一种无机粘结剂砂基透水砖的制备方法以及透水砖技术

本发明专利技术申请公开一种无机粘结剂砂基透水砖的制备方法以及产品，属于建筑材料领域，本发明专利技术采用粒径适中且分布范围窄、粒形较好的面砂作为骨料，使面砂流动性更均衡且与水泥接触面积增大而提高面层孔隙均匀性和相邻砂粒间的粘结强度，此外，改变了面料和底料中水、水泥、面砂和底料的加入次数和加入时机，改变了水泥和面砂以及水泥和底料之间的结合力和孔隙结构，通过两次“水‑水泥”加入法提高水泥与水的接触面积，使水泥更充分水化而提高自身凝结强度。本发明专利技术方法解决了现有无机粘结剂砂基透水砖强度、耐磨性和透水率不可兼顾的难题，也解决了现有砂基透水砖采用有机粘结剂提高强度、耐磨性和透水率而降低耐候性和使用寿命的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种无机粘结剂砂基透水砖的制备方法以及透水砖
本专利技术属于建筑材料领域，更具体地，涉及一种高性能、成分简单的无机粘结剂砂基透水砖的制备方法以及产品。
技术介绍
随着城镇化建设的不断推进，城市数量和规模迅速增长。在城市建设的规划设计中，为了提高市容市貌，改善路面通过性，通常采用难渗水的混凝土层、沥青或混凝土砖对路面进行覆盖，这些硬质化路面阻断了城市地表与大气的热量和水分交换，雨水也难以渗透至地下土壤，使地表土壤缺水严重，导致城市园林绿化成本显著提高，同时也加大了城市发生内涝和热岛效应的风险。为提高城市路面排水能力，通常会建立地下排水系统，但在雨季或面临大暴雨，地下排水系统的局限性使城市的看海现象已经成为一种常态。为缓解城市的内涝和热岛现象，在2012年举办的低碳城市与区域发展科技论坛中提出海绵城市理念，其原理就是让城市地面能够像海绵一样，雨水能够及时通过地面渗透至地表土壤中，清热天气能够缓慢释放土壤中的水分以调节城市温度和湿度。因此，海绵城市能有效解决因当前地面硬质层不渗水带来的各种城市问题。中央城镇化工作会议中指出“建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”，为此，需要有效利用城市中70％的雨水，敦促各级政府和部门积极推进海绵城市建设工作，以最大限度减少城镇化对自然环境的不利影响。海绵城市建设的核心是海绵体，而天然土壤是海绵体，它对雨水具有储存、净化及循环利用的功能，如城市中的绿化带、花园和公园等。但当前不透水路面占据了城市的大部分面积，使不透水路面成为海绵体才是建设海绵城市的重点。而透水路面砖作为当前一种有效的海绵体成为海绵城市建设的重要结构材料和装饰材料。透水砖类似海绵，具有无规则多孔结构，这些多孔结构提高了砖体内部的比表面积，具有明显的透水和蓄水功能，而且有一定的过滤效果，能够清洁雨水。因此，透水砖孔隙结构不仅影响透水性，也同时影响其强度和耐磨性。目前，市场上的透水砖主要有三类，陶瓷透水砖、混凝土透水砖和砂基透水砖。陶瓷透水砖以粉煤灰或工业建筑垃圾为主要原料，通过筛分-球磨-干燥-破碎-筛分-造粒-压坯-烧结等工艺成形，它能降低工业垃圾对城市环境的影响，但制造工艺复杂，成本较高，且烧结工艺需要大量煤炭资源，对环境产生一定程度的污染。混凝土透水砖以废旧混凝土为主要骨料，经破碎-筛分后，与水泥混合搅拌-压坯-养护等工艺成形，该工艺能大量减少建筑垃圾并可减少天然砂石的开采，但砖体表面不均匀，装饰效果较差，骨料颗粒表面粗糙、外形尖锐，孔隙尺寸和孔隙率不易调控，性能较差。砂基透水砖采用一定粒径范围的天然砂或人工砂为面料，以碎石或石粉为主要底料，筛分后与粘结剂进行混合，通过搅拌-压坯-养护等工艺成形，在面层加入色粉，可以起到较好的装饰效果。该工艺节能环保，已成为透水砖的主要生产工艺。现有砂基透水砖通常采用水泥作粘结剂、粒径范围较宽的砂粒作为面层骨料，由于粒径范围宽，大小颗粒之间的流动性差异较大，且小粒径砂粒在其表面水膜的表面张力和缔合作用下容易团聚，使面砂与水泥混合不均匀，且成形后的面层成份分布不均匀，导致面砂强度和耐磨性偏低。