本發(fā)明涉及一種金剛砂尾礦復(fù)合型砂基生態(tài)透水磚及其制備方法，屬于建筑材料
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：隨著城鎮(zhèn)化速度的加快，街道、廣場(chǎng)、小區(qū)等路面正逐漸被混凝土、石材、瓷磚等封閉阻水材料覆蓋，地面透水能力受到明顯削弱，城市失去蓄水功能，從而引發(fā)城市熱島效益、城市內(nèi)澇等嚴(yán)重的城市問(wèn)題。特別是近年來(lái)，我國(guó)許多地方出現(xiàn)“逢雨必澇、雨后即旱”和“城市看?！钡木骄场Ｒ虼?，在城市建設(shè)中，如何解決城市內(nèi)澇是一項(xiàng)重要課題。建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市能有效解決城市內(nèi)澇問(wèn)題。2015年國(guó)家進(jìn)行了海綿城市建設(shè)試點(diǎn)，16個(gè)城市納入試點(diǎn)范圍。普通混凝土、普通路面磚和石材等大量的硬質(zhì)不透水鋪裝改變了城市原有的自然生態(tài)本底和水文特征。城市開(kāi)發(fā)建設(shè)后，70%～80%的降雨形成了徑流，只有20%～30%的雨水滯滲進(jìn)入地下，破壞了城市自然生態(tài)本底和自然“海綿體”。而透水磚可以在降雨過(guò)程中，將雨水原地滲透至土壤中，從而維護(hù)局部地區(qū)的地下水位、凈化水質(zhì)、減小城市排水系統(tǒng)的排水負(fù)荷和低洼地區(qū)的雨水聚集?？蓮V泛用于建造停車場(chǎng)、人行道、廣場(chǎng)和公園，用于收集降雨期間降落在其表面的雨水，同時(shí)，還可收集附近不透水的路面和停車場(chǎng)、草坪和屋面等排放的雨水，是海綿城市建設(shè)的重要技術(shù)途徑之一。天然金剛砂質(zhì)地堅(jiān)硬，是一種顆粒嚴(yán)密的高強(qiáng)韌骨料，具有化學(xué)性穩(wěn)定、強(qiáng)度高、硬度大和耐磨等優(yōu)點(diǎn)，用于地坪、高速公路路面和飛機(jī)跑道，可大大提高其耐磨性能。本發(fā)明所用金剛砂尾礦，是宜昌市夷陵區(qū)樟村坪天然金剛砂礦區(qū)在選取石榴石過(guò)程中篩選出來(lái)的尾礦，顆粒較細(xì)，略帶紅棕色，具有較高硬度。因此，充分利用金剛砂尾礦，制備生態(tài)透水磚，用于城市建設(shè)鋪裝，不但可以變廢為寶，還能有效緩解城市降雨期間的洪澇災(zāi)害，具有良好的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種金剛砂尾礦復(fù)合型砂基生態(tài)透水磚及其制備方法，該方法制備的生態(tài)透水磚耐磨性好，透水性能優(yōu)良，強(qiáng)度高，可廣泛用于城市街道、廣場(chǎng)和公園等的透水性鋪裝，具有良好的滲水性，能凈化水體及減少城市地表徑流，從而緩解城市內(nèi)澇。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種金剛砂尾礦復(fù)合型砂基生態(tài)透水磚及其制備方法，其特征在于它由面層和底層兩部分構(gòu)成，其中面層由有機(jī)膠凝材料（雙酚環(huán)氧樹(shù)脂和胺類固化劑按質(zhì)量比為100∶32組成）、金剛砂尾礦和滲透劑（有機(jī)硅和白炭黑的一種或兩種混合而成）組成，底層由水泥、粉煤灰、礦渣和花崗巖碎石組成，并通過(guò)如下步驟制備：它包括如下步驟：1）透水磚底層配合比（kg/m3）：水泥：315～338、粉煤灰：42～45、礦渣：63～68,、粒徑2.36～4.75mm花崗巖碎石：126～135、粒徑4.75