本發(fā)明屬于建筑材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種具有孔梯度結(jié)構(gòu)的變色透水磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
：透水磚是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種城市透水鋪裝材料，受到各城市市政部門的青睞。隨著海綿城市建設(shè)的興起和發(fā)展，對(duì)透水磚的需求日益旺盛。材質(zhì)也逐漸發(fā)展出陶瓷透水磚、混凝土透水磚、砂基透水磚、鋼渣透水磚、尾礦透水磚等；并逐漸在關(guān)注透水磚的功能化，如具有光催化功能的透水磚、夜光效果透水磚等，但目前尚無(wú)具有變色效果的透水磚。目前在變色玻璃的研發(fā)方面相對(duì)比較成熟，品種也有有機(jī)變色玻璃和無(wú)機(jī)變色玻璃等品種，變色機(jī)理有光致變色、熱致(28-35℃)變色和電致變色等品種。結(jié)合透水磚的生產(chǎn)工藝，無(wú)機(jī)變色玻璃均為經(jīng)過(guò)高溫熔制而成，能夠承受透水磚生產(chǎn)中相對(duì)較低的燒制溫度，可以用這類無(wú)機(jī)變色玻璃顆粒作為添加成分，和其它原料一起燒制成磚，從而獲得具有變色效果的透水磚。制備這種變色透水磚的難點(diǎn)之一是需要研究合適的基體和面層混合料配方，使二者的燒成溫度基本一致，并控制在變色玻璃的熔點(diǎn)范圍附近。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種具有孔梯度結(jié)構(gòu)的變色透水磚，可以使透水磚在環(huán)境光照或溫度變化的情況下，顏色發(fā)生變化；本發(fā)明同時(shí)提供了具有孔梯度結(jié)構(gòu)的變色透水磚的制備方法，科學(xué)合理、簡(jiǎn)單易行。本發(fā)明所述的具有孔梯度結(jié)構(gòu)的變色透水磚，包括變色面層和基體層，變色面層由無(wú)機(jī)固體廢料顆粒、變色玻璃顆粒、粘土、鈉長(zhǎng)石和水玻璃溶液制成，基體層由無(wú)機(jī)固體廢料顆粒、粘土、鈉長(zhǎng)石和水玻璃溶液制成。所述的變色面層中無(wú)機(jī)固體廢料顆粒的粒度為1-2.5mm。所述的無(wú)機(jī)固體廢料顆粒為陶瓷廢料顆?；蚰突鸩牧蠌U料顆粒。所述的變色玻璃顆粒為無(wú)機(jī)光致變色玻璃顆?；驘o(wú)機(jī)熱致變色玻璃顆粒。所述的變色玻璃顆粒的粒度為3-5mm。所述的粘土為高嶺土。所述的水玻璃溶液的質(zhì)量濃度為30-35％。所述的基體層中無(wú)機(jī)固體廢料顆粒的粒度為3-5mm。所述的變色面層中無(wú)機(jī)固體廢料顆粒、變色玻璃顆粒、粘土、鈉長(zhǎng)石和水玻璃溶液的重量比為60-70：10-20：1-5：1-5：1-10。所述的基體層中無(wú)機(jī)固體廢料顆粒、粘土、鈉長(zhǎng)石和水玻璃溶液的重量比60-85：1-5：1-5：1-10。本發(fā)明所述的具有孔梯度結(jié)構(gòu)的變色透水磚的制備方法，步驟如下：(1)將無(wú)機(jī)固體廢料顆粒、變色玻璃顆粒、粘土、鈉長(zhǎng)石和水玻璃溶液混合均勻，得到變色面層混合料；(2)將無(wú)機(jī)固體廢料顆粒、粘土、鈉長(zhǎng)石和水玻璃溶液混合均勻，得到基體層混合料；(3)先在金屬模具里填布變色面層混合料5-8mm，再在其上填布基體層混合料，然后一次加壓成型，壓力20-25mpa；(4)將壓好的磚坯在110-150℃下烘干8-12h后，放入950-1050℃下燒制1-2h，自然冷卻后，即得。本發(fā)明采用陶瓷、耐火材料等無(wú)機(jī)固體廢料顆粒為骨料，光致變色或熱致變色玻璃顆粒為變色成分，粘土和鈉長(zhǎng)石為高溫粘結(jié)劑，水玻璃溶液為輔助粘結(jié)劑。本發(fā)明透水磚具有孔梯度結(jié)構(gòu)，即表層變色面層的孔徑較小，基體層孔徑較大，這種孔梯度結(jié)構(gòu)主要是由于這兩層采用的骨料粒度差異產(chǎn)生的。本發(fā)明將變色面層混合料和基體層混合料壓制成磚坯時(shí)采用兩次布料，一次壓制成型；制得的透水磚可以滿足市政部門建設(shè)海綿城市的需要。由于一般陶瓷顆粒和耐火材料顆粒的燒成溫度較無(wú)機(jī)變色玻璃顆粒的熔融溫度相對(duì)較高。