一种生态坡道植草护坡砖及其生产工艺的制作方法

1.本技术涉及护坡砖的技术领域，尤其是涉及一种生态坡道植草护坡砖及其生产工艺。


背景技术：

2.生态护坡，是综合工程力学、土壤学、生态学和植物学等学科的基本知识对斜坡或边坡进行支护，形成由植物或工程和植物组成的综合护坡系统的护坡技术；护坡砖适用于各种边坡防护，可以方便使陡坡或缓坡坡面稳定，还可以用作非坡面植草砖铺设。
3.现有的公开号为cn1141987a的中国专利公开了一种护坡合力砖，其为一矩形的合力砖，在相邻二侧向外延伸且具锥度的凸块，并在另二侧边形成向内凹入的凹槽，其中凹槽形成对应凸块的锥度，使合力砖的四侧边具有可与其他合力砖配合的凸块及凹槽。
4.针对上述中的相关技术，申请人认为目前的护坡砖往往不具有很好的耐磨性，因此仍有待改进。


技术实现要素：

5.为了提高护坡砖的耐磨性能，本技术提供一种生态坡道植草护坡砖及其生产工艺。
6.第一方面，本技术提供的一种生态坡道植草护坡砖采用如下的技术方案：一种生态坡道植草护坡砖，包括砖体，所述砖体的原料包括如下重量份数的组分：40
‑
50份水泥；12
‑
15份聚丁二烯胶乳；6
‑
8份聚丙二醇二缩水甘油醚；5
‑
6份聚对苯二甲酸丁二醇酯；2
‑
3份碳化硅；4
‑
5份细骨料；20
‑
25份水。
7.通过采用上述技术方案，以聚对苯二甲酸丁二醇酯作为分散相，聚丁二烯胶乳和聚丙二醇二缩水甘油醚的共混物为连续相，聚丙二醇二缩水甘油醚与聚丁二烯胶乳相溶，增加连续相的分散度并起到一定的降粘作用，使聚对苯二甲酸丁二醇酯可更均匀地分散于聚丁二烯胶乳中；而当聚丁二烯胶乳和聚丙二醇二缩水甘油醚的共混物与聚对苯二甲酸丁二醇酯均匀混合可较好地提升得到的护坡砖的耐磨性，其原因可能是，在拉伸或压缩时，相界面间可能产生一个较高的环境静压强促使分散相聚对苯二甲酸丁二醇酯呈现韧性形变，从而起到增韧效果；且在应变中产生裂纹时，聚对苯二甲酸丁二醇酯横跨于裂纹两端，产生伸长变形，阻止裂纹扩展并吸收能量；与水泥、碳化硅和细骨料等组分混合后，达到提升护坡砖的耐磨性的目的。
8.优选的，按重量份数计，所述砖体的原料还包括3
‑
4份松香季戊四醇酯。
9.通过采用上述技术方案，松香季戊四醇酯具有较高的相容性和稳定性，在聚丙二醇二缩水甘油醚存在下，将松香季戊四醇酯与聚丁二烯胶乳共混，可使聚丁二烯胶乳与其他各组分间的结合更紧密，由此制得的护坡砖结构致密，达到增强耐磨性的目的。
10.优选的，按重量份数计，所述砖体的原料还包括2
‑
3份环氧改性聚合物。
11.通过采用上述技术方案，环氧改性聚合物是对环氧树脂进行改性获得的高性能产物，具有提高耐冲击性和进一步增韧的效果，有利于提升护坡砖的耐磨性。
12.优选的，所述环氧改性聚合物的制备方法为：以7
‑
10份环氧树脂和2
‑
3份2
‑
氨基苯甲醛混合，加入占环氧树脂重量份数的3
‑
5%的n，n
‑
二甲基苄胺作催化剂，在90
‑
95℃下搅拌反应2
‑
3h，继续升温至100
‑
105℃，保温1
‑
1.5h后冷却。
13.通过采用上述技术方案，利用2
‑
氨基苯甲醛上的活泼基团与环氧树脂的环氧基反应，由此得到的环氧改性聚合物的添加可进一步增强护坡砖的韧性和耐磨性。
14.优选的，按重量份数比，环氧树脂：2
‑
氨基苯甲醛=4:1。
15.通过采用上述技术方案，经试验证明，当环氧树脂与2
‑
氨基苯甲醛的重量份数比为4:1时，得到的环氧改性聚合物对提升护坡砖的耐磨性效果最好。
16.优选的，所述按重量份数计，所述砖体的原料还包括1
‑
2份2
‑
乙烯基吡啶。
17.通过采用上述技术方案，将具有强极性的2
‑
乙烯基吡啶与环氧改性聚合物共混，得到的产物可较大地提高各组分之间的连结强度，具有显著的增韧效果，由此辅助提高护坡砖的耐磨性能。
