[发明专利]一种具有透水功能的凝石路面砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，特别涉及一种具有透水功能的凝石路面砖及其制备方法。

背景技术

目前出现的路面透水砖主要有陶瓷基、水泥基、和树脂基三大类，其中陶瓷基路面透水砖和树脂基路面透水砖生产成本太高，目前大范围推广遇到了困难。其中树脂基路面透水砖还有受紫外线照射易老化和污染环境问题。而水泥基路面透水砖目前还不能完全克服冻融后强度下降过大而导致使用寿命短的问题。公开号为CN1186291C的专利公开了以普通硅酸盐水泥和树脂复合物作为胶凝材料，其中树脂的加入量为每100公斤水泥掺入0—40公斤树脂，当不加树脂或树脂加入量较小时虽然有较高的透水率，但不能从根本上解决解决冻融后强度下降过大的问题；当树脂加入量较大时，又会带来成本过高和透水率大幅度下降的问题。公开号为CN1528700A的专利公开了一种水泥基路面透水砖的制造方法。该方法中，以直径为3—6mm的石屑为骨料，以矿渣硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥为胶凝材料，胶骨比为1:2.65，水灰比为：0.22:1，采用基层和面层分别布料的震压成型法，制备出抗压强度在30Mpa以上，透水率在0.1毫升/厘米²·秒以上的透水砖。但该专利没有对透水砖的抗冻融性能进行描述。公开号为CN1226224C的专利公开了一种具有网络状孔隙结构的钢渣透水路面砖的制造方法。该发明充分发挥钢渣有一定水硬活性的特点，利用粒径为2.5～10mm钢渣颗粒为骨料，42.5号水泥、矿渣磨细粉、作为胶凝材料，并加入减水剂，采用分层捣打工艺，制备出抗压强度在22.0Mpa以上，25次冻融后抗压强度在20.0Mpa以上，透水率在2.0毫升/厘米²·秒以上的路面透水砖。虽然该项发明依靠钢渣骨料的水硬活性作用使水泥基路面透水砖的抗冻融性得到了很大提高，但由于硅酸盐水泥是属于高钙体系，以C-S-H凝胶为主要胶结物相，并且由于过量的Ca(OH)₂常集中在胶凝材料与骨料的边界，形成软弱界面，因此难以从根本上克服抗冻融性差的难题。此外，由于Ca(OH)₂会在雨水的淋滤缓慢地滤出，以及碳化等原因，很难保证水泥基的路面透水转具有长的使用寿命。

“凝石”是清华大学孙恒虎教授等发明的一种以固体废弃物为主要原料制备的水硬性硅铝基胶凝材料。这种胶凝材料在许多场合可以代替水泥使用，但在许多条件下又与水泥有着不用的性能。中国专利CN1415567A“凝石二元化湿水泥及其用途”公开了凝石“二元化”湿水泥及其包装、运输、储存、使用和应用方法，其中：凝石“二元化”湿水泥由“阴体(主体)”和“阳体”(配体)组成，它们是细度为比表面积(2800～7500)cm²/g的、与少量调节剂及与水组成的浆体、膏体或湿粉状形态的无机胶凝材料；主体部分在生产、包装、运输、储存、使用直至应用的全过程中始终是湿态物料，而配体部分则可以是湿态或干粉物料。使用时，把“阴体”和“阳体”混合即可。凝石“二元化”湿水泥在从生产到使用的全过程中，几乎不生产粉尘、SO₂、NO_x、CO₂，从根本上解决了传统水泥工业的污染、耗能和成本等方面的大难题。它的原料主要来自各类矿渣、煤渣和天然矿物。凝石“二元化”湿水泥可用于取代传统水泥，且比传统水泥有更广泛的用途，使用于建筑、交通、水利、矿井充填、支护、路基加固等。CN1415567A公开以后，凝石及其生产技术仍在不断地完善改进。目前该技术已可以实现“二元干法”生产，即所出厂的产品可以像水泥一样单组分包装或散装车运输。

发明内容

本发明目的是以凝石作为胶凝材料替代传统的硅酸盐水泥结合粗砂、碎石或钢渣等骨料制造出具有极好抗冻融性和耐久性的凝石制品。

凝石以地学理论为基础，以循环经济思想为指导，利用地壳上最丰富的硅铝质物料，包括固体废弃物，模仿大地造岩过程，采用微晶二元清洁制备技术制备而成的硅铝基胶凝材料。由于凝石是不同于传统水泥高钙体系的硅铝基胶凝材料，其硬化体中不存在游离的Ca(OH)₂，同时由于其硬化过程中成岩流体的成岩作用，使得凝石胶凝材料的基质与骨料之间不存在软弱界面。