故本發(fā)明中主要利用低熔點(diǎn)鈉長(zhǎng)石和水玻璃含量來(lái)調(diào)節(jié)基體層和變色面層混合料的燒成溫度降低到無(wú)機(jī)變色玻璃顆粒的熔融溫度范圍附近，并使兩種混合料的燒成溫度基本達(dá)到一致。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：本發(fā)明透水磚具有兩個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：一是使透水磚具有對(duì)環(huán)境光照或溫度變化而變色效果，豐富了透水磚的裝飾效果，同時(shí)可以作為對(duì)環(huán)境光照或溫度進(jìn)行警示性監(jiān)測(cè)；二是可以充分利用變色玻璃行業(yè)的玻璃廢料制成變色顆粒。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中：1、變色面層；2、基體層。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。實(shí)施例11-2.5mm陶瓷廢料顆粒、光致變色玻璃顆粒為變色成分(3-5mm)、高嶺土、鈉長(zhǎng)石、質(zhì)量濃度為30％的水玻璃溶液，比例分別為65：15：5：5：10的重量比混合均勻，制成變色面層混合料。3-5mm陶瓷廢料顆粒、高嶺土、鈉長(zhǎng)石、質(zhì)量濃度為30％的水玻璃溶液分別按照80：5：5：10的重量比混合均勻，制成基體層混合料。將上述混合料壓制成磚坯時(shí)采用兩次布料，一次壓制成型，即先在金屬模具里填布變色面層混合料5mm；再在其上填布基體層混合料，然后一次加壓成型，壓力20mpa。將壓好的磚坯在110℃下烘干8h后，放入950℃下燒制2h，自然冷卻后得到具有孔梯度結(jié)構(gòu)和變色效果的透水磚。透水磚性能指標(biāo)見表1。實(shí)施例21-2.5mm陶瓷廢料顆粒、熱致變色玻璃顆粒為變色成分(3-5mm)、高嶺土、鈉長(zhǎng)石、質(zhì)量濃度為30％的水玻璃溶液，比例分別為65：15：5：5：10的重量比混合均勻，制成變色面層混合料。3-5mm陶瓷廢料顆粒、高嶺土、鈉長(zhǎng)石、質(zhì)量濃度為30％的水玻璃溶液分別按照80：5：5：10的重量比混合均勻，制成基體層混合料。將上述混合料壓制成磚坯時(shí)采用兩次布料，一次壓制成型，即先在金屬模具里填布變色面層混合料8mm；再在其上填布基體層混合料，然后一次加壓成型，壓力25mpa。將壓好的磚坯在150℃下烘干12h后，放入1050℃下燒制1h，自然冷卻后得到具有孔梯度結(jié)構(gòu)和變色效果的透水磚。透水磚性能指標(biāo)見表1。實(shí)施例31-2.5mm陶瓷廢料顆粒、光致變色玻璃顆粒為變色成分(3-5mm)、高嶺土、鈉長(zhǎng)石、質(zhì)量濃度為30％的水玻璃溶液，比例分別為70：12：4：4：10的重量比混合均勻，制成變色面層混合料。3-5mm陶瓷廢料顆粒、高嶺土、鈉長(zhǎng)石、質(zhì)量濃度為30％的水玻璃溶液分別按照82：4：4：10的重量比混合均勻，制成基體層混合料。將上述混合料壓制成磚坯時(shí)采用兩次布料，一次壓制成型，即先在金屬模具里填布變色面層混合料6mm；再在其上填布基體層混合料，然后一次加壓成型，壓力23mpa。將壓好的磚坯在120℃下烘干10h后，放入1000℃下燒制1.5h，自然冷卻后得到具有孔梯度結(jié)構(gòu)和變色效果的透水磚。透水磚性能指標(biāo)見表1。實(shí)施例41-2.5mm耐火材料廢料顆粒、光致變色玻璃顆粒為變色成分(3-5mm)、高嶺土、鈉長(zhǎng)石、質(zhì)量濃度為30％的水玻璃溶液，比例分別為65：15：5：5：10的重量比混合均勻，制成變色面層混合料。3-5mm耐火材料廢料顆粒、高嶺土、鈉長(zhǎng)石、質(zhì)量濃度為30％的水玻璃溶液分別按照80：5：5：10的重量比混合均勻，制成基體層混合料。將上述混合料壓制成磚坯時(shí)采用兩次布料，一次壓制成型，即先在金屬模具里填布變色面層混合料7mm；再在其上填布基體層混合料，然后一次加壓成型，壓力21mpa。將壓好的磚坯在120℃下烘干9h后，放入1050℃下燒制1h，自然冷卻后得到具有孔梯度結(jié)構(gòu)和變色效果的透水磚。透水磚性能指標(biāo)見表1。表1實(shí)施例1-4制備的透水磚性能指標(biāo)案例編號(hào)抗壓強(qiáng)度，mpa透水系數(shù)，mm/s實(shí)施例11010.23實(shí)施例2960.25實(shí)施例3920.25實(shí)施例4840.28當(dāng)前第1頁(yè)12