CN1966861A - 复合透水砖 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合透水砖，该透水砖包括透水表层和透水基层，透水表层和透水基层紧密结合为一体；透水表层和透水基层中分别包含有骨料和包覆骨料的粘结剂；所述透水表层中的粘结剂中至少包含有亲水性粘结剂。该透水砖由于采用上述方案，使透水砖既保持良好的透水性，砖体表面的致密、透水，又有效的降低了透水砖的成本。

Description

复合透水砖
技术领域：
本发明涉及一种透水建筑材料，特别是透水砖。
背景技术：
目前，全球能源、水资源匮乏，同时沙化面积扩大和风沙的频繁发生，使人类生存的环境日趋恶劣。目前城市居民居住的地方主要被用花岗岩、大理石、釉面砖、水泥和柏油等不透水的材质铺设的城市广场、商业街、人行道、社区活动地、停车场等的地面包围着，硬化地面对城市环境的危害非常大。下雨时，硬化地面完全阻止了雨水直接渗透入地，满地积水使人们的出行变得很不方便；宝贵的水资源最后随着排水管道流走，加重了城市排水设施的负担；雨水的大量流失导致地下水位难以回升，直接影响到城市植被的健康，使得城市中的地表植物难以正常生长，加重市政绿化负担；雨水的大量流失进一步加重城市的干旱、缺水问题，开发新型的环保建筑材料，改善和美化人类生存环境势在必行。
目前市场上建材领域的一些透水砖、透水路面等的透水性材料主要原料采用陶瓷或混凝土，陶瓷透水砖要采用大量的矿土资源，原料的开采造成对环境的破坏，陶瓷型透水砖生产工艺复杂，而且陶瓷基砖在成型烧结时需要耗费大量的能源，成本高，生产效率低，环保投入大，一次性投资规模大；混凝土透水砖虽然成本低，但现有的混凝土透水砖表面的颗粒粗大(一般骨料颗粒粒径为3mm-6mm)，靠表面的大孔隙透水，空隙率在20％以上，容易被灰尘堵死，因此不能持续保持高透水性能；而且由于空隙较大，其用于水过滤效果也较差；同时混凝土透水砖的颜色单一，表面粗糙，不美观，韧性不好，抗压能力差。
目前出现的高分子聚合物透水砖，由于树脂等原料成本较高，很难大面积推广。
关于透水性材料领域及待开发出成本低、美观、长效透水、抗压抗折能力强的产品。
发明内容
为了解决现有技术中的混凝土透水砖的表面颗粒粗大、靠缝隙透水、抗压抗折能力较差不足，及陶瓷透水砖、高分子透水砖的成本高等不足，本发明开发出一种结构简单、成本低、表面致密的透水砖。
本发明的技术方案是：一种复合透水砖，该透水砖包括透水表层和透水基层，透水表层和透水基层紧密结合为一体；透水表层和透水基层中分别包含有骨料和包覆骨料的粘结剂；所述透水表层中的粘结剂中至少包含有亲水性粘结剂，透水表层中的粘结剂既可以全部是亲水性粘结剂，也可以部分是亲水性粘结剂。
所述的透水表层中的除亲水性粘结剂之外的粘结剂为树脂粘结剂。该亲水性树脂粘结剂为环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂中的一种或几种；上述环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂中的分子侧链含有足够亲水性的羧酸盐、磺酸盐、铵盐、羟基或主链含有非离子型亲水链段。(如中低分子量聚氧化乙烯)。
所述透水表层中的亲水性粘结剂占透水表层中粘结剂的1～60％。
所述的透水表层中的亲水性粘结剂为亲水性树脂粘结剂，具体为亲水性环氧树脂，该亲水性环氧树脂是引入亲水基团具有很好的亲水性的环氧树脂。
所述的透水表层中的骨料粒径最好为0.05mm-2mm，该骨料可根据需要着上各种颜色；以保证透水表层非常致密，使表面更加美观，而不易被灰尘堵死，表层中骨料最好为0.07mm-1.5mm的石英砂，该石英砂选自沙漠中的风积沙。
所述的透水表层的粘结剂中也可添加有少量的无机粘结剂，如硅酸盐、磷酸盐和水泥等。
所述的透水表层中可添加有偶联剂；最好为含硅、钛或磷等元素的偶联剂，以增强骨料间的粘结强度。
所述的透水表层中可添加有光稳定剂和/或抗氧化剂，以增强表层的耐候性。
所述的透水砖的表层中可添加亲水性无机材料，所述的亲水性无机材料为硅藻土、膨润土、珍珠岩中的一种或几种。
所述的树脂类粘结剂为：环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂之一或其任意组合；上述树脂最好选用耐候性好的环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂。
所述的树脂类粘结剂为环氧树脂，该环氧树脂为通过脂肪族多胺或脂环族多胺类固化剂固化的环氧树脂；其用量与环氧树脂的质量比为5～60∶100。