～9.5mm花崗巖碎石：1134～1215、水：105～112；2）透水磚面層配合比為（質(zhì)量比）：滲透劑∶有機(jī)膠凝材料∶金剛砂尾礦=（0.1～0.2）∶（3～6）∶100；3）底層材料攪拌：按照上述底層配合比，先將集料與10%的水混合攪拌15～30s，使集料表面處于飽和面干狀態(tài)，然后加入膠凝材料攪拌60～90s，使膠凝材料均勻包裹在集料表面，再加入剩下90%的水?dāng)嚢?0～90s；4）面層材料攪拌：按照上述面層配合比，先將環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑攪拌2～3min，然后加入滲透劑和金剛砂尾礦攪拌3～5min，使金剛砂尾礦顆粒表面被環(huán)氧樹(shù)脂混合料均勻包覆；5）振動(dòng)加壓成型：將底層透水磚拌合物裝入模具，在0.1mpa壓力下，振動(dòng)施壓成型10～15s，然后將面層透水磚拌合物裝入模具，并完全覆蓋底層拌合物上表面，再在2mpa壓力下，振動(dòng)加壓10s；6）養(yǎng)護(hù)：脫模后，自然養(yǎng)護(hù)至28天，制得金剛砂尾礦復(fù)合型砂基生態(tài)透水磚。本發(fā)明原材料的性能及主要原理：金剛砂尾礦，粒徑0.3～0.6mm，是在選礦分選過(guò)程中形成的金剛砂含量低于目標(biāo)含量的礦砂。由于它與天然金剛砂共生或半生，且含有少量石榴石，具備部分金剛砂化學(xué)穩(wěn)定、強(qiáng)度高、硬度大、耐磨和顏色鮮艷等優(yōu)點(diǎn)，用于透水磚面層，在提高產(chǎn)品耐磨性能的同時(shí)具有較好的裝飾效果?；◢弾r碎石，由10%的粒徑為2.36～4.75mm碎石和90%的粒徑為4.75～9.5mm碎石組成的復(fù)合級(jí)配碎石，堆積密度1367kg/m3，表觀密度2654kg/m3，空隙率48.5%。水泥，華新水泥秭歸廠生產(chǎn)的p·o42.5水泥。粉煤灰，ⅲ級(jí)粉煤灰，是火力發(fā)電廠燃煤鍋爐排放煙氣中收集到的粉塵。礦渣，是?；郀t礦渣的簡(jiǎn)稱，是高爐煉鐵時(shí)產(chǎn)生的廢渣，具有微弱的自身水硬性。本發(fā)明的生態(tài)透水磚，本質(zhì)是一種復(fù)合材料。面層為聚合物透水砂漿，通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂固化單一粒徑的細(xì)顆粒金剛砂尾礦，使得透水磚表面平整、耐磨、空隙孔徑細(xì)小，有效解決透水磚因空隙大而易被堵塞問(wèn)題。加入滲透劑，通過(guò)降低水的表面張力，提高透水磚的滲透能力。底層為水泥透水混凝土，由水泥基膠凝材料膠結(jié)復(fù)合級(jí)配的大粒徑集料組成。由于混凝土中粗集料所占比例較高，細(xì)集料很少，粗集料可以相互靠攏形成骨架，但由于細(xì)顆粒數(shù)量少，不足以填滿粗集料之間的空隙，就形成了特有的骨架-空隙結(jié)構(gòu)，保證其透水性。本發(fā)明的金剛砂尾礦復(fù)合型砂基生態(tài)透水磚，主要依據(jù)上述原理，兼顧透水性和強(qiáng)度要求，由10mm厚的環(huán)氧樹(shù)脂透水砂漿面層和50mm厚的水泥基透水混凝土底層組成。其中，面層采用環(huán)氧樹(shù)脂膠結(jié)單一粒徑的金剛砂尾礦，并摻入滲透劑；底層采用水泥、粉煤灰和礦渣復(fù)合而成的膠凝材料將復(fù)合級(jí)配的花崗巖碎石膠結(jié)一起，形成透水型的骨架-空隙結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果是：1）本發(fā)明制備的復(fù)合型砂基生態(tài)透水磚抗壓強(qiáng)度在可達(dá)50mpa，面層采用環(huán)氧樹(shù)脂膠結(jié)粒徑單一、細(xì)小的金剛砂尾礦，使得產(chǎn)品表面平整、耐磨，磨坑長(zhǎng)度小于20mm；同時(shí)摻入滲透劑，通過(guò)有效降低水的表面張力，使得產(chǎn)品在使用過(guò)程中既不易被堵塞又不降低透水性。