方法。

背景技术

透水砖铺设人行道、停车场、城市广场可使雨水迅速渗入地下，既可减轻 城市排水和防洪压力，又可补充土壤水和地下水，保持土壤湿度，改善城市小 气候，缓解城市热岛效应，对建设“海绵城市”具有良好的效果。

目前市面上的透水砖主要分为以下几类：

1)普通透水砖：材质为普通碎石的多孔混凝土材料经压制成形，用于一般 街区人行步道、广场，是一般化铺装的产品；

2)聚合物纤维混凝土透水砖：材质为花岗岩石骨料，高强水泥和水泥聚合 物增强剂，并掺合聚丙烯纤维、送料配比严密，搅拌后经压制成形，主要用于 市政、重要工程和住宅小区的人行步道、广场、停车场等场地的铺装；

3)彩石复合混凝土透水砖：材质面层为天然彩色花岗岩、大理石与改性环 氧树脂胶合，再与底层聚合物纤维多孔混凝土经压制复合成形，此产品面层华 丽，天然色彩，有与石材一般的质感，与混凝土复合后，强度高于石材且成本 略高于混凝土透水砖，且价格是石材地砖的1/2，是一种经济、高档的铺地产品；

4)彩石环氧通体透水砖：材质骨料为天然彩石与进口改性环氧树脂胶合， 经特殊工艺加工成形，此产品可预制，还可以现场浇制，并可拼出各种艺术图 形和色彩线条，给人们一种赏心悦目的感受。主要用于园林景观工程和高档别 墅小区；

5)混凝土透水砖：材质为河沙、水泥、水，再添加一定比例的透水剂而制 成的混凝土制品。此产品与树脂透水砖、陶瓷透水砖、缝隙透水砖相比，生产 成本低，制作流程简单、易操作。广泛用于高速路、飞机场跑道、车行道，人 行道、广场及园林建筑等范围。

随着社会的发展，尤其是建筑陶瓷工业的迅速发展，人们对透水砖的外观 要求也逐步提高，在保证透水率、抗折强度等参数的同时，如何做出颜色均匀 的花岗岩瓷质透水砖的问题尚待解决。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种仿天然花岗岩 的花岗岩瓷质透水砖。该花岗岩瓷质透水砖由以陶瓷废料为基料的底料和以水 洗钠石粒、陶瓷废料为主要基料的面料组成，该透水砖面层具有较佳的仿天然 花岗岩外观和质感，面层材料易分散，得到的透水砖具有较佳的外观均一性， 色差小；底层可提供较佳的透水性和强度支撑，透水砖整体具有较佳的透水和 强度，以及较佳的防滑性能。

本发明的目的之二在于提供该花岗岩瓷质透水砖的制备方法，该制备方法 通过将面料采用二次混料的方式，使该面料的混合均匀性更佳。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种花岗岩瓷质透水砖，包括底料和面料，所述底料由陶瓷废料、粘结剂 与水制成；所述面料由按重量份计的以下组分制成：40-80份水洗钠石粒、17-22 份陶瓷废料、6-9份粘结剂、2-5份助熔剂、0.6-3份铝粉、0.4-3份色料、1-6份 黑砂和3-5份的水制成；所述水洗钠石粒中二氧化硅含量大于70％；所述底料的 陶瓷废料由6-30目以上的陶瓷废料经筛分配级而成、面料的水洗钠石粒经10-40 目的水洗钠石粒经筛分配级而成。

进一步地，所述底料的陶瓷废料由15-53份6-10目、25-40份10-16目、5-10 份16-30目和10-20份30目以上的陶瓷废料组成。通过该配级的陶瓷废料作为 底料的基材，可以为透水砖提供较佳的支撑和透水芯材。

进一步地，所述粘结剂为硅酸盐类无机粘合剂。无机粘结剂的粘度要求为 加两倍的水测粘度值为0.8-1.0Pa.s，粒度要求200目以下。

进一步地，所述底料由陶瓷废料、粘结剂和水按(85-93):(5-10):(2-5)的重量 比组成。

进一步地，所述面料的陶瓷废料的粒径为20-40目。面料中的陶瓷废料作为 强度支撑，与水洗钠石粒等形成透水通道和承压支撑。

这一步进，所述水洗钠石粒的粒径为10-40目。水洗钠石粒由32-55 wt％10-20目、28-43wt％20-30目、2-40wt％30-40目的水洗钠石粒组成；水洗钠 石粒作为花岗岩的仿形物，可以与陶瓷废料相配合，形成透水通道和承压支撑。

进一步地，所述色料为桔红和纯黄。或还可以进一步地，包括锑锡灰、特 黑色料和钴。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种上述的花岗岩瓷质透水砖的制备方法，包括以下步骤：

