CN114605125A

CN114605125A - 利用建筑垃圾制备透水砖的方法

Info

Publication number: CN114605125A
Application number: CN202210357983.9A
Authority: CN
Inventors: 王雷; 原菊蒲; 苏瑞雪; 吴博
Original assignee: Wuchang University of Technology
Current assignee: Wuchang University of Technology
Priority date: 2022-04-07
Filing date: 2022-04-07
Publication date: 2022-06-10
Anticipated expiration: 2042-04-07
Also published as: CN114605125B

Abstract

本发明公开了一种利用建筑垃圾制备透水砖的方法。透水砖由以下重量份的原料制备得到：100份建筑垃圾骨料、10～20份水泥、3～7份水、5～10份粉煤灰、0.1～1.5份增强纤维、0.05～0.2份聚丙烯醇纤维、0.1～0.2份减水剂、0.04～0.1保水剂。本发明提供的利用建筑垃圾制备透水砖的方法，具有水泥使用量低、成本低、制作工艺简单、建筑垃圾利用率高的优点，制作的透水砖强度高、透水性能好、抗冻融性能优异。本发明不仅材料环保，而且帮助解决了废弃资源化综合利用的问题，为建筑垃圾的资源化处置提供了一条新思路。

Description

利用建筑垃圾制备透水砖的方法

技术领域

本发明属于涉及建筑材料领域，具体涉及一种利用建筑垃圾制备透水砖的方法。

背景技术

随着经济的发展和城市建设步伐的加快，现代城市的地表逐渐被混凝土、沥青等材料所覆盖，自然降水不能渗入地下，地表植物难以正常生长，路面很难和空气进行热量和水分的交换，城市地表温度、湿度的调节能力降低，从而产生“热岛效应”。同时，不透水的道路表面容易积水，降低了道路的舒适性和安全性。基于这些背景，透水砖应运而生。目前透水砖一般运用于在城市人行步道或者城市公园停车场等公共场所。由于较高的渗透性和多孔的特性，配合其铺装的方式及透水砖路面结构的基层与垫层，可以有效使得雨水快速透过路面，减少城市雨水排水系统和蓄水池等工程中的基础性排水设施的使用规模或需求，能够有效控制暴雨径流。同时，由于具有粗糙的表面，路面铺设透水砖也能提高路面的防滑度和能见度；内部大量孔隙的存在也能降低噪音污染。

近年来，随着大面积的建筑开发，产生了大量的建筑垃圾，建筑垃圾如果不做任何处理直接运往堆场堆放，挥发出的有机酸、重金属离子等，将会对周边环境造成很大的危害。而且，即使建筑废弃物己达到稳定化程度，大量的化学物质仍会停留在堆放处，对土地资源造成污染，影响植被生长，从而对生态环境导致持久的影响。城市建筑垃圾的减量化处理与资源化利用属于城市和人居可持续发展的课题，是我国城市化发展进程中必须面对和亟需处理的问题。据统计，目前我国包括建筑物垃圾和工程弃土在内的建筑垃圾年产生量约为35亿吨，其中每年仅拆除就产生15亿吨建筑垃圾，其综合利用率不足5％。建筑垃圾中的混凝土结构和砖混结构在拆除后，仍然具有非常优良的力学性质。国内外己经有大量关于建筑垃圾的根据破碎成的不同粒径的骨料，用于道路基层的回填和非承重墙墙体材料的研究。使用建筑垃圾的废弃混凝土破碎加工而成的再生骨料替代混凝土中的天然骨料，以此制备混凝土，不仅材料环保，而且帮助解决了废弃资源化综合利用的问题。

鉴于上述现状，使用建筑垃圾制作透水砖不仅是一种建筑垃圾资源回收的可行途径，也能为环境保护和建筑行业带来巨大的经济和社会效益。

CN 105906269 A公布了一种含有建筑垃圾透水砖及其制备方法，由5-25份水泥、60-100份建筑垃圾骨料、0.1-1份胶凝剂、0.1-1份颜料、1-3份水组成；具有成本低、建筑垃圾利用率高、透水效果好等优点。CN 106145880 A将建筑垃圾粉碎成不同粒径的骨料并合适配比，加入水、硅灰、粉煤灰、碱性激发剂，压制养护形成透水砖；该发明透水砖具有高强度、高透水性、低水化热、抗碳化、耐久性好等优点。CN 105152678 A公开了一种生态陶瓷透水砖的制备方法，将干化污泥、改性淤泥、建筑垃圾、硼砂、明矾为原料，压制成块后烧结制备而成；该透水砖具有较好的耐磨性和较高的强度。

