本發(fā)明屬于固體廢棄物利用領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合透水磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，越來越多的城市地表被混凝土、水泥、瀝青、磚、石板等密閉硬化材料所覆蓋，阻礙城市路面水分與熱量的流通，從而引起城市內(nèi)澇與熱島效應(yīng)等問題。因此，為了解決城市路面密閉問題，維持城市生態(tài)平衡，同時響應(yīng)國家“加強(qiáng)海綿城市建設(shè)”的政策，透水磚作為一種具有良好透水透氣性能的功能性建筑材料，近年來得到專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。
目前，國內(nèi)市場上的透水磚主要有陶瓷透水磚、樹脂粘結(jié)砂基透水磚、透水混凝土以及復(fù)合透水磚。陶瓷透水磚需要開采大量陶瓷原料，破壞生態(tài)環(huán)境，且這種透水磚一般需要1000℃以上高溫?zé)Y(jié)，工藝復(fù)雜，成本較高；樹脂粘結(jié)砂基透水磚，使用樹脂作為粘結(jié)劑，該類產(chǎn)品價格昂貴，且易老化；透水混凝土是通過骨料間的大孔透水，表面不美觀，且很容易被堵塞；復(fù)合透水磚一般是由砂基表層和混凝土底層組成，既解決了透水混凝土表面粗糙，易堵塞等問題，同時與砂基透水磚相比也大大降低了成本，具有廣闊的應(yīng)用前景。
中國專利CN10167187A 《水泥混凝土透水磚、透水路面及其生產(chǎn)方法》中提出一種復(fù)合透水磚的制備方法，其面層配比為：水泥20-30%、沙子15-25%、無機(jī)顏料2-18%、吸水樹脂0.1-0.5%、瀝青粉1-15%、擴(kuò)散劑1-6%、減水劑2-15%、石子0-10%，該面層中骨料較少，而水泥等粘結(jié)劑占很大的比重，使其透水性能較差，而且由于其骨料顏色單一，只是通過外加無機(jī)顏料改變外觀，此時大量的水泥也會影響其著色效果。
中國專利CN1966861B《復(fù)合透水磚》中涉及一種復(fù)合透水磚制備方法，其面層骨料為0.05mm-2mm的石英砂，粘結(jié)劑為有機(jī)樹脂及少量的無機(jī)粘結(jié)劑，這種有機(jī)樹脂一般價格昂貴，且易老化，使得透水磚面層成本高、且容易出現(xiàn)褪色、掉砂現(xiàn)象。
中國專利CN103664060A《一種預(yù)覆膜新沙及其制備方法以及復(fù)合透水磚》中將透水磚面層骨料天然砂用環(huán)氧樹脂樹脂進(jìn)行預(yù)覆膜，再添加有機(jī)樹脂作為粘結(jié)劑，這樣雖然增強(qiáng)了面層骨料間的粘合強(qiáng)度，但工藝復(fù)雜，不易進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，而且底層使用水泥等無機(jī)粘結(jié)劑，面層與底層粘結(jié)劑的差別，容易使二者結(jié)合不緊密。
中國專利CN104452525B《一種透水磚及其制備方法》中透水磚表層骨料為建筑淤土免燒陶粒破碎而成的陶砂，粒徑為0-5mm，顏色單一，粒徑較大，使得透水磚的美觀性變差，限制其實(shí)際應(yīng)用場合；且陶粒破碎得到的陶砂形狀不規(guī)則，球形度差，造成透水磚的透水性能較差，而且隨著使用時間的延長其透水性能會衰減。
發(fā)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對目前制備復(fù)合透水磚技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明以彩砂作為面層骨料，適量水泥作為面層與底層的粘結(jié)劑，并結(jié)合一定的添加劑，即能有效地解決有機(jī)粘結(jié)劑引起的面層老化、掉砂、褪色、價格昂貴、與底層結(jié)合不牢等問題，同時又能避免水泥等無機(jī)粘結(jié)劑引起的面層著色效果差、透水性能差、且透水性長期易衰減等問題，提供一種復(fù)合透水磚及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：
一種復(fù)合透水磚，包括面層和底層，面層的原料包括骨料、面層粘結(jié)劑、水性環(huán)氧樹脂、水性環(huán)氧固化劑、水泥抑堿劑、減水劑和水，底層的原料包括骨料、砂子、水泥、可再分散乳膠粉、水泥抑堿劑、減水劑和水；面層的原料重量份數(shù)分別為：
