CN111691253A - 一种高强度透水砖及其生产工艺 - Google Patents

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CN111691253A CN202010557609.4A CN202010557609A CN111691253A CN 111691253 A CN111691253 A CN 111691253A CN 202010557609 A CN202010557609 A CN 202010557609A CN 111691253 A CN111691253 A CN 111691253A
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谢荣茂
胡月平
傅先松
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Abstract

本发明涉及一种高强度透水砖及其生产工艺，包括砂基面层和水泥混凝土结构层，其特征在于：所述砂基面层，以重量份计，包括以下组分：覆膜沙80份，聚醚砜树脂8份，玻璃纤维3份，环氧树脂30份，碱木质素10份；所述水泥混凝土结构层，以重量份计，包括以下组分：水泥60份，粉煤灰50份，石英砂85份，松脂岩粉30份，黄糊精5份，聚丙烯纤维7份，减水剂3份，水50份。通过合理控制砂基面层和水泥混凝土结构层的组分以及含量，制得的高强度透水路面砖，透水性能优异，耐高温性能好，耐磨防滑性能优异，抗折抗压强度大。

Description

一种高强度透水砖及其生产工艺
技术领域
本发明涉及透水砖生产技术领域，具体涉及一种高强度透水砖及其生产工艺。
背景技术
随着经济的发展，现代城市的地表越来越多的被建筑物和混凝土等所覆盖，这种地表的“硬化”使得大气降水难以及时渗入地下，地表径流增大，形成了“热岛效应”以及排水不足造成内涝、城市地表沉降等环境问题。多孔透水砖作为一种环境材料，应用于道路、广场的铺设，可以使部分降水渗入地下，减少地表径流，从而较好地解决了上述问题。目前制备的透水砖抗压强度不够，易开裂，且抗折性能也不好，同时现有的透水砖其通常包括砂基面层和水泥混凝土结构层，其原料采用的覆膜砂制备工艺，采用搅拌釜升温、保温并降温的方式，然后搅拌均匀后冷却至室温，并破碎过筛，其现有技术中搅拌釜搅拌效果有限，导致搅拌反应所需要的时间长，且混合效果差，制备出来的透水砖质量因此受到较大的影响，相应会出现抗压强度差易开裂的现象，且抗折性能也不好，由此需要进行改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种生产效率高、混合效果好且生产质量高的高强度透水砖及其生产工艺。
本发明的技术方案是这样实现的：一种高强度透水砖，包括砂基面层和水泥混凝土结构层，其特征在于：所述砂基面层，以重量份计，包括以下组分：覆膜沙80份，聚醚砜树脂8份，玻璃纤维3份，环氧树脂30份，碱木质素10份；所述水泥混凝土结构层，以重量份计，包括以下组分：水泥60份，粉煤灰50份，石英砂85份，松脂岩粉30份，黄糊精5份，聚丙烯纤维7份，减水剂3份，水50份。
通过采用上述技术方案，在砂基面层中加入适量的聚醚砜树脂，其与环氧树脂具有很好的粘结性，且耐高温、防火性能优异，大大提高了透水砖的耐高温、阻燃性能，适量玻璃纤维的加入，提高了砂基面层的抗折抗压强度；在水泥混凝土结构层中加入适量的松脂岩粉，提高了结构层的强度，适量聚丙烯纤维的加入有效改善了结构层的冲击韧性，通过合理控制砂基面层和水泥混凝土结构层的组分以及含量，制得的高强度透水路面砖，透水性能优异，耐高温性能好，耐磨防滑性能优异，抗折抗压强度大。
本发明同时公开了一种适上述高强度透水砖的生产装置，包括供覆膜沙制备用的搅拌釜，所述搅拌釜包括内腔，所述搅拌釜顶部设置有进料管，所述搅拌釜底部设置有出料管，其特征在于：所述内腔的内侧壁上沿周向设置有具有预定轨迹的导向槽，所述内腔内顶部设置有顶部搅动组件，所述顶部搅动组件包括设置在内腔内顶部的固定箱，所述固定箱四面内壁上分别转动设置有转动杆，所述搅拌釜顶部中间位置处设置有搅拌电机，所述搅拌电机的输出端沿竖直方向连接有搅拌轴，所述搅拌轴下端贯穿搅拌釜顶部后延伸入内腔中并穿过固定箱底部，所述转动杆朝向搅拌轴的一端连接有第一伞齿，所述搅拌轴上设置有与四个第一伞齿相配合的第二伞齿，四根转动杆通过第一伞齿与第二伞齿相配合与搅拌轴传动连接，四根转动杆远离搅拌轴的一端安装有竖向的转动杆，所述搅拌轴上设置有第一搅拌桨，所述第一搅拌桨的一端与搅拌轴连接，所述第一搅拌桨的另一端向内腔的内侧壁方向延伸并伸入导向槽内，所述搅拌电机驱动搅拌轴进行周向转动并带动第一搅拌桨按照导向槽的预定轨迹进行周向转动的同时进行轴向运动，所述搅拌轴包括内轴和外轴，所述内轴上端与搅拌电机输出端连接，所述外轴套设在内轴的外部并与内轴活动连接，所述第一搅拌桨设置在外轴外壁上，所述外轴在第一搅拌桨按照导向槽的预定轨迹进行周向转动及轴向运动时与内轴相对轴向运动，所述外轴侧壁上设置有若干第二搅拌桨；所述搅拌釜底部设置有驱动电机，所述驱动电机输出端沿竖直方向连接有驱动轴，所述驱动轴上端贯穿搅拌釜底部后延伸入内腔中，所述内腔内底部且位于驱动轴上设置有促搅拌组件，所述促搅拌组件包括内搅拌桨及外搅拌桨，所述内搅拌桨以及外搅拌桨相对地设置于驱动轴的周壁上，所述内搅拌桨用于对内腔内底部进行翻动并由内腔中心向周向内壁推送，所述外搅拌桨用于对内腔内底部进行翻动并由内腔周向内壁向中心推送。
通过采用上述技术方案，在覆膜沙制备过程中，将沙漠风积沙擦洗、烘干筛选原砂后，然后将原砂从进料管加入到内腔中，随后将搅拌釜升温至300℃，保温5-10min，然后以15-20℃/min的速率降温至120℃，随后加入镁砂细粉、聚氨酯树脂，在搅拌电机驱动下，其输出端连接的搅拌轴旋转，并在旋转过程中，搅拌轴包括内轴和外轴，内轴上端与搅拌电机输出端连接，外轴套设在内轴的外部并与内轴活动连接，带动第一搅拌桨按照导向槽的预定轨迹进行周向转动及轴向运动时与内轴相对轴向运动，以对内腔内的物料进行充分搅拌，提高混合效果，保证物料混合的均匀性，不仅实现了对内腔内的物料进行水平方向的搅拌，还实现了对内腔内的物料进行竖直方向的搅拌，从而使得内腔内的物料被不断地全方位地搅拌，提高了混合搅拌效率，并且保证了混合的均匀性，同时还在外轴侧壁上设置有若干第二搅拌桨，利用升降并旋转的若干第二搅拌桨进一步提高了搅动混合的效果及效率，降低混合需要的时间；为了进一步提高对内腔内底部的物料进行充分的翻动并搅拌，在搅拌釜底部设置有驱动电机，驱动电机输出端沿竖直方向连接有驱动轴，驱动轴上端贯穿搅拌釜底部后延伸入内腔中，内腔内底