18.优选的，所述砖体包括相互拼接的横向部和纵向部，所述横向部与纵向部平行的两侧壁的角部处均形成有凹槽；所述纵向部远离横向部的侧壁中部开设有开口的三角槽；所述横向部远离纵向部的侧壁与三角槽对应处形成有开口槽。
19.第二方面，本技术提供一种生态坡道植草护坡砖的生产工艺，采用如下的技术方案：一种生态坡道植草护坡砖的生产工艺，包括如下步骤：s1.原料混合；将聚丁二烯胶乳和聚丙二醇二缩水甘油醚混合均匀，再加入聚对苯二甲酸丁二醇酯，在35
‑
40℃下搅拌25
‑
30min，得到共混物；将水泥、共混物、碳化硅、细骨料、水和减水剂混合，搅拌40
‑
50min，形成混合浆料；s2.护坡砖成型；将混合浆料倒入模具中，通入40
‑
45℃蒸汽，养护48h，然后脱模得到初始护坡砖；将初始护坡砖放置在温度为40
‑
60℃的恒温室内养护2
‑
3h，得到护坡砖。
20.优选的，还包括如下步骤：所述s1中，将3
‑
4份松香季戊四醇酯、12
‑
15份聚丁二烯胶乳和聚丙二醇二缩水甘油醚在30
‑
40℃下混合搅拌30
‑
40min，再与5
‑
6份聚对苯二甲酸丁二醇酯混合制得共混物；以7
‑
10份环氧树脂和2
‑
3份2
‑
氨基苯甲醛混合，加入占环氧树脂重量份数的3
‑
5%的n，n
‑
二甲基苄胺作催化剂，在90
‑
95℃下搅拌反应2
‑
3h，继续升温至100
‑
105℃，保温1
‑
1.5h后冷却，制得环氧改性聚合物；再将2
‑
3份环氧改性聚合物和1
‑
2份2
‑
乙烯基吡啶混合，升温至50
‑
60℃搅拌40
‑
50min，最后加入100
‑
150份水泥、共混物、2
‑
3份碳化硅、10
‑
15份细骨料、40
‑
50份水和1
‑
2份减水剂混合，搅拌40
‑
50min，形成混合浆料。
21.综上所述，本技术包括以下有益技术效果：
1.当分散相聚对苯二甲酸丁二醇酯与聚丁二烯胶乳和聚丙二醇二缩水甘油醚的共混物的连续相混合，在拉伸或压缩时，相界面间可能产生一个较高的环境静压强促使分散相聚对苯二甲酸丁二醇酯呈现韧性形变，从而起到增韧效果；且在应变中产生裂纹时，聚对苯二甲酸丁二醇酯横跨于裂纹两端，产生伸长变形，阻止裂纹扩展并吸收能量；与水泥、碳化硅和骨料等组分混合后，达到提升护坡砖的耐磨性的目的；2.松香季戊四醇酯具有较高的相容性和稳定性，在聚丙二醇二缩水甘油醚存在下，将松香季戊四醇酯与聚丁二烯胶乳共混，可使聚丁二烯胶乳与其他各组分间的结合更紧密，由此制得的护坡砖结构致密，达到增强耐磨性的目的；3.利用2
‑
氨基苯甲醛上的活泼基团与环氧树脂的环氧基反应得到的环氧改性聚合物具有提高耐冲击性和进一步增韧的效果，有利于提升护坡砖的耐磨性；4.将具有强极性的2
‑
乙烯基吡啶与环氧改性聚合物共混，得到的产物可较大地提高各组分之间的连结强度，具有显著的增韧效果，由此辅助提高护坡砖的耐磨性能。
附图说明
22.图1是本技术的护坡砖的结构示意图。
23.附图标记说明：1、砖体；11、横向部；12、纵向部；2、凹槽；3、三角槽；4、开口槽。
具体实施方式
24.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
25.本技术中，聚丁二烯胶乳由山东摩尔化工有限公司生产；聚丙二醇二缩水甘油醚由苏州市森菲达化工有限公司生产；聚对苯二甲酸丁二醇酯由南通润洲化工有限公司生产，品牌：普乐司；碳化硅采用佛山市源光达磨料有限公司生产的碳化硅微粉，型号：黑碳化硅500#，粒度500目；细骨料为建筑垃圾破碎所得，粒径小于5mm；减水剂为湖北巨胜科技有限公司生产的减水剂fdn。
26.以下实施方式中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
实施例