1)底料的研磨与配级：将底料的陶瓷废料研磨并配级，向搅拌机中加入配 级后的陶瓷废料、水和粘结剂，得到底料混合料；

2)面料初次混合：依次向搅拌机内加入配方量40-75％的水洗钠石粒、陶瓷 废料、水、粘结剂、助熔剂、铝粉和色料，搅拌均匀；

3)面料再次混合：将配方余量的水洗钠石粒加至步骤2)的混料中，再加 入黑砂，混合均匀，得到面料混合料；

4)成型：铺设底料混合料形成40-70mm的基底，再铺设面料混合料形成 15-30mm的面层，压制成型；

5)烧成：进窑炉于1100-1200℃烧成。

进一步地，步骤1)中，陶瓷废料经过研磨后，依次经过6目筛、10目筛、 16目筛、30目筛进行筛分，过筛组分分别按(3-4)：(4-5)：1：1-3的重量 比配级；步骤2)中，水洗钠石粒经过研磨后，依次经过10目筛、20目筛、30 目筛和40目筛筛分，过筛组分分别按(32-35)：(28-43)：(20-35)的重量 比配级。

进一步地，步骤4)中，成型压力为9000-12000KN。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供一种花岗岩瓷质透水砖，该花岗岩瓷质透水砖利用了与天然花 岗岩具有较佳相似性的水洗钠石粒与陶瓷废料作为面料的基材，使面层具较佳 的强度、透水性和防滑性，使用了陶瓷废料作为透水砖的底料基材，使其具有 较佳的抓地牢度、透水性和强度支撑，本申请的花岗岩透水砖经检验，其具有 较佳的仿形性、符合国家标准要求；

本发明提供了该花岗岩瓷质透水砖制备方法，包括对底料的筛分配级和采 用二次混料法混合面料的步骤，通过以上步骤，可以制得色度均一性高、强度 均匀、透水均匀的花岗岩透水砖。

附图说明

图1为实施例6得到的花岗岩瓷质透水砖的成品图。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是， 在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组 合形成新的实施例。

以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除 特殊限定外均可以通过购买方式获得。

本发明提供一种花岗岩瓷质透水砖，包括底料和面料，所述底料由陶瓷废 料、粘结剂与水制成；所述面料由按重量份计的以下组分制成：40-80份水洗钠 石粒、17-22份陶瓷废料、6-9份粘结剂、2-5份助熔剂、0.6-3份铝粉、0.4-3份 色料、1-6份黑砂和3-5份的水制成；所述水洗钠石粒中二氧化硅含量大于70％； 所述底料的陶瓷废料由6-30目以上的陶瓷废料经筛分配级而成、面料的水洗钠 石粒经10-40目的水洗钠石粒经筛分配级而成。

即本申请以陶瓷废料作为底料的基础材料，提供强度支撑和透水基质，面 粒采用水洗钠石粒和陶瓷废料为基料，在提供模拟花岗岩外观和质地的基础上， 还具有较佳的面层透水系数和强度。

本申请中的助熔剂为富硅类助熔剂，其中，二氧化硅的含量超过50wt％， 可选自石英渣、冶金渣以及尾矿的产品，优选地，助熔剂的熔融温度为 900-1000℃；本申请使用的助熔剂，其成分包含53％的二氧化硅、17％的三氧化 二铝、7.7％的三氧化二铁、5.50％的氧化钙、5.4％的氧化镁、4.1％的氧化钾、3.3％ 的氧化钠、2.3％的二氧化钛、1.1％的三氧化二硼和余量的不可避免杂质，灼减 <0.05％。

本申请中使用的水洗钠石粒为富硅类水洗钠石粒，其成分包含：77.6％的二 氧化硅、13.6％的三氧化二铝、7％的氧化钠、0.55％的氧化镁、0.29％的氧化钙 和余量的不可避免杂质，灼减小于0.5％。

本申请中使用的粘合剂为硅酸盐类无机粘合剂，要求加两倍的水测粘度值 为0.8～1.0Pa.s；粒度为200目以下。

实施例1：

一种花岗岩瓷质透水砖底料，由陶瓷废料、粘结剂与水按85：10：5制成， 其中陶瓷废料由15份6-10目、40份10-16目、10份16-30目和20份30目以 上的陶瓷废料组成。

实施例2：

一种花岗岩瓷质透水砖底料，由陶瓷废料、粘结剂与水按93:5:2的重量比 制成，其中，其中陶瓷废料由53份6-10目、25份10-16目、5份16-30目和10 份30目以上的陶瓷废料组成。

实施例3：

一种花岗岩瓷质透水砖底料，由陶瓷废料、粘结剂与水按90:7:3的重量比 制成，其中，其中陶瓷废料由35份6-10目、33份10-16目、7份16-30目和15 份30目以上的陶瓷废料组成。