部且位于驱动轴上设置有促搅拌组件，在驱动电机的驱动作用下，其输出端连接的驱动轴旋转，通过控制驱动轴来控制促搅拌组件采用单向正转持续搅拌模式或采用双向正反转交替搅拌的模式，在驱动轴旋转过程中，带动内搅拌桨用于对内腔内底部进行翻动并由内腔中心向周向内壁推送，同时通过外搅拌桨用于对内腔内底部进行翻动并由内腔周向内壁向中心推送，使内外搅拌桨相互配合，实现对内腔内底部的均匀划散和翻动混合，以配合升降旋转的第一搅拌桨以及若干第二搅拌桨，进一步提高了上下翻动搅拌混合的效率和效果；为了进一步配合对内腔内顶部的物料进行搅动混合，以进一步提高混合效率，在内腔内顶部设置有顶部搅动组件，顶部搅动组件包括设置在内腔内顶部的固定箱，固定箱四面内壁上分别转动设置有转动杆，在内轴旋转的过程中，四根转动杆通过第一伞齿与第二伞齿相配合与内轴传动连接，四根转动杆自转，并带动四根转动杆远离搅拌轴的一端安装的竖向的转动杆旋转，对内腔内顶部的物料进行击打搅动混合，整个内腔中的物料从下而上分别通过对应的部件进行混合搅拌，大大缩短了覆膜沙制备所需要的时间，在搅拌混合0.5-1h后，继续加入腐植酸钠、偶联剂和光稳定剂，搅拌均匀后冷却至室温，随后通过出料管出料，随后并破碎过筛，得到覆膜沙，相对于现有的搅拌釜，缩短了覆膜沙制备所需要的时间，提高了作为透水砖原料的混合质量，从而提高了后续制得的透水砖的透水性能和抗折抗压强度质量。
本发明进一步设置为：所述出料管下端连接有出料破碎过筛组件，所述出料破碎过筛组件包括破碎过筛罐，所述破碎过筛罐包括罐体、位于罐体顶部的辐射形格栅以及中部的过筛板，所述辐射形格栅和过筛板之间转动设置有双刃叶轮，所述辐射形格栅上排布有以中心为圆心辐射形排列的扇形栅孔，所述过筛板上均匀阵列排布有正六边形筛孔，所述双刃叶轮为一次铸造成型结构，其叶片上下边缘分别设有叶轮上刃和叶轮下刃，所述叶轮上刃和叶轮下刃分别与辐射形格栅下表面和过筛板上表面紧密贴合，形成剪刀效应，所述罐体底部设置有用于驱动双刃叶轮旋转的旋转电机，所述旋转电机输出端的旋转轴依次贯穿罐体及过筛板中部后与双刃叶轮连接，所述罐体底部侧壁上设置有导出管，所述出料管上且位于破碎过筛罐上方设置有开关控制阀。
通过采用上述技术方案，在内腔内部的物料经过充分的搅拌混合后，冷却至室温，随后打开出料管上且位于破碎过筛罐上方的开关控制阀，通过出料管出料，物料通过罐体顶部的辐射性格栅，辐射形格栅上排布有以中心为圆心辐射形排列的扇形栅孔，用于限制单次进入到辐射形格栅和过筛板之间的物料量，进入到辐射形格栅和过筛板之间的物料，在旋转电机的驱动作用下，其输出端的旋转轴旋转并驱动双刃叶轮转动，双刃叶轮为一次铸造成型结构，其叶片上下边缘分别设有叶轮上刃和叶轮下刃，叶轮上刃和叶轮下刃分别与辐射形格栅下表面和过筛板上表面紧密贴合，形成剪刀效应，通过叶轮上刃和叶轮下刃配合辐射形格栅下表面和过筛板上表面，对进入到辐射形格栅和过筛板之间的物料进行高速的碰撞裁剪并破碎过筛，经过两次剪割并破碎后符合大小的物料通过过筛板上的正六边形筛孔筛出，并从罐体底部侧壁上的导出管导出，即完成覆膜沙的制备，制备效率高且一体化程度高。
本发明进一步设置为：所述内搅拌桨包括第二连接端及第二自由端，所述第二连接端设置在驱动轴周壁上，所述第二自由端由第二连接端延伸并先远离再朝向外搅拌桨呈涡旋线弯折而形成，所述内搅拌桨的中部到外搅拌桨的第一距离大于内搅拌桨的第二自由端到外搅拌桨的第二距离，所述外搅拌桨具有第一连接端及第一自由端，所述第一连接端设置在驱动轴周壁上，所述第一自由端是由第一连接端延伸并先远离再朝向内搅拌桨呈涡旋线弯折而形成，所述外搅拌桨的中部到内搅拌桨的第三距离大于外搅拌桨的第一自由端到内搅拌桨的第四距离。
通过采用上述技术方案，内搅拌桨的中部到外搅拌桨的第一距离大于内搅拌桨的第二自由端到外搅拌桨的第二距离，可以使得内搅拌桨具有将物料从由内腔内底部中心向内腔内底壁推送搅动的功能，外搅拌桨的中部到内搅拌桨的第三距离大于外搅拌桨的第一自由端到内搅拌桨的第四距离可以使得外搅拌桨具有将物料从由内腔内底壁向内腔内底部中心推送搅动的功能。
本发明进一步设置为：所述导向槽包括多个沿周向间隔设置的上升段和下降段，且任意相邻两个上升段之间设置有一个下降段，每个上升段的首端靠近内腔底部内壁设置，每个上升段的尾端向远离内腔底部内壁方向斜向延伸，并与相邻的下降段的首端相连，相邻的下降段的尾端向内腔底部内壁方向斜向延伸并与另一相邻的上升段的首端相连，所述上升段与下降段依次首尾相连形成具有预定轨迹的导向槽。
通过采用上述技术方案，多个上升段和下降段依次首尾相连以在内腔内壁上形成具有预定轨迹的导向槽，导向槽为波浪形，上升段的尾端与下降段的首端相连形成该波浪形导向槽的波峰，上升段的首端与下降段的尾端相连形成该波浪形导向槽的波谷，在外轴带动第一搅拌桨进行周向转动的同时，该第一搅拌桨沿着导向槽的上升段及下降段进行往复轴向运动，在第一搅拌桨进行周向转动的同时，该第一搅拌桨沿着导向槽的上升段逐渐上升至波峰处，然后沿着相邻的下降段逐渐下降至波谷处，再沿着下一个相邻的上升段继续逐渐上升，如此进行往复轴向运动，通过该技术方案，第一搅拌桨进行周向转动实现了对干燥腔内的物料进行水平方向的搅拌，同时，第一搅拌桨还沿着导向槽的上升段和下降段进行往复轴向运动实现了对内腔中的物料进行竖直方向的搅拌，从而使得内腔内的物料被不断地全方位地搅拌，并且保证了混合的均匀性，同时还在外轴侧壁上设置有若干第二搅拌桨，利用升降并旋转的若干第二搅拌桨进一步提高了搅动混合的效果及效率，降低混合需要的时间。
本发明进一步设置为：所述内轴和外轴之间设置有弹性件，所述弹性件在第一搅拌桨按照上升段的轨迹运动时压缩变形，所述弹性件在第一搅拌桨位于上升段的尾端与下降段的首端的连接处时开始恢复变形，并推动第一搅拌桨按照下降段的轨迹运动。
通过采用上述技术方案，内轴和外轴之间连接有弹性件，当第一搅拌桨位于的下降段尾端与上升段的首端的连接处时，弹性件处于自然伸长状态，当第一搅拌桨沿着上升段的首端向上升段的尾端运动时，该第一搅拌桨在上升段的槽壁的压力下推动外轴朝着上升段的尾端的方向进行轴向运动，使得弹性件处于被压缩状态，当第一搅拌桨运动到上升段的尾端与下降段的首端的连接处时，第一搅拌桨此时与该连接处的拐角处相接触，当该第一搅拌桨在继续运动一点点时，这一接触断开，使得弹性件的压力释放，推动外轴朝着下降段的尾端的方向进行轴向运动，进而推动第一搅拌桨沿着相邻的下降段的轨迹运动，通过设置该弹性件，不仅方便内轴与外轴进行轴向运动，而且还为第一搅拌桨沿着下降段运动提供了动力，有效提高了搅拌速度，进而提高搅拌效率。