目前，透水砖常由添加造孔剂经过高温烧结或通过不同粒径的骨料颗粒堆积制备。石英类铝硅酸盐材料加入适量可塑性强的黏土类物质或者一定的粘结剂，混料、压样、高温烧结可以制备强度高的透水砖，但高温煅烧增加了能耗，加剧了温室效应。由不同尺寸骨料堆积、加入水泥或环氧树脂进行粘结，混合均匀后直接倒入模具中或者适当加压，通过注浆成型，可以形成具有连通孔、高孔隙率的透水砖，但该法制作的透水砖的强度通常不高。

因此，采用颗粒堆积法、使用建筑垃圾作为主要原料，同时降低制备过程中加入的水泥的用量，制备具有高透水性、高强度的透水砖对于环境保护、资源回收利用、城市建设有十分重要且现实的意义。同时，现有的技术对于透水砖的抗冻融性能研究较少。

发明内容

有鉴于现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供利用建筑垃圾制备透水砖的方法，本方法使用建筑垃圾为骨料来源，用水拌合浸润，使用低组分占比的水泥作为粘结剂，综合利用电厂废弃物粉煤灰，加入增强纤维、聚丙烯醇纤维、减水剂、保水剂，压制成型并养护制备了透水砖。该透水砖具有较高的强度、透水性能、抗冻融性能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种利用建筑垃圾制备透水砖的方法，主要步骤如下：

步骤1：将建筑垃圾进行破裂、分筛、混合，得到建筑垃圾骨料组合物；

步骤2：将建筑垃圾骨料组合物、水、粉煤灰、增强纤维、减水剂、保水剂进行搅拌；

步骤3：搅拌后的拌合物灌入试模、成型，进行养护，所得产品即为本发明制备的透水砖。

优选的，步骤1得到的建筑垃圾骨料组合物由细骨料和粗骨料组成，其中细骨料的粒径为2.36mm～4.75mm，粗骨料的粒径为4.75mm～9.5mm；以重量份占比为，细骨料的含量为35～45％，粗骨料的含量为55～65％。

优选的，步骤2中各材料的配比以重量份计为建筑垃圾骨料组合物100份、水泥10～20份、水3～7份、粉煤灰5～10份、增强纤维 0.1～1.5份、聚丙烯醇纤维0.05～0.2、减水剂0.1～0.2份、保水剂0.04～0.1 份；所述的水泥为普通硅酸盐水泥，型号为P·O42.5、P·O42.5R、 P·O52.5、P·O52.5R中的一种；所述的增强纤维为聚丙烯纤维或改性聚丙烯纤维中的一种；所述的减水剂为脂肪酸系减水剂、萘磺酸盐减水剂、密胺系减水剂、木质素磺酸盐减水剂、聚羧酸高效减水剂中的一种；所述的保水剂为羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素聚丙烯酰胺中的一种。

优选的，所述步骤2中的搅拌方式为总用水重量40％的水在搅拌下浸润建筑垃圾骨料，搅拌60～90s后停止搅拌；加入水泥，持续搅拌60～90s后停止搅拌；加入剩余的60％的水、粉煤灰、聚丙烯纤维、聚丙烯醇纤维、保水剂、减水剂继续搅拌120～180s后停止搅拌，得到拌合物。

优选的，步骤3中所述的成型方法为人工振捣和机械静压成型相结合，在试模填料过程达到1/2～2/3时先进行人工振捣10～15s，后试模填料至满，以静压力为5～15MPa，机械静压60～90s成型；所述的养护为标准养护，在温度20±2℃，95％以上湿度下养护24h后将砖坯从试模中倒出，之后在温度20±2℃，95％以上湿度下养护7～28天。

所述的改性聚丙烯纤维的制备步骤为：以重量份计，将10～20份聚丙烯纤维、0.05～0.1份过氧化二苯甲酰、1～3份丙腈在室温25℃分散于100～200份二甲苯中，升温至80～85℃，以转速300～400r/min反应2～5h，收集反应后的纤维，过滤、洗涤，于55～70℃干燥2～5h，得到纤维Ⅰ；将10～20份纤维Ⅰ与1～2份二乙烯三胺五乙酸、0.01～0.02 份六水合三氯化铝分散于100～200份水中，于70～80℃反应2～3h，过滤、洗涤，于55～70℃干燥2～5h，即可得到改性聚丙烯纤维。

