CN115572123A - 一种仿石材荔枝面透水砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及建筑材料的领域，具体公开了一种仿石材荔枝面透水砖，包括底料和面料，面料包括以下质量份数的组分：仿石骨料300‑360份；水泥140‑160份；增强剂5‑8份；水40‑60份；增强剂包括以下组分：纤维素醚；可再分散乳胶粉；硅微粉；减水剂；石英砂；石英粉；粉煤灰；仿石骨料包括鹅卵石、亮黑砂以及白英石；鹅卵石的粒径为0.3‑0.6mm。本申请具有使得仿石透水砖能够置于户外进行养护的效果。

Description

一种仿石材荔枝面透水砖及其制备方法

技术领域

本申请涉及建筑材料的领域，更具体地说，它涉及一种仿石材荔枝面透水砖及其制备方法。

背景技术

近些年来，为了改变生态环境，海绵城市建设大范围推广，市场上日新月异的新产品逐步上市，透水砖有效减轻下水道负担，防止城市内涝，即使下雨也不湿鞋，不溅水。同时能防止地下水枯竭，改善植被的生态环境。在此基础上，为了城市道路建设更加美观，且与环境相适配，市面上也推出多种多样的仿石透水砖。

目前，对仿石透水砖进行养护时需要淋水，并需在阴凉环境下进行养护，不能置于户外暴晒，因此，仿石透水砖只能放置于厂房内进行养护。然而，由于厂房占地面积较大，仿石透水砖的养护空间有限，使得养护十分不方便。因此，仍有改进的空间。

发明内容

为了提高仿石透水砖的保水性，使得仿石透水砖能够置于户外进行养护，从而使得仿石透水砖的养护更加方便，同时，还有利于提高仿石透水砖的抗压强度和抗裂性能，本申请提供一种仿石材荔枝面透水砖及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种仿石材荔枝面透水砖，采用如下的技术方案：

一种仿石材荔枝面透水砖，包括底料和面料，所述底料包括以下质量份数的组分：碎石1200-1250份；水泥300-350份；减水剂4-7份；水110-150份；粉煤灰40-50份；纤维14-20份；

所述面料包括以下质量份数的组分：

仿石骨料300-360份；水泥140-160份；增强剂5-8份；水40-60份；

其中，所述增强剂包括以下质量百分比的组分：

纤维素醚11-24%；可再分散乳胶粉8-15%；硅微粉9-12%；减水剂5-10%；石英砂16-22%；石英粉17-22%；粉煤灰12-18%；总质量百分比为100%；

所述仿石骨料包括以下质量百分比的组分：

鹅卵石72-80%；亮黑砂5-9%；白英石11-23%；总质量百分比为100%；

所述鹅卵石的粒径为0.3-0.6mm。

通过采用上述技术方案，本申请通过采用鹅卵石、亮黑砂以及白英石以特定的比例作为仿石骨料，使得透水砖的面料表面具有石材质感（荔枝面），仿真度更高，并且，面料的表面不容易出现褪色的情况，使得透水砖的表面纹路显现更加清晰，更加美观，外观效果更好，实现仿石材的效果。

并且，通过加入增强剂，减少水泥的用量的同时也能达到透水砖所要求的强度；通过采用特定比例的碎石、水泥、减水剂、水、粉煤灰以及纤维互相配合，使得透水砖的底料具有较高的韧性，有利于缓冲来自面料受到的压力，进而使得面料不容易出现压力过大导致开裂的现象，有利于提高透水砖的抗裂性能，从而使得透水砖具有高强度、高耐久性的优点。

另外，通过加入石英砂和石英粉与可再分散乳胶粉互相配合，并与硅微粉和粉煤灰串联在一起，形成稳定坚固的结构，以此使得透水砖的抗压强度增强。同时，增强剂中加入纤维素醚，使得透水砖具有保水的作用，并能够调整透水砖面料的状态，不易与模板相黏，并且，将制备得到的透水砖置于阳光下暴晒养护，透水砖不会出现透水砖面料脱脂和烧掉的现象，无需将透水砖置于厂房内进行养护，使得透水砖的养护过程方便快捷，有利于降低生产成本。