本发明进一步设置为：所述内搅拌桨包括相对的第一搅拌面及第二搅拌面，所述第一搅拌面靠近外搅拌桨，所述第二搅拌面背离外搅拌桨，所述第二搅拌面的法向与内腔内底部之间的夹角在25度到30度之间，所述内搅拌桨包括相对的顶面及底面，所述顶面连接第一搅拌面及第二搅拌面的第一边缘，所述底面连接第一搅拌面及第二搅拌面的相对第一边缘的第二边缘，所述顶面在内腔内底部上的投影为第一投影，所述底面在内腔内底部上的投影为第二投影，所述第一投影比第二投影靠近外搅拌桨。
通过采用上述技术方案，第一搅拌面靠近外搅拌桨，第二搅拌面背离外搅拌桨，第二搅拌面的法向与内腔内底部之间的夹角在25度到30度之间，目的是为了更好的翻动搅拌内腔内底部的物料，内搅拌桨包括相对的顶面及底面，顶面连接第一搅拌面及第二搅拌面的第一边缘，底面连接第一搅拌面及第二搅拌面的相对第一边缘的第二边缘，顶面在内腔内底部上的投影为第一投影，底面在内腔内底部上的投影为第二投影，第一投影比第二投影靠近外搅拌桨说明内搅拌桨的涡旋结构更易将物料翻动，并更方便将物料从由内腔内底部中心向内腔内底壁方向推送。
本发明进一步设置为：所述外搅拌桨包括拱形的连接架和搅拌部，所述连接架的第一端作为外搅拌桨的连接端连接至驱动轴周壁上，所述连接架的第二端连接至搅拌部的第一端，所述搅拌部的第二端作为外搅拌桨的第一自由端，所述连接架底部与内腔内底部具有预设距离，所述搅拌部包括相对的第三搅拌面及第四搅拌面，所述第三搅拌面靠近内搅拌桨，所述第四搅拌面背离内搅拌桨，所述第三搅拌面的法向与内腔内底部之间的夹角在25度到30度之间，所述搅拌部还包括相对的上面及下面，所述上面连接第三搅拌面及第四搅拌面的第一边缘，所述下面连接第三搅拌面及第四搅拌面的相对第一边缘的第二边缘，所述上面在内腔内底部上的投影为第三投影，所述下面在内腔内底部上的投影为第四投影，所述第四投影比第三投影靠近内搅拌桨。
通过采用上述技术方案，所述连接架的呈拱形，使得连接架悬空于内腔内底部上方，连接架与搅拌部一体成型，搅拌部包括相对的第三搅拌面及第四搅拌面，第三搅拌面靠近内搅拌桨，第四搅拌面背离内搅拌桨，第三搅拌面的法向与内腔内底部之间的夹角在25度到30度之间，目的是为了更好的铲起翻动搅拌物料，搅拌部还包括相对的上面及下面，上面连接第三搅拌面及第四搅拌面的第一边缘，下面连接第三搅拌面及第四搅拌面的相对第一边缘的第二边缘，上面在内腔内底部上的投影为第三投影，下面在内腔内底部上的投影为第四投影，第四投影比第三投影靠近内搅拌桨，说明外搅拌桨的涡旋结构更易将物料翻动，并更方便将物料从由内腔内底壁向内腔内底部中心方向推送。
本发明进一步设置为：所述外搅拌桨在内腔内底部上的投影在从驱动轴到内腔底部内周壁方向上的长度为第一长度，所述内搅拌桨在内腔内底部上的投影在从驱动轴到内腔底部内周壁方向上的长度为第二长度，所述第一长度大于第二长度。
通过采用上述技术方案，第一长度大于第二长度使得内搅拌桨与内腔内底部周壁之间的距离大于外搅拌桨与内腔内底部周壁之间的距离，其目的在于内搅拌桨可以将物料往外推向远端，使物料远离内搅拌桨，同时远离内搅拌桨的物料还会被外搅拌桨向内推送，使物料更易在内搅拌桨及外搅拌桨之间流动，有利于均匀划散。
本发明同时公开了一种高强度透水砖的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、覆膜沙的制备：将沙漠风积沙擦洗、烘干筛选原砂后，然后将原砂从进料管加入到内腔中，随后将搅拌釜升温至300℃，保温5-10min，然后以15-20℃/min的速率降温至120℃，随后加入镁砂细粉、聚氨酯树脂，在搅拌电机驱动下，其输出端连接的搅拌轴旋转，并在旋转过程中，带动第一搅拌桨按照导向槽的预定轨迹进行周向转动及轴向运动时与内轴相对轴向运动，当第一搅拌桨沿着上升段的首端向上升段的尾端运动时，该第一搅拌桨在上升段的槽壁的压力下推动外轴朝着上升段的尾端的方向进行轴向运动，使得弹性件处于被压缩状态，当第一搅拌桨运动到上升段的尾端与下降段的首端的连接处时，第一搅拌桨此时与该连接处的拐角处相接触，当该第一搅拌桨在继续运动一点点时，这一接触断开，使得弹性件的压力释放，推动外轴朝着下降段的尾端的方向进行轴向运动，进而推动第一搅拌桨沿着相邻的下降段的轨迹运动，对内腔内的物料进行水平方向和竖直方向的搅拌，带动若干第二搅拌桨旋转搅拌，在驱动电机的驱动作用下，其输出端连接的驱动轴旋转，带动内搅拌桨用于对内腔内底部进行翻动并由内腔中心向周向内壁推送，同时通过外搅拌桨用于对内腔内底部进行翻动并由内腔周向内壁向中心推送，在内轴旋转的过程中，四根转动杆通过第一伞齿与第二伞齿相配合与内轴传动连接，四根转动杆自转，并带动四根转动杆远离搅拌轴的一端安装的竖向的转动杆旋转，对内腔内顶部的物料进行击打搅动混合，在搅拌混合0.5-1h后，继续加入腐植酸钠、偶联剂和光稳定剂，在内腔内部的物料经过充分的搅拌混合后，冷却至室温，随后打开开关控制阀，通过出料管出料，物料通过罐体顶部的辐射性格栅，进入到辐射形格栅和过筛板之间的物料，在旋转电机的驱动作用下，其输出端的旋转轴旋转并驱动双刃叶轮转动，叶轮上刃和叶轮下刃分别与辐射形格栅下表面和过筛板上表面紧密贴合，形成剪刀效应，通过叶轮上刃和叶轮下刃配合辐射形格栅下表面和过筛板上表面，对进入到辐射形格栅和过筛板之间的物料进行高速的碰撞裁剪并破碎过筛，经过两次剪割并破碎后符合大小的物料通过过筛板上的正六边形筛孔筛出，并从罐体底部侧壁上的导出管导出，即完成覆膜沙的制备；
S2、将步骤S1制得的覆膜沙、聚醚砜树脂、玻璃纤维、环氧树脂和碱木质素加入到水泥浆砂搅拌机中搅拌混合均匀，得到砂基面层混合浆料；
S3、将水泥、粉煤灰、石英砂、松脂岩粉、黄糊精，聚丙烯纤维、减水剂和水混合搅拌均匀，制得水泥混凝土结构层混合浆料；
S4、将步骤S2制得的砂基面层混合浆料放入到成型模具中，经振动填实，待其初步凝固后，再将步骤S3制得的水泥混凝土结构层混合浆料加入到成型模具中，振动填实，固化成型后脱模，自然状态下养护15-20天，得到高强度透水砖。
通过采用上述技术方案，覆膜沙制备过程中，不仅实现了对内腔内的物料进行水平方向的搅拌，还实现了对内腔内的物料进行竖直方向的搅拌，从而使得内腔内的物料被不断地全方位地搅拌，提高了混合搅拌效率，并且保证了混合的均匀性，降低混合需要的时间；通过控制驱动轴来控制促搅拌组件采用单向正转持续搅拌模式或采用双向正反转交替搅拌的模式，在驱动轴旋转过程中，带动内搅拌桨用于对内腔内底部进行翻动并由内腔中心向周向内壁推送，同时通过外搅拌桨用于对内腔内底部进行翻动并由内腔周向内壁向中心推送，使内外搅拌桨相互配合，实现对内腔内底部的均匀划散和翻动混合，以配合升降旋转的第一搅拌桨以及若干第二搅拌桨，进一步提高了上下翻动搅拌混合的效率和效果；转动杆旋转对内腔内顶部的物料进行击打搅动混合，整个内腔中的物料从下而上分别通过对应的部件进行混合搅拌，大大缩短了覆膜沙制备所需要的时间，提高了作为透水砖原料的混合质量，从而提高了后续制得的透水砖的透水性能和抗折抗压强度质量，经过两次剪割并破碎后符合大小的物料通过过筛板上的正六边形筛孔筛出，并从罐体底部侧壁上的导出管导出，即完成覆膜沙的制备，制备效率高且一体化程度高；通过设置该弹性件，不仅方便内轴与外轴进行轴向运动，而且还为第一搅拌桨沿着下降段运动提供了动力，有效提高了搅拌速度，进而提高搅拌效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施方式结构示意图。
