一种再生骨料蓄能发光透水砖及其制备方法与流程

1.本发明涉及房建和路桥施工技术领域，尤其涉及一种再生骨料蓄能发光透水砖及其生产工艺和施工方法。


背景技术：

2.随着城市化进程的不断加快，混凝土的用量也在迅速增加，而天然的原生粗细骨料资源有限，利用废弃混凝土制备再生骨料替代原生集料，不仅能降低生产成本，节省天然资源，缓解骨料供求矛盾还能减轻废弃混凝土对环境的污染。
3.赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的固体废物，每生产1t氧化铝，大约产生赤泥0.8-1.5t，其颗粒极细且具有强碱性和放射性，国际上对赤泥主要采用堆存覆土的处置方式，因此赤泥的综合利用仍属于世界性难题。
4.透水砖是解决城市地表硬化、营造高质量的生活环境和维护城市生态平衡的环保建材产品，是国家建设“海绵城市”的重要施工材料，现有的透水砖主要用于人行道和小区人行道路，而在高速公路服务区、小区道路、小车停车位等经常需要小型汽车通过的区域，对透水砖的承载力和耐磨性、渗水性提出了更高的要求，采用再生骨料制备透水砖，扩大现有透水砖的适用范围，满足特定场景的使用需要，具有广阔的市场前景。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种充分利用废弃资源，减少环境污染，具有蓄能发光性能，并且降低透水砖的生产成本，并扩大透水砖应用范围，解决地表硬化带来的生态问题的再生骨料透水砖及其制备方法。
6.为解决上述技术问题本发明所采取的技术方案是：一种再生骨料蓄能发光透水砖，其包括透水砖主料层以及蓄能发光透水砖料层，所述透水砖主料层包括以下重量份的组分：20-30份的强化再生骨料、10-15份的天然细骨料、20-30份的硅酸盐水泥、5-10份的减水剂、2-5份的浆体粘度调节剂，10-15份的赤泥、5-10份的粉煤灰、2-5份的激发剂和5-10份的水，所述蓄能发光透水砖料层在透水砖主料层的基础上还包括以下重量份的组分：3-5份稀土长效夜光粉、5-10份的硅灰和2-3份的水。
7.进一步的，所述浆体粘度调节剂采用微晶蜡或氧化聚乙烯蜡。
8.进一步的，所述激发剂采用聚合活性铝、氢氧化钠和硅酸钠混合组成的复合激发剂。
9.进一步的，所述稀土长效夜光粉采用碱土铝酸盐型长余辉发光材料。
10.一种再生骨料蓄能发光透水砖的制备方法，其包括以下步骤：s1，再生骨料筛选，采用废弃水泥混凝土经机械破碎后人工筛分获得，筛选出粒径为5mm-10mm的再生骨料；s2，强化再生骨料制备，将筛选出的再生骨料浸泡于再生骨料增强液中，浸泡时间30-60min后捞出，干燥堆存，即可得到强化再生骨料；
s3，透水砖主料制备，按照重量份将20-30份的强化再生骨料、10-15份的天然细骨料、20-30份的硅酸盐水泥、5-10份的减水剂、2-5份的浆体粘度调节剂，10-15份的赤泥、5-10份的粉煤灰、2-5份的激发剂混合搅拌均匀，再加入5-10份的水充分搅拌均匀；s4，蓄能发光透水砖料制备，在步骤s3中称好的材料中添加3-5份稀土长效夜光粉、5-10份的硅灰，混合搅拌均匀，再加入2-3份的水充分搅拌均匀；s5，将步骤s3中的透水砖主料倒入透水砖模具中，用振动棒进行插捣夯实，再将步骤s4中的蓄能发光透水砖料倒入模具中，填满模具，振动挤压成型，脱模后静置2h，移至蒸压釜养护10-12h，最后进行自然养护，制得再生骨料透水砖。
11.进一步的，所述再生骨料增强液采用聚乙烯醇和水玻璃以重量比1:1的比例配置而成。
12.进一步的，所述水玻璃的相对密度为1.36～1.50g/cm3。
13.进一步的，所述聚乙烯醇的ph值为4-6。
14.进一步的，所述步骤s5中，透水砖主料层成型后厚度为5-20cm。
15.进一步的，所述步骤s5中，蓄能发光透水砖料成型后厚度为1-3cm。
