CN111099864A - 一种钢渣透水砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢渣透水砖及其制备方法，所述钢渣透水砖包括面层和底层，所述面层包括以下原料组分：钢渣细集料、水泥、抗碱添加剂以及水，所述底层包含以下原料组分：钢渣粗集料、水泥、石屑、抗碱添加剂以及水；本发明通过在面层和底层料中加入抗碱添加剂，抗碱添加剂中含有机硅的高分子物质覆在骨料颗粒表面，抑制骨料内部碱性物质释放出来，使得混凝土中碱性可溶盐物质浓度降低，减轻砖体表面泛碱。

Description

一种钢渣透水砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及建材制品领域，尤其涉及一种钢渣透水砖及其制备方法。

背景技术

目前，在海绵城市、市政道路改造、居住环境整体提升等相关政策的刺激下，市政建筑制品市场形成了前所未有的良好发展态势。但在市场开拓过程中，根据工程信息反馈，钢渣透水砖存在后期泛碱，表面色差明显，严重影响了产品的综合效果，成为产品推广过程中的关键技术问题。透水砖泛碱通常是以下几个条件共同作用的结果，一是存在可溶性的盐，二是存在离子运输的通道(毛细孔)；三是存在离子运输的介质即水，四是要有寒流降温，即减小盐溶液的溶解度使其更容易结晶析出；五是存在水分蒸发，即需要适度的风，六是潮湿的环境，使发生结晶的干湿界面位于路面砖表面，因此针对以上条件改善制备工艺并结合市场的反馈和产品定位寻求一种泛碱改进方法迫在眉睫。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种钢渣透水砖及其制备方法，用于解决现有技术中钢渣透水砖泛碱的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明首先提供了一种钢渣透水砖：所述钢渣透水砖包括面层和底层，所述面层包括以下原料组分：钢渣细集料、水泥、抗碱添加剂以及水，所述底层包含以下原料组分：钢渣粗集料、水泥、石屑、抗碱添加剂以及水；

在所述面层原料组分中，以钢渣和水泥的总质量为基准计，所述钢渣细集料的质量百分比为70-80wt％，所述水泥的质量百分比为10-30wt％，所述抗碱添加剂的质量百分比为水泥质量的0.01-0.6wt％，所述水的质量为水泥质量的0.2-0.3倍；

在所述底层原料组分中，在所述底层原料组分中，以钢渣粗集料、水泥、石屑的总质量为基准计，所述钢渣的质量百分比为70-75wt％，所述水泥的质量百分比为10-20wt％，所述石屑的质量百分比为5-15wt％，所述抗碱添加剂的质量为水泥质量的0.01-0.3wt％，所述水的质量为水泥质量的0.2-0.3倍。

在一实施例中，所述钢渣透水砖满足以下特征中的任意一项或多项：

1)所述抗碱添加剂为有机硅类型抗碱添加剂；

2)所述水泥为P.O42.5R硅酸盐水泥；

3)所述石屑粒径不大于5mm；

4)所述钢渣细集料的粒径范围为3-5mm；

5)所述钢渣粗集料的粒径范围为5-15mm。

在一实施例中，在所述面层原料组分中，所述抗碱添加剂为天津摩瑞斯特公司生产的透水砖专用抗碱添加剂，所述透水砖专用抗碱添加剂的添加量为水泥质量的0.3-0.6wt％。

在一实施例中，在所述底层原料组分中，所述抗碱添加剂为天津摩瑞斯特公司生产的透水砖专用抗碱添加剂或者天津摩瑞斯特公司生产的超微量抗碱内掺添加剂中的任意一种，所述透水砖专用抗碱添加剂的添加量为水泥质量的0.1-0.3wt％，所述超微量抗碱内掺添加剂的添加量为水泥质量的0.01-0.02wt％。