本发明的有益效果：

(1)本发明采用工业废渣粉煤灰、建筑垃圾、低组分占比的水泥为主要原料制备了透水砖，不产生二次废物、固废利用率高、生产成本低，使用骨料堆积压制而成，制备工艺简单无需高温煅烧，低碳、环保、能耗低，减小了对环境的损害，具有较高的经济价值和社会意义。

(2)本发明制备的透水砖具有较高的抗压强度和透水性能，为建筑垃圾的资源化处置提供了一条新思路。

具体实施方式

本发明中部分原材料的介绍：

粉煤灰：是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为:SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、CaO、K₂O、Na₂O，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一，在混凝土中掺加粉煤灰能节约大量的水泥和细骨料，减少水量、改善混凝土拌和物的和易性、增强混凝土的可泵性、减少混凝土的徐变、减少水化热、热能膨胀性、提高混凝土抗渗能力、增加混凝土的修饰性，优质粉煤灰的颗粒大多呈微珠，且粒径小于水泥，在混凝土中就更为突出的起到填充、润滑、解絮、分散水洱等的致密作用，上述机理的共同作用使混凝土的用水量大大减少，施工的和易性得到改善，并且混凝土均匀密实，从而提高混凝土的强度和耐久性，本发明实施例使用的粉煤灰收集于武汉青山发电厂，属于II级粉煤灰；

聚丙烯纤维：聚丙烯纤维是一种结构规整的结晶型聚合物，商品名为丙纶，学名为等规聚丙烯纤维，是一种不含官能团的、分子链具有等规结构的聚合物，分子结构表示为:[-CH2-CH(CH₃)-]_n，一般大分子的聚合度为310～430，分子量多在10万～200万，聚丙烯纤维约含有85～97％等规聚丙烯，及3～15％无规聚丙烯，等规聚丙烯的分子结构规整性好，没有侧基，排列十分紧密，分子链中无薄弱环节，化学稳定性好，能形成侧基镶嵌的规整结晶，聚丙烯纤维通常结晶度很高，是常见合成纤维中结晶度最高者；聚丙烯纤维一般情况下表面光滑，缺乏极性基团，分子上没有任何活性基团，如:-OH、-CONH-、-NHZ、 -COOR等，通常是一种无色无味的热塑性材料，相对来说质量比较轻，一般密度基本在0.90g/cm³左右，该纤维目前也是在现有的高分子树脂中质量最轻的一种；熔点在165℃左右，燃点为590℃，几乎不溶于水；耐热性能较好；聚丙烯纤维表面致密光滑，一般情况下不会吸水，且耐蚀性良好，常见的大多数化学试剂均不能对其产生影响，包括酸、碱或者其他有机溶剂等；机械性能良好，抗拉强度高达 3.3×10⁸～4.14×10⁸Pa，抗压强度多在4.14×10⁸～5.51×10⁸Pa之间，本发明实施例采用泰安松泽复合材料有限公司生产的聚丙烯纤维，当量直径为18～48μm，长度为5～20mm；

聚丙烯醇纤维：聚丙烯醇纤维是以高聚合度的优质聚丙烯醇为原料，加工而成的一种合成纤维，在工业领域中可用于制作帆布、防水布、滤布、运输带、包装材料、工作服、渔网和海上作业用缆绳，高强度、高模量长丝可用作运输带的骨架材料、各种胶管、胶布和胶鞋的衬里材料，还可制作自行车胎帘子线，由于这种纤维能耐水泥的碱性，且与水泥的粘结性和亲合性好，可代替石棉作水泥制品的增强材料，本发明实施例采用山东洪泰工程材料有限公司生产的聚丙烯醇纤维，当量直径为5～20μm，长度为5～20mm；

聚羧酸高效减水剂：聚羧酸盐高效减水剂是继木质素磺酸钙为代表的普通减水剂和以萘系为代表的高效减水剂之后发展起来的第三代高性能减水剂，是目前世界上最前沿、科技含量最高、应用前景最好、综合性能最优的一种高效减水剂，具有掺量低、减水率高、可用于配制高强以及高性能混凝土、坍落度轻时损失小、工作性好、与不同品种水泥和掺合料相容性好、混凝土收缩小碱含量极低、产品稳定性好、产品绿色环保、经济效益好的优点，本发明实施例中采用的为青岛虹厦公司生产的HSC聚羧酸高性能减水剂；