所述的环氧树脂为脂环族型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、有机硅改性双酚A型环氧树脂、饱和缩水甘油酯型环氧树脂、杂环型和混合型环氧树脂中的一种或其任意组合。
所述的树脂类粘结剂为聚氨酯树脂；该聚氨酯树脂为脂肪族多元醇和多异氰酸酯混合物，且该聚氨酯树酯中还可添加有氨酯级溶剂、扩链剂与交联剂。
所述的透水基层中的粘结剂中包括水泥，水泥的成本较低，可降低砖的成本，所述的透水基层中的骨料的颗粒粒径最好为2mm-10mm，以增强透水基层的透水性能。
上述本发明的复合透水砖，制造时可以将透水表层和透水基层一次复合成型，也可以先分别制造出透水表层和透水基层，然后将两者复合在一起，如通过粘结，也可以先制造出透水表层和透水基层之一，然后在其上成型另一层。
本发明由于采用了上述技术方案，使本发明中的发光墙地砖具有如下有益效果：
本发明由于采用上述方案，具有如下有益效果：
(1)两层复合结构，由于透水表层具有亲水性粘结剂，使得透水砖的透水性能大大提高，从而能够保证砖体表面的致密、透水，堵塞少，又由于透水基层可以使用低成本的粘结剂(如水泥)和骨料，可以有效降低透水砖的成本。
(2)节能：表层材料主要为树脂和石英砂，基层材料主要为水泥和石英砂，免烧结成型，骨料主要采用沙漠中的沙子为原料，变废为宝，化害为利。
(3)耐候性好：选用耐候性好的粘结剂，添加抗氧化剂、光稳定剂；提高了抗氧化性和防紫外线的能力，大大提高了耐候性。
(4)透水性好：通过选用透水性好的亲水性树脂，并在骨料中添加亲水性无机材料，有效提高了透水性。
(5)应用领域广泛：可大面积应用在园林、人行道、广场、房顶雨水收集系统；美观耐用，优化城市环境，改善城市水循环，补充地下水资源，改善水循环。
具体实施方式
为了进一步验证本发明的有益效果，发明人进行了多次实验，现列举如下较佳的的实施例来进一步说明本发明的有益效果；
实例1：
一种复合透水砖，包括透水表层和透水基层，透水表层原料如下：取染成青色的0.4～0.2mm目石英砂100g，氢化双酚A型环氧树脂4.6g，0.46g亲水性环氧树脂，脂肪族多胺固化剂1.4g，偶联剂为环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷560：0.12g，光稳定剂UV-320：0.012g和抗氧剂1010：0.006g；珍珠岩粉1克，透水基层的原料为粒径为2mm-3mm的石英砂，粘结剂为水泥，制得的成品透水砖的表层和基层的厚度比为2∶3。测试其性能指标与普通透水砖的对比情况见表1。
实例2：
复合透水砖，包括透水表层和透水基层，透水表层原料如下：取染成绿色的0.07～0.2mm目石英砂10Kg，粘合剂为含羟基的丙烯酸树脂600g和75％的HDI缩二脲200g，亲水性环氧树脂6克，水泥1克，硅酸盐5克，硅烷偶联剂550：3g，光稳定剂UV-326 0.6g和抗氧剂1010 0.9g，固化反应催化剂0.5％的环烷酸铅溶液0.5g、二月桂酸二丁基锡0.9g；透水基层的原料为粒径为2mm-4mm的石英砂，粘结剂为水泥，制得的成品透水砖的表层和基层的厚度比为1∶3。测试其性能指标与普通透水砖的对比情况见表2。
实例3：
复合透水砖，包括透水表层和透水基层，透水表层原料如下：取染成黑色的0.2～0.4mm石英砂15Kg，粘合剂为70％的650聚酯溶液600g和75％的HDI的缩二脲溶液560g，硅藻土10克，亲水性环氧树脂360克，水泥10克；加入硅烷偶联剂550：5g，光稳定剂UV-327：0.6g；抗氧剂1222：0.9g，环烷酸锌1.8g；扩链剂与交联剂为三羟甲基丙烷20g；取甲乙酮15g作为氨酯级溶剂；透水基层的原料为粒径为2-4mm的石英砂，粘结剂为水泥，制得的成品透水砖的表层和基层的厚度比为2∶7；测试其性能指标与普通透水砖的对比情况见表3。
实施例4：
分别在实施例1-3中的透水表层中仅使用亲水性环氧树脂，即透水表层中的粘结剂全部为亲水性环氧树脂，其它不变。所得复合砖的测试结果与实施例1-3一致，其在能够保证抗压、抗折、耐磨、保水的前提下，均可以大幅度提高透水性(透水系数)。
实施例5：
在实施例1-4中分别以亲水性聚氨酯树脂和亲水性丙烯酸树脂替代透水表层中相应的亲水性环氧树脂，所得复合透水砖的透水性能也能够得到大幅度提高。
根据以上实施例可知：通过应用本发明所述的技术方案，显著提高了透水砖的透水性，并有效的降低了透水砖的成本。
表1
  序号   项目   标准指标(JC/T945-2005)   本发明透水砖
  1   抗压强度   等级Cc35   平均值≥35.0MPa   48MPa
  单块值≥30.0MPa   45MPa
  2   抗折破坏荷载   边长/厚度≥5≥6000N   10627N
  3   耐磨性   磨坑长度≤35mm   28.5mm