实施例4：

一种花岗岩瓷质透水砖，由底料和面料制成，其中底料为实施例1所述的 底料；面料由按重量份计的以下组分制成：47份水洗钠石粒、24份陶瓷废料、 9份粘结剂、5份助熔剂、3份铝粉、1.5份纯黄、1.5份桔红、6份黑砂和3份 的水制成；其中，水洗钠石粒中由16份10-20目、14份20-30目、17份30-40 目混合而成。

该花岗岩瓷质透水砖的制备方法，包括以下步骤：

1)底料的研磨与配级：陶瓷废料经过研磨后，依次经过6目筛、10目筛、 16目筛、30目筛进行筛分后进行配级，向搅拌机中加入配级后的陶瓷废料、加 入配方量的水和粘结剂，以20-30r/min速度搅拌均匀，得到底料混合料；

2)面料初次混合：依次向搅拌机内加入20份的水洗钠石粒、配方量的陶 瓷废料、水、粘结剂、助熔剂、铝粉、纯黄和桔红，搅拌均匀；

3)面料再次混合：将27份的水洗钠石粒加至步骤2)的混料中，再加入配 方量的黑砂，混合均匀，得到面料混合料；

4)成型：铺设底料混合料形成50mm的基底，再铺设面料混合料形成25mm 的面层，于900KN压制成型；

5)烧成：进窑炉于1100-1200℃烧成。

实施例5：

一种花岗岩瓷质透水砖，由底料和面料制成，其中底料为实施例2所述的 底料；面料由按重量份计的以下组分制成：58份水洗钠石粒、21份陶瓷废料、 7份粘结剂、4份助熔剂、2份铝粉、1份纯黄、1份桔红、3份黑砂和3份的水 制成；其中，水洗钠石粒中由32份10-20目、17份20-30目、17份30-40目混 合而成。

该花岗岩瓷质透水砖的制备方法，包括以下步骤：

1)底料的研磨与配级：陶瓷废料经过研磨后，依次经过6目筛、10目筛、 16目筛、30目筛进行筛分后进行配级，向搅拌机中加入配级后的陶瓷废料、加 入配方量的水和粘结剂，以20-30r/min速度搅拌均匀，得到底料混合料；

2)面料初次混合：依次向搅拌机内加入35份的水洗钠石粒、配方量的陶 瓷废料、水、粘结剂、助熔剂、铝粉、纯黄和桔红，以20-30r/min速度搅拌均 匀；

3)面料再次混合：将23份的水洗钠石粒加至步骤2)的混料中，再加入配 方量的黑砂，以20-30r/min速度搅拌均匀，得到面料混合料；

4)成型：铺设底料混合料形成50mm的基底，再铺设面料混合料形成25mm 的面层，于1200KN压制成型；

5)烧成：进窑炉于1100-1200℃烧成。

实施例6：

一种花岗岩瓷质透水砖，由底料和面料制成，其中底料为实施例3所述的 底料；面料由按重量份计的以下组分制成：70份水洗钠石粒、17份陶瓷废料、 6份粘结剂、2份助熔剂、0.6份铝粉、0.2份纯黄、0.2份桔红、1份黑砂和3份 的水制成；其中，水洗钠石粒中由21份10-20目、28份20-30目、21份30-40 目混合而成。

该花岗岩瓷质透水砖的制备方法，包括以下步骤：

1)底料的研磨与配级：陶瓷废料经过研磨后，依次经过6目筛、10目筛、16目筛、30目筛进行筛分后进行配级，向搅拌机中加入配级后的陶瓷废料、加 入配方量的水和粘结剂，以20-30r/min速度搅拌均匀，得到底料混合料；

2)面料初次混合：依次向搅拌机内加入50份的水洗钠石粒、配方量的陶 瓷废料、水、粘结剂、助熔剂、铝粉、纯黄和桔红，以20-30r/min速度搅拌均 匀；

3)面料再次混合：将20份的水洗钠石粒加至步骤2)的混料中，再加入配 方量的黑砂，以20-30r/min速度搅拌均匀，得到面料混合料；

4)成型：铺设底料混合料形成50mm的基底，再铺设面料混合料形成25mm 的面层，于1100KN压制成型；

5)烧成：进窑炉于1100-1200℃烧成。

实施例6得到的花岗岩瓷质透水砖的成品图如图1所示。

对比例1：

一种透水砖，由底料和面料制成，其中底料为实施例3所述的底料；面料 由按重量份计的以下组分制成：87份陶瓷废料、6份粘结剂、2份助熔剂、0.6 份铝粉、0.2份纯黄、0.2份桔红、1份黑砂和3份的水制成。