2）本發(fā)明制備的復(fù)合型砂基生態(tài)透水磚底層采用水泥基膠凝材料將復(fù)合級(jí)配的花崗巖碎石膠結(jié)一起，形成特有的骨架-空隙結(jié)構(gòu)，使得產(chǎn)品透水速率大于2.7ml/(min·cm2)，透水性能良好。3）該方法充分利用工業(yè)廢棄物，工藝簡(jiǎn)單、成本低。具體實(shí)施方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不僅僅局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例1：一種金剛砂尾礦復(fù)合型砂基生態(tài)透水磚及其制備方法，其特征在于它由面層和底層兩部分構(gòu)成，其中面層由有機(jī)膠凝材料（雙酚環(huán)氧樹(shù)脂和胺類固化劑按質(zhì)量比為100∶32組成）、金剛砂尾礦和滲透劑組成，其中滲透劑為有機(jī)硅粉末；底層由水泥、粉煤灰、礦渣和花崗巖碎石組成，并通過(guò)如下步驟制備：1）透水磚底層配合比（kg/m3）：水泥：315、粉煤灰：42、礦渣：63、粒徑2.36～4.75mm花崗巖碎石：126～135、粒徑4.75～9.5mm花崗巖碎石：1134、水：105；2）透水磚面層配合比為（質(zhì)量比）：有機(jī)硅∶有機(jī)膠凝材料∶金剛砂尾礦=0.1∶3∶100；3）底層材料攪拌：按照上述底層配合比，先將集料與10%的水混合攪拌15s，使集料表面處于飽和面干狀態(tài)，然后加入膠凝材料攪拌60s，使膠凝材料均勻包裹在集料表面，再加入剩下90%的水?dāng)嚢?0s；4）面層材料攪拌：按照上述面層配合比，先將環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑攪拌2min，然后加入有機(jī)硅和金剛砂尾礦攪拌3min，使金剛砂尾礦顆粒表面被環(huán)氧樹(shù)脂混合料均勻包覆；5）振動(dòng)加壓成型：將底層透水磚拌合物裝入模具，在0.1mpa壓力下，振動(dòng)施壓成型10s，然后將面層透水磚拌合物裝入模具，并完全覆蓋底層拌合物上表面，再在2mpa壓力下，振動(dòng)加壓10s；6）養(yǎng)護(hù)：脫模后，自然養(yǎng)護(hù)至28天，制得金剛砂尾礦復(fù)合型砂基生態(tài)透水磚。將上述制備的透水磚進(jìn)行性能測(cè)試，其結(jié)果如表1：表1項(xiàng)目抗壓強(qiáng)度/mpa抗折強(qiáng)度/mpa抗沖擊性/次透水速率/ml/(min·cm2)濾水率/%耐磨性（磨坑長(zhǎng)度）/mm結(jié)果52.35.462.99818實(shí)施例2：一種金剛砂尾礦復(fù)合型砂基生態(tài)透水磚及其制備方法，其特征在于它由面層和底層兩部分構(gòu)成，其中面層由有機(jī)膠凝材料（雙酚環(huán)氧樹(shù)脂和胺類固化劑按質(zhì)量比為100∶32組成）、金剛砂尾礦和滲透劑組成，其中滲透劑為白炭黑粉末；底層由水泥、粉煤灰、礦渣和花崗巖碎石組成，并通過(guò)如下步驟制備：1）透水磚底層配合比（kg/m3）：水泥：338、粉煤灰：45、礦渣：68、粒徑2.36～4.75mm花崗巖碎石：135、粒徑4.75～9.5mm花崗巖碎石：1215、水：112；2）透水磚面層配合比為（質(zhì)量比）：白炭黑∶有機(jī)膠凝材料∶金剛砂尾礦=0