面層骨料 100份；
面層粘結(jié)劑 20-40份；
水性環(huán)氧樹脂 0.6-4份；
水性環(huán)氧固化劑 0.1-2份；
水泥抑堿劑 0.6-2.8份
減水劑 0.1-0.4份；
水 6-20份；
面層骨料為10-100目的天然彩砂、彩色陶砂、經(jīng)燒結(jié)的彩色陶瓷粉粒。
底層的原料重量份數(shù)分別為：
底層骨料 100份；
砂子 15-40份；
水泥 12-28份；
可再分散乳膠粉 0.1-0.6份；
水泥抑堿劑 0.6-3.0份
減水劑 0.1-0.6份；
水 8-20份
底層骨料為石子、陶粒、廢瓷碎粒、尾礦一種或多種，粒徑為1-15mm，優(yōu)選為3-10mm。
所述面層的原料還包括重量分?jǐn)?shù)為0.01-0.5份的甜菜堿。
所述面層粘結(jié)劑為水泥或地質(zhì)聚合物粘結(jié)劑的任一種。
所述地質(zhì)聚合物粘結(jié)劑是由100份高嶺土、30-40份礦粉、5-10份氫氧化鈉、20-35份的水玻璃混合配制而成。
所述水性環(huán)氧樹脂為固含量為50-100％的水溶性環(huán)氧樹脂或標(biāo)準(zhǔn)液體環(huán)氧樹脂；水性環(huán)氧固化劑為固含量為30％-70％的水溶性環(huán)氧固化劑，優(yōu)選為：水性環(huán)氧樹脂與對應(yīng)的水性環(huán)氧固化劑的質(zhì)量比為1:1-10:1。
所述水泥抑堿劑為硅灰、粉煤灰、煅燒高嶺土的任一種或兩種以上。
所述減水劑為萘系高效減水劑、脂肪族高效減水劑、氨基高效減水劑、聚羧酸高效減水劑或Light Polymers公司的 CT017減水劑等一種或多種。
一種復(fù)合透水磚的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：a、按配方要求稱取面層各原料和底層各原料，分別混合均勻，為待用的面層原料和底層原料；b、采用振動壓制的方法將底層原料在模具進(jìn)行壓制，清理壓頭，制得底層，在底層上面放置面層原料并壓制成型；c、將步驟b制得的成型樣品在溫度為20-35℃，濕度為70%-95%的條件下養(yǎng)護(hù)3-28天，得到復(fù)合透水磚。
復(fù)合透水磚的面層厚度為4-10mm；底層厚度為30-100mm，優(yōu)選為40-80mm。
甜菜堿為具有強(qiáng)烈吸濕性能的烷基甜菜堿、烷基酰胺甜菜堿或磺丙基甜菜堿一種或多種。
底層所用的可分散乳膠粉為具有極為突出粘結(jié)強(qiáng)度的的乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物、苯乙烯與丁二烯共聚膠粉一種或多種。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
1.本發(fā)明制備透水磚面層所用骨料優(yōu)選為彩色陶砂或彩色噴霧造粒陶瓷粉，經(jīng)高溫煅燒，骨料本身具有類似陶瓷的著色效果，不會褪色，有效的避免了水泥等粘結(jié)劑影響著色效果；
2.本發(fā)明制備透水磚面層所用骨料為經(jīng)高溫?zé)Y(jié)的球形顆粒，使得制備的透水磚強(qiáng)度高，耐磨性好，透水性好，且不易堵塞。
3.本發(fā)明制備透水磚面層所用粘結(jié)劑主要為無機(jī)粘結(jié)劑，如水泥、地質(zhì)聚合物粘結(jié)劑等，只用了少量的水性環(huán)氧樹脂，降低了原料成本，同時也避免了有機(jī)粘結(jié)劑造成的易老化、掉砂等問題；
4.面層所用甜菜堿具有強(qiáng)烈的吸濕性能，可以增強(qiáng)透水磚的透水性，同時作為一種兩性表面活性劑，在水泥水化的堿性環(huán)境下，甜菜堿中-COO-基團(tuán)易與環(huán)氧樹脂環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)結(jié)合，使其在水中不易流失，可以長期保持其增強(qiáng)透水的功能,使透水磚的透水性長期不衰減。
5.面層與底層都為無機(jī)粘結(jié)劑，結(jié)合較好，面層與底層結(jié)合牢固；
6.本發(fā)明原料易得、制備工藝簡單，有利于產(chǎn)業(yè)化。