优选的，所述石英砂和石英粉的粒径均为300-500目。

通过采用上述技术方案，由于石英砂和石英粉的粒径小，使其与金黄色的鹅卵石混合之后不容易被看到，使得透水砖的面料表面的石材纹路不容易受到影响，从而使得透水砖的表面保持仿石材荔枝面的纹路。

优选的，所述可再生分散乳胶粉包括醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚物、丙烯酸共聚物中的一种或两种。

通过采用上述技术方案，采用上述物质作为增强材料分布于整个体系中，有利于提高透水砖面料中填料与水泥之间的黏结力，使得透水砖具有较佳的抗压强度。

优选的，所述可再生分散乳胶粉为醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物和丙烯酸共聚物以质量比为1：（1.2-1.5）组成。

通过采用上述技术方案，由于醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚物中有三个体积较大的烷基，空间位阻效应大，保护自身和醋酸乙烯上的酯基免受OH^-、H⁺、H₂O等攻击，使得共聚物侧链上的酯基难于水解，同时，丙烯酸共聚物通过羧基与醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚物相连，使得可再分散乳胶粉具有较高的柔韧性，有利于提高透水砖的抗裂性能。因此，采用丙烯酸共聚物和醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚物以特定的比例配合，使得可再分散乳胶粉具有优异的稳定性和耐水性，以此使得透水砖的性能得到提升。

优选的，预先对所述鹅卵石进行预处理，预处理步骤如下：

S1：配制处理液：称取水和磷酸，搅拌均匀，配置得到处理液；

S2：将鹅卵石置于处理液中，浸泡30-40min，然后将处理后的鹅卵石于400-450℃下焙烧1-2h。

通过采用上述技术方案，将鹅卵石经过处理液处理后，使得处理液中的磷酸渗透进入鹅卵石的缝隙中，然后磷酸会与鹅卵石中的氧化铁反应生成无色的聚合磷酸铁，有利于进一步提高透水砖的吸水性；同时，利用颗粒生长的原理，在一定的温度下恒温一定的时间，使得聚合磷酸铁颗粒物在缝隙中逐渐长大并附着在缝隙中，提高了鹅卵石的密实度，使得透水砖的抗压强度提高。

优选的，所述增强剂中纤维素醚为羟甲基纤维素，所述鹅卵石外表面喷涂聚乙烯醇溶液。

通过采用上述技术方案，羟甲基纤维素分子上的羟基和醚键上的氧原子会与水分子缔合成氢键，使得游离水变成结合水，从而起到很好的保水作用；水分子与纤维素醚分子链间的相互扩散作用使水分子得以进入羟甲基纤维素大分子链内部，并受到较强的约束力，从而形成自由水，缠绕水，提高了透水砖的保水性。并且，通过在鹅卵石的外表面喷涂聚乙烯醇溶液，有利于增强仿石骨料与水泥之间的黏结力，使得透水砖的抗压强度以及抗裂性能得到提高。

优选的，所述底料中纤维包括以下质量份数的组分：

聚乙烯醇纤维5-8份。

通过采用上述技术方案，使得底料也具有一定的吸水性能，当透水砖置于阳光下暴晒养护时，面料中的水分会慢慢失去，此时底料会释放出水分，为面料提供一定的水分，使得面料不容易出现开裂的现象，从而使得透水砖即便是暴晒也能保持较佳的性能。

第二方面，本申请提供一种仿石材荔枝面透水砖的制备方法，采用如下的技术方案：

一种仿石材荔枝面透水砖的制备方法，包括以下步骤：

S1：底料的制备：分别将碎石、水泥、减水剂、粉煤灰以及纤维加入搅拌机中，搅拌均匀，得到底料；

S2：面料的制备：分别将仿石骨料、水泥、增强剂以及水加入搅拌机中，搅拌均匀，得到面料；

S3：成型：底料经底料输送器输送至模具内振动，底料输送器退出，然后面料经面料输送器输送，均匀覆盖在底料的表面，面料输送器退出，压头下行与模具合模，随后震动成型并在面料上形成仿石材荔枝面，出品得到仿石材荔枝面透水砖；