.2∶6∶100；3）底層材料攪拌：按照上述底層配合比，先將集料與10%的水混合攪拌30s，使集料表面處于飽和面干狀態(tài)，然后加入膠凝材料攪拌90s，使膠凝材料均勻包裹在集料表面，再加入剩下90%的水?dāng)嚢?0s；4）面層材料攪拌：按照上述面層配合比，先將環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑攪拌3min，然后加入白炭黑和金剛砂尾礦攪拌5min，使金剛砂尾礦顆粒表面被環(huán)氧樹(shù)脂混合料均勻包覆；5）振動(dòng)加壓成型：將底層透水磚拌合物裝入模具，在0.1mpa壓力下，振動(dòng)施壓成型15s，然后將面層透水磚拌合物裝入模具，并完全覆蓋底層拌合物上表面，再在2mpa壓力下，振動(dòng)加壓10s；6）養(yǎng)護(hù)：脫模后，自然養(yǎng)護(hù)至28天，制得金剛砂尾礦復(fù)合型砂基生態(tài)透水磚。將上述制備的透水磚進(jìn)行性能測(cè)試，其結(jié)果如表2：表2項(xiàng)目抗壓強(qiáng)度/mpa抗折強(qiáng)度/mpa抗沖擊性/次透水速率/ml/(min·cm2)濾水率/%耐磨性（磨坑長(zhǎng)度）/mm結(jié)果56．65.982.79616實(shí)施例3：一種金剛砂尾礦復(fù)合型砂基生態(tài)透水磚及其制備方法，其特征在于它由面層和底層兩部分構(gòu)成，其中面層由有機(jī)膠凝材料（雙酚環(huán)氧樹(shù)脂和胺類固化劑按質(zhì)量比為100∶32組成）、金剛砂尾礦和滲透劑組成，其中滲透劑為有機(jī)硅和白炭黑按質(zhì)量比1∶1混合而成；底層由水泥、粉煤灰、礦渣和花崗巖碎石組成，并通過(guò)如下步驟制備：1）透水磚底層配合比（kg/m3）：水泥：325、粉煤灰：45、礦渣：65、粒徑2.36～4.75mm花崗巖碎石：130、粒徑4.75～9.5mm花崗巖碎石：1180、水：109；2）透水磚面層配合比為（質(zhì)量比）：（50%有機(jī)硅+50%白炭黑）∶有機(jī)膠凝材料∶金剛砂尾礦=0.16∶5∶100；3）底層材料攪拌：按照上述底層配合比，先將集料與10%的水混合攪拌15～30s，使集料表面處于飽和面干狀態(tài)，然后加入膠凝材料攪拌75s，使膠凝材料均勻包裹在集料表面，再加入剩下90%的水?dāng)嚢?0s；4）面層材料攪拌：按照上述面層配合比，先將環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑攪拌3min，然后加入有機(jī)硅、白炭黑和金剛砂尾礦攪拌4min，使金剛砂尾礦顆粒表面被環(huán)氧樹(shù)脂混合料均勻包覆；5）振動(dòng)加壓成型：將底層透水磚拌合物裝入模具，在0.1mpa壓力下，振動(dòng)施壓成型15s，然后將面層透水磚拌合物裝入模具，并完全覆蓋底層拌合物上表面，再在2mpa壓力下，振動(dòng)加壓10s；6）養(yǎng)護(hù)：脫模后，自然養(yǎng)護(hù)至28天，制得金剛砂尾礦復(fù)合型砂基生態(tài)透水磚。將上述制備的透水磚進(jìn)行性能測(cè)試，其結(jié)果如表3：表3項(xiàng)目抗壓強(qiáng)度/mpa抗折強(qiáng)度/mpa抗沖擊性/次透水速率/ml/(min·cm2)濾水率/%耐磨性（磨坑長(zhǎng)度）/mm結(jié)果545.362.89619本發(fā)明各原料的上下限、區(qū)間取值，以及工藝參數(shù)（時(shí)間等）的上下限、區(qū)間取值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實(shí)施例。當(dāng)前第1頁(yè)12