27.如图1所示，本技术公开的一种生态坡道植草护坡砖，包括采用对应模具制得的砖体1；砖体1包括相互垂直拼接的横向部11和纵向部12，横向部11与纵向部12平行的两侧壁、且位于远离纵向部12的角部处均形成有凹槽2；纵向部12远离横向部11的侧壁中部开设有开口的三角槽3；横向部11远离纵向部12的侧壁中部与三角槽3对应处形成有开口槽4；当砖体1相互拼接，提高砖体1相互连接后的美观性。
28.实施例1本技术公开了一种生态坡道植草护坡砖及其生产工艺；一种生态坡道植草护坡砖，砖体1包括如下组分：水泥、聚丁二烯胶乳、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、碳化硅、细骨料、水；各组分含量如下表1所示。
29.一种生态坡道植草护坡砖的生产工艺，包括如下步骤：s1.原料混合；将聚丁二烯胶乳和聚丙二醇二缩水甘油醚混合均匀，再加入聚对苯二甲酸丁二醇酯，在35℃下搅拌25min，得到共混物；将水泥、共混物、碳化硅、细骨料、水和
减水剂混合，搅拌40min，形成混合浆料；s2.护坡砖成型；将混合浆料倒入模具中，通入40℃蒸汽，养护48h，然后脱模得到初始护坡砖；将初始护坡砖放置在温度为40℃的恒温室内养护2h，得到护坡砖。
30.实施例2本技术公开了一种生态坡道植草护坡砖及其生产工艺；一种生态坡道植草护坡砖，砖体1包括如下组分：水泥、聚丁二烯胶乳、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、碳化硅、细骨料、水；各组分含量如下表1所示。
31.一种生态坡道植草护坡砖的生产工艺，包括如下步骤：s1.原料混合；将聚丁二烯胶乳和聚丙二醇二缩水甘油醚混合均匀，再加入聚对苯二甲酸丁二醇酯，在40℃下搅拌30min，得到共混物；将水泥、共混物、碳化硅、细骨料、水和减水剂混合，搅拌50min，形成混合浆料；s2.护坡砖成型；将混合浆料倒入模具中，通入45℃蒸汽，养护48h，然后脱模得到初始护坡砖；将初始护坡砖放置在温度为60℃的恒温室内养护3h，得到护坡砖。
32.实施例3本技术公开了一种生态坡道植草护坡砖及其生产工艺；一种生态坡道植草护坡砖，砖体1包括如下组分：水泥、聚丁二烯胶乳、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、碳化硅、细骨料、水；各组分含量如下表1所示。
33.一种生态坡道植草护坡砖的生产工艺，包括如下步骤：s1.原料混合；将聚丁二烯胶乳和聚丙二醇二缩水甘油醚混合均匀，再加入聚对苯二甲酸丁二醇酯，在36℃下搅拌27min，得到共混物；将水泥、共混物、碳化硅、细骨料、水和减水剂混合，搅拌45min，形成混合浆料；s2.护坡砖成型；将混合浆料倒入模具中，通入42℃蒸汽，养护48h，然后脱模得到初始护坡砖；将初始护坡砖放置在温度为50℃的恒温室内养护2.5h，得到护坡砖。
34.实施例4与实施例1的区别在于，一种生态坡道植草护坡砖，砖体1包括如下组分：水泥、聚丁二烯胶乳、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、碳化硅、细骨料、水、松香季戊四醇酯、环氧改性聚合物、2
‑
乙烯基吡啶；各组分含量如下表1所示。
35.其中，环氧改性聚合物的制备方法为：以7份环氧树脂和2份2
‑
氨基苯甲醛混合，加入占环氧树脂重量份数的3%的n，n
‑
二甲基苄胺作催化剂，在90℃下搅拌反应2h，继续升温至100℃，保温1h后冷却，制得环氧改性聚合物。
36.一种生态坡道植草护坡砖的生产工艺，s1包括如下步骤：将松香季戊四醇酯、聚丁二烯胶乳和聚丙二醇二缩水甘油醚在30℃下混合搅拌30min，再与聚对苯二甲酸丁二醇酯混合，在35℃下搅拌25min，得到共混物；再将环氧改性聚合物和2
‑
乙烯基吡啶混合，升温至50℃搅拌40min，最后加入水泥、共混物、碳化硅、细骨料、水和减水剂混合，搅拌40min，形成混合浆料。
