申请/专利权人：连云港东浦建筑工业化发展有限公司

申请日：2018-09-26

公开（公告）日：2021-10-12

公开（公告）号：CN109020344B

主分类号：C04B28/00(20060101)

分类号：C04B28/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.10.12#授权;2019.01.11#实质审查的生效;2018.12.18#公开

摘要：本发明提供了一种混凝土含砂透水砖芯层及制备方法，包括：水泥、4‑8倍于水泥的重量份数的碎石，以及8‑15％的碎石的重量份数的砂；其中，水泥的标号为42.5‑52.5。本发明通过采用高标号高强度的42.5‑52.5号的作为胶凝材料的水泥，并且将掺砂量调整至水泥和碎石的无效通道量，从而达到既不影响含砂透水砖芯层的透水率，又能提高基层的密实性，减少疏松性，大大提高了混凝土含砂透水砖芯层的强度。

主权项：1.一种混凝土含砂透水砖芯层，其特征在于，包括设于中心的内芯层和设于所述内芯层外围的外包围芯层；所述外包围芯层由如下重量份数的组分组成：水泥、4-8倍于水泥的重量份数的碎石、8-15%的碎石的重量份数的砂、0.5-2%的水泥的重量份数的羧酸减水剂、8-10%的碎石重量份数的石英砂、8-10%的碎石重量份数的陶粒和0.2-0.5%的水泥的重量份数的乳化剂；其中，水泥的标号为42.5-52.5；所述砂为黄砂或机砂；所述内芯层由如下重量份数的组分组成：10-15%的碎石的重量份数的硅藻土为；10-30%的碎石的重量份数的膨润土；1-1.5倍于碎石的重量份数的聚酰胺。

