本發(fā)明涉及了一種人行道路面鋪裝專用微孔透水材料的制備方法，屬于城市建筑材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有城市的建設(shè)過程中，大量水泥混凝土、瀝青混凝土等不透水路面，雖然改善了交通和道路狀況，但這些不透水路面也引起或加劇了城市生態(tài)環(huán)境問題的發(fā)生和發(fā)展。
為了緩解這些現(xiàn)象并進(jìn)一步改善人們的出行條件，有關(guān)人士積極地研究開發(fā)各種類型的透水性路面材料，并將其應(yīng)用于人行道、公共廣場、露天停車場等地面鋪裝。其中，應(yīng)用最廣泛、研究較為深入的主要是大孔隙水泥透水混凝土與瀝青透水混凝土。他們的澆筑工藝簡單、成本低，但是透水通道，即骨料堆積形成的大孔隙結(jié)構(gòu)易被外界灰塵之類的細(xì)小顆粒堵塞，使透水效果降低甚至喪失，需要用高壓水沖洗或真空泵吸塵，對于大面積的路面而言，維護(hù)不方便，且維護(hù)成本較高，也有許多透水材料孔隙細(xì)小，結(jié)構(gòu)致密，耐磨性好，如燒結(jié)陶瓷透水磚，但他們的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，僅用于一些高檔地段，而且在陶瓷透水磚的制作過程中需要高溫?zé)Y(jié)，消耗大量能源。
因此，開發(fā)研究一種成本低，維護(hù)方便，且孔隙小，結(jié)構(gòu)致密，耐磨性好的微孔透水材料，是城市道路建設(shè)材料未來的發(fā)展方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是：針對傳統(tǒng)透水混凝土在使用過程中，孔隙結(jié)構(gòu)易被堵塞，導(dǎo)致透水效果下降，而維護(hù)困難，維護(hù)成本高的問題，提供了一種人行道路面鋪裝專用微孔透水材料的制備方法。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
（1）依次稱取120～160g桃膠，30～50g羧甲基纖維素，10～12g瓊脂，倒入盛有500～600ml去離子水的燒杯中，再將燒杯移入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器，于溫度為55～60℃，轉(zhuǎn)速為400～600r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?～3h，得自制紡絲液；
（2）將所得自制紡絲液轉(zhuǎn)入高壓靜電紡絲機(jī)，靜電紡絲，經(jīng)凝固浴凝固后，得復(fù)合纖維，并將所得復(fù)合纖維切割成長度為3～5cm短纖，再將所得短纖轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，得干燥短纖；
（3）稱取100～150g所得干燥短纖，倒入盛有800～1000ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%乙醇溶液的三口燒瓶中，再將三口燒瓶移入超聲振蕩儀，于頻率為40～42khz條件下超聲分散30～45min，待超聲結(jié)束，將三口燒瓶轉(zhuǎn)入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器，調(diào)節(jié)溫度至45～55℃，攪拌轉(zhuǎn)速至400～600r/min，在恒溫?cái)嚢锠顟B(tài)下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加30～40ml正硅酸乙酯，控制在10～15min內(nèi)滴完，待滴加完畢，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)45～60min；
（4）待反應(yīng)結(jié)束，將三口燒瓶中物料倒入燒杯中，于室溫下靜置12～16h，再將燒杯中物料過濾，得濾餅，并將濾餅置于烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，得干燥濾餅，再將干燥濾餅煅燒，即得自制中空短纖；
（5）依次稱取200～400ge-44環(huán)氧樹脂，100～150g普通聚酰胺固化劑dj650，倒入混料機(jī)中，于溫度為45～50℃，轉(zhuǎn)速為600～800r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?5～60min，得粘結(jié)料；
（6）按重量份數(shù)計(jì)，在行星式砂漿攪拌機(jī)中依次加入6～8份所得粘結(jié)料，30～40份自制中空短纖，60～70份石英砂，攪拌混合3～5h后，將攪拌機(jī)中物料倒入模具中，經(jīng)人工插搗密實(shí)后將模具移入烘箱中，于溫度為40～45℃條件下干燥固化48～56h，再將模具置于室內(nèi)干燥養(yǎng)護(hù)8～10天，脫模，即得人行道路面鋪裝專用微孔透水材料。
步驟（1）所述的自制紡絲液中，還可以添加15～20g小麥谷朊粉。
步驟（2）所述的凝固浴是由100～120g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸溶液，230～260g硫酸鈉，10～12g硫酸鋅，與1000～1500ml去離子水混合而成。