图2为本发明具体实施方式中促搅拌组件结构示意图。
图3为本发明具体实施方式中辐射形格栅结构示意图。
图4为本发明具体实施方式中双刃叶轮结构示意图。
图5为本发明具体实施方式中过筛板结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图5所示，本发明公开了一种高强度透水砖，包括砂基面层和水泥混凝土结构层，在本发明具体实施例中，所述砂基面层，以重量份计，包括以下组分：覆膜沙80份，聚醚砜树脂8份，玻璃纤维3份，环氧树脂30份，碱木质素10份；所述水泥混凝土结构层，以重量份计，包括以下组分：水泥60份，粉煤灰50份，石英砂85份，松脂岩粉30份，黄糊精5份，聚丙烯纤维7份，减水剂3份，水50份。
通过采用上述技术方案，在砂基面层中加入适量的聚醚砜树脂，其与环氧树脂具有很好的粘结性，且耐高温、防火性能优异，大大提高了透水砖的耐高温、阻燃性能，适量玻璃纤维的加入，提高了砂基面层的抗折抗压强度；在水泥混凝土结构层中加入适量的松脂岩粉，提高了结构层的强度，适量聚丙烯纤维的加入有效改善了结构层的冲击韧性，通过合理控制砂基面层和水泥混凝土结构层的组分以及含量，制得的高强度透水路面砖，透水性能优异，耐高温性能好，耐磨防滑性能优异，抗折抗压强度大。
本发明同时公开了一种适上述高强度透水砖的生产装置，包括供覆膜沙制备用的搅拌釜1，所述搅拌釜1包括内腔2，所述搅拌釜1顶部设置有进料管9，所述搅拌釜1底部设置有出料管10，在本发明具体实施例中，所述内腔2的内侧壁上沿周向设置有具有预定轨迹的导向槽3，所述内腔2内顶部设置有顶部搅动组件，所述顶部搅动组件包括设置在内腔2内顶部的固定箱21，所述固定箱21四面内壁上分别转动设置有转动杆22，所述搅拌釜1顶部中间位置处设置有搅拌电机4，所述搅拌电机4的输出端沿竖直方向连接有搅拌轴5，所述搅拌轴5下端贯穿搅拌釜1顶部后延伸入内腔2中并穿过固定箱21底部，所述转动杆22朝向搅拌轴5的一端连接有第一伞齿23，所述搅拌轴5上设置有与四个第一伞齿23相配合的第二伞齿24，四根转动杆22通过第一伞齿23与第二伞齿24相配合与搅拌轴5传动连接，四根转动杆22远离搅拌轴5的一端安装有竖向的转动杆25，所述搅拌轴5上设置有第一搅拌桨6，所述第一搅拌桨6的一端与搅拌轴5连接，所述第一搅拌桨6的另一端向内腔2的内侧壁方向延伸并伸入导向槽3内，所述搅拌电机4驱动搅拌轴5进行周向转动并带动第一搅拌桨6按照导向槽3的预定轨迹进行周向转动的同时进行轴向运动，所述搅拌轴5包括内轴51和外轴52，所述内轴51上端与搅拌电机4输出端连接，所述外轴52套设在内轴51的外部并与内轴51活动连接，所述第一搅拌桨6设置在外轴52外壁上，所述外轴52在第一搅拌桨6按照导向槽3的预定轨迹进行周向转动及轴向运动时与内轴51相对轴向运动，所述外轴52侧壁上设置有若干第二搅拌桨7；所述搅拌釜1底部设置有驱动电机11，所述驱动电机11输出端沿竖直方向连接有驱动轴12，所述驱动轴12上端贯穿搅拌釜1底部后延伸入内腔2中，所述内腔2内底部且位于驱动轴12上设置有促搅拌组件，所述促搅拌组件包括内搅拌桨13及外搅拌桨14，所述内搅拌桨13以及外搅拌桨14相对地设置于驱动轴12的周壁上，所述内搅拌桨13用于对内腔2内底部进行翻动并由内腔2中心向周向内壁推送，所述外搅拌桨14用于对内腔2内底部进行翻动并由内腔2周向内壁向中心推送。
通过采用上述技术方案，在覆膜沙制备过程中，将沙漠风积沙擦洗、烘干筛选原砂后，然后将原砂从进料管9加入到内腔2中，随后将搅拌釜1升温至300℃，保温5-10min，然后以15-20℃/min的速率降温至120℃，随后加入镁砂细粉、聚氨酯树脂，在搅拌电机4驱动下，其输出端连接的搅拌轴5旋转，并在旋转过程中，搅拌轴5包括内轴51和外轴52，内轴51上端与搅拌电机4输出端连接，外轴52套设在内轴51的外部并与内轴51活动连接，带动第一搅拌桨6按照导向槽3的预定轨迹进行周向转动及轴向运动时与内轴51相对轴向运动，以对内腔2内的物料进行充分搅拌，提高混合效果，保证物料混合的均匀性，不仅实现了对内腔2内的物料进行水平方向的搅拌，还实现了对内腔2内的物料进行竖直方向的搅拌，从而使得内腔2内的物料被不断地全方位地搅拌，提高了混合搅拌效率，并且保证了混合的均匀性，同时还在外轴52侧壁上设置有若干第二搅拌桨7，利用升降并旋转的若干第二搅拌桨7进一步提高了搅动混合的效果及效率，降低混合需要的时间；为了进一步提高对内腔2内底部的物料进行充分的翻动并搅拌，在搅拌釜1底部设置有驱动电机11，驱动电机11输出端沿竖直方向连接有驱动轴12，驱动轴12上端贯穿搅拌釜1底部后延伸入内腔2中，内腔2内底部且位于驱动轴12上设置有促搅拌组件，在驱动电机11的驱动作用下，其输出端连接的驱动轴12旋转，通过控制驱动轴12来控制促搅拌组件采用单向正转持续搅拌模式或采用双向正反转交替搅拌的模式，在驱动轴12旋转过程中，带动内搅拌桨13用于对内腔2内底部进行翻动并由内腔2中心向周向内壁推送，同时通过外搅拌桨14用于对内腔2内底部进行翻动并由内腔2周向内壁向中心推送，使内外搅拌桨相互配合，实现对内腔2内底部的均匀划散和翻动混合，以配合升降旋转的第一搅拌桨6以及若干第二搅拌桨7，进一步提高了上下翻动搅拌混合的效率和效果；为了进一步配合对内腔2内顶部的物料进行搅动混合，以进一步提高混合效率，在内腔2内顶部设置有顶部搅动组件，顶部搅动组件包括设置在内腔2内顶部的固定箱21，固定箱21四面内壁上分别转动设置有转动杆22，在内轴51旋转的过程中，四根转动杆22通过第一伞齿23与第二伞齿24相配合与内轴51传动连接，四根转动杆22自转，并带动四根转动杆22远离搅拌轴5的一端安装的竖向的转动杆25旋转，对内腔2内顶部的物料进行击打搅动混合，整个内腔2中的物料从下而上分别通过对应的部件进行混合搅拌，大大缩短了覆膜沙制备所需要的时间，在搅拌混合0.5-1h后，继续加入腐植酸钠、偶联剂和光稳定剂，搅拌均匀后冷却至室温，随后通过出料管10出料，随后并破碎过筛，得到覆膜沙，相对于现有的搅拌釜，缩短了覆膜沙制备所需要的时间，提高了作为透水砖原料的混合质量，从而提高了后续制得的透水砖的透水性能和抗折抗压强度质量。
