本发明专利技术公开了一种高强度透蓄兼并型蓄水砖，它以改性吸水树脂冰粒和透水砖预混料为主要原料，其中改性吸水树脂冰粒通过将半饱和吸水树脂与疏水型聚合物乳液进行搅拌混合、陈化、冰冻、破碎、筛分得到。本发明专利技术通过向透水砖预混料中引入由半饱和吸水树脂与疏水型聚合物乳液形成的改性吸水树脂冰粒，可有效提高吸水树脂在混合料中的分散性能，并可有效减少骨架强度的薄弱点，所得蓄水砖遇水时，先透水再蓄水，可兼顾良好的透水、长期蓄水和强度等；且涉及的结构简单、制备方法较简单、操作方便，适合推广应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料，具体涉及一种高强度透蓄兼并型蓄水砖及其制备方法。
技术介绍
1、随着城镇化的不断发展，城市铺设了大量的混凝土人行路面，雨季雨水难以向地下渗透，容易造成路面积水等问题影响行人通行；夏季吸热将大幅提高路面温度，加重了城市热岛效应。从目前建城市设的现状来看，现有具备透水功能的路面包括透水型路面材料及路面基层两部分，涉及的铺设成本较高。铺设具有较大雨水储存能力的低成本路面蓄水砖成为实现城市海绵建设的重要途径。
2、目前蓄水砖的主要制备方法是在砖体设计蓄水腔，以满足蓄水效果，如cn112853848a、cncn217078265u、cn112523023a等，但也存在显著的问题，如：砖体结构复杂，不利于大批量生产；蓄水腔的存在大幅降低了砖体的强度，砖体在铺设过程或者后期使用过程中易损坏；受砖体尺寸和蓄水腔尺寸的限制，蓄水量有限；蓄水时间较短，蓄水腔中的水会迅速向地下渗透或空气中蒸发，难以起到长时间改善路面温度和湿度的目的。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种高强度透蓄兼并型蓄水砖，该蓄水砖结构简单，强度高，具有较大的雨水吸收能力，蓄水时间长；且涉及的制备方法较简单、操作方便，适合推广应用。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种高强度透蓄兼并型蓄水砖，它以改性吸水树脂冰粒和透水砖预混料为主要原料，其中改性吸水树脂冰粒通过将半饱和吸水树脂与疏水型聚合物乳液进行搅拌混合、陈化、冰冻、破碎、筛分得到。</p>4、上述方案中，所述改性吸水树脂冰粒与透水砖预混料的质量比为6～10:100。
5、上述方案中，所述半饱和吸水树脂通过将8～12份高吸水树脂加入100～200份水中，进行搅拌处理使水完全被吸水树脂吸收得到。
6、进一步地，所述搅拌处理时间为10～20min，搅拌速率为45～90r/min。
7、上述方案中，所述半饱和吸水树脂与疏水型聚合物乳液的质量比为8～12:1～2；优选的，二者搅拌混合时间为10～15min，搅拌速率为30～60r/min；搅拌结束后陈化2～6h，陈化温度20～35℃，相对湿度50～80％。
8、上述方案中，所述冰冻温度为-10～-20℃，时间为1～2h。
9、上述方案中，所述高吸水树脂的吸水倍率不低于500倍，饱和吸水膨胀倍数200～1000倍，粒径0.02～0.05mm。对吸水树脂具体成分不作严格限制，具体可选择如聚甲基丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸-丙烯酰胺树脂等。
10、上述方案中，所述疏水型聚合物乳液的粘度为50～200mpa·s，固含量为3～6％，最低成膜温度为10～20℃；优选采用稀释后的混凝土水性脱模剂，如硅油水基脱模剂或蜡水基脱模剂等。
11、进一步地，采用的混凝土水性脱模剂的粘度为100～300mpa·s，固含量为15～30％。
12、上述方案中，所述稀释步骤为，用水稀释5～10倍后搅拌均匀；其中搅拌时间为20～60min，搅拌速率为30～60r/min。