16.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明采用再生骨料替代天然骨料，由于再生骨料其基本物理性质将影响再生骨料透水砖的性能指标，相对于天然骨料，其吸水率高，在相同用水量的条件下，再生混凝土拌合物的坍落度较小，黏度过大，工作性能差的现象，一定程度上限制了再生骨料混凝土的应用范围，为了改善再生骨料的理化性质，采用聚乙烯醇和水玻璃以1:1的比例配制成不同浓度的强化液，将再生骨料在浸泡强化改性后对再生骨料吸水性和压碎值形成有效改善，使其满足透水砖生产需要。
17.本发明水玻璃在水化过程中会与水化产物ca（oh）2发生反应，生产水硬性硅酸钙胶凝体，对再生骨料的微观裂缝有一定的填充作用，对内部细微裂缝进行胶合，改善再生骨料的内部孔结构，且生成的硅酸钙胶凝体能够在再生骨料表面形成包裹层，与水泥接触时，骨料表面以及内部的水化硅酸钙胶凝能够加速水泥的水化凝结，在一定程度上有益于混凝土早期强度的发展，聚乙烯醇能够在再生骨料表面形成憎水膜，并深入到再生骨料内部裂缝中，从而有效的阻止水分子的自由进入，在一定程度上能够降低再生骨料的吸水率。
18.本发明中赤泥的碱性高、密度小、含水率高、颗粒细，且呈高分散胶体状态，具有一定的自胶结性能和潜在活性，具有与硅酸盐水泥制浆养护相适应的属性，采用掺入粉煤灰降低赤泥透水砖中放射性核素的含量，同时，粉煤灰也是火力发电燃煤过程中排放的烟道灰，属于另一种固体废弃物，其主要成分为活性sio2和al2o3，具有火山灰活性，粉煤灰和赤泥在复合激发剂的激发作用下有利于透水砖强度的形成与发展。
19.本发明采用的蓄能发光透水砖料在透水砖主料的基础上添加稀土长效夜光粉和硅灰，硅灰改善骨料粒径级配，提高透水砖表面的抗磨性能，满足小型汽车停车场地使用场景需要，稀土长效夜光粉作为蓄能发光材料均匀分布在透水砖的整个表层，解决以往涂刷或粘贴蓄能发光层影响透水性且不耐磨等的技术缺陷，便于人行区域和车行区域进行功能分区，提升区域辨识度，尤其是在夜间使功能区划分更加明显，并且提高整体装饰亮化效果，提升夜间辨识度，减少照明能源消耗，符合绿色低碳发展路径，具有广阔的市场前景。
20.本发明采用微晶蜡或氧化聚乙烯蜡作为粘度调节剂，粘度调节剂和减水剂配合，
增加配料的流动性，改善混凝土中的泌水、离析现象，增加混凝土的内部粘聚力和保水性，减少胶凝材料的分离率，提高浆体内部的匀质性，使透水砖工作性能提高。
具体实施方式
21.以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法，所用试剂的来源、商品名以及有必要列出其组成成分者，均在首次出现时标明。
22.实施例1一种再生骨料蓄能发光透水砖，其包括透水砖主料层以及蓄能发光透水砖料层，所述透水砖主料层包括以下重量份的组分：20份的强化再生骨料、10份的天然细骨料、30份的硅酸盐水泥、10份的减水剂、5份的浆体粘度调节剂，10份的赤泥、5份的粉煤灰、2份的激发剂和5份的水，所述蓄能发光透水砖料层在透水砖主料层的基础上还包括以下重量份的组分：3份稀土长效夜光粉、5份的硅灰和2-3份的水，浆体粘度调节剂采用微晶蜡或氧化聚乙烯蜡，激发剂采用聚合活性铝、氢氧化钠和硅酸钠混合组成的复合激发剂，其质量百分比为聚合活性铝40%，氢氧化钠40%，硅酸钠20%，所述稀土长效夜光粉采用碱土铝酸盐型长余辉发光材料。