在本发明具体实施例中，所述出料管10下端连接有出料破碎过筛组件，所述出料破碎过筛组件包括破碎过筛罐，所述破碎过筛罐包括罐体31、位于罐体31顶部的辐射形格栅32以及中部的过筛板33，所述辐射形格栅32和过筛板33之间转动设置有双刃叶轮34，所述辐射形格栅32上排布有以中心为圆心辐射形排列的扇形栅孔，所述过筛板33上均匀阵列排布有正六边形筛孔，所述双刃叶轮34为一次铸造成型结构，其叶片上下边缘分别设有叶轮上刃341和叶轮下刃342，所述叶轮上刃341和叶轮下刃342分别与辐射形格栅32下表面和过筛板33上表面紧密贴合，形成剪刀效应，所述罐体31底部设置有用于驱动双刃叶轮34旋转的旋转电机35，所述旋转电机35输出端的旋转轴依次贯穿罐体31及过筛板33中部后与双刃叶轮34连接，所述罐体31底部侧壁上设置有导出管36，所述出料管10上且位于破碎过筛罐上方设置有开关控制阀37。
通过采用上述技术方案，在内腔2内部的物料经过充分的搅拌混合后，冷却至室温，随后打开出料管10上且位于破碎过筛罐上方的开关控制阀37，通过出料管10出料，物料通过罐体31顶部的辐射性格栅32，辐射形格栅32上排布有以中心为圆心辐射形排列的扇形栅孔，用于限制单次进入到辐射形格栅32和过筛板33之间的物料量，进入到辐射形格栅32和过筛板33之间的物料，在旋转电机35的驱动作用下，其输出端的旋转轴旋转并驱动双刃叶轮34转动，双刃叶轮34为一次铸造成型结构，其叶片上下边缘分别设有叶轮上刃341和叶轮下刃342，叶轮上刃341和叶轮下刃342分别与辐射形格栅32下表面和过筛板33上表面紧密贴合，形成剪刀效应，通过叶轮上刃341和叶轮下刃342配合辐射形格栅32下表面和过筛板33上表面，对进入到辐射形格栅32和过筛板33之间的物料进行高速的碰撞裁剪并破碎过筛，经过两次剪割并破碎后符合大小的物料通过过筛板33上的正六边形筛孔筛出，并从罐体31底部侧壁上的导出管36导出，即完成覆膜沙的制备，制备效率高且一体化程度高。
在本发明具体实施例中，所述内搅拌桨13包括第二连接端131及第二自由端132，所述第二连接端131设置在驱动轴12周壁上，所述第二自由端132由第二连接端131延伸并先远离再朝向外搅拌桨14呈涡旋线弯折而形成，所述内搅拌桨13的中部到外搅拌桨14的第一距离大于内搅拌桨13的第二自由端132到外搅拌桨14的第二距离，所述外搅拌桨14具有第一连接端141及第一自由端142，所述第一连接端141设置在驱动轴12周壁上，所述第一自由端142是由第一连接端141延伸并先远离再朝向内搅拌桨13呈涡旋线弯折而形成，所述外搅拌桨14的中部到内搅拌桨13的第三距离大于外搅拌桨14的第一自由端142到内搅拌桨13的第四距离。
通过采用上述技术方案，内搅拌桨13的中部到外搅拌桨14的第一距离大于内搅拌桨13的第二自由端132到外搅拌桨14的第二距离，可以使得内搅拌桨13具有将物料从由内腔2内底部中心向内腔2内底壁推送搅动的功能，外搅拌桨14的中部到内搅拌桨13的第三距离大于外搅拌桨14的第一自由端142到内搅拌桨13的第四距离可以使得外搅拌桨14具有将物料从由内腔2内底壁向内腔2内底部中心推送搅动的功能。
在本发明具体实施例中，所述导向槽3包括多个沿周向间隔设置的上升段3001和下降段3002，且任意相邻两个上升段3001之间设置有一个下降段3002，每个上升段3001的首端靠近内腔2底部内壁设置，每个上升段3001的尾端向远离内腔2底部内壁方向斜向延伸，并与相邻的下降段3002的首端相连，相邻的下降段3002的尾端向内腔2底部内壁方向斜向延伸并与另一相邻的上升段3001的首端相连，所述上升段3001与下降段3002依次首尾相连形成具有预定轨迹的导向槽3。
通过采用上述技术方案，多个上升段3001和下降段3002依次首尾相连以在内腔2内壁上形成具有预定轨迹的导向槽3，导向槽3为波浪形，上升段3001的尾端与下降段3002的首端相连形成该波浪形导向槽3的波峰，上升段3001的首端与下降段3002的尾端相连形成该波浪形导向槽3的波谷，在外轴52带动第一搅拌桨6进行周向转动的同时，该第一搅拌桨6沿着导向槽3的上升段3001及下降段3002进行往复轴向运动，在第一搅拌桨6进行周向转动的同时，该第一搅拌桨6沿着导向槽3的上升段3001逐渐上升至波峰处，然后沿着相邻的下降段3002逐渐下降至波谷处，再沿着下一个相邻的上升段3001继续逐渐上升，如此进行往复轴向运动，通过该技术方案，第一搅拌桨6进行周向转动实现了对干燥腔10内的物料进行水平方向的搅拌，同时，第一搅拌桨6还沿着导向槽3的上升段3001和下降段3002进行往复轴向运动实现了对内腔2中的物料进行竖直方向的搅拌，从而使得内腔2内的物料被不断地全方位地搅拌，并且保证了混合的均匀性，同时还在外轴52侧壁上设置有若干第二搅拌桨7，利用升降并旋转的若干第二搅拌桨7进一步提高了搅动混合的效果及效率，降低混合需要的时间。
在本发明具体实施例中，所述内轴51和外轴52之间设置有弹性件53，所述弹性件53在第一搅拌桨6按照上升段3001的轨迹运动时压缩变形，所述弹性件53在第一搅拌桨6位于上升段3001的尾端与下降段3002的首端的连接处时开始恢复变形，并推动第一搅拌桨6按照下降段3002的轨迹运动。
通过采用上述技术方案，内轴51和外轴52之间连接有弹性件53，当第一搅拌桨6位于的下降段3002尾端与上升段3001的首端的连接处时，弹性件113处于自然伸长状态，当第一搅拌桨6沿着上升段3001的首端向上升段3001的尾端运动时，该第一搅拌桨6在上升段3001的槽壁的压力下推动外轴52朝着上升段3001的尾端的方向进行轴向运动，使得弹性件53处于被压缩状态，当第一搅拌桨6运动到上升段1011的尾端与下降段3002的首端的连接处时，第一搅拌桨6此时与该连接处的拐角处相接触，当该第一搅拌桨6在继续运动一点点时，这一接触断开，使得弹性件53的压力释放，推动外轴52朝着下降段3002的尾端的方向进行轴向运动，进而推动第一搅拌桨6沿着相邻的下降段3002的轨迹运动，通过设置该弹性件53，不仅方便内轴51与外轴51进行轴向运动，而且还为第一搅拌桨6沿着下降段3002运动提供了动力，有效提高了搅拌速度，进而提高搅拌效率。
在本发明具体实施例中，所述内搅拌桨13包括相对的第一搅拌面133及第二搅拌面134，所述第一搅拌面133靠近外搅拌桨14，所述第二搅拌面134背离外搅拌桨14，所述第二搅拌面134的法向与内腔2内底部之间的夹角在25度到30度之间，所述内搅拌桨13包括相对的顶面135及底面136，所述顶面135连接第一搅拌面133及第二搅拌面134的第一边缘，所述底面136连接第一搅拌面133及第二搅拌面134的相对第一边缘的第二边缘，所述顶面135在内腔2内底部上的投影为第一投影，所述底面136在内腔2内底部上的投影为第二投影，所述第一投影比第二投影靠近外搅拌桨14。