13、上述方案中，所述透水砖预混料中各组分及其所占重量份数包括：碎石73～79份，水泥15～25份，水5～6份，高效减水剂0.1～0.4份。其中，碎石粒径为5～10mm，水泥优选p·o42.5及以上等级普通硅酸盐水泥，高效减水剂优选减水率30～40％的聚羧酸减水剂。
14、进一步地，所述透水砖预混料温度应控制在5～15℃；透水砖预混料温度控制方式不加以限定，如采用冰水制备透水砖预混料、采用喷水通风方式降低碎石温度等。
15、上述方案中，破碎后，对所得冰粒进行筛分。
16、进一步地，筛分步骤采用两级筛分工序，将破碎后的冰冻改性吸水树脂先过筛孔尺寸为1.25～2.5mm的圆孔筛，取筛下物；再过筛孔长度1.25～2.5mm、宽度0.3～0.5mm的条形筛，取筛上物，即得所述改性吸水树脂冰粒。
17、上述一种高强度透蓄兼并型蓄水砖的制备方法，包括如下步骤：称取改性吸水树脂冰粒6～10份与透水砖预混料100份搅拌均匀后振动成型，得到砖坯；自然养护7～14d，即得成品砖。
18、上述方案中，所述搅拌时间为2～3min，搅拌速率为90～120r/min。
19、上述方案中，搅拌均匀后1～3min内完成振动成型。
20、上述方案中，所述振动成型时振动频率90～120hz，时间6～10s。
21、上述方案中，所述自然养护条件温度20～40℃，相对湿度50～70％。
22、本专利技术所述蓄水砖的性能优化机制包括：
23、1)蓄水砖强度的主要影响因素为孔隙分布和水泥-石组成的骨架强度，本专利技术引入高吸水树脂作为蓄水材料(无强度)，通过混合、陈化、冰冻、破碎、筛分等工序处理后得到表面光滑坚硬、球形度高的改性高吸水树脂冰粒，成型时主要填充在蓄水砖孔隙结构中，不与水泥石子骨架搭接，同时可有效减少骨架强度的薄弱点，保证蓄水砖的强度。
24、2)高吸水树脂吸水后易粘连团聚；本专利技术将高吸水树脂冰冻破碎后形成细小冰粒，在与透水砖预混料搅拌过程中能够均匀地分布，有效避免树脂团聚等问题对强度和蓄水等性能的负面影响。
25、3)陈化过程中，半饱和树脂吸收稀释聚合物乳液中的水分形成一层疏水型薄膜，可有效减少搅拌过程中吸水树脂对透水砖预混料中水泥浆的吸附，在有效保证水泥浆主要包裹在石子颗粒表面进而提供强度的同时，可有效避免水泥浆包裹在吸水树脂表面影响蓄水效果等问题；此外，制备冰冻改性吸水树脂过程中，吸水树脂内部水分形成冰晶，体积膨胀，撕裂部分树脂表面形成的疏水型薄膜，水分可以通过裂纹处进入树脂内部从而保证蓄水性能。
26、4)兼具透水蓄水功能；树脂颗粒表面吸收的聚合物干燥形成薄膜，抑制了树脂颗粒与水接触，干燥状态下的蓄水砖遇水时，水首先从蓄水砖孔隙中流出，由于干燥状态下的树脂颗粒粒径较小，初始阶段的透水系数较高；随着树脂颗粒泡水时间的延长，水分逐渐从疏水型薄膜裂纹处向树脂内部渗透，且树脂颗粒吸水后体积膨胀，裂纹逐渐扩张，吸水速率大幅增加，进而表现出优异的蓄水性能。
27、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
28、1)蓄水砖遇水时，先透水再蓄水，能最大限度地吸收雨水，降低路面积水问题；同时可兼顾良好的蓄水性能，有利于长效调节路面温度、湿度；
29、2)蓄水砖结构简单，高吸水树脂主要分布在骨架孔隙中，无需额外设计蓄水腔，且其局部破损不会影响蓄水性能；高吸水树脂吸水膨胀率大，饱和吸水时可将骨架孔隙完全填充，雨水中的泥浆、粉尘等杂质不易堵塞，可有效保证其蓄水性能；
30、3)改性吸水树脂保水性好；水进入树脂内部结构与亲水基团形成氢键，蒸发时需要消耗的能量增加，此外聚合物干燥形成的薄膜也能抑制水分蒸发，进一步提升蓄水砖对路面温度、湿度的长效调节效果。
