一种铺路砖及其制备方法与流程

1.本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种铺路砖及其制备方法。


背景技术：

2.目前，随着经济和社会的发展，城市化水平的不断提高，高层楼宇建筑、 地下交通建设和地下管廊建设等各类大型工程不断开展，相应地，也产生了大 量的难以处理的工程弃土。如何处理这些工程弃土是目前建筑行业面临的较大 难题，而在处理这些工程弃土时，如何降低处理成本，甚至循环再利用这些工 程弃土是目前亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于：提供一种铺路砖及其制备方法，旨在解决现有技 术中的工程弃土处理成本高，不能有效再利用的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.第一方面，本发明提供了一种铺路砖，包括：
6.50～65重量份的工程弃土；
7.8～16重量份的碱激发剂；
8.12～25重量份的矿物掺和料；
9.1～2重量份的减水剂；
10.10～20重量份的水。
11.进一步地，上述铺路砖中，包括：
12.50重量份的工程弃土、15重量份的碱激发剂、24重量份的矿物掺和料、1 重量份的减水剂和10重量份的水。
13.可选地，上述铺路砖中，所述碱激发剂包括水玻璃、氢氧化钠、氢氧化钙 和碳酸钠中的至少一种。
14.可选地，上述铺路砖中，所述矿物掺和料为具有火山灰活性的矿物掺和料， 所述矿物掺和料包括粉煤灰、硅灰、矿粉、偏高岭土中的至少一种。
15.可选地，上述铺路砖中，所述减水剂包括减水率为25％以上的聚羧酸高效 减水剂。
16.第二方面，本发明提供了一种如上述的铺路砖的制备方法，包括以下步骤：
17.将碱激发剂和矿物掺和料进行混合，并搅拌至胶凝状态，获得胶凝混合物；
18.在所述胶凝混合物中加入工程弃土、减水剂和水，并搅拌至半干状态，获 得拌合物；
19.将所述拌合物倒入模具中，压振5～10秒，进行养护和脱模，制得铺路砖。
20.第三方面，本发明提供了一种铺路砖，包括：
21.50～65重量份的工程弃土；
22.8～16重量份的碱激发剂；
23.12～25重量份的矿物掺和料；
24.1～2重量份的减水剂；
25.9～19重量份的水；
26.1～2重量份的纤维。
27.进一步地，上述铺路砖中，包括：
28.50重量份的工程弃土、15重量份的碱激发剂、24重量份的矿物掺和料、1 重量份的减水剂、9重量份的水和1重量份的纤维。
29.可选地，上述铺路砖中，所述纤维包括pp纤维、pva纤维、玄武岩纤维、 玻璃纤维和玻璃纤维网格布中的至少一种。
30.第四方面，本发明提供了一种如上述的铺路砖的制备方法，包括以下步骤：
31.将碱激发剂和矿物掺和料进行混合，并搅拌至胶凝状态，获得第一混合物；
32.在所述第一混合物中加入纤维，并搅拌至纤维分散，获得第二混合物；
33.在所述第二混合物中加入工程弃土、减水剂和水，并搅拌至半干状态，获 得新拌合物；
34.将所述新拌合物倒入模具中，压振5～10秒，进行养护和脱模，制得铺路砖。
35.本发明提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了 如下技术效果：
36.本发明提出的一种铺路砖及其制备方法，利用工程弃土作为主要成分制作 铺路砖，对工程弃土进行有效处理，制得的铺路砖可用于城市建设，这种对工 程弃土进行处理的方式不需要耗费过多人力、物力等成本，即可实现工程弃土 的再循环和利用；本发明通过碱激发剂、矿物掺和料和工程弃土充分结合，利 用碱激发剂对工程弃土进行激发，增加工程弃土的活性，从而制备得到强度较 高、质量较好的铺路砖；本发明的铺路砖中，工程弃土含量达50％以上，充分 利用了废弃资源，有利于环境发展；本发明通过压制成型的工艺制备铺路砖， 制备方法简单，成本低。
具体实施方式
37.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中 的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部 分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人 员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保 护的范围。
38.需要说明，在本发明中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在 涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统 不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这 种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语 句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者 系统中还存在另外的相同要素。
39.另外，在本发明中，若有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、
ꢀ“