在一实施例中，在所述底层原料组分中，所述抗碱添加剂为天津摩瑞斯特公司生产的超微量抗碱内掺添加剂，所述超微量抗碱内掺添加剂的添加量为水泥质量的0.01-0.02wt％。

在一实施例中，所述钢渣细集料由上海中冶环境工程科技有限公司提供，以钢渣细集料的总质量为基准计，所述钢渣细集料中游离钙F.CaO含量＜3％，全铁MFe含量≤1％。

在一实施例中，所述钢渣粗集料由上海中冶环境工程科技有限公司提供，以钢渣粗集料的总质量为基准计，所述钢渣粗集料中游离钙F.CaO含量＜3％，全铁MFe含量≤1％。

在一实施例中，所述水泥为太仓海螺水泥有限公司的PO 42.5水泥。

在一实施例中，所述石屑由上海裕莎实业有限公司生产。

本发明还提供了一种如上所述钢渣透水砖的制备方法，包括以下步骤：混合所述面层中的原料组分以得到面料；混合所述底层中的原料组分以得到底料；将所述面料和底料经过成型、养护得到所述钢渣透水砖。

在一实施例中，所述面层中的原料组分混合包括先将所述钢渣细集料、水泥搅拌混合，再加入所述抗碱添加剂进行搅拌混合，最后加水搅拌混合。

在一实施例中，所述面层中原料组分的搅拌总时间为80-100秒。

在一实施例中，所述底层中的原料组分混合包括先将钢渣粗集料、水泥、石屑搅拌混合，再加入所述抗碱添加剂进行搅拌混合，最后加水搅拌混合。

在一实施例中，所述底层中的原料组分的搅拌总时间为90-110秒。

在一实施例中，所述养护包括养护窑养护和露天自然养护。

在一实施例中，所述养护窑养护温度保持在20-25℃，湿度保持在75％-80％。

在一实施例中，所述养护包括：将所述钢渣透水砖宽面朝下堆垛在养护窑中养护24-36小时后，再将所述钢渣透水砖包覆上塑料膜窄面朝下堆垛，竖立放置进行露天自然养护。

如上所述，本发明通过在面层和底层料中加入抗碱添加剂，抗碱添加剂中含有机硅的高分子物质覆在骨料颗粒表面，抑制骨料内部碱性物质释放出来，使得混凝土中碱性可溶盐物质浓度降低，减轻砖体表面泛碱。通过在砖制品周侧及顶部缠上塑料薄膜，砖体与外部气流接触机会减少，砖体内部水分蒸发变得困难，钙离子运输缺乏动力介质，从而缓解了泛碱现象。

砖制品采用先养护窑养护后窄面朝下露天自然养护的养护方式，使得砖制品中碱性物质随水分向上迁移时，需克服重力做更多功，而且砖体侧面与外界物质交换界面较小，降低了砖制品表面泛碱的可能性，通过控制养护窑养护温度在20-30℃，阻止了因温度低可溶性盐溶解度减小而结晶析出产生的泛碱现象。本发明通过生产配方、工艺优化技术，通过抗碱添加剂的添加和养护方式的改进可有效改善产品泛碱情况，又能通过简单的工艺改进以降低产品生产成本，提升产品市场竞争力，改善了产品的铺装效果，更多的销售和利用钢渣资源也是变废为宝的体现，契合国家循环经济利用政策。

附图说明

图1显示为本发明制备方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

如图1所示，本发明提供了一种钢渣透水砖，所述钢渣透水砖包括面层和底层，所述面层包括以下原料组分：钢渣细集料、水泥、抗碱添加剂以及水，所述底层包含以下原料组分：钢渣粗集料、水泥、石屑、抗碱添加剂以及水；