具體實(shí)施方式
為了更詳細(xì)地說明本發(fā)明，給出下述制備實(shí)例。但本發(fā)明的范圍并不局限于此。
實(shí)施例1
面層配方：黃色陶砂（40-80目）100g，P.O42.5水泥30g，水性環(huán)氧樹脂1.5g，水性環(huán)氧固化劑0.4g，甜菜堿0.15g，硅灰1g，聚羧酸減水劑0.3g，水14g；
底層配方：石子（3-7mm）1200g，P.O42.5級水泥380g，砂子320g，可再分散乳膠粉3g，硅灰10g，聚羧酸減水劑2.4g，水96g。
（1）按配方要求稱取面層與底層原料，二者分別混合均勻待用；
（2）采用振動壓制的方法，先將底層混合料放置在150×150×65mm的鋼模中布料壓制，清理壓頭，再在底層上面進(jìn)行面層布料并壓制成型；
（3）將成型好的樣品，在溫度為25℃、濕度為80%的條件下養(yǎng)護(hù)28天，得到復(fù)合透水磚；
（4）將養(yǎng)護(hù)好的透水磚按照J(rèn)G/T376-2012測試透水系數(shù)與抗壓強(qiáng)度，如表1所示。
實(shí)施例2
面層配方：紅色陶瓷噴霧造粒粉（40-60目）120g，P.O42.5水泥25g，水性環(huán)氧樹脂2.25g，水性環(huán)氧固化劑0.6g，甜菜堿0.15g，粉煤灰1.5g，減水劑0.3g，水16g；
底層配方：陶粒（3-7mm）1200g，P.O42.5水泥300g，砂子280g，可再分散乳膠粉2g，硅灰12g，減水劑2.4g，水110g。
（1）按配方要求稱取面層與底層原料，二者分別混合均勻待用；
（2）采用振動壓制的方法，先將底層混合料放置在150×150×65mm的鋼模中布料壓制，清理壓頭，再在底層上面進(jìn)行面層布料并壓制成型；
（3）將成型好的樣品，在溫度為25℃、濕度為90%的條件下養(yǎng)護(hù)28天，得到復(fù)合透水磚；
（4）將養(yǎng)護(hù)好的透水磚按照J(rèn)G/T376-2012測試透水系數(shù)與抗壓強(qiáng)度，如表1所示。
實(shí)施例3
面層配方：藍(lán)色天然彩砂（40-60目）120g，高嶺土24g，礦粉9g，氫氧化鈉1.65，水玻璃6.6，水性環(huán)氧樹脂2.4g，水性環(huán)氧固化劑0.6g，甜菜堿0.15g，高嶺土1.3g，萘系高效減水劑0.2g，水17g；
底層配方：陶粒（3-7mm）1200g，P.O42.5水泥240g，砂子220g，可再分散乳膠粉3g，硅灰15g，萘系高效減水劑2.6g，水100g。
（1）按配方要求稱取面層與底層原料，二者分別混合均勻待用，其中氫氧化鈉先與水玻璃混合，并攪拌至氫氧化鈉溶解配置成激發(fā)劑，再將激發(fā)劑與面層其他原料一起混合；
（2）采用振動壓制的方法，先將底層混合料放置在150×150×65mm的鋼模中布料壓制，清理壓頭，再在底層上面進(jìn)行面層布料并壓制成型；
（3）將成型好的樣品，在溫度為25℃、濕度為80%的條件下養(yǎng)護(hù)28天，得到復(fù)合透水磚；
（4）將養(yǎng)護(hù)好的透水磚按照J(rèn)G/T376-2012測試透水系數(shù)與抗壓強(qiáng)度，如表1所示。
對比例1
與實(shí)施例2對比，面層未添加甜菜堿，其他配方與實(shí)驗(yàn)步驟完全相同，將養(yǎng)護(hù)好的透水磚按照J(rèn)G/T376-2012測試透水系數(shù)與抗壓強(qiáng)度，如表1所示。
對比例2
與實(shí)施例2對比，底層中未添加可再分散乳膠粉，其他配方與實(shí)驗(yàn)步驟完全相同，將養(yǎng)護(hù)好的透水磚按照J(rèn)G/T376-2012測試透水系數(shù)與抗壓強(qiáng)度，如表1所示：
通過以上數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明的實(shí)施例2與對比例1相比，強(qiáng)度變化不大，但透水性能明顯具有優(yōu)勢，本發(fā)明的實(shí)施例2與對比例2相比，透水系數(shù)變化不大，但抗壓強(qiáng)度明顯具有優(yōu)勢。同時，本發(fā)明制備的透水磚在強(qiáng)度與透水性能方面都具有明顯的優(yōu)勢。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。