全文数据：一种混凝土含砂透水砖芯层及制备方法技术领域[0001]本发明属于透水砖技术领域，尤其涉及一种混凝土含砂透水砖芯层及制备方法。背景技术[0002]透水砖渗水砖是一种具有很强吸水功能的路面砖，当砖体被吸满水时水分就会向地下排去。对于城市地面，透水砖用于解决城市地表硬化、对城市路面迅速吸水排水，保持路面形态的建材产品。[0003]现有的透水砖，其芯层主要配方是碎石加水泥，而砂子会降低一定程度的透水率，所以在制备时为了追求高透水率而选择不加沙子，这样制备得到的芯层，则成为疏松制品，其强度低。[0004]总之，现有的透水砖，其原料配方不包含砂子，只有碎石和水泥，尽管可以达到一定的透水效果，但其强度很低。发明内容[0005]本发明提供一种混凝土含砂透水砖芯层及制备方法，以解决现有的透水砖，其原料配方不包含砂子，只有碎石和水泥，尽管可以达到一定的透水效果，但其强度很低的问题。[0006]为解决上述问题，本发明提供一种混凝土含砂透水砖芯层，包括如下重量份数的组分：[0007]水泥、4-8倍于水泥的重量份数的碎石，以及8-15%的碎石的重量份数的砂；[0008]其中，水泥的标号为42.5-52.5。[0009]优选地，还包括0.5-2%的水泥的重量份数的羧酸减水剂。[0010]优选地，[0011]碎石的重量份数为水泥的6倍；[0012]砂的重量份数为碎石的10%;[0013]羧酸减水剂的重量份数为水泥的1%。[00M]优选地，[0015]所述碎石的粒径为0.3-lcm;[0016]所述砂为黄砂或机砂，粒径为2-2.3mm。[0017]优选地，[0018]水泥的标号为52.5;[0019]所述碎石包括占碎石总量的40%的0.3-0.5cm粒径的碎石，和60%的0.5-lcm的粒径的碎石。[0020]优选地，还包括石英砂、陶粒和乳化剂;其重量份数分别为：[0021]石英砂的重量份数为的碎石重量份数的8-10%;[0022]陶粒的重量份数为碎石重量份数的8-10%;[0023]乳化剂的重量份数为水泥重量份数的0.2-0.5%。[0024]此外，为解决上述问题，本发明还提供一种混凝土含砂透水砖芯层的制备方法，包括：[0025]步骤1，以水泥、4-8倍于水泥的重量份数的碎石，以及8-15%的碎石的重量份数的砂作为原料进行投料搅拌，得到混合芯料；[0026]步骤2，将所述混合芯料填入芯层模具内，得到待定型料；[0027]步骤3，对所述待定型料进行振动加压，即得。[0028]优选地，所述步骤1中，对原料进行投料搅拌的搅拌时间为5分钟。[0029]优选地，所述步骤3中，振动加压包括：[0030]对所述待定型料在3800次秒的振动频率进行震动，同时在150KNV的压力下进行加压，对所述定型料进行振动加压。[0031]本发明提供一种混凝土含砂透水砖芯层及制备方法，其中，所述混凝土含砂透水砖芯层包括:水泥、4-8倍于水泥的重量份数的碎石，以及8-15%的碎石的重量份数的砂，其中，水泥的标号为42.5-52.5。本发明通过采用高标号高强度的42.5-52.5号的作为胶凝材料的水泥，并且将掺砂量调整至水泥和碎石的无效通道量，从而达到既不影响含砂透水砖芯层的透水率，又能提高基层的密实性，减少疏松性，大大提高了混凝土含砂透水砖芯层的强度。附图说明：[0032]应当理解的是，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。[0033]图1为本发明混凝土含砂透水砖芯层的结构示意图。[0034]附图标号说明：[0035]1-混凝土含砂透水砖芯层；11-内芯层；12-外包围芯层具体实施方式[0036]下面结合具体实施例的方式对本发明的技术方案做进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明权利要求范围内所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求范围之内。[0037]本发明提供一种混凝土含砂透水砖芯层，包括如下重量份数的组分：[0038]水泥、4-8倍于水泥的重量份数的碎石，以及8-15%的碎石的重量份数的砂；[0039]其中，水泥的标号为42.5-52.5。[0040]上述，需要说明的是，水泥的标号是水泥“强度”的指标。水泥的强度是表示单位面积受力的大小，是指水泥加水拌和后，经凝结、硬化后的坚实程度水泥的强度与组成水泥的矿物成分、颗粒细度、硬化时的温度、湿度、以及水泥中加水的比例等因素有关）。水泥的强度是确定水泥标号的指标，也是选用水泥的主要依据。[0041]上述，水泥是一种凝胶材料，在制备混凝土含砂透水砖芯层时加入起到粘合和保持强度的作用。