为提高其强度和耐磨性，通常增加水泥含量并加入减水剂来提高面层强度和耐磨性，但面层的孔隙尺寸和孔隙率减小，透水性能降低。因此，现有水泥砂基透水砖的透水性与强度和耐磨性难以兼顾。为解决此问题，采用树脂基有机粘结剂替代水泥等无机粘结剂，砂基透水砖透水性、强度和耐磨性都表现优异。这是由于树脂与固化剂反应后可获得较高强度，且添加量少。但树脂胶黏剂的造价相对较高，易老化。与树脂胶黏剂搭配使用的还有固化剂、分散剂、偶联剂等，各组分的配比和加入顺序不同，对搅拌设备和工艺要求较高，且树脂胶黏剂的固化时间较快，给实际生产带来较大的操作难度。因此，需要开发一种高性能无机粘结剂砂基透水砖的制备工艺，提高无机粘结剂砂基透水砖的透水性、强度和耐磨性，以克服现有树脂粘结剂砂基透水砖成本高、耐候性差、组份多、工艺复杂、操作难度大的问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷和改进需求，本专利技术申请提供一种组份简单的高性能无机粘结剂砂基透水砖的制备方法以及产品，其目的在于，采用粒径适中且分布范围窄、粒形较好的面砂作为骨料，使面砂流动性更均衡且与水泥接触面积增大而提高面层孔隙均匀性和相邻砂粒间的粘结强度，通过两次“水-水泥”加入法提高水泥与水的接触面积，使水泥更充分水化而提高自身凝结强度，上述面砂优化和改变混料方法可提高透水砖面层强度、耐磨性和透水性。本专利技术提供如下技术方案：一种无机粘结剂砂基透水砖的制备方法，其包括如下步骤：(1)测量面砂和底层骨料的含水量；确定制备面层和底层所需要的原料和含量，其中，制备面层需要硅酸盐水泥、水和色粉，面层中硅酸盐水泥加入量为面砂重量的20％～30％，面层中水的加入量为硅酸盐水泥重量的20％～30％，色粉加入总量不大于硅酸盐水泥重量的5％，制备底层需要硅酸盐水泥和水，底层中，硅酸盐水泥加入量为底层骨料重量的20％～30％，水的加入量为硅酸盐水泥重量的25％～30％，(2)将面层中的硅酸盐水泥与色粉在干混条件下搅拌以混合均匀，少量多次向面砂中加入水，具体为，第一次实际加入的水量为第一次理论加水量减去面砂的含水量，第一次理论加水量为制备面层所需水总质量的55％～65％，第一次搅拌面砂，搅拌时间为30s～40s，接着向第一次搅拌后的面砂中加入硅酸盐水泥与色粉的混合料，加入量为制备面层所需要硅酸盐水泥与色粉总质量的55％～65％，第二次搅拌，搅拌时间为55s～65s，再一次向面砂中加入余下需要的水，第三次搅拌，搅拌时间为35s～45s，最后加入余下的硅酸盐水泥与色粉的混合料，第四次搅拌，搅拌时间为55s～65s，获得搅拌好的面料，(3)少量多次向底层骨料中加入水，第一次实际加入的水量为第一次理论加水量减去底层骨料的含量水，第一次理论加水量为制备底层所需水总量的55％～65％，第一次搅拌底层骨料，第一次搅拌时间为40s～50s，接着加入硅酸盐水泥，加入硅酸盐水泥的质量为制备底层所需硅酸盐水泥总质量的55％～65％，第二次搅拌，搅拌时间为75s～85s，继续加入余量的水，第三次搅拌，第三次搅拌时间为45s～55s，最后加入余量硅酸盐水泥，第四次搅拌，第四次搅拌时间为55s～65s，获得搅拌好的底料，(4)将搅拌好的面料进行过筛后送入透水砖生产设备的面料储料仓，将搅拌好的底料送入透水砖生产设备的底料储料仓，进行生产。以上专利技术构思中，面料和底料中计算水的加入量考虑面砂和底料粗骨料的含水量，在实际操作中，将理论计算后的第一次加水量减去面砂或底层骨料的含水量，才是面砂或底层骨料第一次实际加水总量。面砂和底层骨料第一次加水后的搅拌时间视各自含水量而定。面砂中硅酸盐水泥的颜色由待成形的透水砖面层颜色而定。面砂中第一次加水量的限定为制备面层所需水总质量的55％～65％，能保证水泥与水充分接触的同时不产生大量气孔而影响凝结强度。