  4   保水性   ≥0.6g/cm2   0.68g/cm2
  5   透水系数(水温15℃)   ≥1.0×10-2cm/s   6.8×10-2cm/s
表2
  序号   项目   标准指标(JC/T945-2005)   本发明透水砖
  1   抗压强度   等级Cc35   平均值≥35.0MPa   39.5MPa
  单块值≥30.0MPa   37.2MPa
  2   抗折破坏荷载   边长/厚度≥5≥6000N   11249N
  3   耐磨性   磨坑长度≤35mm   26.5mm
  4   保水性   ≥0.6g/cm2   0.70g/cm2
  5   透水系数(水温15℃)   ≥1.0×10-2cm/s   6.6×10-2cm/s
表3
  序号   项目   标准指标(JC/T945-2005)   本发明透水砖
  1   抗压强度   等级Cc35   平均值≥35.0MPa   40.5MPa
  单块值≥30.0MPa   38.5MPa
  2   抗折破坏荷载   边长/厚度≥5≥6000N   12370N
  3   耐磨性   磨坑长度≤35mm   25.5mm
  4   保水性   ≥0.6g/cm2   0.69g/cm2
  5   透水系数(水温15℃)   ≥1.0×10-2cm/s   6.7×10-2cm/s

Claims (17)

1、一种复合透水砖，其特征在于：该透水砖包括透水表层和透水基层，透水表层和透水基层紧密结合为一体；透水表层和透水基层中分别包含有骨料和包覆骨料的粘结剂；所述透水表层中的粘结剂中至少包含有亲水性粘结剂。
2、如权利要求1所述的复合透水砖，其特征在于：所述的透水表层中的除亲水性粘结剂之外的粘结剂为树脂粘结剂。
3、如权利要求1所述的复合透水砖，其特征在于：所述透水表层中的亲水性粘结剂占透水表层中粘结剂的1～60％。
4、如权利要求1或2或3所述的复合透水砖，其特征在于：所述的透水表层中的亲水性粘结剂为亲水性树脂粘结剂。
5、如权利要求4所述的复合透水砖，其特征在于：所述亲水性树脂粘结剂为环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂中的一种或几种；上述环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂中的分子侧链含有亲水性的羧酸盐、磺酸盐、铵盐、羟基或主链含有非离子型亲水链段。
6、如权利要求1或2或3所述的复合透水砖，其特征在于：所述的透水表层中的骨料粒径为0.05mm-2mm。
7、如权利要求1或2或3所述的复合透水砖，其特征在于：所述的透水基层中的粘结剂中包括水泥，所述的透水基层中的骨料的颗粒粒径为2mm-10mm。
8、如权利要求6所述的复合透水砖，其特征在于：所述的透水基层中的粘结剂中包括水泥，所述的透水基层中的骨料的颗粒粒径为2mm-10mm。
9、如权利要求2所述的复合透水砖，其特征在于：所述的树脂类粘结剂为：环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂之一或其任意组合。
10、如权利要求9所述的复合透水砖，其特征在于：所述的树脂类粘结剂为环氧树脂，该环氧树脂为通过脂肪族多胺或脂环族多胺类固化剂固化的环氧树脂；其用量与环氧树脂的质量比为5～60∶100。
11、如权利要求10所述的复合透水砖，其特征在于：所述的环氧树脂为脂环族型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、有机硅改性双酚A型环氧树脂、饱和缩水甘油酯型环氧树脂、杂环型和混合型环氧树脂中的一种或其任意组合。
12、如权利要求9所述的复合透水砖，其特征在于：所述的树脂类粘结剂为聚氨酯树脂；该聚氨酯树脂为脂肪族多元醇和多异氰酸酯混合物，且该聚氨酯树酯中还可添加有氨酯级溶剂、扩链剂与交联剂。
13、如权利要求1所述的复合透水砖，其特征在于：所述的透水表层的粘结剂中可添加有少量的无机粘结剂。
14、如权利要求1所述的复合透水砖，其特征在于：所述的透水表层中还添加有含硅、钛或磷等元素的偶联剂。
15、如权利要求1所述的复合透水砖，其特征在于：所述的透水表层中还添加有光稳定剂和/或抗氧化剂。
16、如权利要求1所述的复合透水砖，其特征在于：所述的透水砖中添加有亲水性无机材料，所述的亲水性无机材料为硅藻土、膨润土、珍珠岩中的一种或几种。
17、如权利要求1或2或3或8所述的复合透水砖，其特征在于：所述的透水表层中的骨料为石英砂。
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