[0042]需要说明的是，在砖芯层中，原料混合后，不同原料具有不同的粒径，不同粒径的原料在混合在一起后，会形成大小不一的空隙，理论上该空隙会形成有效通道和无效通道。其中，有效通道即为在成形后会在砖芯层内形成的可有效透气透水的通道;而无效通道，即为砖芯层中不同粒径的原料在组合后形成的一定空间的无法完全透气透水的缝隙，即为不同粒径原料之间的无法实现渗水功能的缝隙;在砖芯层中每一个有效通道都会有助于砖石本身的透气透水，增加透水率，而无效通道，则可通过较小粒径的物料进行填堵，从而达到提高砖芯层本身的强度的目的。[0043]在砖芯层中，胶凝材料若加入量过多，则有一定可能将砖芯层中的所有孔隙填满，大大减少了用于透水透气的有效通道，导致最终得到的产品透水率低。在制备的砖芯层中，一定强度和一定透水率的制品有一定的等效凝胶量，超过此量即为剩余凝胶量。[0044]在原料中，如果增加砂子的加入量，则会降低透水效果，堵塞有效通道，当掺砂量正好等于水泥与石子的无效通道，才能达到既不影响制品透水率，又能提高基层密实性，减少疏松性的效果。[0045]本实施例中，基于前期的研究发现，通过使用高强度高标号的水泥，S卩42.5-52.5号的水泥，可在保持砖芯层强度的同时，减少作为凝胶材料的剩余凝胶量，同时掺入一定量的砂，减少芯层的疏松程度，提高砖芯层的强度。[0046]本实施例通过采用高标号高强度的42.5-52.5号的作为胶凝材料的水泥，并且将掺砂量调整至水泥和碎石的无效通道量，从而达到既不影响含砂透水砖芯层的透水率，又能提高基层的密实性，减少疏松性，大大提高了混凝土含砂透水砖芯层的强度。[0047]优选地，还包括0.5-2%的水泥的重量份数的羧酸减水剂。[0048]上述，减水剂是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。大多属于阴离子表面活性剂，有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等。加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性;或减少单位水泥用量，节约水泥。[0049]其中，羧酸减水剂，也称为聚羧酸减水剂是一种高性能减水剂，是水泥混凝土运用中的一种水泥分散剂。[0050]优选地，[0051]碎石的重量份数为水泥的6倍；[0052]砂的重量份数为碎石的10%;[0053]羧酸减水剂的重量份数为水泥的1%。[0054]上述，通过实验证明，在水泥标号一定的情况下，可选择不同的碎石量和掺砂量，其中，可以包含如下重量份数的原料：[0055]水泥1份；[0056]碎石6份；[0057]砂为0.6份；[0058]羧酸减水剂为0.001份。[0059]通过上述的原料比例，可达到掺砂量在一定程度上相当于无效通道量，高标号的水泥，减少了凝胶剩余量，并且保留大量的有效通道，从而在保证砖芯层的强度前提下，提高砖芯层的透水率。[0060]优选地，[0061]所述碎石的粒径为0.3-lcm;[0062]所述砂为黄砂或机砂，粒径为2-2.3mm。[0063]优选地，[0064]水泥的标号为52.5;[0065]所述碎石包括占碎石总量的40%的0.3-0.5cm粒径的碎石，和60%的0.5-lcm的粒径的碎石。[0066]上述，碎石为不同粒径的碎石的混合物，其中，可以包括两种粒径，即为0.3-0.5cm和0·5-1cm，并且分别占混合物中的40%和60%。[0067]优选地，还包括石英砂、陶粒和乳化剂;其重量份数分别为：[0068]石英砂的重量份数为的碎石重量份数的8-10%;[0069]陶粒的重量份数为碎石重量份数的8-10%;[0070]乳化剂的重量份数为水泥重量份数的0.2-0.5%。[0071]上述，石英砂和陶粒，通过乳化剂可称为悬浊半流动液体，可在成型后在保证具有透水性能，不堵塞有效通道前提下，增加砖芯层的强度。[0072]此外，参考图1，本实施例提供一种混凝土含砂透水砖芯层，为由外至内排列的多层层叠结构，包括设于中心的内芯层和设于所述内芯层外围的外包围芯层;其中，所述外包围芯层的组分可以包括:水泥、6倍于水泥的重量份数的碎石，以及10%的碎石的重量份数的砂；水泥的标号为52.5;所述碎石的粒径为0.3-lcm;所述砂为黄砂或机砂，粒径为2-2.3mm;所述碎石包括占碎石总量的40%的0.3-0.5cm粒径的碎石，和60%的0.5-lcm的粒径的碎石。以及，石英砂的重量份数为的碎石重量份数的8-10%;陶粒的重量份数为碎石重量份数的8-10%;乳化剂的重量份数为水泥重量份数的0.2-0.5%。