通过采用上述技术方案，第一搅拌面133靠近外搅拌桨14，第二搅拌面134背离外搅拌桨14，第二搅拌面134的法向与内腔2内底部之间的夹角在25度到30度之间，目的是为了更好的翻动搅拌内腔2内底部的物料，内搅拌桨13包括相对的顶面135及底面136，顶面135连接第一搅拌面133及第二搅拌面134的第一边缘，底面136连接第一搅拌面133及第二搅拌面134的相对第一边缘的第二边缘，顶面135在内腔2内底部上的投影为第一投影，底面136在内腔2内底部上的投影为第二投影，第一投影比第二投影靠近外搅拌桨14说明内搅拌桨13的涡旋结构更易将物料翻动，并更方便将物料从由内腔2内底部中心向内腔2内底壁方向推送。
在本发明具体实施例中，所述外搅拌桨14包括拱形的连接架143和搅拌部144，所述连接架143的第一端作为外搅拌桨14的连接端连接至驱动轴12周壁上，所述连接架143的第二端连接至搅拌部144的第一端，所述搅拌部144的第二端作为外搅拌桨14的第一自由端142，所述连接架143底部与内腔2内底部具有预设距离，所述搅拌部144包括相对的第三搅拌面1441及第四搅拌面1442，所述第三搅拌面1441靠近内搅拌桨13，所述第四搅拌面1442背离内搅拌桨13，所述第三搅拌面1441的法向与内腔2内底部之间的夹角在25度到30度之间，所述搅拌部144还包括相对的上面1443及下面1444，所述上面1443连接第三搅拌面1441及第四搅拌面1442的第一边缘，所述下面1444连接第三搅拌面1441及第四搅拌面1442的相对第一边缘的第二边缘，所述上面1443在内腔2内底部上的投影为第三投影，所述下面1444在内腔2内底部上的投影为第四投影，所述第四投影比第三投影靠近内搅拌桨13。
通过采用上述技术方案，所述连接架143的呈拱形，使得连接架143悬空于内腔2内底部上方，连接架143与搅拌部144一体成型，搅拌部144包括相对的第三搅拌面1441及第四搅拌面1442，第三搅拌面1441靠近内搅拌桨13，第四搅拌面1442背离内搅拌桨13，第三搅拌面1441的法向与内腔2内底部之间的夹角在25度到30度之间，目的是为了更好的铲起翻动搅拌物料，搅拌部144还包括相对的上面1443及下面1444，上面1443连接第三搅拌面1441及第四搅拌面1442的第一边缘，下面1444连接第三搅拌面1441及第四搅拌面1442的相对第一边缘的第二边缘，上面1443在内腔2内底部上的投影为第三投影，下面1444在内腔2内底部上的投影为第四投影，第四投影比第三投影靠近内搅拌桨13，说明外搅拌桨14的涡旋结构更易将物料翻动，并更方便将物料从由内腔2内底壁向内腔2内底部中心方向推送。
在本发明具体实施例中，所述外搅拌桨14在内腔2内底部上的投影在从驱动轴12到内腔2底部内周壁方向上的长度为第一长度，所述内搅拌桨13在内腔2内底部上的投影在从驱动轴12到内腔2底部内周壁方向上的长度为第二长度，所述第一长度大于第二长度。
通过采用上述技术方案，第一长度大于第二长度使得内搅拌桨13与内腔2内底部周壁之间的距离大于外搅拌桨14与内腔2内底部周壁之间的距离，其目的在于内搅拌桨13可以将物料往外推向远端，使物料远离内搅拌桨13，同时远离内搅拌桨13的物料还会被外搅拌桨14向内推送，使物料更易在内搅拌桨13及外搅拌桨14之间流动，有利于均匀划散。
本发明同时公开了一种高强度透水砖的生产工艺，在本发明具体实施例中，包括以下步骤：
S1、覆膜沙的制备：将沙漠风积沙擦洗、烘干筛选原砂后，然后将原砂从进料管9加入到内腔2中，随后将搅拌釜1升温至300℃，保温5-10min，然后以15-20℃/min的速率降温至120℃，随后加入镁砂细粉、聚氨酯树脂，在搅拌电机4驱动下，其输出端连接的搅拌轴5旋转，并在旋转过程中，带动第一搅拌桨6按照导向槽3的预定轨迹进行周向转动及轴向运动时与内轴51相对轴向运动，当第一搅拌桨6沿着上升段3001的首端向上升段3001的尾端运动时，该第一搅拌桨6在上升段3001的槽壁的压力下推动外轴52朝着上升段3001的尾端的方向进行轴向运动，使得弹性件53处于被压缩状态，当第一搅拌桨6运动到上升段1011的尾端与下降段3002的首端的连接处时，第一搅拌桨6此时与该连接处的拐角处相接触，当该第一搅拌桨6在继续运动一点点时，这一接触断开，使得弹性件53的压力释放，推动外轴52朝着下降段3002的尾端的方向进行轴向运动，进而推动第一搅拌桨6沿着相邻的下降段3002的轨迹运动，对内腔2内的物料进行水平方向和竖直方向的搅拌，带动若干第二搅拌桨7旋转搅拌，在驱动电机11的驱动作用下，其输出端连接的驱动轴12旋转，带动内搅拌桨13用于对内腔2内底部进行翻动并由内腔2中心向周向内壁推送，同时通过外搅拌桨14用于对内腔2内底部进行翻动并由内腔2周向内壁向中心推送，在内轴51旋转的过程中，四根转动杆22通过第一伞齿23与第二伞齿24相配合与内轴51传动连接，四根转动杆22自转，并带动四根转动杆22远离搅拌轴5的一端安装的竖向的转动杆25旋转，对内腔2内顶部的物料进行击打搅动混合，在搅拌混合0.5-1h后，继续加入腐植酸钠、偶联剂和光稳定剂，在内腔2内部的物料经过充分的搅拌混合后，冷却至室温，随后打开开关控制阀37，通过出料管10出料，物料通过罐体31顶部的辐射性格栅32，进入到辐射形格栅32和过筛板33之间的物料，在旋转电机35的驱动作用下，其输出端的旋转轴旋转并驱动双刃叶轮34转动，叶轮上刃341和叶轮下刃342分别与辐射形格栅32下表面和过筛板33上表面紧密贴合，形成剪刀效应，通过叶轮上刃341和叶轮下刃342配合辐射形格栅32下表面和过筛板33上表面，对进入到辐射形格栅32和过筛板33之间的物料进行高速的碰撞裁剪并破碎过筛，经过两次剪割并破碎后符合大小的物料通过过筛板33上的正六边形筛孔筛出，并从罐体31底部侧壁上的导出管36导出，即完成覆膜沙的制备；
S2、将步骤S1制得的覆膜沙、聚醚砜树脂、玻璃纤维、环氧树脂和碱木质素加入到水泥浆砂搅拌机中搅拌混合均匀，得到砂基面层混合浆料；
S3、将水泥、粉煤灰、石英砂、松脂岩粉、黄糊精，聚丙烯纤维、减水剂和水混合搅拌均匀，制得水泥混凝土结构层混合浆料；
S4、将步骤S2制得的砂基面层混合浆料放入到成型模具中，经振动填实，待其初步凝固后，再将步骤S3制得的水泥混凝土结构层混合浆料加入到成型模具中，振动填实，固化成型后脱模，自然状态下养护15-20天，得到高强度透水砖。