S4：养护：将仿石材荔枝面透水砖在自然环境下或暴晒养护。

通过采用上述技术方案，采用上述方法制备得到的仿石材荔枝面透水砖，仿石纹路显现清晰、美观，外观效果较好，并且，直接把透水砖置于阳光下曝晒养护，阳光下曝晒静置10h即可打包发走，方便快捷。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过加入石英砂和石英粉与可再分散乳胶粉互相配合，并与硅微粉和粉煤灰串联在一起，形成稳定坚固的结构，以此使得透水砖的抗压强度增强。同时，增强剂中加入纤维素醚，使得透水砖具有保水的作用，并能够调整透水砖面料的状态，不易与模板相黏，并且，将制备得到的透水砖置于阳光下暴晒养护，透水砖不会出现透水砖面料脱脂和烧掉的现象，无需将透水砖置于厂房内进行养护，使得透水砖的养护过程方便快捷，有利于降低生产成本。

2.通过采用丙烯酸共聚物和醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚物以特定的比例配合，使得可再分散乳胶粉具有优异的稳定性和耐水性，以此使得透水砖的性能得到提升。

3.通过对鹅卵石经过处理液处理后，使得处理液中的磷酸渗透进入鹅卵石的缝隙中，磷酸会与鹅卵石中的氧化铁反应生成无色的聚合磷酸铁，有利于进一步提高透水砖的吸水性；同时，利用颗粒生长的原理，在一定的温度下恒温一定的时间，使得聚合磷酸铁颗粒物在缝隙中逐渐长大并附着在缝隙中，提高了鹅卵石的密实度，使得透水砖的抗压强度提高。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

制备例1

一种增强剂的制备，步骤如下：按配方分别将纤维素醚、可再分散乳胶粉、硅微粉、聚羧酸减水剂、石英砂、石英粉以及粉煤灰加入搅拌釜中搅拌均匀，即得增强剂；

其中，石英砂和石英粉的粒径均为300目；可再生分散乳胶粉为醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物和丙烯酸共聚物以质量比为1：1.2组成。

制备例2

与制备例1的区别在于：石英砂和石英粉的粒径均为500目；可再生分散乳胶粉为醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物和丙烯酸共聚物以质量比为1：1.5组成。

制备例3

与制备例1的区别在于：各组分的用量均不在本申请所保护的范围内。

制备例1-3中各组分的用量见表1，用量的单位均为kg。

表1

制备例4

一种仿石骨料的制备方法，先采用破碎机将鹅卵石进行破碎，使得鹅卵石的粒径为0.3mm，然后称取72kg的鹅卵石、5kg的亮黑砂以及23kg的白英石于搅拌机中搅拌均匀，即得仿石骨料。

制备例5

与制备例4的区别在于：鹅卵石的粒径为0.6mm，称取80kg的鹅卵石、9kg的亮黑砂以及11kg的白英石于搅拌机中搅拌均匀，即得仿石骨料。

制备例6

与制备例4的区别在于：称取60kg的鹅卵石、12kg的亮黑砂以及28kg的白英石于搅拌机中搅拌均匀，即得仿石骨料。各组分的用量均不在本申请所保护的范围内。

实施例1

一种仿石材荔枝面透水砖，包括底料和面料，底料包括以下组分：碎石；硅酸盐水泥；聚羧酸减水剂；水；粉煤灰；聚乙烯醇纤维；

面料包括以下组分：仿石骨料；硅酸盐水泥；增强剂；水；

其中，仿石骨料采用制备例4所制备得到的仿石骨料；增强剂采用制备例1所制备得到的增强剂。

本实施例还公开一种仿石材荔枝面透水砖的制备方法，包括以下步骤：

S1：底料的制备：分别将碎石、硅酸盐水泥、聚羧酸减水剂、水、粉煤灰以及聚乙烯醇纤维加入搅拌机中，搅拌均匀，得到底料；

S2：面料的制备：分别将仿石骨料、硅酸盐水泥、增强剂以及水加入搅拌机中，搅拌均匀，得到面料；

S3：成型：底料经底料输送器输送至模具内振动，底料输送器退出，然后面料经面料输送器输送，均匀覆盖在底料的表面，面料输送器退出，压头下行与模具合模，随后震动成型并在面料上形成仿石材荔枝面，出品得到仿石材荔枝面透水砖；