步驟（4）所述的煅燒條件為：在馬弗爐中，以0.1～0.5℃/min速率程序升溫至450～550℃，保溫煅燒8～10h，隨爐冷卻至室溫。
步驟（6）所述的石英砂粒徑為0.1～0.3mm，表觀密度為2500～2700kg/m3，堆積密度為1500～1600kg/m3。
本發(fā)明的有益效果是：
（1）本發(fā)明利用小麥谷朊粉提高桃膠、羧甲基纖維素和瓊脂在靜電紡絲過程中所得纖維的韌性和延展性，使纖維在加工過程中不易斷頭，再將纖維超聲分散于乙醇溶液中，利用纖維表面的多羥基特性，吸附正硅酸乙酯水解產(chǎn)生的二氧化硅，再以較低升溫速率煅燒，使纖維緩慢脫水并發(fā)生有機(jī)質(zhì)氧化分解，與表面吸附的二氧化硅形成中空殼層支撐結(jié)構(gòu)；
（2）本發(fā)明利用自制中空短纖與石英砂復(fù)配，并利用環(huán)氧樹脂與聚酰胺固化劑配合作為粘結(jié)料，粘結(jié)固化成型后，自制中空短纖作為材料內(nèi)部導(dǎo)水連通孔道，配合石英砂形成高孔隙率內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高透水率，并利用環(huán)氧樹脂在短纖及石英砂表面形成粘結(jié)薄膜，將石英砂及短纖牢固粘結(jié)，材料致密度進(jìn)一步提高，表面孔隙結(jié)構(gòu)小而致密，不易被外界灰塵、樹葉等垃圾顆粒堵塞，透水效果得到有效保護(hù)，透水系數(shù)可達(dá)3.6～4.2mm/s，在使用過程中，雨水可快速滲入地下，路面無積水，夜間不反光，且自制中空短纖可作為透水材料內(nèi)部增強(qiáng)體，有效提高材料的機(jī)械強(qiáng)度，使材料的抗壓強(qiáng)度可達(dá)50～55mpa，抗折強(qiáng)度可達(dá)8～10mpa，完全滿足人行道路面設(shè)計(jì)要求。
具體實(shí)施方式
依次稱取120～160g桃膠，30～50g羧甲基纖維素，10～12g瓊脂，15～20g小麥谷朊粉，倒入盛有500～600ml去離子水的燒杯中，再將燒杯移入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器，于溫度為55～60℃，轉(zhuǎn)速為400～600r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?～3h，得自制紡絲液；將所得自制紡絲液轉(zhuǎn)入高壓靜電紡絲機(jī)，于紡絲電壓為20～30kv，推進(jìn)速度為0.1～0.2mm/s，接受距離為8～10cm，溫度為30～40℃條件下，靜電紡絲，經(jīng)凝固浴凝固后，得復(fù)合纖維，并將所得復(fù)合纖維切割成長度為3～5cm短纖，再將所得短纖轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，得干燥短纖；所述的凝固浴是由100～120g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸溶液，230～260g硫酸鈉，10～12g硫酸鋅，與1000～1500ml去離子水混合而成；稱取100～150g所得干燥短纖，倒入盛有800～1000ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%乙醇溶液的三口燒瓶中，再將三口燒瓶移入超聲振蕩儀，于頻率為40～42khz條件下超聲分散30～45min，待超聲結(jié)束，將三口燒瓶轉(zhuǎn)入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器，調(diào)節(jié)溫度至45～55℃，攪拌轉(zhuǎn)速至400～600r/min，在恒溫?cái)嚢锠顟B(tài)下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加30～40ml正硅酸乙酯，控制在10～15min內(nèi)滴完，待滴加完畢，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)45～60min；待反應(yīng)結(jié)束，將三口燒瓶中物料倒入燒杯中，于室溫下靜置12～16h，再將燒杯中物料過濾，得濾餅，并將濾餅置于烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，得干燥濾餅，再將所得干燥濾餅轉(zhuǎn)入馬弗爐，以0.1～0.5℃/min速率程序升溫至450～550℃，保溫煅燒8～10h，隨爐冷卻至室溫，出料，得自制中空短纖；依次稱取200～400ge-44環(huán)氧樹脂，100～150g普通聚酰胺固化劑dj650，倒入混料機(jī)中，于溫度為45～50℃，轉(zhuǎn)速為600～800r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?5～60min，得粘結(jié)料；按重量份數(shù)計(jì)，在行星式砂漿攪拌機(jī)中依次加入6～8份所得粘結(jié)料，30～40份自制中空短纖，60～70份石英砂，攪拌混合3～5h后，將攪拌機(jī)中物料倒入模具中，經(jīng)人工插搗密實(shí)后將模具移入烘箱中，于溫度為40～45℃條件下干燥固化48～56h，再將模具置于室內(nèi)干燥養(yǎng)護(hù)8～10天，脫模，即得人行道路面鋪裝專用微孔透水材料；所述的石英砂粒徑為0.1～0.3mm，表觀密度為2500～2700kg/m3，堆積密度為1500～1600kg/m3。