羟丙基甲基纤维素：又名羟丙甲纤维素、纤维素羟丙基甲基醚，是选用高度纯净的棉纤维素作为原料，在碱性条件下经醚化而制得，溶于水及大多数极性溶剂，在乙醚、丙酮、无水乙醇中不溶，在冷水中溶胀成澄清或微浊的胶体溶液，水溶液具有表面活性，透明度高、性能稳定，作为增稠剂，能使新拌浆体增稠增强，有一定的湿粘性，防止离析作为混凝土保水剂有助于保持浆体中自由水的含量，使胶凝材料水化更加充分，可提升剪切强度，对砂浆的性能影响非常明显，是影响砂浆施工性能的重要添加剂，可提高混凝土的流动性，本发明实施例使用的为工业级20万粘度的羟丙基甲基纤维素；

本发明部分测试方法：

抗压强度测试：

依照GB/T 50081-2019《混凝土物理性能试验方法标准》对养护完成的透水砖试件进行测试，所测试试件为100mm×100mm×100mm 的非标准立方体，进行测试时，均测试5个样品，最终取平均值，抗压强度计算公式如下：

式中：f_c为试件的抗压强度(MPa)；

F为试件所能承受的最大荷载(N)；

A为荷载作用于试件的面积(mm²)；

β为尺寸换算系数取0.95；

抗折强度测试：

根据GB/T 50081-2019《混凝土物理性能试验方法标准》对制备的透水砖进行试验，测试试件为100mm×100mm×400mm的非标准立方体，进行测试时，均测试5个样品，最终取平均值，抗折强度的计算公式为：

式中：f_f为试件的抗折强度(MPa)；

F为试件所能承受的最大荷载(N)；

l为跨度(mm)；

h为截面高度(mm)；

b为截面宽度(mm)；

β为尺寸换算系数取0.85；

透水系数测试：

依据GB/T 25993-2010《透水路面砖和透水路面板》对制备的透水砖进行试验，使用直径为100mm、高为150mm的圆柱体试件测试透水混凝土的透水系数，测试前将试件放入水中浸泡24h，使吸水达到饱和，测试时试件与测试仪器的接缝处涂抹适量的凡士林并缠上止水胶带，使水仅能从试件的上表面穿过，进行测试时，均测试5个样品，最终取平均值，透水系数的计算公式为：

式中：K_T为水温为T℃时试样的透水系数(cm/s)；

Q为t时间内渗出的水量(mL)；

L为试件的厚度(cm)；

A为试件的表面积(cm²)；

H为水位差(cm)

t为测定的时间(s)；

抗冻性能测试：

根据GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的试验规定，采用慢冻法进行了混凝土的抗冻性试验，测定在气动水融条件下，经受的冻融循环次数来表示混凝土的抗冻性能。测试步骤如下：

试验采用尺寸为100mm×100mm×100mm的试样，每组试样选择 3块，在养护期24天时提前将试样取出，放入(20±2)℃水中浸泡，浸泡水面高出试样顶面20mm，浸泡时间为4天；用湿布擦除表面水分后，对外观尺寸测量、编号、称重，置入试样架内，试样与箱体内壁至少留有20mm的空隙，试样架各试样之间保持30mm的空隙；冻融箱温度保持在(-20～-18)℃，且冷冻时间为4h；冷冻结束后立即加入(18～20)℃的水，水面高出试样表面20mm。融化时间为4h；融化完毕视为该次冷冻循环结束，可进入下一次冻融循环；每经过25 次循环对冻融试样进行一次外观检查；当出现严重破坏时，应立即进行称重；当一组试样的平均质量损失率超过5％，可停止其冻融循环试验；