S4：养护：将仿石材荔枝面透水砖置于阳光下暴晒养护30天。

实施例2-3

与实施例1的区别在于：各组分的用量不同。

实施例1-3的各组分以及用量均见表2，用量的单位均为kg。

表2

实施例4

与实施例3的区别在于：

预先对鹅卵石进行预处理，预处理步骤如下：

S1：配制处理液：称取1L水和60g磷酸（浓度为85%）搅拌均匀；

S2：将鹅卵石置于处理液中，浸泡30min，然后将处理后的鹅卵石于400℃下焙烧1h。

实施例5

与实施例4的区别在于：

S2：将鹅卵石置于处理液中，浸泡40min，然后将处理后的鹅卵石于450℃下焙烧2h。

实施例6

与实施例5的区别在于：增强剂中纤维素醚为羟甲基纤维素，鹅卵石外表面喷涂聚乙烯醇溶液。

对比例1

与实施例3的区别在于：增强剂中可再分散乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物。

对比例2

与实施例3的区别在于：底料中没有加入聚乙烯醇纤维。

对比例3

与实施例3的区别在于：鹅卵石的粒径为1mm。

对比例4-5

与实施例3的区别在于：各组分的用量均不在本申请所保护的范围内，具体用量见表3，用量的单位均为kg。

表3

实验1

本实验分别检测实施例3以及对比例1所制备得到的透水砖的各项性能，检测结果见表4。

表4

根据表4的结果可知，实施例3的各项性能均满足指标要求，并且，对比例1的各项性能均不如实施例3的性能。

实验2

本实验参照JG/T376-2012《砂基透水砖》，分别检测上述实施例以及对比例所制备得到的透水砖的抗压强度（MPa），抗压强度越大，说明透水砖的抗压性能越好。

实验3

本实验参照JG/T376-2012《砂基透水砖》，分别检测上述实施例以及对比例所制备得到的透水砖的保水率（g/cm³），保水率越高，说明透水砖的保水性能越好。

实验4

本实验参照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》，分别检测上述实施例以及对比例制备得到的透水砖的总开裂面积（mm²/m²），总开裂面积越小，说明透水砖的抗裂性能越好。

以上实验结果均见表5。

表5

根据表5中对比例1-3的数据分别与实施例3的数据对比可得，实施例3中可再分散乳胶粉采用丙烯酸共聚物与醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚物，底料中加入了聚乙烯醇纤维，并限定了鹅卵石的粒径（0.3-0.6mm），相对于对比例1-3，实施例3中透水砖的抗压强度从35MPa左右升至57.1MPa，总开裂面积从28mm²/m²左右降至22.0mm²/m²，保水率从0.12g/cm³左右升至0.23g/cm³，说明采用本申请的技术方案，不仅有利于提高透水砖的抗压强度以及抗裂性能，还有利于提高透水砖的保水率，使得透水砖置于阳光下暴晒养护时，不会出现透水砖面料脱脂和烧掉的现象。

然而，对比例1可再分散乳胶粉采用的是乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物互相配合，对比例1中透水砖的总开裂面积高于实施例3中透水砖的总开裂面积，说明可再分散乳胶粉采用乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物，不具有提高透水砖的抗裂性能的效果，这是因为：乙烯/醋酸乙烯酯共聚物与醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚物相连时的空间位阻效应大于丙烯酸共聚物与醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚物相连的空间位阻效应，使得透水砖面料中填料与水泥之间的黏结力降低，进而使得透水砖的抗压强度以及抗裂性能受到影响。