23.一种如上所述的再生骨料透水砖的制备方法包括以下步骤：s1，再生骨料筛选，采用废弃水泥混凝土经机械破碎后人工筛分获得，筛选出粒径为5mm的再生骨料；s2，强化再生骨料制备，将筛选出的再生骨料浸泡于再生骨料增强液中，浸泡时间30min后捞出，干燥堆存，即可得到强化再生骨料，所述再生骨料增强液采用聚乙烯醇和水玻璃以重量比1:1的比例配置而成，所述水玻璃的相对密度为1.36g/cm3，所述聚乙烯醇的ph值为4；s3，透水砖主料制备，按照重量份将20份的强化再生骨料、10份的天然细骨料、30份的硅酸盐水泥、10份的减水剂、5份的浆体粘度调节剂，10份的赤泥、5份的粉煤灰、2份的激发剂混合搅拌均匀，再加入5份的水充分搅拌均匀；s4，蓄能发光透水砖料制备，在步骤s3中称好的材料中添加3份稀土长效夜光粉、5份的硅灰，混合搅拌均匀，再加入2份的水充分搅拌均匀；s5，将步骤s3中的透水砖主料倒入透水砖模具中，用振动棒进行插捣夯实，再将步骤s4中的蓄能发光透水砖料倒入模具中，填满模具，振动挤压成型，脱模后静置2h，移至蒸压釜养护10h，最后进行自然养护，制得再生骨料透水砖，透水砖主料层成型后厚度为5cm，蓄能发光透水砖料成型后厚度为1cm。
24.实施例2一种再生骨料蓄能发光透水砖，其包括透水砖主料层以及蓄能发光透水砖料层，所述透水砖主料层包括以下重量份的组分：30份的强化再生骨料、15份的天然细骨料、20份的硅酸盐水泥、5份的减水剂、2份的浆体粘度调节剂，15份的赤泥、10份的粉煤灰、5份的激发剂和10份的水，所述蓄能发光透水砖料层在透水砖主料层的基础上还包括以下重量份的
组分：5份稀土长效夜光粉、10份的硅灰和3份的水，浆体粘度调节剂采用微晶蜡或氧化聚乙烯蜡，激发剂采用聚合活性铝、氢氧化钠和硅酸钠混合组成的复合激发剂，其质量百分比为聚合活性铝50%，氢氧化钠50%，硅酸钠10%，所述稀土长效夜光粉采用碱土铝酸盐型长余辉发光材料。
25.一种如上所述的再生骨料透水砖的制备方法包括以下步骤：s1，再生骨料筛选，采用废弃水泥混凝土经机械破碎后人工筛分获得，筛选出粒径为10mm的再生骨料；s2，强化再生骨料制备，将筛选出的再生骨料浸泡于再生骨料增强液中，浸泡时间60min后捞出，干燥堆存，即可得到强化再生骨料，所述再生骨料增强液采用聚乙烯醇和水玻璃以重量比1:1的比例配置而成，所述水玻璃的相对密度为1.50g/cm3，所述聚乙烯醇的ph值为6；s3，透水砖主料制备，按照重量份将30份的强化再生骨料、15份的天然细骨料、20份的硅酸盐水泥、5份的减水剂、2份的浆体粘度调节剂，15份的赤泥、10份的粉煤灰、5份的激发剂混合搅拌均匀，再加入10份的水充分搅拌均匀；s4，蓄能发光透水砖料制备，在步骤s3中称好的材料中添加5份稀土长效夜光粉、10份的硅灰，混合搅拌均匀，再加入3份的水充分搅拌均匀；s5，将步骤s3中的透水砖主料倒入透水砖模具中，用振动棒进行插捣夯实，再将步骤s4中的蓄能发光透水砖料倒入模具中，填满模具，振动挤压成型，脱模后静置2h，移至蒸压釜养护12h，最后进行自然养护，制得再生骨料透水砖，透水砖主料层成型后厚度为20cm，蓄能发光透水砖料成型后厚度为3cm。
26.实施例3一种再生骨料蓄能发光透水砖，其包括透水砖主料层以及蓄能发光透水砖料层，所述透水砖主料层包括以下重量份的组分：25份的强化再生骨料、12份的天然细骨料、25份的硅酸盐水泥、8份的减水剂、3份的浆体粘度调节剂，12份的赤泥、8份的粉煤灰、3份的激发剂和8份的水，所述蓄能发光透水砖料层在透水砖主料层的基础上还包括以下重量份的组分：4份稀土长效夜光粉、8份的硅灰和2份的水，浆体粘度调节剂采用微晶蜡或氧化聚乙烯蜡，激发剂采用聚合活性铝、氢氧化钠和硅酸钠混合组成的复合激发剂，其质量百分比为聚合活性铝45%，氢氧化钠45%，硅酸钠10%，所述稀土长效夜光粉采用碱土铝酸盐型长余辉发光材料。