试样达到规定的冻融次数后，试样应称重，并记录质量损失情况，单个试样的质量损失率应按下式计算：

式中：ΔW为n次冻融循环后混凝土质量损失率(％)；

W₀为0次冻融循环后混凝土质量(g)；

W_n为n次冻融循环后混凝土质量(g)；

每组试样的平均质量损失率应以三个试样的质量损失率试验结果的算术平均值作为测定值；

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1利用建筑垃圾制备透水砖的方法

将建筑垃圾投入颚式破碎机破碎，过筛得到粒径为 2.36mm～4.75mm的细骨料，粒径为4.75mm～9.5mm的粗骨料，将35 份细骨料、65份粗骨料混合得到100份建筑垃圾骨料组合物；将100 份建筑垃圾骨料组合物、2.4份水投入双卧轴混凝土试验室搅拌机，设置搅拌时间为60s，在搅拌下使水将骨料浸润；搅拌停止后，加入 20份型号为P·O42.5的普通硅酸盐水泥，再次搅拌60s；搅拌停止后倒入3.6份水、8份粉煤灰、1份聚丙烯纤维、0.1份聚丙烯醇纤维、 0.2份聚羧酸高效减水剂、0.1份羟丙基甲基纤维素，设置搅拌时间为 150s；搅拌完成后，将拌合材料灌进试模至2/3容量，先人工振捣10 s，后将试模填料至满，再采用压力试验机进行机械静压，压力10MPa 静压持续90s成型；将试模置于温度20±2℃，95％以上湿度下养护 24h，将砖坯从试模中倒出，继续在温度20±2℃，95％以上湿度下养 28天，即为本实施例制备的透水砖；

所述试模为100mm×100mm×100mm、100mm×100mm×400mm立方体，直径为100mm、高为150mm的圆柱，每组试模制作十个试样。

实施例2利用建筑垃圾制备透水砖的方法

将建筑垃圾投入颚式破碎机破碎，过筛得到粒径为 2.36mm～4.75mm的细骨料，粒径为4.75mm～9.5mm的粗骨料，将35 份细骨料、65份粗骨料混合得到100份建筑垃圾骨料组合物；将100 份建筑垃圾骨料组合物、2.4份水投入双卧轴混凝土试验室搅拌机，设置搅拌时间为60s，在搅拌下使水将骨料浸润；搅拌停止后，加入 20份型号为P·O42.5的普通硅酸盐水泥，再次搅拌60s；搅拌停止后倒入3.6份水、8份粉煤灰、1份改性聚丙烯纤维、0.1份聚丙烯醇纤维、0.2份聚羧酸高效减水剂、0.1份羟丙基甲基纤维素，设置搅拌时间为150s；搅拌完成后，将拌合材料灌进试模至2/3容量，先人工振捣10s，后将试模填料至满，再采用压力试验机进行机械静压，压力 10MPa静压持续90s成型；将试模置于温度20±2℃，95％以上湿度下养护24h，将砖坯从试模中倒出，继续在温度20±2℃，95％以上湿度下养28天，即为本实施例制备的透水砖；

所述试模为100mm×100mm×100mm、100mm×100mm×400mm立方体，直径为100mm、高为150mm的圆柱，每组试模制作十个试样；

所述的改性聚丙烯纤维的制备步骤为：以重量份计，将20份聚丙烯纤维、0.1份过氧化二苯甲酰、2份丙腈在室温25℃分散于150 份二甲苯中，升温至80℃，以转速350r/min反应3h，收集反应后的纤维，过滤、洗涤，于60℃干燥2h，得到纤维Ⅰ；将20份纤维Ⅰ与2 份二乙烯三胺五乙酸、0.02份六水合三氯化铝分散于200份水中，于 75℃反应2.5h，过滤、洗涤，于55℃干燥3h，即可得到改性聚丙烯纤维。

对比例1利用建筑垃圾制备透水砖的方法

将建筑垃圾投入颚式破碎机破碎，过筛得到粒径为 2.36mm～4.75mm的细骨料，粒径为4.75mm～9.5mm的粗骨料，将35 份细骨料、65份粗骨料混合得到100份建筑垃圾骨料组合物；将100 份建筑垃圾骨料组合物、2.4份水投入双卧轴混凝土试验室搅拌机，设置搅拌时间为60s，在搅拌下使水将骨料浸润；搅拌停止后，加入 20份型号为P·O42.5的普通硅酸盐水泥，再次搅拌60s；搅拌停止后倒入3.6份水、8份粉煤灰、0.1份聚丙烯醇纤维、0.2份聚羧酸高效减水剂、0.1份羟丙基甲基纤维素，设置搅拌时间为150s；搅拌完成后，将拌合材料灌进试模至2/3容量，先人工振捣10s，后将试模填料至满，再采用压力试验机进行机械静压，压力10MPa静压持续90s 成型；将试模置于温度20±2℃，95％以上湿度下养护24h，将砖坯从试模中倒出，继续在温度20±2℃，95％以上湿度下养28天，即为本对比例制备的透水砖；