[0073]本实施例中的内芯层，其组分包括：[0074]硅藻土为碎石重量份数的10-15%;[0075]膨润土为碎石重量份数的10-30%;[0076]聚酰胺的重量份数为碎石重量份数的1-1.5倍。[0077]其中，硅藻土和膨润土，均具有较强的吸附能力，并且其材料均具有大量的微孔，具有很强的透水透气的性能。通过加入硅藻土和膨润土，可在砖芯层保持透水性能的前提下，具有一定的吸附性能，用以在一定的特殊场合，对于空气中存留的有机有害物质起到一定的吸附作用，以达到净化空气的目的。此外，可在原料中添加一定量的活性炭，其粒径可以与砂料相等，其用量可以与硅藻土等量，充分利用活性炭的吸附性能，可进一步提高对于空气的净化作用。[0078]上述，聚酰胺PA，俗称尼龙），聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基，用作塑料时称尼龙，用作合成纤维时我们称为锦纶，聚酰胺可由二元胺和二元酸制取，也可以用ω-氨基酸或环内酰胺来合成。根据二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子数的不同，可制得多种不同的聚酰胺。其中，在本实施例中，使用的为聚酰胺-6作为原料。[0079]聚酰胺-6具有很高的热膨胀系数，达到110-1401Γ6Κ。利用该种材料的热膨胀性能，起到更加敏感的热胀冷缩作用。具体的，在砖芯层的内芯层中，通过聚酰胺-6成形后，被制备成为软质网状聚酰胺-6,其可具有大量的具有微孔的网状结构。一方面，可通过网状为空，实现对于水流、液体的吸附和渗透作用，并且，可随着温度不同发生变化。具体的，例如，当下雨时，大量雨水、流水渗入透水砖，并且通过内芯层，部分水体进入透水砖后被保持在其中，当阳光照射，气温升高时，砖内的内芯层发生热膨胀，所有的软质网状聚酰胺材料的微孔张开变大，内部的液体会加快蒸发速度，从而迅速蒸发达到干燥状态，即随着温度的变化，砖芯层会选择性的舒张或收缩其中的软质网状聚酰胺，会有选择性的等待蒸发条件更好的温度较高的时刻，迅速蒸发内部水分防止由于保有水量过多，导致的对于透水砖的寿命和质量的影响。此外，软质网状聚酰胺材料，具有一定的韧性，可在一定程度上，起到一定的支撑作用，以达到增加砖芯层的强度的目的。[0080]此外，为解决上述问题，本发明还提供一种混凝土含砂透水砖芯层的制备方法，包括：[0081]步骤1，以水泥、4-8倍于水泥的重量份数的碎石，以及8-15%的碎石的重量份数的砂作为原料进行投料搅拌，得到混合芯料；[0082]步骤2,将所述混合芯料填入芯层模具内，得到待定型料；[0083]步骤3，对所述待定型料进行振动加压，即得。[0084]优选地，所述步骤1中，对原料进行投料搅拌的搅拌时间为5分钟。[0085]优选地，所述步骤3中，振动加压包括：[0086]对所述待定型料在3800次秒的振动频率进行震动，同时在150KNV的压力下进行加压，对所述定型料进行振动加压。[0087]此外，上述步骤1-3为制备得到的混凝土含砂透水砖芯层的外包围芯层，即为由外至内排列的多层层叠结构中的所述内芯层外围的外包围芯层;还需要进行设于中心的内芯层的单独制备，具体的包括：[0088]步骤4，取碎石重量份数的10-15%的硅藻土、碎石重量份数的10-30%的膨润土，以及碎石重量份数的1-1.5倍的聚酰胺，通过搅拌机进行搅拌混合15分钟，得到内芯混合料；[0089]步骤5,将混合后的内芯混合料在真空状态下进行不断剪切抻拉，形成多层复合的软质网状聚酰胺混合膜；[0090]步骤6,将软质网状聚酰胺混合膜放入模具，对模具中的原料在3800次秒的振动频率进行震动，同时在150KNm2的压力下进行加压，即得到内芯层。[0091]步骤7,将内芯层置于中间，将所述外包围芯层包覆于所述内芯层的上下两侧，形成由外至内排列的多层层叠结构的混凝土含砂透水砖芯层。[0092]此外，在对于混凝土含砂透水砖芯层制备结束后，需进行制备面层和透水砖整体，具体的，还包括如下步骤：[0093]步骤8,在制备混凝土含砂透水砖芯层的同时另一条搅拌机将面料中的水泥、砂、水、颜料按面料配比加入面料搅拌机搅拌5分钟；[0094]步骤9，用皮带输送到压砖机面料储存仓，当砖机压头第一次压完芯料后，将面料储存仓的面料置于模具内；[0095]步骤10,将所值得的面料覆盖所制得的混凝土含砂透水砖芯层，通过压砖机在用3800的振动频率于150kNm2的压力压置面层，从而使面层芯层给合在一起，完成压制过程。