37.实施例5与实施例2的区别在于，一种生态坡道植草护坡砖，砖体1包括如下组分：水泥、聚丁二烯胶乳、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、碳化硅、细骨料、水、松香季戊四醇酯、环氧改性聚合物、2
‑
乙烯基吡啶；各组分含量如下表1所示。
38.其中，环氧改性聚合物的制备方法为：以10份环氧树脂和3份2
‑
氨基苯甲醛混合，加入占环氧树脂重量份数的5%的n，n
‑
二甲基苄胺作催化剂，在95℃下搅拌反应3h，继续升温至105℃，保温1.5h后冷却，制得环氧改性聚合物。
39.一种生态坡道植草护坡砖的生产工艺，s1包括如下步骤：将松香季戊四醇酯、聚丁二烯胶乳和聚丙二醇二缩水甘油醚在40℃下混合搅拌40min，再与聚对苯二甲酸丁二醇酯混合，在40℃下搅拌30min，得到共混物；再将环氧改性聚合物和2
‑
乙烯基吡啶混合，升温至60℃搅拌50min，最后加入水泥、共混物、碳化硅、细骨料、水和减水剂混合，搅拌50min，形成混合浆料。
40.实施例6与实施例3的区别在于，一种生态坡道植草护坡砖，砖体1包括如下组分：水泥、聚丁二烯胶乳、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、碳化硅、细骨料、水、松香季戊四醇酯、环氧改性聚合物、2
‑
乙烯基吡啶；各组分含量如下表1所示。
41.其中，环氧改性聚合物的制备方法为：以9份环氧树脂和2份2
‑
氨基苯甲醛混合，加入占环氧树脂重量份数的4%的n，n
‑
二甲基苄胺作催化剂，在92℃下搅拌反应2.5h，继续升温至103℃，保温1.2h后冷却，制得环氧改性聚合物。
42.一种生态坡道植草护坡砖的生产工艺，s1包括如下步骤：将松香季戊四醇酯、聚丁二烯胶乳和聚丙二醇二缩水甘油醚在35℃下混合搅拌35min，再与聚对苯二甲酸丁二醇酯混合，在38℃下搅拌27min，得到共混物；再将环氧改性聚合物和2
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乙烯基吡啶混合，升温至55℃搅拌45min，最后加入水泥、共混物、碳化硅、细骨料、水和减水剂混合，搅拌45min，形成混合浆料。
43.实施例7与实施例1的区别在于，砖体1的原料还包括松香季戊四醇酯，各组分含量如下表2所示。
44.实施例8与实施例7的区别在于，将松香季戊四醇酯替换为聚氧乙烯醚，各组分含量如下表2所示。
45.实施例9与实施例1的区别在于，砖体1的原料还包括环氧改性聚合物；环氧改性聚合物的制备方法为：以7份环氧树脂和2份2
‑
氨基苯甲醛混合，加入占环氧树脂重量份数的3%的n，n
‑
二甲基苄胺作催化剂，在90℃下搅拌反应2h，继续升温至100℃，保温1h后冷却。
46.各组分含量如下表2所示。
47.实施例10与实施例9的区别在于，将环氧改性聚合物替换为环氧树脂，各组分含量如下表2所示。
48.实施例11与实施例9的区别在于，将2
‑
氨基苯甲醛替换为丙三醇，各组分含量如下表2所示。
49.实施例12与实施例9的区别在于，环氧树脂和2
‑
氨基苯甲醛的重量份数比为4:1，各组分含量如下表2所示。
50.实施例13与实施例1的区别在于，砖体1的原料还包括2
‑
乙烯基吡啶，各组分含量如下表2所示。
51.实施例14与实施例9的区别在于，砖体1的原料还包括2
‑
乙烯基吡啶，各组分含量如下表2所示。
52.实施例15与实施例14的区别在于，将2
‑
乙烯基吡啶替换为聚乙烯醇，各组分含量如下表2所示。
53.对比例对比例1与实施例1的区别在于，砖体1的原料仅包括水泥、碳化硅、细骨料、水和减水剂，各组分含量如下表3所示。
54.对比例2与实施例1的区别在于，将聚丁二烯胶乳替换为聚丙烯酸，各组分含量如下表3所示。
55.对比例3与实施例7的区别在于，将聚丁二烯胶乳替换为聚丙烯酸，各组分含量如下表3所示。