对比例2利用建筑垃圾制备透水砖的方法

将建筑垃圾投入颚式破碎机破碎，过筛得到粒径为 2.36mm～4.75mm的细骨料，粒径为4.75mm～9.5mm的粗骨料，将35 份细骨料、65份粗骨料混合得到100份建筑垃圾骨料组合物；将100 份建筑垃圾骨料组合物、2.4份水投入双卧轴混凝土试验室搅拌机，设置搅拌时间为60s，在搅拌下使水将骨料浸润；搅拌停止后，加入 20份型号为P·O42.5的普通硅酸盐水泥，再次搅拌60s；搅拌停止后倒入3.6份水、8份粉煤灰、1份聚丙烯纤维、0.2份聚羧酸高效减水剂、0.1份羟丙基甲基纤维素，设置搅拌时间为150s；搅拌完成后，将拌合材料灌进试模至2/3容量，先人工振捣10s，后将试模填料至满，再采用压力试验机进行机械静压，压力10MPa静压持续90s成型；将试模置于温度20±2℃，95％以上湿度下养护24h，将砖坯从试模中倒出，继续在温度20±2℃，95％以上湿度下养28天，即为本对比例制备的透水砖；

对比例3利用建筑垃圾制备透水砖的方法

将建筑垃圾投入颚式破碎机破碎，过筛得到粒径为2.36mm～4.75mm的细骨料，粒径为4.75mm～9.5mm的粗骨料，将35 份细骨料、65份粗骨料混合得到100份建筑垃圾骨料组合物；将100 份建筑垃圾骨料组合物、2.4份水投入双卧轴混凝土试验室搅拌机，设置搅拌时间为60s，在搅拌下使水将骨料浸润；搅拌停止后，加入 20份型号为P·O42.5的普通硅酸盐水泥，再次搅拌60s；搅拌停止后倒入3.6份水、8份粉煤灰、1份改性聚丙烯纤维、0.2份聚羧酸高效减水剂、0.1份羟丙基甲基纤维素，设置搅拌时间为150s；搅拌完成后，将拌合材料灌进试模至2/3容量，先人工振捣10s，后将试模填料至满，再采用压力试验机进行机械静压，压力10MPa静压持续90s 成型；将试模置于温度20±2℃，95％以上湿度下养护24h，将砖坯从试模中倒出，继续在温度20±2℃，95％以上湿度下养28天，即为本对比例制备的透水砖；

所述的改性聚丙烯纤维的制备方法同实施例2。

测试例1透水砖的强度测试和透水性能测试

将制备的透水砖进行强度测试和透水性能测试，每个测试测试5 个试样，取得平均值，结果如表1所示。一般来说，抗压强度和抗折强度越高代表力学性能越好，透水系数越高代表透水性能越好。

表1透水砖的抗压强度和透水性能测试

可以看出，聚丙烯纤维的掺入能显著增强透水砖的抗压强度和抗折强度，在测试期间，没有加入聚丙烯纤维的对比例1完全破坏，骨料四散开来；其他试样在试验结束时试块棱角处有部分的碎块脱落，试块有裂缝产生，但透水砖整体性保持的较好，没有完全破碎，这可能是聚丙烯纤维能够使透水砖内部更加紧密，并且在其内部形成有约束力的纵横交错网格，在透水砖受到外界荷载时能够分担部分拉应力，起到类似于“钢筋”的作用进而提高透水砖强度。也可以看出，丙烯醇纤维加入对透水砖的强度有一定的提升效果，这可能是聚丙烯醇纤维由聚丙烯醇聚合形成，其分子个体中仍然保留丙烯醇单体的裸露羟基，使聚丙烯醇纤维具有良好的亲水性，可均匀分散在浸润后的建筑垃圾骨料中以改善工作性能。此外，加入改性聚丙烯纤维和聚丙烯醇纤维的实施例2展现出最高的力学性能和透水性能，这可能是改性的聚丙烯纤维表面具有大量的羧基与带有裸露羟基的聚丙烯醇纤维协同作用，与水泥基体之间形成氢键产生键合作用，增加纤维与水泥基体的结合强度的；也可以使的水泥桨体更多地粘附纤维附近而不是散落在再生透水砖内部孔隙中减少对孔隙产生堵塞，从而使得透水砖的强度和透水率极大提升。