第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或 者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征 可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。对于本领域的普通技术人员而言， 可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具
体含义。另外，各个实施例的 技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础， 当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合 不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
40.路面砖是一种铺地材料，用于铺设城市道路的人行道、城市广场等，其中， 最常见的属混凝土路面砖，混凝土路面砖是以水泥和集料为主要原材料，经加 工、振动加压或其他成型工艺制成的，具有抗压性和稳固性，能经受行人、车 辆的辗压，已被各个城市广泛应用。
41.对现有技术的分析发现，处理工程弃土的主要处理方式为，收集各个工程 的工程弃土后，通过建设的消纳场所或处理设施进行集中管理，这种处理方式 存在的问题是，需要消耗大量人力、物力和财力对这些工程弃土进行清除，成 本较高，没有进行资源再利用，也存在资源浪费的情况，而且，若发生暴雨等 极端天气时，这些消纳场所或处理设施很容易发生滑坡，易造成生命和财产损 失。因此，目前在处理这些工程弃土时，如何降低处理成本，或者有效利用这 些工程弃土是目前亟待解决的技术问题。
42.鉴于现有技术中存在工程弃土处理成本高，不能有效再利用的技术问题， 本发明提供了一种铺路砖及其制备方法，所述铺路砖包括：
43.50～65重量份的工程弃土、8～16重量份的碱激发剂、12～25重量份的矿物掺 和料、1～2重量份的减水剂和10～20重量份的水。
44.具体的，上述组分中，工程弃土可以是各个城市建设工程后期回填之后剩 余的土，呈粉末状态；碱激发剂包括水玻璃、氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠中 的至少一种，碱激发剂优选浓度为30％、水玻璃模数为2.5的水玻璃；矿物掺和 料为具有火山灰活性的矿物掺和料，包括粉煤灰、硅灰、矿粉、偏高岭土中的 至少一种；减水剂包括减水率为25％以上的聚羧酸高效减水剂。
45.上述铺路砖的制备方法包括以下步骤：
46.步骤s11：将碱激发剂和矿物掺和料进行混合，并搅拌至胶凝状态，获得胶 凝混合物；
47.步骤s12：在所述胶凝混合物中加入工程弃土、减水剂和水，并搅拌至半干 状态，获得拌合物；
48.步骤s13：将所述拌合物倒入模具中，压振5～10秒，进行养护和脱模，制 得铺路砖。
49.具体的，步骤s13中可以采用平板振捣器进行压振，压振时间可以根据实 际情况具体设定。
50.进一步地，本发明继续提供了一种铺路砖及其制备方法，所述铺路砖包括：
51.50～65重量份的工程弃土、8～16重量份的碱激发剂、12～25重量份的矿物掺 和料、1～2重量份的减水剂、9～19重量份的水、1～2重量份的纤维。
52.具体的，上述组分中，工程弃土可以是各个城市建设工程后期回填之后剩 余的土，呈粉末状态；碱激发剂包括水玻璃、氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠中 的至少一种，碱激发剂优选浓度为30％、水玻璃模数为2.5的水玻璃；矿物掺和 料为具有火山灰活性的矿物掺和料，包括粉煤灰、硅灰、矿粉、偏高岭土中的 至少一种；减水剂包括减水率为25％以上的聚羧酸高效减水剂；纤维包括pp纤 维、pva纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维和玻璃纤维网格
布中的至少一种。
53.上述铺路砖的制备方法包括以下步骤：
54.步骤s21：将碱激发剂和矿物掺和料进行混合，并搅拌至胶凝状态，获得第 一混合物；
55.步骤s22：在所述第一混合物中加入纤维，并搅拌至纤维分散，获得第二混 合物；
56.步骤s23：在所述第二混合物中加入工程弃土、减水剂和水，并搅拌至半干 状态，获得新拌合物；
57.步骤s24：将所述新拌合物倒入模具中，压振5～10秒，进行养护和脱模， 制得铺路砖。
58.具体的，步骤s24中可以采用平板振捣器进行压振，压振时间可以根据实 际情况具体设定。
59.本发明利用工程弃土作为主要成分制作铺路砖，对工程弃土进行有效处理， 制得的铺路砖可用于城市建设，这种对工程弃土进行处理的方式不需要耗费过 多人力、物力等成本，即可实现工程弃土的再循环和利用；本发明通过碱激发 剂、矿物掺和料和工程弃土充分结合，利用碱激发剂对工程弃土进行激发，增 加工程弃土的活性，从而制备得到强度较高、质量较好的铺路砖；本发明的铺 路砖中，工程弃土含量达50％以上，充分利用了废弃资源，有利于环境发展； 本发明通过压制成型的工艺制备铺路砖，制备方法简单，成本低。
60.下面通过几个实施例将铺路砖中各组分以及其重量份数的变化所带来的效 果进行详细说明。
61.实施例1
62.本实施例提供了一种铺路砖，包括：50重量份的工程弃土、15重量份的水 玻璃、24重量份的硅灰、1重量份的减水剂和10重量份的水。