本专利技术通过控制面砂粒径范围、调节水泥和水的加入量及加入次数、加入时机、调节搅拌时间，可提高透水砖面层强度、耐磨性和透水性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机粘结剂砂基透水砖的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：/n(1)测量面砂和底层骨料的含水量；确定制备面层和底层所需要的原料和含量，其中，制备面层需要硅酸盐水泥、水和色粉，面层中硅酸盐水泥加入量为面砂重量的20％～30％，面层中水的加入量为硅酸盐水泥重量的20％～30％，色粉加入总量不大于硅酸盐水泥重量的5％，制备底层需要硅酸盐水泥和水，底层中，硅酸盐水泥加入量为底层骨料重量的20％～30％，水的加入量为硅酸盐水泥重量的25％～30％，/n(2)将面层中的硅酸盐水泥与色粉在干混条件下搅拌以混合均匀，少量多次向面砂中加入水，具体为，第一次实际加入的水量为第一次理论加水量减去面砂的含水量，第一次理论加水量为制备面层所需水总质量的55％～65％，第一次搅拌面砂，搅拌时间为30s～40s，接着向第一次搅拌后的面砂中加入硅酸盐水泥与色粉的混合料，加入量为制备面层所需要硅酸盐水泥与色粉总质量的55％～65％，第二次搅拌，搅拌时间为55s～65s，再一次向面砂中加入余下需要的水，第三次搅拌，搅拌时间为35s～45s，最后加入余下的硅酸盐水泥与色粉的混合料，第四次搅拌，搅拌时间为55s～65s，获得搅拌好的面料，/n(3)少量多次向底层骨料中加入水，第一次实际加入的水量为第一次理论加水量减去底层骨料的含量水，第一次理论加水量为制备底层所需水总量的55％～65％，第一次搅拌底层骨料，第一次搅拌时间为40s～50s，接着加入硅酸盐水泥，加入硅酸盐水泥的质量为制备底层所需硅酸盐水泥总质量的55％～65％，第二次搅拌，搅拌时间为75s～85s，继续加入余量的水，第三次搅拌，第三次搅拌时间为45s～55s，最后加入余量硅酸盐水泥，第四次搅拌，第四次搅拌时间为55s～65s，获得搅拌好的底料，/n(4)将搅拌好的面料进行过筛后送入透水砖生产设备的面料储料仓，将搅拌好的底料送入透水砖生产设备的底料储料仓，进行生产。/n...

【技术特征摘要】
1.一种无机粘结剂砂基透水砖的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)测量面砂和底层骨料的含水量；确定制备面层和底层所需要的原料和含量，其中，制备面层需要硅酸盐水泥、水和色粉，面层中硅酸盐水泥加入量为面砂重量的20％～30％，面层中水的加入量为硅酸盐水泥重量的20％～30％，色粉加入总量不大于硅酸盐水泥重量的5％，制备底层需要硅酸盐水泥和水，底层中，硅酸盐水泥加入量为底层骨料重量的20％～30％，水的加入量为硅酸盐水泥重量的25％～30％，
(2)将面层中的硅酸盐水泥与色粉在干混条件下搅拌以混合均匀，少量多次向面砂中加入水，具体为，第一次实际加入的水量为第一次理论加水量减去面砂的含水量，第一次理论加水量为制备面层所需水总质量的55％～65％，第一次搅拌面砂，搅拌时间为30s～40s，接着向第一次搅拌后的面砂中加入硅酸盐水泥与色粉的混合料，加入量为制备面层所需要硅酸盐水泥与色粉总质量的55％～65％，第二次搅拌，搅拌时间为55s～65s，再一次向面砂中加入余下需要的水，第三次搅拌，搅拌时间为35s～45s，最后加入余下的硅酸盐水泥与色粉的混合料，第四次搅拌，搅拌时间为55s～65s，获得搅拌好的面料，
(3)少量多次向底层骨料中加入水，第一次实际加入的水量为第一次理论加水量减去底层骨料的含量水，第一次理论加水量为制备底层所需水总量的55％～65％，第一次搅拌底层骨料，第一次搅拌时间为40s～50s，接着加入硅酸盐水泥，加入硅酸盐水泥的质量为制备底层所需硅酸盐水泥总质量的55％～65％，第二次搅拌，搅拌时间为75s～85s，继续加入余量的水，第三次搅拌，第三次搅拌时间为45s～55s，最后加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：许培君，
申请(专利权)人：赣州市建恒建筑材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36