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【技术保护点】
1.一种高强度透蓄兼并型蓄水砖，其特征在于，它以改性吸水树脂冰粒和透水砖预混料为主要原料，其中改性吸水树脂冰粒通过将半饱和吸水树脂与疏水型聚合物乳液进行搅拌混合、陈化、冰冻、破碎、筛分得到。
2.根据权利要求1所述的高强度透蓄兼并型蓄水砖，其特征在于，所述改性吸水树脂冰粒与透水砖预混料的质量比为6～10:100。
3.根据权利要求1所述的高强度透蓄兼并型蓄水砖，其特征在于，所述半饱和吸水树脂通过将8～12份高吸水树脂加入100～200份水中，进行搅拌处理使水完全被吸水树脂吸收得到。
4.根据权利要求1所述的高强度透蓄兼并型蓄水砖，其特征在于，所述半饱和吸水树脂与疏水型聚合物乳液的质量比为8～12:1～2。
5.根据权利要求1所述的高强度透蓄兼并型蓄水砖，其特征在于，所述冰冻温度为-10～-20℃，时间为1～2h。
6.根据权利要求1所述的高强度透蓄兼并型蓄水砖，其特征在于，所述高吸水树脂的吸水倍率不低于500倍，饱和吸水膨胀倍数200～1000倍，粒径0.02～0.05mm。
7.根据权利要求1所述的高强度透蓄兼并型蓄水砖，其特征在于，所述疏水型聚合物乳液的粘度为50～200mPa·s，固含量为3～6％，最低成膜温度为10～20℃。
8.根据权利要求1所述的高强度透蓄兼并型蓄水砖，其特征在于，所述透水砖预混料中各组分及其所占重量份数包括：碎石73～79份，水泥15～25份，水5～6份，高效减水剂0.1～0.4份。
9.根据权利要求1所述的高强度透蓄兼并型蓄水砖，其特征在于，对所得冰粒进行筛分，具体步骤包括：将破碎后的冰冻改性吸水树脂先过筛孔尺寸为1.25～2.5mm的圆孔筛，取筛下物；再过筛孔长度1.25～2.5mm、宽度0.3～0.5mm的条形筛，取筛上物。
10.权利要求1～9任一项所述高强度透蓄兼并型蓄水砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：称取改性吸水树脂冰粒6～10份与透水砖预混料100份搅拌均匀后振动成型，得到砖坯；自然养护7～14d，即得成品砖。
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【技术特征摘要】
1.一种高强度透蓄兼并型蓄水砖，其特征在于，它以改性吸水树脂冰粒和透水砖预混料为主要原料，其中改性吸水树脂冰粒通过将半饱和吸水树脂与疏水型聚合物乳液进行搅拌混合、陈化、冰冻、破碎、筛分得到。
2.根据权利要求1所述的高强度透蓄兼并型蓄水砖，其特征在于，所述改性吸水树脂冰粒与透水砖预混料的质量比为6～10:100。
3.根据权利要求1所述的高强度透蓄兼并型蓄水砖，其特征在于，所述半饱和吸水树脂通过将8～12份高吸水树脂加入100～200份水中，进行搅拌处理使水完全被吸水树脂吸收得到。
4.根据权利要求1所述的高强度透蓄兼并型蓄水砖，其特征在于，所述半饱和吸水树脂与疏水型聚合物乳液的质量比为8～12:1～2。
5.根据权利要求1所述的高强度透蓄兼并型蓄水砖，其特征在于，所述冰冻温度为-10～-20℃，时间为1～2h。
6.根据权利要求1所述的高强度透蓄兼并型蓄水砖，其特征在于，所述高吸水树脂的吸水倍率不低于500倍，饱和吸水膨胀倍数...
【专利技术属性】
技术研发人员：李叶青，李炳昊，柏志君，余松柏，刘钢，
申请(专利权)人：华新水泥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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