在所述面层原料组分中，以钢渣细集料和水泥的总质量为基准计，所述钢渣细集料的质量百分比为70-80wt％，所述水泥的质量百分比为10-30wt％，所述抗碱添加剂的质量百分比为水泥质量的0.01-0.6wt％，所述水的质量为水泥质量的0.2-0.3倍；在所述底层原料组分中，在所述底层原料组分中，以钢渣粗集料、水泥、石屑的总质量为基准计，所述钢渣粗集料的质量百分比为70-75wt％，所述水泥的质量百分比为10-20wt％，所述石屑的质量百分比为5-15wt％，所述抗碱添加剂的质量为水泥质量的0.01-0.3wt％，所述水的质量为水泥质量的0.2-0.3倍，在所述面层原料中，所述抗碱添加剂可以为天津摩瑞斯特公司生产的透水砖专用抗碱添加剂，所述透水砖专用抗碱添加剂的添加量可以为水泥质量的0.3-0.6wt％，在所述底层原料中，所述抗碱添加剂可以为天津摩瑞斯特公司生产的透水砖专用抗碱添加剂或者天津摩瑞斯特公司生产的超微量抗碱内掺添加剂中的任意一种，所述透水砖专用抗碱添加剂的添加量可以为水泥质量的0.1-0.3wt％，所述超微量抗碱内掺添加剂的添加量可以为水泥质量的0.01-0.02wt％。

其中，所述抗碱添加剂可以为有机硅类型抗碱添加剂，所述水泥可以为P.O42.5R硅酸盐水泥，所述石屑粒径可以不大于5mm，所述钢渣细集料的粒径范围可以为3-5mm，所述钢渣粗集料的粒径范围可以为5-15mm。

本发明还提供了一种如上所述钢渣透水砖的制备方法，所述方法包括S1-S3的三个步骤：

S1：混合所述面层中的原料组分以得到面料；S2：混合所述底层中的原料组分以得到底料；S3：将所述面料和底料经过成型、养护得到所述钢渣透水砖。本发明提供的一种钢渣透水砖的制备方法，可有效缓解泛碱现象的产生，从而提高产品美观性和铺装质量等作用。

在步骤S1中，所述面层中的原料组分混合包括先将所述钢渣细集料、水泥搅拌混合，再加入所述抗碱添加剂进行搅拌混合，最后加水搅拌混合，例如可以是先将钢渣细集料、水泥称量后在搅拌机搅拌10-20秒，将称量好的抗碱添加剂先用适量水稀释，再加入面料搅拌机进行均匀搅拌30-50秒，然后经自动加水装置进行匀速加水搅拌，搅拌总时间可以控制在80-100秒，该搅拌方式使得物料搅拌均匀，防止骨料结团产生，所述抗碱添加剂的稀释可以是8-10倍的自来水稀释。

在步骤S2中，所述底层中的原料组分混合包括先将钢渣粗集料、水泥、石屑搅拌混合，再加入所述抗碱添加剂进行搅拌混合，最后加水搅拌混合，例如可以是先进行钢渣粗集料、水泥称量在搅拌机搅拌15-30秒后，将称量好的抗碱添加剂先用适量水稀释，再放入底料搅拌机进行均匀搅拌40-60秒，然后经自动加水装置进行匀速加水搅拌，搅拌总时间可以控制在90-110秒，该搅拌方式使得物料搅拌均匀，防止骨料结团产生，所述抗碱添加剂的稀释可以是8-10倍的自来水稀释。

在步骤S3中，所述成型可以包括将搅拌好的物料分别送入成型机面料和底料布料箱，开启压制设备进行制品压制成型，所用压制设备可以为虎牌4VS型压砖机，所述压制好的制品可以经过脱模后进入养护窑养护。

所述养护窑中温度可以保持在20-25℃，湿度可以保持在75-80％，所述养护窑养护可以包括将所述透水砖的宽面朝下堆垛养护24-36小时，所述养护窑养护后可得到具有一定强度的透水砖，此时还可以进行露天自然养护，所述露天自然养护可以是将所述透水砖包覆上塑料膜后窄面朝下堆垛，竖立放置养护直至出厂。