[0096]步骤11，通过输送设备将压制好的砖送入蒸气养护窑养护，窑内静养40分钟，给蒸气升温至80度，恒温4小时，降温2小时，产品出窑，输送车将产品送至流水线进行码垛，进而包装和入库。[0097]为了便于理解本发明，下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案。申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。[0098]表1、实施例1-6中所提供的混凝土含砂透水砖芯层的组分配方[0101]实施例1-3制备砖芯层步骤：[0102]SI，以水泥、碎石、砂、羧酸减水剂、石英砂、陶粒和乳化剂按照表1中的配方作为原料进行投料搅拌，搅拌时间为5分钟，得到混合芯料；[0103]S2,将所述混合芯料填入芯层模具内，得到待定型料；[0104]S3,对所述待定型料进行振动加压，对所述待定型料在3800次秒的振动频率进行震动，同时在150KNm2的压力下进行加压，对所述定型料进行振动加压。即得。[0105]实施例4-6中制备砖芯层步骤：[0106]S4,按照表1中的各个实施例中的原料配方取硅藻土、膨润土，以及聚酰胺，通过搅拌机进行搅拌混合15分钟，得到内芯混合料；[0107]S5，将混合后的内芯混合料在真空状态下进行不断剪切抻拉，形成多层复合的软质网状聚酰胺混合膜；[0108]S6，将软质网状聚酰胺混合膜放入模具，对模具中的原料在3800次秒的振动频率进行震动，同时在150KNm2的压力下进行加压，即得到内芯层；[0109]S7，将内芯层置于中间，将所述外包围芯层步骤S3中最终得到的外包围芯层包覆于所述内芯层的上下两侧，形成由外至内排列的多层层叠结构的混凝土含砂透水砖芯层。[0110]实施例1-6中在得到混凝土含砂透水砖芯层后，制备混凝土含砂透水的步骤：（相同工艺，相同面层原料）[0111]进一步的，对于实施例1-6中所得到的混凝土含砂透水砖芯层继续进行透水砖的制备，具体的，还包括如下步骤：[0112]S8,在制备混凝土含砂透水砖芯层的同时另一条搅拌机将面料中的水泥、砂、水、颜料按面料配比加入面料搅拌机搅拌5分钟；[0113]S9,用皮带输送到压砖机面料储存仓，当砖机压头第一次压完芯料后，将面料储存仓的面料置于模具内；[0114]SlO，将所值得的面料覆盖所制得的混凝土含砂透水砖芯层，通过压砖机在用3800的振动频率于150kNm2的压力压置面层，从而使面层芯层给合在一起，完成压制过程，得到混凝土含砂透水砖。[0115]实施例1:[0116]通过表1中的组分配方和上述的混凝土含砂透水砖芯层，以及混凝土含砂透水砖的制备方法进行制备，得到混凝土含砂透水砖。[0117]实施例1:[0118]通过表1中的组分配方和上述的混凝土含砂透水砖芯层，以及混凝土含砂透水砖的制备方法进行制备，得到混凝土含砂透水砖。[0119]实施例2:[0120]通过表1中的组分配方和上述的混凝土含砂透水砖芯层，以及混凝土含砂透水砖的制备方法进行制备，得到混凝土含砂透水砖。[0121]实施例3:[0122]通过表1中的组分配方和上述的混凝土含砂透水砖芯层，以及混凝土含砂透水砖的制备方法进行制备，得到混凝土含砂透水砖。[0123]实施例4:[0124]通过表1中的组分配方和上述的混凝土含砂透水砖芯层，以及混凝土含砂透水砖的制备方法进行制备，得到混凝土含砂透水砖。[0125]实施例5:[0126]通过表1中的组分配方和上述的混凝土含砂透水砖芯层，以及混凝土含砂透水砖的制备方法进行制备，得到混凝土含砂透水砖。[0127]实施例6:[0128]通过表1中的组分配方和上述的混凝土含砂透水砖芯层，以及混凝土含砂透水砖的制备方法进行制备，得到混凝土含砂透水砖。[0129]备注，上述实施例1-6中所用水泥标号为52.5。[0130]对比实验：[0131]对于实施例I-6中所制备得到的混凝土含砂透水砖，通过JCT945-2005的要求进行性能测试，其中，加入传统的只有无砂透水砖进行比较，具体结果如下：[0132]表2、实施例1-6及对比例的性能测试[0135]实验总结：[0136]对于实施例1-6中所制备得到的混凝土含砂透水砖，通过JCT945-2005的要求进行性能测试，其中，加入传统的只有无砂透水砖进行比较，由表2中可见，相比于传统方法制备的无砂透水砖，实施例1-6均可达到较好的抗压强度和耐磨性，并且可达到较为优秀的透水性能。本发明中的实施例1-6,通过采用高标号高强度的52.5号的作为胶凝材料的水泥，并且将掺砂量调整至水泥和碎石的无效通道量，从而达到既不影响含砂透水砖芯层的透水率，又能提高基层的密实性，减少疏松性，大大提高了混凝土含砂透水砖芯层的强度。