该透水砖的制备方法，包括以下步骤：

1)底料的研磨与配级：陶瓷废料经过研磨后，依次经过6目筛、10目筛、 16目筛、30目筛进行筛分后进行配级，向搅拌机中加入配级后的陶瓷废料、加 入配方量的水和粘结剂，以20-30r/min速度搅拌均匀，得到底料混合料；

2)面料混合：依次向搅拌机内加入配方量的陶瓷废料、水、粘结剂、助熔 剂、铝粉、纯黄和桔红，以20-30r/min速度搅拌均匀，得到面料混合料；

3)成型：铺设底料混合料形成50mm的基底，再铺设面料混合料形成25mm 的面层，于1100KN压制成型；

4)烧成：进窑炉于1100-1200℃烧成。

实施例4-6和对比例1中，面料中，水洗钠石粒的粒径为10-40目，陶瓷废 料的粒径为20-40目，铝粉的粒径为200目以下，纯黄的产品型号为SL-833、 粒径为325目以下；桔红的型号为90313A1、粒径为325目以下；黑砂粒径为 20-40目，为2#黑砂。

性能检测：

将实施例4-6得到的花岗岩瓷质透水砖，与对比例1得到的透水砖，送由国 家建筑材料工业墙体屋面材料质量监督检验测试中心，按照国标GB/T 25993-2010《透水路面砖和透水路面板》的检测标准进行检测，结果如下表所示：

表1 透水砖的指标对比表

由上表可知，本申请得到的花岗岩瓷质透水砖的透水系数和强度等级均达 到了国家标准的要求，相对于仅使用陶瓷废料作为基料的对比例1，其在强度和 透水性上具有明显的优势。

结合图1可知，本申请得到的花岗岩瓷质透水砖具有较佳的仿花岗岩外形， 具有较佳的装饰效果。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的 范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换 均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种花岗岩瓷质透水砖，其特征在于，包括底料和面料，所述底料由陶瓷废料、粘结剂与水制成；所述面料由按重量份计的以下组分制成：40-80份水洗钠石粒、17-22份陶瓷废料、6-9份粘结剂、2-5份助熔剂、0.6-3份铝粉、0.4-3份色料、1-6份黑砂和3-5份的水制成；所述水洗钠石粒中二氧化硅含量大于70％；所述底料的陶瓷废料由6-30目以上的陶瓷废料经筛分配级而成、面料的水洗钠石粒经10-40目的水洗钠石粒经筛分配级而成。

2.如权利要求1所述的花岗岩瓷质透水砖，其特征在于，所述底料的陶瓷废料由15-53份6-10目、25-40份10-16目、5-10份16-30目和10-20份30目以上的陶瓷废料组成。

3.如权利要求1所述的花岗岩瓷质透水砖，其特征在于，所述粘结剂为硅酸盐类无机粘合剂。

4.如权利要求1所述的花岗岩瓷质透水砖，其特征在于，所述底料由陶瓷废料、粘结剂和水按(85-93):(5-10):(2-5)的重量比组成。

5.如权利要求1所述的花岗岩瓷质透水砖，其特征在于，所述面料的陶瓷废料的粒径为20-40目。

6.如权利要求1所述的花岗岩瓷质透水砖，其特征在于，所述水洗钠石粒由32-55wt％10-20目、28-43wt％20-30目、2-40wt％30-40目的水洗钠石粒组成。

7.如权利要求1所述的花岗岩瓷质透水砖，其特征在于，所述色料为桔红和纯黄。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的花岗岩瓷质透水砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)底料的研磨与配级：将底料的陶瓷废料研磨并配级，向搅拌器中加入配级后的陶瓷废料、水和粘结剂，得到底料混合料；

2)面料初次混合：依次向搅拌器内加入配方量40-75％的水洗钠石粒、陶瓷废料、水、粘结剂、助熔剂、铝粉和色料，搅拌均匀；

3)面料再次混合：将配方余量的水洗钠石粒加至步骤2)的混料中，再加入黑砂，混合均匀，得到面料混合料；

4)成型：铺设底料混合料形成40-70mm的基底，再铺设面料混合料形成15-30mm的面层，压制成型；

5)烧成：进窑炉于1100-1200℃烧成。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，陶瓷废料经过研磨后，依次经过6目筛、10目筛、16目筛、30目筛进行筛分，过筛组分分别按(3-4)：(4-5)：1：1-3的重量比配级；步骤2)中，水洗钠石粒经过研磨后，依次经过10目筛、20目筛、30目筛和40目筛筛分，过筛组分别按(32-35)：(28-43)：(20-35)的重量比配级。

10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中，成型压力为9000-12000KN。

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