[发明专利]一种结构梯度型水泥基透水路面砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种结构梯度型水泥基透水路面砖及其制备方法，所述透水路面砖由底层和面层组成，所述面层厚度为透水路面砖总厚度的2～15％；所述底层包括以下重量份的组分：胶凝材料300～500份、集料1200～1800份、水85～120份，外加剂5～15份、纤维1～3份；所述面层包括以下重量份的组分：胶凝材料300～500份、集料1200～1800份、水85～120份、外加剂5～15份、着色剂0～5份。本发明的结构梯度型水泥基透水路面砖具有强度高、透水性能好、制备工艺简单、成本低的优点。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种结构梯度型水泥基透水路面砖及其制备方法。

背景技术

透水路面砖作为一种新兴的环保型铺展材料，与普通混凝土路面相比，其具有高透水性和环保性，有效解决了城市积水问题，并为地下水资源提供及时补充，为路人的出入提供了必要方便；同时，由于透水砖是多孔结构，地下水从透水砖的孔隙中蒸发，能减缓城市的热岛效应和城市的高温效应，并减缓城市的噪音污染，在很大程度上能克服传统混凝土路面的缺点。因此，透水路面砖的推广应用前景广阔。

透水砖按生产工艺可分为烧结型透水砖和免烧型透水砖两大类。烧结型透水砖虽然强度高、耐磨性好，但是生产工艺复杂，需要高温煅烧，资源能源消耗大，售价高达200多元/m2。免烧型透水砖又分为树脂结合透水砖和水泥结合透水砖两种基本类型，树脂结合透水砖一般以环氧树脂等有机聚合物为胶结剂，此类透水砖具有强度大、韧性好、耐磨性能好的特点，但是，此类透水砖由于以有机聚合物作为粘结剂，其生产造价高，耐老化性能差；水泥结合透水砖生产成本较低，但纯水泥在水化过程中收缩率大，在集料约束作用下，硬化水泥浆体与集料界面之间产生较大应力差，易产生微裂纹，降低了浆体与集料之间的粘结力，造成透水砖后期抗压强度倒缩，且耐磨性差，在一定程度上限制了透水砖的推广应用。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种结构梯度型水泥基透水路面砖及其制备方法，工艺简单、成本低，制得的透水路面砖具有强度高、透水性能好的优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种结构梯度型水泥基透水路面砖，由底层和面层组成，所述面层厚度为透水路面砖总厚度的2～15％；所述底层包括以下重量份的组分：胶凝材料300～500份、集料1200～1800份、水85～120份，外加剂5～15份、纤维1～3份；所述面层包括以下重量份的组分：胶凝材料300～500份、集料1200～1800份、水85～120份、外加剂5～15份、着色剂0～5份。

相对于现有技术，本发明的砖由底层和面层组成，并对底层和面层的组分及含量分别进行优化，各组分之间相互配合、协同作用，增强集料与胶凝材料之间的粘结作用，且添加了多孔结构的纤维，从而制得的结构梯度型水泥基透水路面砖具有强度高、透水性能好的优点，7天劈裂抗拉强度大于2.7MPa，28天劈裂抗拉强度大于3.3MPa，透水系数大于4.3×10-2cm/s。

进一步地，所述底层中的集料粒径分布为：粒径为2.36～4.75mm的集料占19～35％，粒径为4.75～9.5mm的集料占35～37％，粒径为9.5～13.2mm的集料占18～27％，粒径为13.2～16mm的集料占10～20％。目前水泥基透水路面砖一般使用小粒径、间断级配的集料(级配是集料各级粒径颗粒的分配情况)，其强度依赖于集料之间的堆叠与嵌锁所形成的结构骨架作用和集料与水泥浆体的胶结作用(裹浆厚度和粘结强度)，而集料级配除了影响集料总比表面积，进而影响集料的裹浆厚度外，还会影响集料所形成的空隙率以及孔径的大小，进而影响水泥基透水路面砖的强度和透水性能。此时，底层集料的最大粒径为16mm，粒径分为四个等级，通过优化集料的各级粒径分配情况，使得粗颗粒的空隙由中颗粒填充，中颗粒的空隙由细颗粒填充，如此逐级填充形成致密的堆积状态，提高砖的强度，同时保持一定的孔径大小，提高透水性。