27.一种如上所述的再生骨料透水砖的制备方法包括以下步骤：s1，再生骨料筛选，采用废弃水泥混凝土经机械破碎后人工筛分获得，筛选出粒径为8mm的再生骨料；s2，强化再生骨料制备，将筛选出的再生骨料浸泡于再生骨料增强液中，浸泡时间45min后捞出，干燥堆存，即可得到强化再生骨料，所述再生骨料增强液采用聚乙烯醇和水玻璃以重量比1:1的比例配置而成，所述水玻璃的相对密度为1.45g/cm3，所述聚乙烯醇的ph值为5；s3，透水砖主料制备，按照重量份将25份的强化再生骨料、12份的天然细骨料、25份的硅酸盐水泥、8份的减水剂、3份的浆体粘度调节剂，12份的赤泥、8份的粉煤灰、3份的激发剂和8份的水充分搅拌均匀；
s4，蓄能发光透水砖料制备，在步骤s3中称好的材料中添加4份稀土长效夜光粉、8份的硅灰，混合搅拌均匀，再加入2份的水充分搅拌均匀；s5，将步骤s3中的透水砖主料倒入透水砖模具中，用振动棒进行插捣夯实，再将步骤s4中的蓄能发光透水砖料倒入模具中，填满模具，振动挤压成型，脱模后静置2h，移至蒸压釜养护11h，最后进行自然养护，制得再生骨料透水砖，透水砖主料层成型后厚度为15cm，蓄能发光透水砖料成型后厚度为2cm。
28.一种如实施例1-3所述的再生骨料透水砖的应用，其包括以下步骤：s6，压实土基：采用双钢轮振动压路机静压1-2遍后，采用胶轮压路机静压1-2遍，保证土基压实；s7，底基层铺设，采用级配碎石作为底基层进行铺设，级配碎石碎石采用粒径为37.5～19mm、19～9.5mm、9.5～4.75mm的碎石及4.75mm以下的石屑组配而成，级配时需要充分考虑透水性和承载力进行设计；s8，基层铺设，采用透水水泥混凝土作为基层铺设，充分考虑空隙率、骨料级配、最大粒径、水胶比和外添加剂掺量等对基层透水性能的影响，保证透水率和承载力符合要求；s9，找平层铺设，采用干硬性水泥砂浆铺设找平层，保证透水效果和支撑强度；s10，面层铺设，采用实施例1-3获得的再生骨料透水砖连续铺设，透水砖之间保留适当间隙，保证再生骨料透水砖的使用寿命。
29.将实施例1-3的再生骨料透水砖的有关性能指标检测结果对比如下表1所述：表1 检测结果对比表根据表1检测结果可见，采用实施例1-3工艺均能获得符合产品质量要求的再生骨料透水砖，抗压强度、抗折强度、耐磨性要求均能满足在小型停车场地的使用要求，透水系数也能满足透水砖路面技术规程的要求，并且解决了采用赤泥材料带来的放射性污染的问题，且蓄能发光材料余辉时间超过6h，满足使用工况。
30.综上所述，本发明采用再生骨料替代天然骨料，将再生骨料在浸泡强化改性后对再生骨料吸水性和压碎值形成有效改善，使其满足透水砖生产需要，充分利用赤泥的碱性高、密度小、含水率高、颗粒细，且呈高分散胶体状态，具有一定的自胶结性能和潜在活性，具有与硅酸盐水泥制浆养护相适应的属性，采用掺入粉煤灰降低赤泥透水砖中放射性核素的含量，利用粉煤灰和赤泥在复合激发剂的激发作用下利于透水砖强度的形成与发展，提高透水砖的抗压强度和抗折强度，本发明一方面采用再生细骨料、赤泥、粉煤灰、减水剂、水泥和其他改性剂等对透水砖的承载力和渗水性进行提升，在施工过程中设计级配碎石作为底基层，透水水泥混凝土作为基层，采用干硬性水泥砂浆作为找平层，采用透水砖作为面层，提高透水砖路面的整体性能，结合施工地点雨量记录进行设计，确定施工工艺，结合上
述改进，充分利用了废弃物，减少了环境污染，降低了透水砖的生产成本，对解决地表硬化带来的生态问题具有重要意义。
31.本发明采用的蓄能发光透水砖料在透水砖主料的基础上添加稀土长效夜光粉和硅灰，硅灰改善骨料粒径级配，提高透水砖表面的抗磨性能，稀土长效夜光粉作为蓄能发光材料均匀分布在透水砖的整个表层，解决以往涂刷或粘贴蓄能发光层影响透水性且不耐磨等的技术缺陷，便于人行区域和车行区域进行功能分区，提升区域辨识度，尤其是在夜间使功能区划分更加明显，并且提高整体装饰亮化效果，提升夜间辨识度，减少照明能源消耗，符合绿色低碳发展路径，具有广阔的市场前景。
32.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。