實(shí)例1
依次稱取160g桃膠，50g羧甲基纖維素，12g瓊脂，20g小麥谷朊粉，倒入盛有600ml去離子水的燒杯中，再將燒杯移入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器，于溫度為60℃，轉(zhuǎn)速為600r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?h，得自制紡絲液；將所得自制紡絲液轉(zhuǎn)入高壓靜電紡絲機(jī)，于紡絲電壓為30kv，推進(jìn)速度為0.2mm/s，接受距離為10cm，溫度為40℃條件下，靜電紡絲，經(jīng)凝固浴凝固后，得復(fù)合纖維，并將所得復(fù)合纖維切割成長度為5cm短纖，再將所得短纖轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重，得干燥短纖；所述的凝固浴是由120g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸溶液，260g硫酸鈉，12g硫酸鋅，與1500ml去離子水混合而成；稱取150g所得干燥短纖，倒入盛有1000ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%乙醇溶液的三口燒瓶中，再將三口燒瓶移入超聲振蕩儀，于頻率為42khz條件下超聲分散45min，待超聲結(jié)束，將三口燒瓶轉(zhuǎn)入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器，調(diào)節(jié)溫度至55℃，攪拌轉(zhuǎn)速至600r/min，在恒溫?cái)嚢锠顟B(tài)下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加40ml正硅酸乙酯，控制在15min內(nèi)滴完，待滴加完畢，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)60min；待反應(yīng)結(jié)束，將三口燒瓶中物料倒入燒杯中，于室溫下靜置16h，再將燒杯中物料過濾，得濾餅，并將濾餅置于烘箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重，得干燥濾餅，再將所得干燥濾餅轉(zhuǎn)入馬弗爐，以0.5℃/min速率程序升溫至550℃，保溫煅燒10h，隨爐冷卻至室溫，出料，得自制中空短纖；依次稱取400ge-44環(huán)氧樹脂，150g普通聚酰胺固化劑dj650，倒入混料機(jī)中，于溫度為50℃，轉(zhuǎn)速為800r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?0min，得粘結(jié)料；按重量份數(shù)計(jì)，在行星式砂漿攪拌機(jī)中依次加入8份所得粘結(jié)料，40份自制中空短纖，70份石英砂，攪拌混合5h后，將攪拌機(jī)中物料倒入模具中，經(jīng)人工插搗密實(shí)后將模具移入烘箱中，于溫度為45℃條件下干燥固化56h，再將模具置于室內(nèi)干燥養(yǎng)護(hù)10天，脫模，即得人行道路面鋪裝專用微孔透水材料；所述的石英砂粒徑為0.3mm，表觀密度為2700kg/m3，堆積密度為1600kg/m3。
實(shí)例2
依次稱取120g桃膠，30g羧甲基纖維素，10g瓊脂，倒入盛有500ml去離子水的燒杯中，再將燒杯移入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器，于溫度為55℃，轉(zhuǎn)速為400r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?h，得自制紡絲液；將所得自制紡絲液轉(zhuǎn)入高壓靜電紡絲機(jī)，于紡絲電壓為20kv，推進(jìn)速度為0.1mm/s，接受距離為8cm，溫度為30℃條件下，靜電紡絲，經(jīng)凝固浴凝固后，得復(fù)合纖維，并將所得復(fù)合纖維切割成長度為3cm短纖，再將所得短纖轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為105℃條件下干燥至恒重，得干燥短纖；所述的凝固浴是由100g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸溶液，230g硫酸鈉，10g硫酸鋅，與1000ml去離子水混合而成；稱取100g所得干燥短纖，倒入盛有800ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%乙醇溶液的三口燒瓶中，再將三口燒瓶移入超聲振蕩儀，于頻率為40khz條件下超聲分散30min，待超聲結(jié)束，將三口燒瓶轉(zhuǎn)入