56.对比例4与实施例1的区别在于，将聚丙二醇二缩水甘油醚替换为乙酸乙酯，各组分含量如下表3所示。
57.对比例5与实施例1的区别在于，将聚对苯二甲酸丁二醇酯替换为碳酸钙，各组分含量如下表3所示。
58.表1 实施例1
‑
6的组分含量表 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6水泥100150125100150125聚丁二烯胶乳121514121514聚丙二醇二缩水甘油醚687687聚对苯二甲酸丁二醇酯566566碳化硅232232细骨料101513101513水405045405045减水剂121121松香季戊四醇酯///344环氧改性聚合物///2322
‑
乙烯基吡啶///122
表2 实施例7
‑
15的组分含量表 实施例7实施例8实施例9实施例10实施例11实施例12实施例13实施例14实施例15
水泥100100100100100100100100100聚丁二烯胶乳121212121212121212聚丙二醇二缩水甘油醚666666666聚对苯二甲酸丁二醇酯555555555碳化硅222222222细骨料101010101010101010水404040404040404040减水剂111111111松香季戊四醇酯/聚氧乙烯醚33///////环氧改性聚合物/环氧树脂//2222/222
‑
乙烯基吡啶/聚乙烯醇//////111
表3 对比例1
‑
5的组分含量表 对比例1对比例2对比例3对比例4对比例5水泥100100100100100聚丁二烯胶乳/聚丙烯酸/12121212聚丙二醇二缩水甘油醚/乙酸乙酯/6666聚对苯二甲酸丁二醇酯/碳酸钙/5555碳化硅22222细骨料1010101010水4040404040减水剂11111松香季戊四醇酯//3//
性能检测试验将各实施例和对比例的护坡砖制成50mm
×
50mm
×
80mm的试件。
59.耐磨性测试：以磨损率表征耐磨性；磨损率采用万能摩擦磨损试验机测试，测试条件为：测试力30n，转速250r/min，测试时间20min，磨损率计算公式为：磨损率＝(摩擦前质量
‑
摩擦后质量)/摩擦前质量
×
100％；磨损率越小，耐磨性越好，测试结果如下表4所示。
60.表4 各实施例和对比例的性能测试结果表 磨损率（%）实施例11.52实施例21.37实施例31.46实施例41.28实施例51.12实施例61.20实施例71.45实施例81.50实施例91.40实施例101.48实施例111.46实施例121.36实施例131.49
实施例141.34实施例151.38对比例17.09对比例24.13对比例33.95对比例41.56对比例51.59综上所述，可以得出以下结论：1.根据实施例1和实施例9
‑
11并结合表4可知，本技术特定制备的环氧改性聚合物对护坡砖的耐磨性具有较为显著的提升作用。
61.2.根据实施例1和实施例9、12并结合表4可知，当环氧树脂和2
‑
氨基苯甲醛的重量份数比为4:1时，得到的环氧改性聚合物的性能更好，更有利于提升护坡砖的耐磨性能。
62.3.根据实施例1和实施例9、13
‑
15并结合表4可知，环氧改性聚合物和2
‑
乙烯基吡啶具有协同作用，可提升护坡砖的耐磨性。
63.4.根据实施例1和对比例1并结合表4可知，本技术的技术方案制得的护坡砖具有更优异的耐磨性能。
64.5.根据实施例1和对比例2、4、5并结合表4可知，聚丁二烯胶乳、聚丙二醇二缩水甘油醚和聚对苯二甲酸丁二醇酯三者的共同添加对提升护坡砖的耐磨性具有协同作用。
65.6.根据实施例7
‑
8和对比例3并结合表4可知，聚丁二烯胶乳和松香季戊四醇酯的协同可提升护坡砖的耐磨性。
66.本具体实施方式仅仅是对本技术的解释，并非依此限制本技术的保护范围，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。