63.具体的，将15重量份的水玻璃和24重量份的硅灰进行混合，并充分搅拌 至胶凝状态，获得胶凝混合物；然后，在胶凝混合物中加入50重量份的工程弃 土、1重量份的减水剂和10重量份的水，并充分搅拌至半干状态，获得拌合物； 最后，将拌合物倒入模具中，用平板振捣器进行压振5～10s，再进行养护和脱模， 制得本实施例的铺路砖。
64.实施例2
65.本实施例提供了一种铺路砖，包括：65重量份的工程弃土、10重量份的水 玻璃、14重量份的硅灰、1重量份的减水剂和10重量份的水。
66.具体的，将10重量份的水玻璃和14重量份的硅灰进行混合，并充分搅拌 至胶凝状态，获得胶凝混合物；然后，在胶凝混合物中加入65重量份的工程弃 土、1重量份的减水剂和10重量份的水，并充分搅拌至半干状态，获得拌合物； 最后，将拌合物倒入模具中，用平板振捣器进行压振5～10s，再进行养护和脱模， 制得本实施例的铺路砖。
67.实施例3
68.本实施例提供了一种铺路砖，包括：50重量份的工程弃土、15重量份的水 玻璃、24重量份的硅灰、1重量份的减水剂、9重量份的水和1重量份的纤维。
69.具体的，将15重量份的水玻璃和24重量份的硅灰进行混合，并充分搅拌 至胶凝状态，获得第一混合物；然后，在第一混合物中加入1重量份的纤维， 并充分搅拌至纤维分散，获得第二混合物；再在第二混合物中加入50重量份的 工程弃土、1重量份的减水剂和9重量
份的水，并充分搅拌至半干状态，获得新 拌合物；最后，将新拌合物倒入模具中，用平板振捣器进行压振5～10s，再进行 养护和脱模，制得本实施例的铺路砖。
70.实施例4
71.本实施例提供了一种铺路砖，包括：50重量份的工程弃土、9重量份的碳 酸钠粉末、6重量份的氢氧化钙粉末、14重量份的硅灰、1重量份的减水剂、19 重量份的水和1重量份的纤维。
72.具体的，将9重量份的碳酸钠粉末、6重量份的氢氧化钙粉末、14重量份 的硅灰和19重量份的水进行混合，并充分搅拌至胶凝状态，获得第一混合物； 然后，在第一混合物中加入1重量份的纤维，并充分搅拌至纤维分散，获得第 二混合物；再在第二混合物中加入50重量份的工程弃土和1重量份的减水剂， 并充分搅拌至半干状态，获得新拌合物；最后，将新拌合物倒入模具中，用平 板振捣器进行压振5～10s，再进行养护和脱模，制得本实施例的铺路砖。
73.对上述四个实施例制得的铺路砖分别进行抗压测试、抗折测试和吸水测试， 得到如表1所示的测试结果：
74.表1
[0075][0076][0077]
需要说明，抗压强度越高，表示铺路砖的抗压性能越强；抗折强度越高， 表示铺路砖的抗折性能越强；吸水率越低，表示铺路砖的质量越好。基于此， 根据上表1中，实施例1至4的铺路砖的测试对比发现，实施例1和3的抗压 效果比实施例2和4的抗压效果好，实施例3的抗折效果比实施例1、2和4的 抗折效果好，实施例2的吸水率最高，质量最差。可以看出，实施例3为最优 选实施例，实施例1为较优选实施例。对上述实施例得到分析，具体如下：
[0078]
1.实施例1和实施例2的组分一样，区别仅在于实施例2中增加了工程弃土 的重量份，减少了碱激发剂和矿物掺和料的重量份。由表1可以看出，相比较 实施例1制得的铺路砖，实施例2制得的铺路砖的抗压性能、抗折性能和质量 相对较弱。这是因为，工程弃土增多，碱激发剂减少，将无法充分激发工程弃 土的活性，会影响铺路砖的抗压和抗折性能。由此可以看出，碱激发剂在本发 明中具有可以充分激发工程弃土的活性，提高制得的铺路砖的强度的效果。
[0079]
2.实施例1和实施例3的组分不一样，实施例3比实施例1增加了纤维，其 他组分的重量份保持实施例1不变。由表1可以看出，相比较实施例1制得的 铺路砖，实施例3制得的铺路砖的抗压性能、抗折性能和质量相对较高，尤其 抗折性能具有明显提升。这是因为，纤
维的加入可以有效增强铺路砖的韧性， 抗折强度可得到大幅提高。由此可以看出，纤维在本发明中具有进一步提高抗 折性能的效果，但是，即使不加入纤维，制得的铺路砖即实施例1制得的铺路 砖的抗压性能、抗折性能和质量也不会太差，至少比现有技术的铺路砖具有较 大提升。
[0080]
3.实施例3和实施例4均增加了纤维，区别仅在于实施例4的碱激发剂由碳 酸钠粉末和氢氧化钙粉末替换了实施例3的水玻璃，对应地，需要增加水的重 量份，降低硅灰的重量份。由表1可以看出，相比较实施例3制得的铺路砖， 实施例4制得的铺路砖的抗压性能和抗折性能有所下降。这是因为，虽然碱激 发剂做了更改，但碱激发剂的重量份并未更改，而矿物掺和料需要和碱激发剂 充分配合，才能提高铺路砖的强度，因此，在保证碱激发剂的重量份占比的同 时，也要保证矿物掺和料的比例。
[0081]
综上所述，本发明以工程弃土作为主要成分制作得到的铺路砖，具有较高 的抗压性能和抗折性能，且吸水率较低，质量较好；制得的铺路砖可用于城市 建设，对城市建设遗留下来的工程弃土进行了有效处理，这种处理方式不仅不 需要耗费过多人力、物力等成本，还实现了工程弃土的循环再利用，有利于环 境发展，避免资源浪费的问题。同时，本发明铺路砖的制备采用压制成型的工 艺，制备方法简单，成本低，便于应用推广。
[0082]
需要说明，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0083]
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡 是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程 变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护 范围内。