根据表5中对比例4-5的数据分别与实施例3的数据对比可得，对比例4-5中透水砖的各组分的用量均不在本申请所保护的范围内，对比例4-5中透水砖的性能不如实施例3的性能，说明透水砖中的各组分的用量只有在本申请所保护的范围，才能达到本申请的效果。

根据表5中实施例4-5的数据分别与实施例3的数据对比可得，实施例4-5鹅卵石进行了预处理，相对于实施例3，实施例4-5中透水砖的抗压强度以及保水率均比实施例3更高，说明对鹅卵石进行预处理，有利于提高透水砖的抗压强度以及保水率。

根据表5中实施例6的数据与实施例3的数据对比可得，实施例6中纤维素醚采用羟甲基纤维素，并在鹅卵石的外表面喷涂聚乙烯醇，透水砖的抗压强度以及抗裂性能均得到提高。这是因为聚乙烯醇中的羟基与羟甲基纤维素中的羟基会形成氢键，而羧甲基纤维素会将水泥表面的负电荷絮凝在一起，以此提高仿石骨料与水泥之间的黏结力，从而提高透水砖的抗压强度以及抗裂性能。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种仿石材荔枝面透水砖，其特征在于：包括底料和面料，所述底料包括以下质量份数的组分：碎石1200-1250份；水泥300-350份；减水剂4-7份；水110-150份；粉煤灰40-50份；纤维14-20份；

所述面料包括以下质量份数的组分：

仿石骨料300-360份；水泥140-160份；增强剂5-8份；水40-60份；

其中，所述增强剂包括以下质量百分比的组分：

纤维素醚11-24%；可再分散乳胶粉8-15%；硅微粉9-12%；减水剂5-10%；石英砂16-22%；石英粉17-22%；粉煤灰12-18%；总质量百分比为100%；

所述仿石骨料包括以下质量百分比的组分：

鹅卵石72-80%；亮黑砂5-9%；白英石11-23%；总质量百分比为100%；

所述鹅卵石的粒径为0.3-0.6mm。

2.根据权利要求1所述的一种仿石材荔枝面透水砖，其特征在于：所述石英砂和石英粉的粒径均为300-500目。

3.根据权利要求1所述的一种仿石材荔枝面透水砖，其特征在于：所述可再生分散乳胶粉包括醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚物、丙烯酸共聚物中的一种或两种。

4.根据权利要求3所述的一种仿石材荔枝面透水砖，其特征在于：所述可再生分散乳胶粉为醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物和丙烯酸共聚物以质量比为1：（1.2-1.5）组成。

5.根据权利要求1所述的一种仿石材荔枝面透水砖，其特征在于：预先对所述鹅卵石进行预处理，预处理步骤如下：

S1：配制处理液：称取水和磷酸，搅拌均匀，配置得到处理液；

S2：将鹅卵石置于处理液中，浸泡30-40min，然后将处理后的鹅卵石于400-450℃下焙烧1-2h。

6.根据权利要求5所述的一种仿石材荔枝面透水砖，其特征在于：所述增强剂中纤维素醚为羟甲基纤维素，所述鹅卵石外表面喷涂聚乙烯醇溶液。

7.根据权利要求1所述的一种仿石材荔枝面透水砖，其特征在于：所述底料中纤维包括以下质量份数的组分：

聚乙烯醇纤维5-8份。

8.一种如权利要求1-7任一所述的仿石材荔枝面透水砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：底料的制备：分别将碎石、水泥、减水剂、粉煤灰以及纤维加入搅拌机中，搅拌均匀，得到底料；

S2：面料的制备：分别将仿石骨料、水泥、增强剂以及水加入搅拌机中，搅拌均匀，得到面料；

S3：成型：底料经底料输送器输送至模具内振动，底料输送器退出，然后面料经面料输送器输送，均匀覆盖在底料的表面，面料输送器退出，压头下行与模具合模，随后震动成型并在面料上形成仿石材荔枝面，出品得到仿石材荔枝面透水砖；

S4：养护：将仿石材荔枝面透水砖在自然环境下或暴晒养护。