通过采用上述技术方案，覆膜沙制备过程中，不仅实现了对内腔2内的物料进行水平方向的搅拌，还实现了对内腔2内的物料进行竖直方向的搅拌，从而使得内腔2内的物料被不断地全方位地搅拌，提高了混合搅拌效率，并且保证了混合的均匀性，降低混合需要的时间；通过控制驱动轴12来控制促搅拌组件采用单向正转持续搅拌模式或采用双向正反转交替搅拌的模式，在驱动轴12旋转过程中，带动内搅拌桨13用于对内腔2内底部进行翻动并由内腔2中心向周向内壁推送，同时通过外搅拌桨14用于对内腔2内底部进行翻动并由内腔2周向内壁向中心推送，使内外搅拌桨相互配合，实现对内腔2内底部的均匀划散和翻动混合，以配合升降旋转的第一搅拌桨6以及若干第二搅拌桨7，进一步提高了上下翻动搅拌混合的效率和效果；转动杆25旋转对内腔2内顶部的物料进行击打搅动混合，整个内腔2中的物料从下而上分别通过对应的部件进行混合搅拌，大大缩短了覆膜沙制备所需要的时间，提高了作为透水砖原料的混合质量，从而提高了后续制得的透水砖的透水性能和抗折抗压强度质量，经过两次剪割并破碎后符合大小的物料通过过筛板33上的正六边形筛孔筛出，并从罐体31底部侧壁上的导出管36导出，即完成覆膜沙的制备，制备效率高且一体化程度高；通过设置该弹性件53，不仅方便内轴51与外轴51进行轴向运动，而且还为第一搅拌桨6沿着下降段3002运动提供了动力，有效提高了搅拌速度，进而提高搅拌效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度透水砖，包括砂基面层和水泥混凝土结构层，其特征在于：所述砂基面层，以重量份计，包括以下组分：覆膜沙80份，聚醚砜树脂8份，玻璃纤维3份，环氧树脂30份，碱木质素10份；所述水泥混凝土结构层，以重量份计，包括以下组分：水泥60份，粉煤灰50份，石英砂85份，松脂岩粉30份，黄糊精5份，聚丙烯纤维7份，减水剂3份，水50份。
2.一种适于上述权利要求1所述的一种高强度透水砖的生产装置，包括供覆膜沙制备用的搅拌釜(1)，所述搅拌釜(1)包括内腔(2)，所述搅拌釜(1)顶部设置有进料管(9)，所述搅拌釜(1)底部设置有出料管(10)，其特征在于：所述内腔(2)的内侧壁上沿周向设置有具有预定轨迹的导向槽(3)，所述内腔(2)内顶部设置有顶部搅动组件，所述顶部搅动组件包括设置在内腔(2)内顶部的固定箱(21)，所述固定箱(21)四面内壁上分别转动设置有转动杆(22)，所述搅拌釜(1)顶部中间位置处设置有搅拌电机(4)，所述搅拌电机(4)的输出端沿竖直方向连接有搅拌轴(5)，所述搅拌轴(5)下端贯穿搅拌釜(1)顶部后延伸入内腔(2)中并穿过固定箱(21)底部，所述转动杆(22)朝向搅拌轴(5)的一端连接有第一伞齿(23)，所述搅拌轴(5)上设置有与四个第一伞齿(23)相配合的第二伞齿(24)，四根转动杆(22)通过第一伞齿(23)与第二伞齿(24)相配合与搅拌轴(5)传动连接，四根转动杆(22)远离搅拌轴(5)的一端安装有竖向的转动杆(25)，所述搅拌轴(5)上设置有第一搅拌桨(6)，所述第一搅拌桨(6)的一端与搅拌轴(5)连接，所述第一搅拌桨(6)的另一端向内腔(2)的内侧壁方向延伸并伸入导向槽(3)内，所述搅拌电机(4)驱动搅拌轴(5)进行周向转动并带动第一搅拌桨(6)按照导向槽(3)的预定轨迹进行周向转动的同时进行轴向运动，所述搅拌轴(5)包括内轴(51)和外轴(52)，所述内轴(51)上端与搅拌电机(4)输出端连接，所述外轴(52)套设在内轴(51)的外部并与内轴(51)活动连接，所述第一搅拌桨(6)设置在外轴(52)外壁上，所述外轴(52)在第一搅拌桨(6)按照导向槽(3)的预定轨迹进行周向转动及轴向运动时与内轴(51)相对轴向运动，所述外轴(52)侧壁上设置有若干第二搅拌桨(7)；所述搅拌釜(1)底部设置有驱动电机(11)，所述驱动电机(11)输出端沿竖直方向连接有驱动轴(12)，所述驱动轴(12)上端贯穿搅拌釜(1)底部后延伸入内腔(2)中，所述内腔(2)内底部且位于驱动轴(12)上设置有促搅拌组件，所述促搅拌组件包括内搅拌桨(13)及外搅拌桨(14)，所述内搅拌桨(13)以及外搅拌桨(14)相对地设置于驱动轴(12)的周壁上，所述内搅拌桨(13)用于对内腔(2)内底部进行翻动并由内腔(2)中心向周向内壁推送，所述外搅拌桨(14)用于对内腔(2)内底部进行翻动并由内腔(2)周向内壁向中心推送。
3.根据权利要求2所述的一种高强度透水砖的生产装置，其特征在于：所述出料管(10)下端连接有出料破碎过筛组件，所述出料破碎过筛组件包括破碎过筛罐，所述破碎过筛罐包括罐体(31)、位于罐体(31)顶部的辐射形格栅(32)以及中部的过筛板(33)，所述辐射形格栅(32)和过筛板(33)之间转动设置有双刃叶轮(34)，所述辐射形格栅(32)上排布有以中心为圆心辐射形排列的扇形栅孔，所述过筛板(33)上均匀阵列排布有正六边形筛孔，所述双刃叶轮(34)为一次铸造成型结构，其叶片上下边缘分别设有叶轮上刃(341)和叶轮下刃(342)，所述叶轮上刃(341)和叶轮下刃(342)分别与辐射形格栅(32)下表面和过筛板(33)上表面紧密贴合，形成剪刀效应，所述罐体(31)底部设置有用于驱动双刃叶轮(34)旋转的旋转电机(35)，所述旋转电机(35)输出端的旋转轴依次贯穿罐体(31)及过筛板(33)中部后与双刃叶轮(34)连接，所述罐体(31)底部侧壁上设置有导出管(36)，所述出料管(10)上且位于破碎过筛罐上方设置有开关控制阀(37)。
4.根据权利要求2或3所述的一种高强度透水砖的生产装置，其特征在于：所述内搅拌桨(13)包括第二连接端(131)及第二自由端(132)，所述第二连接端(131)设置在驱动轴(12)周壁上，所述第二自由端(132)由第二连接端(131)延伸并先远离再朝向外搅拌桨(14)呈涡旋线弯折而形成，所述内搅拌桨(13)的中部到外搅拌桨(14)的第一距离大于内搅拌桨(13)的第二自由端(132)到外搅拌桨(14)的第二距离，所述外搅拌桨(14)具有第一连接端(141)及第一自由端(142)，所述第一连接端(141)设置在驱动轴(12)周壁上，所述第一自由端(142)是由第一连接端(141)延伸并先远离再朝向内搅拌桨(13)呈涡旋线弯折而形成，所述外搅拌桨(14)的中部到内搅拌桨(13)的第三距离大于外搅拌桨(14)的第一自由端(142)到内搅拌桨(13)的第四距离。
5.根据权利要求4所述的一种高强度透水砖的生产装置，其特征在于：所述导向槽(3)包括多个沿周向间隔设置的上升段(3001)和下降段(3002)，且任意相邻两个上升段(3001)之间设置有一个下降段(3002)，每个上升段(3001)的首端靠近内腔(2)底部内壁设置，每个上升段(3001)的尾端向远离内腔(2)底部内壁方向斜向延伸，并与相邻的下降段(3002)的首端相连，相邻的下降段(3002)的尾端向内腔(2)底部内壁方向斜向延伸并与另一相邻的上升段(3001)的首端相连，所述上升段(3001)与下降段(3002)依次首尾相连形成具有预定轨迹的导向槽(3)。