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器，調(diào)節(jié)溫度至45℃，攪拌轉(zhuǎn)速至400r/min，在恒溫?cái)嚢锠顟B(tài)下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加30ml正硅酸乙酯，控制在10min內(nèi)滴完，待滴加完畢，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)45min；待反應(yīng)結(jié)束，將三口燒瓶中物料倒入燒杯中，于室溫下靜置12h，再將燒杯中物料過濾，得濾餅，并將濾餅置于烘箱中，于溫度為105℃條件下干燥至恒重，得干燥濾餅，再將所得干燥濾餅轉(zhuǎn)入馬弗爐，以0.1℃/min速率程序升溫至450℃，保溫煅燒8h，隨爐冷卻至室溫，出料，得自制中空短纖；依次稱取200ge-44環(huán)氧樹脂，100g普通聚酰胺固化劑dj650，倒入混料機(jī)中，于溫度為45℃，轉(zhuǎn)速為600r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?5min，得粘結(jié)料；按重量份數(shù)計(jì)，在行星式砂漿攪拌機(jī)中依次加入6份所得粘結(jié)料，30份自制中空短纖，60份石英砂，攪拌混合3h后，將攪拌機(jī)中物料倒入模具中，經(jīng)人工插搗密實(shí)后將模具移入烘箱中，于溫度為40℃條件下干燥固化48h，再將模具置于室內(nèi)干燥養(yǎng)護(hù)8天，脫模，即得人行道路面鋪裝專用微孔透水材料；所述的石英砂粒徑為0.1mm，表觀密度為2500kg/m3，堆積密度為1500kg/m3。
實(shí)例3
依次稱取140g桃膠，40g羧甲基纖維素，11g瓊脂，倒入盛有550ml去離子水的燒杯中，再將燒杯移入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器，于溫度為57℃，轉(zhuǎn)速為500r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?h，得自制紡絲液；將所得自制紡絲液轉(zhuǎn)入高壓靜電紡絲機(jī)，于紡絲電壓為25kv，推進(jìn)速度為0.1mm/s，接受距離為9cm，溫度為35℃條件下，靜電紡絲，經(jīng)凝固浴凝固后，得復(fù)合纖維，并將所得復(fù)合纖維切割成長度為4cm短纖，再將所得短纖轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為107℃條件下干燥至恒重，得干燥短纖；所述的凝固浴是由110g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸溶液，240g硫酸鈉，11g硫酸鋅，與1200ml去離子水混合而成；稱取120g所得干燥短纖，倒入盛有900ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%乙醇溶液的三口燒瓶中，再將三口燒瓶移入超聲振蕩儀，于頻率為41khz條件下超聲分散40min，待超聲結(jié)束，將三口燒瓶轉(zhuǎn)入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器，調(diào)節(jié)溫度至50℃，攪拌轉(zhuǎn)速至500r/min，在恒溫?cái)嚢锠顟B(tài)下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加35ml正硅酸乙酯，控制在12min內(nèi)滴完，待滴加完畢，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)50min；待反應(yīng)結(jié)束，將三口燒瓶中物料倒入燒杯中，于室溫下靜置14h，再將燒杯中物料過濾，得濾餅，并將濾餅置于烘箱中，于溫度為107℃條件下干燥至恒重，得干燥濾餅，再將所得干燥濾餅轉(zhuǎn)入馬弗爐，以0.4℃/min速率程序升溫至500℃，保溫煅燒9h，隨爐冷卻至室溫，出料，得自制中空短纖；依次稱取300ge-44環(huán)氧樹脂，120g普通聚酰胺固化劑dj650，倒入混料機(jī)中，于溫度為47℃，轉(zhuǎn)速為700r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?0min，得粘結(jié)料；按重量份數(shù)計(jì)，在行星式砂漿攪拌機(jī)中依次加入7份所得粘結(jié)料，35份自制中空短纖，65份石英砂，攪拌混合4h后，將攪拌機(jī)中物料倒入模具中，經(jīng)人工插搗密實(shí)后將模具移入烘箱中，于溫度為42℃條件下干燥固化55h，再將模具置于室內(nèi)干燥養(yǎng)護(hù)9天，脫模，即得人行道路面鋪裝專用微孔透水材料；所述的石英砂粒徑為0.2mm，表觀密度為2600kg/m3，堆積密度為1550kg/m3。
將上述實(shí)例1～3所得的人行道路面鋪裝專用微孔透水材料通過切割打磨后制成透水磚，并對制成的透水磚的性能進(jìn)行檢測，其性能如下：
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。