权利要求：1.一种混凝土含砂透水砖芯层，其特征在于，包括如下重量份数的组分：水泥、4-8倍于水泥的重量份数的碎石，以及8-15%的碎石的重量份数的砂;其中，水泥的标号为42.5_52.5。2.如权利要求1所述混凝土含砂透水砖芯层，其特征在于，还包括0.5-2%的水泥的重量份数的羧酸减水剂。3.如权利要求2所述的混凝土含砂透水砖芯层，其特征在于，碎石的重量份数为水泥的6倍；砂的重量份数为碎石的10%;羧酸减水剂的重量份数为水泥的1%。4.如权利要求1所述混凝土含砂透水砖芯层，其特征在于，所述碎石的粒径为〇·3-Icm;所述砂为黄砂或机砂，粒径为2-2.3mm。5.如权利要求1所述混凝土含砂透水砖芯层，其特征在于，水泥的标号为52.5;所述碎石包括占碎石总量的40%的0.3-0.5cm粒径的碎石，和60%的0.5-lcm的粒径的碎石。6.如权利要求1所述混凝土含砂透水砖芯层，其特征在于，还包括石英砂、陶粒和乳化剂;其重量份数分别为：石英砂的重量份数为的碎石重量份数的8-10%;陶粒的重量份数为碎石重量份数的8-10%;乳化剂的重量份数为水泥重量份数的0.2-0.5%。7.—种混凝土含砂透水砖芯层的制备方法，其特征在于，包括：步骤1，以水泥、4-8倍于水泥的重量份数的碎石，以及8-15%的碎石的重量份数的砂作为原料进行投料搅拌，得到混合芯料；步骤2，将所述混合芯料填入芯层模具内，得到待定型料；步骤3,对所述待定型料进行振动加压，即得。8.如权利要求7所述混凝土含砂透水砖芯层的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，对原料进行投料搅拌的搅拌时间为5分钟。9.如权利要求7所述混凝土含砂透水砖芯层的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，振动加压包括：对所述待定型料在3800次秒的振动频率进行震动，同时在150KNm2的压力下进行加压，对所述定型料进行振动加压。

百度查询： 连云港东浦建筑工业化发展有限公司 一种混凝土含砂透水砖芯层及制备方法

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