6.根据权利要求5所述的一种高强度透水砖的生产装置，其特征在于：所述内轴(51)和外轴(52)之间设置有弹性件(53)，所述弹性件(53)在第一搅拌桨(6)按照上升段(3001)的轨迹运动时压缩变形，所述弹性件(53)在第一搅拌桨(6)位于上升段(3001)的尾端与下降段(3002)的首端的连接处时开始恢复变形，并推动第一搅拌桨(6)按照下降段(3002)的轨迹运动。
7.根据权利要求6所述的一种高强度透水砖的生产装置，其特征在于：所述内搅拌桨(13)包括相对的第一搅拌面(133)及第二搅拌面(134)，所述第一搅拌面(133)靠近外搅拌桨(14)，所述第二搅拌面(134)背离外搅拌桨(14)，所述第二搅拌面(134)的法向与内腔(2)内底部之间的夹角在25度到30度之间，所述内搅拌桨(13)包括相对的顶面(135)及底面(136)，所述顶面(135)连接第一搅拌面(133)及第二搅拌面(134)的第一边缘，所述底面(136)连接第一搅拌面(133)及第二搅拌面(134)的相对第一边缘的第二边缘，所述顶面(135)在内腔(2)内底部上的投影为第一投影，所述底面(136)在内腔(2)内底部上的投影为第二投影，所述第一投影比第二投影靠近外搅拌桨(14)。
8.根据权利要求7所述的一种高强度透水砖的生产装置，其特征在于：所述外搅拌桨(14)包括拱形的连接架(143)和搅拌部(144)，所述连接架(143)的第一端作为外搅拌桨(14)的连接端连接至驱动轴(12)周壁上，所述连接架(143)的第二端连接至搅拌部(144)的第一端，所述搅拌部(144)的第二端作为外搅拌桨(14)的第一自由端(142)，所述连接架(143)底部与内腔(2)内底部具有预设距离，所述搅拌部(144)包括相对的第三搅拌面(1441)及第四搅拌面(1442)，所述第三搅拌面(1441)靠近内搅拌桨(13)，所述第四搅拌面(1442)背离内搅拌桨(13)，所述第三搅拌面(1441)的法向与内腔(2)内底部之间的夹角在25度到30度之间，所述搅拌部(144)还包括相对的上面(1443)及下面(1444)，所述上面(1443)连接第三搅拌面(1441)及第四搅拌面(1442)的第一边缘，所述下面(1444)连接第三搅拌面(1441)及第四搅拌面(1442)的相对第一边缘的第二边缘，所述上面(1443)在内腔(2)内底部上的投影为第三投影，所述下面(1444)在内腔(2)内底部上的投影为第四投影，所述第四投影比第三投影靠近内搅拌桨(13)。
9.根据权利要求8所述的一种高强度透水砖的生产装置，其特征在于：所述外搅拌桨(14)在内腔(2)内底部上的投影在从驱动轴(12)到内腔(2)底部内周壁方向上的长度为第一长度，所述内搅拌桨(13)在内腔(2)内底部上的投影在从驱动轴(12)到内腔(2)底部内周壁方向上的长度为第二长度，所述第一长度大于第二长度。
10.一种适于上述权利要求9所述的一种高强度透水砖的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、覆膜沙的制备：将沙漠风积沙擦洗、烘干筛选原砂后，然后将原砂从进料管(9)加入到内腔(2)中，随后将搅拌釜(1)升温至300℃，保温5-10min，然后以15-20℃/min的速率降温至120℃，随后加入镁砂细粉、聚氨酯树脂，在搅拌电机(4)驱动下，其输出端连接的搅拌轴(5)旋转，并在旋转过程中，带动第一搅拌桨(6)按照导向槽(3)的预定轨迹进行周向转动及轴向运动时与内轴(51)相对轴向运动，当第一搅拌桨(6)沿着上升段(3001)的首端向上升段(3001)的尾端运动时，该第一搅拌桨(6)在上升段(3001)的槽壁的压力下推动外轴(52)朝着上升段(3001)的尾端的方向进行轴向运动，使得弹性件(53)处于被压缩状态，当第一搅拌桨(6)运动到上升段1011的尾端与下降段(3002)的首端的连接处时，第一搅拌桨(6)此时与该连接处的拐角处相接触，当该第一搅拌桨(6)在继续运动一点点时，这一接触断开，使得弹性件(53)的压力释放，推动外轴(52)朝着下降段(3002)的尾端的方向进行轴向运动，进而推动第一搅拌桨(6)沿着相邻的下降段(3002)的轨迹运动，对内腔(2)内的物料进行水平方向和竖直方向的搅拌，带动若干第二搅拌桨(7)旋转搅拌，在驱动电机(11)的驱动作用下，其输出端连接的驱动轴(12)旋转，带动内搅拌桨(13)用于对内腔(2)内底部进行翻动并由内腔(2)中心向周向内壁推送，同时通过外搅拌桨(14)用于对内腔(2)内底部进行翻动并由内腔(2)周向内壁向中心推送，在内轴(51)旋转的过程中，四根转动杆(22)通过第一伞齿(23)与第二伞齿(24)相配合与内轴(51)传动连接，四根转动杆(22)自转，并带动四根转动杆(22)远离搅拌轴(5)的一端安装的竖向的转动杆(25)旋转，对内腔(2)内顶部的物料进行击打搅动混合，在搅拌混合0.5-1h后，继续加入腐植酸钠、偶联剂和光稳定剂，在内腔(2)内部的物料经过充分的搅拌混合后，冷却至室温，随后打开开关控制阀(37)，通过出料管(10)出料，物料通过罐体(31)顶部的辐射性格栅(32)，进入到辐射形格栅(32)和过筛板(33)之间的物料，在旋转电机(35)的驱动作用下，其输出端的旋转轴旋转并驱动双刃叶轮(34)转动，叶轮上刃(341)和叶轮下刃(342)分别与辐射形格栅(32)下表面和过筛板(33)上表面紧密贴合，形成剪刀效应，通过叶轮上刃(341)和叶轮下刃(342)配合辐射形格栅(32)下表面和过筛板(33)上表面，对进入到辐射形格栅(32)和过筛板(33)之间的物料进行高速的碰撞裁剪并破碎过筛，经过两次剪割并破碎后符合大小的物料通过过筛板(33)上的正六边形筛孔筛出，并从罐体(31)底部侧壁上的导出管(36)导出，即完成覆膜沙的制备；
S2、将步骤S1制得的覆膜沙、聚醚砜树脂、玻璃纤维、环氧树脂和碱木质素加入到水泥浆砂搅拌机中搅拌混合均匀，得到砂基面层混合浆料；
S3、将水泥、粉煤灰、石英砂、松脂岩粉、黄糊精，聚丙烯纤维、减水剂和水混合搅拌均匀，制得水泥混凝土结构层混合浆料；
S4、将步骤S2制得的砂基面层混合浆料放入到成型模具中，经振动填实，待其初步凝固后，再将步骤S3制得的水泥混凝土结构层混合浆料加入到成型模具中，振动填实，固化成型后脱模，自然状态下养护15-20天，得到高强度透水砖。
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