测试例2透水砖的抗冻融性能测试

制备的透水砖的抗冻融性能结果如表2所示，一般来说质量损失率越低代表抗冻融能力越好。

表2制备透水砖的抗冻融性能测试

	25次冻融循环质量损失率(％)
		实施例1	0.64
实施例2	0.57
		对比例1	1.23
对比例2	0.98
		对比例3	0.72

可以看出加入改性聚丙烯纤维和聚丙烯醇纤维的实施例2展现出最好的抗冻融性能，可能是因为改性聚丙烯纤维和聚丙烯醇纤维的引入可以减少容易受冻融循环破坏的粗孔径毛细孔的数量，而且水化产物反应时产生的凝胶体可以增加利于抵抗冻融循环破坏的细孔径毛细孔的数量，从而提高整体的抗冻性能。

Claims

1.利用建筑垃圾制备透水砖的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤2：将建筑垃圾骨料组合物、水、水泥、粉煤灰、增强纤维、聚丙烯醇纤维、减水剂、保水剂进行搅拌，得到拌合物；

步骤3：搅拌后的拌合物灌入试模、成型，进行养护，所得产品即所述透水砖。

2.如权利要求1所述的利用建筑垃圾制备透水砖的方法，其特征在于：所述的建筑垃圾骨料组合物由细骨料和粗骨料组成，其中细骨料的粒径为2.36mm～4.75mm，粗骨料的粒径为4.75mm～9.5mm；以重量份计算，细骨料的含量为35～45％，粗骨料的含量为55～65％。

3.如权利要求1所述的利用建筑垃圾制备透水砖的方法，其特征在于，所述的各原料重量份组成为：建筑垃圾骨料组合物100份、水泥10～20份、水3～7份、粉煤灰5～10份、增强纤维0.1～1.5份、聚丙烯醇纤维0.05～0.2份、减水剂0.1～0.2份、0.04～0.1份保水剂。

4.如权利要求1所述的利用建筑垃圾制备透水砖的方法，其特征在于：所述的水泥为普通硅酸盐水泥。

5.如权利要求1所述的利用建筑垃圾制备透水砖的方法，其特征在于：所述的增强纤维为聚丙烯纤维和改性聚丙烯纤维中的一种；其中，改性聚丙烯纤维的制备方法：10～20份聚丙烯纤维、0.05～0.1份过氧化二苯甲酰、1～3份丙腈在室温25℃分散于100～200份二甲苯中，升温至80～85℃，以转速300～400r/min反应2～5h，收集反应后的纤维，洗涤，于55～70℃干燥2～5h，得到纤维Ⅰ；将10～20份纤维Ⅰ与1～2份二乙烯三胺五乙酸、0.01～0.02份六水合三氯化铝分散于100～200份水中，于70～80℃反应2～3h，过滤、洗涤，于55～70℃干燥2～5h，即可得到改性聚丙烯纤维。

6.如权利要求1所述的利用建筑垃圾制备透水砖的方法，其特征在于：所述的减水剂为脂肪酸系减水剂、萘磺酸盐减水剂、密胺系减水剂、木质素磺酸盐减水剂、聚羧酸高效减水剂中的一种。

7.如权利要求1所述的利用建筑垃圾制备透水砖的方法，其特征在于：所述的保水剂为羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺中的一种。

8.如权利要求1所述的利用建筑垃圾制备透水砖的方法，其特征在于：所述步骤2中的搅拌方式为总用水重量40％的水在搅拌下浸润建筑垃圾骨料，搅拌60～90s后停止搅拌；加入水泥，持续搅拌60～90s后停止搅拌；加入剩余的60％的水、粉煤灰、增强纤维、聚丙烯醇纤维、保水剂、减水剂继续搅拌120～180s后停止搅拌，得到拌合物。

9.如权利要求1所述的利用建筑垃圾制备透水砖的方法，其特征在于：所述步骤3中的成型方法为人工振捣和机械静压成型相结合，在试模填料过程达到1/2～2/3时先进行人工振捣10～15s，后试模填料至满，以静压力为5～15MPa，机械静压60～90s成型。

10.如权利要求1所述的利用建筑垃圾制备透水砖的方法，其特征在于：所述步骤3中养护为在温度20±2℃，95％以上湿度下养护24h后将砖坯从试模中倒出，之后在温度20±2℃，95％以上湿度下养护7～28天。