以下通过具体的实施例来进一步阐述所述钢渣透水砖的制备方法。

本发明具体实施例中钢渣粗集料和细集料均由上海中冶环境工程科技有限公司提供，其游离钙F.CaO含量＜3％，全铁MFe含量≤1％，水泥为太仓海螺水泥有限公司的PO42.5水泥，石屑由上海裕莎实业有限公司生产。抗碱添加剂为天津摩瑞斯特公司生产。

实施例1

面料：钢渣细集料：70wt％，42.5级硅酸盐水泥：30wt％。

底料：42.5级硅酸盐水泥：20wt％；钢渣粗集料：70wt％；石屑：10wt％。

按照工艺流程添加适量的水进行均匀搅拌，将搅拌好的物料送入成型机布料箱，开启压制设备进行制品压制，所用压制设备为虎牌4VS型压砖机。将压制好的制品送入养护窑(温度：25℃，养护湿度：80％)养护24小时后宽面朝下堆垛露天自然养护，一个月后观察泛碱情况。

实施例2

面料：钢渣细集料：70wt％，42.5级硅酸盐水泥：30wt％。

底料：42.5级硅酸盐水泥：20wt％；钢渣粗集料：70wt％；石屑：10wt％。

搅拌、压制成型工艺同实施例1，养护时将其放置在冰箱中0-5℃养护12小时，养护窑中12小时，养护窑温度为25℃，湿度为80％，养护窑养护好后宽面朝下堆垛露天自然养护，一个月后观察泛碱情况。

实施例2可模拟养护条件为冬春季节时候的露天自然养护。

实施例3

面料：钢渣细集料：70wt％，42.5级硅酸盐水泥：30wt％。

底料：42.5级硅酸盐水泥：20wt％；钢渣粗集料：70wt％；石屑：10wt％。

按照工艺流程添加适量的水进行均匀搅拌，将搅拌好的物料送入成型机布料箱，开启压制设备进行制品压制，所用压制设备为虎牌4VS型压砖机。将压制好的制品送入养护窑(温度：25℃，养护湿度：80％)养护24小时后四周缠上塑料薄膜窄面朝下堆垛进行露天自然养护，一个月后观察泛碱情况。

实施例4

面料：钢渣细集料：70wt％，42.5级硅酸盐水泥：30wt％，0.3％透水砖专用抗碱添加剂。

底料：42.5级硅酸盐水泥：20wt％；钢渣粗集料：70wt％；石屑：10wt％，0.1wt％透水砖专用抗碱添加剂。

搅拌、成型及养护工艺同实施例3，一个月后观察泛碱情况。

实施例5

面料：钢渣细集料：70wt％，42.5级硅酸盐水泥：30wt％，0.3wt％透水砖专用抗碱添加剂。

底料：42.5级硅酸盐水泥：20wt％；钢渣粗集料：70wt％；石屑：10wt％，0.01wt％超微量抗碱内掺添加剂。

搅拌、成型及养护工艺同实施例3，一个月后观察泛碱情况。

参照JC/T1024《外墙饰面砂浆》标准和CN109557287A《一种测试路面砖抗泛碱性能的方法》对实施例1-5得到的样品进行检测。实施例1-5的的泛碱结果如表1所示：

表1

序号	试验组	泛碱现象
			1	实施例1	有泛碱
2	实施例2	明显泛碱
			3	实施例3	轻微泛碱
4	实施例4	无可见泛碱
			5	实施例5	无可见泛碱

由表1并结合现场施工工人的反馈，泛碱严重程度依次为：实施例4<实施例5<实施例3<实施例1<实施例2，可见实施例4和实施例5显示出了较好的抗碱性能，这主要是因为添加了一定量的抗碱添加剂并采用了给透水砖缠绕薄膜和竖直养护的工艺导致的，实施例2显示出了最差的抗碱效果，可见高低温交替养护(冬春季节昼夜温差大)增大了砖制品表面泛碱的可能，所以砖制品养护温度不宜过低，尤其是冬春季节，更不可直接自然露天养护，由实施例1和实施例3可知，待养护窑养护到一定强度后进行露天自然养护时，通过窄面朝下堆垛养护并给砖体四周缠上薄膜可有效抑制泛碱的产生，其中实施例4显示了最优的抗碱性能，即通过面层和底层添加砖制品专用抗碱添加剂，养护窑中养护后在进行窄面堆垛并缠绕薄膜露天自然养护效果最好，但考虑到透水砖专用抗碱添加剂的价格较超微量抗碱内掺添加剂高，现场施工时，也可根据实际情况选择成本更低的实施例5中的配方。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示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，举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)

1.一种钢渣透水砖，其特征在于：所述钢渣透水砖包括面层和底层，所述面层包括以下原料组分：钢渣细集料、水泥、抗碱添加剂以及水，所述底层包含以下原料组分：钢渣粗集料、水泥、石屑、抗碱添加剂以及水；

在所述面层原料组分中，以钢渣细集料和水泥的总质量为基准计，所述钢渣细集料的质量百分比为70-80wt％，所述水泥的质量百分比为10-30wt％，所述抗碱添加剂的质量百分比为水泥质量的0.01-0.6wt％，所述水的质量为水泥质量的0.2-0.3倍；

在所述底层原料组分中，在所述底层原料组分中，以钢渣粗集料、水泥、石屑的总质量为基准计，所述钢渣粗集料的质量百分比为70-75wt％，所述水泥的质量百分比为10-20wt％，所述石屑的质量百分比为5-15wt％，所述抗碱添加剂的质量为水泥质量的0.01-0.3wt％，所述水的质量为水泥质量的0.2-0.3倍。

2.根据权利要求1所述的钢渣透水砖，其特征在于：所述钢渣透水砖满足以下特征中的任意一项或多项：

1)所述抗碱添加剂为有机硅类型抗碱添加剂；

2)所述水泥为P.O42.5R硅酸盐水泥；

3)所述石屑粒径不大于5mm；

4)所述钢渣细集料粒径范围为3-5mm；

5)所述钢渣粗集料粒径范围为5-15mm。

3.根据权利要求1所述的钢渣透水砖，其特征在于：在所述面层原料组分中，所述抗碱添加剂为天津摩瑞斯特公司生产的透水砖专用抗碱添加剂，所述透水砖专用抗碱添加剂的添加量为水泥质量的0.3-0.6wt％。

4.根据权利要求1所述的钢渣透水砖，其特征在于：在所述底层原料组分中，所述抗碱添加剂为天津摩瑞斯特公司生产的透水砖专用抗碱添加剂或者天津摩瑞斯特公司生产的超微量抗碱内掺添加剂中的任意一种，所述透水砖专用抗碱添加剂的添加量为水泥质量的0.1-0.3wt％，所述超微量抗碱内掺添加剂的添加量为水泥质量的0.01-0.02wt％。

5.一种制备权利要求1-4任一所述的钢渣透水砖的方法，其特征在于：包括以下步骤：

混合所述面层中的原料组分以得到面料；

混合所述底层中的原料组分以得到底料；

将所述面料和底料经过成型、养护得到所述钢渣透水砖。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述面层中的原料组分混合包括先将所述钢渣细集料、水泥搅拌混合，再加入所述抗碱添加剂进行搅拌混合，最后加水搅拌混合。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述底层中的原料组分混合包括先将钢渣粗集料、水泥、石屑搅拌混合，再加入所述抗碱添加剂进行搅拌混合，最后加水搅拌混合。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述养护包括养护窑养护和露天自然养护。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述养护窑养护温度保持在20-25℃，湿度保持在75％-80％。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述养护包括：将所述钢渣透水砖宽面朝下堆垛在养护窑中养护24-36小时后，再将所述钢渣透水砖包覆上塑料膜窄面朝下堆垛，竖立放置进行露天自然养护。

Images