一种净化空气的路面砖及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201710410328.4 | 申请日 | 2017-06-03 | 公开(公告)号 | CN107056203A | 公开(公告)日 | 2017-08-18 |
| 申请人 | 合肥慧林建材有限公司; | 发明人 | 刘伍; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种 净化 空气的路面砖及其制备方法，涉及路面砖生产技术领域，净化空气的路面砖包括 面层 和底层，面层包括以下重量份的原料： 水 泥10‑15份、黄沙30‑35份、卵石碎粉4‑8份、二 氧 化 钛 2‑5份、 钢 渣10‑15份、 粉 煤 灰 3‑6份、 减水剂 0.2‑0.5份、颜料0.3‑0.5份和水2‑3份；底层包括以下重量份的原料： 水泥 8‑12份、中砂24‑36份、碎石16‑24份、减水剂0.8‑1.2份和水1‑2份；制备方法包括以下步骤：(1)面层配料的制备；(2)底层配料的制备；(3)面层与底层的结合；(4)路面砖半成品的养护；本发明解决了现有路面砖存在着不能降解空气中的有机污染气体、强度偏低、透水性差、未能实现废物再利用的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种净化空气的路面砖，包括面层和底层，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 一种净化空气的路面砖及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于路面砖生产技术领域，具体涉及一种净化空气的路面砖及其制备方法。 背景技术[0002] 二氧化钛不仅具有能够高效分解大气中污染物、杀菌、除臭的功能，还具有超亲水作用，在光照条件下二氧化钛表面水的接触角不断减小并最终达到完全湿润的状态，其作用原理是，光照使二氧化钛表面产生相互交替的亲水和疏水微畴，这种微畴的交替结构相当于很多细小的毛细管，使附着于二氧化钛表面的水的接触角减小，且随光照时间的延长，毛细管作用在增强，最终水在其表面完全润湿，达到超亲水状态。 [0004] 路面砖作为一种铺面材料，由于其应用范围广，与大气接触程度高，如果能将其研制成具有吸收有害气体、净化空气的功能，将会显著改善大气状况。 [0005] 而现有的路面砖都不能吸收有害气体，不能净化空气，因而采用二氧化钛的光催化作用，来达到路面砖的净化作用是十分必要的。 [0006] 因此现在迫切需要研制一种净化空气的路面砖及其制备方法，来改善大气污染。 发明内容[0007] 为了解决现有路面砖存在着不能降解空气中的有机污染气体、强度偏低、透水性差、未能实现废物再利用的问题，本发明的目的是提供一种净化空气的路面砖及其制备方法，制备的净化空气的路面砖具有能够降解空气中的有机污染气体、强度高、透水性好、实现废物再利用的优点。 [0008] 本发明提供了如下的技术方案： [0009] 一种净化空气的路面砖，包括面层和底层： [0010] 面层包括以下重量份的原料：水泥10-15份、黄沙30-35份、卵石碎粉4-8份、二氧化钛2-5份、钢渣10-15份、粉煤灰3-6份、减水剂0.2-0.5份、颜料0.3-0.5份和水2-3份； [0011] 底层包括以下重量份的原料：水泥8-12份、中砂24-36份、碎石16-24份、减水剂0.8-1.2份和水1-2份。 [0012] 原料中添加了钢渣和粉煤灰，钢渣作为一种工业固体废物，每年的产量巨大，主要由钙、铁、硅、镁和少量的铝、锰、磷的氧化物组成，作为面层原料，不仅能够使路面砖具有高强度的性能，还可以达到废物再利用的环保作用，节省了生产成本；粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收集下来的细灰，含有二氧化钛、二氧化硅、氧化铝、氧化铁和氧化钙，呈多孔型蜂窝状，比表面积较大，具有较高的吸附活性，能够吸附大气中的有害气体，同时又具有很强的吸水性、透水性，粉煤灰的回收利用，达到了废物再利用的目的，减少了大气污染气体的排放，改善了路面砖的结构性能。 [0014] 原料中添加了中砂，中砂相对于细砂和粗砂，粒径适宜，保证了底层在具有高强度的同时，密实度也较高。 [0015] 优选地，包括面层和底层： [0016] 面层包括以下重量份的原料：水泥12份、黄沙32份、卵石碎粉6份、二氧化钛3份、钢渣12份、粉煤灰4份、减水剂0.3份、颜料0.4份和水3份； [0017] 底层包括以下重量份的原料：水泥10份、中砂30份、碎石20份、减水剂1份和水1份。 [0018] 经过长期地实验摸索，发现面层和底层按照上述的原料配方制得的路面砖，具有能够降解空气中的有机污染气体、强度高、透水性好、实现废物再利用的优点。 [0020] 优选地，所述卵石碎粉粒径大小为200目，细小的卵石碎粉与其它原料搅拌混合会更加均匀。 [0022] 优选地，所述面层和底层原料中的减水剂均为氨基高效减水剂，具有良好的和易性、坍落度经时损失小和低掺量的优点。 [0023] 一种净化空气的路面砖的制备方法，包括以下步骤： [0024] (1)面层配料的制备：按照原料的重量份数，将黄沙、卵石碎粉、钢渣、粉煤灰、水泥、二氧化钛和颜料依次加入搅拌机中，干拌1-2min,再加入1/2的水搅拌1min，最后加入剩下1/2的水和减水剂搅拌1-2min，即得面层配料； [0025] (2)底层配料的制备：按照原料的重量份数，将中砂、碎石和水泥依次加入搅拌机中，干拌1-2min,再加入水和减水剂搅拌1-2min，即得底层配料； [0026] (3)面层与底层的结合：将步骤(1)中制备的面层配料和步骤(2)中制备的底层配料分别运送至自动砌块成型机的面料车和底料车中，面层配料和底层配料在成型模具中的二次布料和二次高压振动压制，二次高压振动时间控制在3-4s，即得路面砖半成品； [0027] (4)路面砖半成品的养护：将压制成型后的路面砖半成品置于托板上，在50-60℃的养护窑中养护10h以上即可码垛成立方体，并用塑料袋打包，然后运至室外的堆场中保湿养护，完成整个保湿养护过程的时间为28-30天，即得路面砖成品。 [0028] 优选地，所述步骤(1)和所述步骤(2)中的搅拌机均为行星式重力搅拌机，行星式重力搅拌机通过自转和公转同时实现均匀搅拌且混合不分层，能够利用强力搅拌，均匀分散且同时除去混合物内部亚微米级的气泡，不损伤搅拌的原料本身，使用方便，操作简单。 [0029] 本发明的有益效果是： [0030] 1、本发明通过对路面砖原料配方和制备方法的调整与控制，解决了现有路面砖存在着不能降解空气中的有机污染气体、强度偏低、透水性差、未能实现废物再利用的问题； [0031] 2、本发明中所述面层和底层原料中的水泥均为矿渣硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量的石膏磨细制成，在具有普通水泥的强度的同时，又能达到节能环保的效果； [0032] 3、本发明中所述卵石碎粉粒径大小为200目，细小的卵石碎粉与其它原料搅拌混合会更加均匀； [0033] 4、本发明中所述二氧化钛为红石型纳米级二氧化钛，红石型纳米级二氧化钛在具有二氧化钛能够在光照下催化分解空气中的有机污染气体的性能的同时，其自身具有高分散性、高耐候性、高遮盖力和高稳定性； [0034] 5、本发明中所述面层和底层原料中的减水剂均为氨基高效减水剂，具有良好的和易性、坍落度经时损失小和低掺量的优点； [0035] 6、本发明中所述步骤(1)和所述步骤(2)中的搅拌机均为行星式重力搅拌机，行星式重力搅拌机通过自转和公转同时实现均匀搅拌且混合不分层，能够利用强力搅拌，均匀分散且同时除去混合物内部亚微米级的气泡，不损伤搅拌的原料本身，使用方便，操作简单。 具体实施方式[0036] 实施例1 [0037] 一种净化空气的路面砖，包括面层和底层： [0038] 面层包括以下重量份的原料：矿渣硅酸盐水泥12份、黄沙32份、卵石碎粉6份、二氧化钛3份、钢渣12份、粉煤灰4份、氨基高效减水剂0.3份、颜料0.4份和水3份； [0039] 底层包括以下重量份的原料：矿渣硅酸盐水泥10份、中砂30份、碎石20份、氨基高效减水剂1份和水1份。 [0040] 原料中添加了钢渣和粉煤灰，钢渣作为一种工业固体废物，每年的产量巨大，主要由钙、铁、硅、镁和少量的铝、锰、磷的氧化物组成，作为面层原料，不仅能够使路面砖具有高强度的性能，还可以达到废物再利用的环保作用，节省了生产成本；粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收集下来的细灰，含有二氧化钛、二氧化硅、氧化铝、氧化铁和氧化钙，呈多孔型蜂窝状，比表面积较大，具有较高的吸附活性，能够吸附大气中的有害气体，同时又具有很强的吸水性、透水性，粉煤灰的回收利用，达到了废物再利用的目的，减少了大气污染气体的排放，改善了路面砖的结构性能。 [0041] 原料中添加了二氧化钛，能够在光照下催化分解空气中的有机污染气体，对甲苯和汽车尾气排放产生的氮氧化合物都具有良好的降解能力。 [0042] 原料中添加了中砂，中砂相对于细砂和粗砂，粒径适宜，保证了底层在具有高强度的同时，密实度也较高。 [0043] 矿渣硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量的石膏磨细制成，在具有普通水泥的强度的同时，又能达到节能环保的效果。 [0044] 卵石碎粉粒径大小为200目，细小的卵石碎粉与其它原料搅拌混合会更加均匀。 [0045] 二氧化钛为红石型纳米级二氧化钛，红石型纳米级二氧化钛在具有二氧化钛能够在光照下催化分解空气中的有机污染气体的性能的同时，其自身具有高分散性、高耐候性、高遮盖力和高稳定性。 [0046] 减水剂为氨基高效减水剂，具有良好的和易性、坍落度经时损失小和低掺量的优点。 [0047] 一种净化空气的路面砖的制备方法，包括以下步骤： [0048] (1)面层配料的制备：按照原料的重量份数，将黄沙、卵石碎粉、钢渣、粉煤灰、矿渣硅酸盐水泥、二氧化钛和颜料依次加入行星式重力搅拌机中，干拌2min,再加入1/2的水搅拌1min，最后加入剩下1/2的水和氨基高效减水剂搅拌2min，即得面层配料； [0049] (2)底层配料的制备：按照原料的重量份数，将中砂、碎石和矿渣硅酸盐水泥依次加入行星式重力搅拌机中，干拌2min,再加入水和氨基高效减水剂搅拌2min，即得底层配料； [0050] (3)面层与底层的结合：将步骤(1)中制备的面层配料和步骤(2)中制备的底层配料分别运送至自动砌块成型机的面料车和底料车中，面层配料和底层配料在成型模具中的二次布料和二次高压振动压制，二次高压振动时间控制在4s，即得路面砖半成品； [0051] (4)路面砖半成品的养护：将压制成型后的路面砖半成品置于托板上，在60℃的养护窑中养护12h即可码垛成立方体，并用塑料袋打包，然后运至室外的堆场中保湿养护，完成整个保湿养护过程的时间为30天，即得路面砖成品。 [0052] 行星式重力搅拌机通过自转和公转同时实现均匀搅拌且混合不分层，能够利用强力搅拌，均匀分散且同时除去混合物内部亚微米级的气泡，不损伤搅拌的原料本身，使用方便，操作简单。 [0053] 实施例2 [0054] 一种净化空气的路面砖，包括面层和底层： [0055] 面层包括以下重量份的原料：矿渣硅酸盐水泥10份、黄沙30份、卵石碎粉4份、二氧化钛2份、钢渣10份、粉煤灰3份、氨基高效减水剂0.2份、颜料0.3份和水2份； [0056] 底层包括以下重量份的原料：矿渣硅酸盐水泥8份、中砂24份、碎石16份、氨基高效减水剂0.8份和水1份。 [0057] 原料中添加了钢渣和粉煤灰，钢渣作为一种工业固体废物，每年的产量巨大，主要由钙、铁、硅、镁和少量的铝、锰、磷的氧化物组成，作为面层原料，不仅能够使路面砖具有高强度的性能，还可以达到废物再利用的环保作用，节省了生产成本；粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收集下来的细灰，含有二氧化钛、二氧化硅、氧化铝、氧化铁和氧化钙，呈多孔型蜂窝状，比表面积较大，具有较高的吸附活性，能够吸附大气中的有害气体，同时又具有很强的吸水性、透水性，粉煤灰的回收利用，达到了废物再利用的目的，减少了大气污染气体的排放，改善了路面砖的结构性能。 [0058] 原料中添加了二氧化钛，能够在光照下催化分解空气中的有机污染气体，对甲苯和汽车尾气排放产生的氮氧化合物都具有良好的降解能力。 [0059] 原料中添加了中砂，中砂相对于细砂和粗砂，粒径适宜，保证了底层在具有高强度的同时，密实度也较高。 [0060] 矿渣硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量的石膏磨细制成，在具有普通水泥的强度的同时，又能达到节能环保的效果。 [0061] 卵石碎粉粒径大小为200目，细小的卵石碎粉与其它原料搅拌混合会更加均匀。 [0062] 二氧化钛为红石型纳米级二氧化钛，红石型纳米级二氧化钛在具有二氧化钛能够在光照下催化分解空气中的有机污染气体的性能的同时，其自身具有高分散性、高耐候性、高遮盖力和高稳定性。 [0063] 减水剂为氨基高效减水剂，具有良好的和易性、坍落度经时损失小和低掺量的优点。 [0064] 一种净化空气的路面砖的制备方法，包括以下步骤： [0065] (1)面层配料的制备：按照原料的重量份数，将黄沙、卵石碎粉、钢渣、粉煤灰、矿渣硅酸盐水泥、二氧化钛和颜料依次加入行星式重力搅拌机中，干拌1min,再加入1/2的水搅拌1min，最后加入剩下1/2的水和氨基高效减水剂搅拌1min，即得面层配料； [0066] (2)底层配料的制备：按照原料的重量份数，将中砂、碎石和矿渣硅酸盐水泥依次加入行星式重力搅拌机中，干拌1min,再加入水和氨基高效减水剂搅拌1min，即得底层配料； [0067] (3)面层与底层的结合：将步骤(1)中制备的面层配料和步骤(2)中制备的底层配料分别运送至自动砌块成型机的面料车和底料车中，面层配料和底层配料在成型模具中的二次布料和二次高压振动压制，二次高压振动时间控制在3s，即得路面砖半成品； [0068] (4)路面砖半成品的养护：将压制成型后的路面砖半成品置于托板上，在50℃的养护窑中养护10h以上即可码垛成立方体，并用塑料袋打包，然后运至室外的堆场中保湿养护，完成整个保湿养护过程的时间为28天，即得路面砖成品。 [0069] 行星式重力搅拌机通过自转和公转同时实现均匀搅拌且混合不分层，能够利用强力搅拌，均匀分散且同时除去混合物内部亚微米级的气泡，不损伤搅拌的原料本身，使用方便，操作简单。 [0070] 实施例3 [0071] 一种净化空气的路面砖，包括面层和底层： [0072] 面层包括以下重量份的原料：矿渣硅酸盐水泥15份、黄沙35份、卵石碎粉8份、二氧化钛5份、钢渣15份、粉煤灰6份、氨基高效减水剂0.5份、颜料0.5份和水3份； [0073] 底层包括以下重量份的原料：矿渣硅酸盐水泥12份、中砂36份、碎石24份、氨基高效减水剂1.2份和水2份。 [0074] 原料中添加了钢渣和粉煤灰，钢渣作为一种工业固体废物，每年的产量巨大，主要由钙、铁、硅、镁和少量的铝、锰、磷的氧化物组成，作为面层原料，不仅能够使路面砖具有高强度的性能，还可以达到废物再利用的环保作用，节省了生产成本；粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收集下来的细灰，含有二氧化钛、二氧化硅、氧化铝、氧化铁和氧化钙，呈多孔型蜂窝状，比表面积较大，具有较高的吸附活性，能够吸附大气中的有害气体，同时又具有很强的吸水性、透水性，粉煤灰的回收利用，达到了废物再利用的目的，减少了大气污染气体的排放，改善了路面砖的结构性能。 [0075] 原料中添加了二氧化钛，能够在光照下催化分解空气中的有机污染气体，对甲苯和汽车尾气排放产生的氮氧化合物都具有良好的降解能力。 [0076] 原料中添加了中砂，中砂相对于细砂和粗砂，粒径适宜，保证了底层在具有高强度的同时，密实度也较高。 [0077] 矿渣硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量的石膏磨细制成，在具有普通水泥的强度的同时，又能达到节能环保的效果。 [0078] 卵石碎粉粒径大小为200目，细小的卵石碎粉与其它原料搅拌混合会更加均匀。 [0079] 二氧化钛为红石型纳米级二氧化钛，红石型纳米级二氧化钛在具有二氧化钛能够在光照下催化分解空气中的有机污染气体的性能的同时，其自身具有高分散性、高耐候性、高遮盖力和高稳定性。 [0080] 减水剂为氨基高效减水剂，具有良好的和易性、坍落度经时损失小和低掺量的优点。 [0081] 一种净化空气的路面砖的制备方法，包括以下步骤： [0082] (1)面层配料的制备：按照原料的重量份数，将黄沙、卵石碎粉、钢渣、粉煤灰、矿渣硅酸盐水泥、二氧化钛和颜料依次加入行星式重力搅拌机中，干拌2min,再加入1/2的水搅拌1min，最后加入剩下1/2的水和氨基高效减水剂搅拌2min，即得面层配料； [0083] (2)底层配料的制备：按照原料的重量份数，将中砂、碎石和矿渣硅酸盐水泥依次加入行星式重力搅拌机中，干拌2min,再加入水和氨基高效减水剂搅拌2min，即得底层配料； [0084] (3)面层与底层的结合：将步骤(1)中制备的面层配料和步骤(2)中制备的底层配料分别运送至自动砌块成型机的面料车和底料车中，面层配料和底层配料在成型模具中的二次布料和二次高压振动压制，二次高压振动时间控制在4s，即得路面砖半成品； [0085] (4)路面砖半成品的养护：将压制成型后的路面砖半成品置于托板上，在60℃的养护窑中养护10h以上即可码垛成立方体，并用塑料袋打包，然后运至室外的堆场中保湿养护，完成整个保湿养护过程的时间为30天，即得路面砖成品。 [0086] 行星式重力搅拌机通过自转和公转同时实现均匀搅拌且混合不分层，能够利用强力搅拌，均匀分散且同时除去混合物内部亚微米级的气泡，不损伤搅拌的原料本身，使用方便，操作简单。 [0087] 对比例1 [0088] 一种净化空气的路面砖，包括面层和底层： [0089] 面层包括以下重量份的原料：矿渣硅酸盐水泥8份、黄沙25份、卵石碎粉3份、二氧化钛1份、钢渣8份、粉煤灰2份、氨基高效减水剂0.1份、颜料0.3份和水2份； [0090] 底层包括以下重量份的原料：矿渣硅酸盐水泥6份、中砂20份、碎石16份、氨基高效减水剂0.5份和水1份。 [0091] 一种净化空气的路面砖的制备方法，包括以下步骤： [0092] (1)面层配料的制备：按照原料的重量份数，将黄沙、卵石碎粉、钢渣、粉煤灰、矿渣硅酸盐水泥、二氧化钛和颜料依次加入行星式重力搅拌机中，干拌3min,再加入1/2的水搅拌3min，最后加入剩下1/2的水和氨基高效减水剂搅拌3min，即得面层配料； [0093] (2)底层配料的制备：按照原料的重量份数，将中砂、碎石和矿渣硅酸盐水泥依次加入行星式重力搅拌机中，干拌3min,再加入水和氨基高效减水剂搅拌3min，即得底层配料； [0094] (3)面层与底层的结合：将步骤(1)中制备的面层配料和步骤(2)中制备的底层配料分别运送至自动砌块成型机的面料车和底料车中，面层配料和底层配料在成型模具中的二次布料和二次高压振动压制，二次高压振动时间控制在5s，即得路面砖半成品； [0095] (4)路面砖半成品的养护：将压制成型后的路面砖半成品置于托板上，在50℃的养护窑中养护10h以上即可码垛成立方体，并用塑料袋打包，然后运至室外的堆场中保湿养护，完成整个保湿养护过程的时间为30天，即得路面砖成品。 [0096] 对比例2 [0097] 一种路面砖，包括面层和底层： [0098] 面层包括以下重量份的原料：水泥12份、黄沙32份、减水剂0.3份、颜料0.4份和水3份； [0099] 底层包括以下重量份的原料：盐水泥10份、砂30份、碎石20份、减水剂1份和水1份。 [0100] 一种路面砖的制备方法，包括以下步骤： [0101] (1)面层配料的制备：按照原料的重量份数，将黄沙、水泥和颜料依次加入搅拌机中，干拌2min,再加入1/2的水搅拌1min，最后加入剩下1/2的水和减水剂搅拌2min，即得面层配料； [0102] (2)底层配料的制备：按照原料的重量份数，将砂、碎石和水泥依次加入搅拌机中，干拌2min,再加入水和减水剂搅拌2min，即得底层配料； [0103] (3)面层与底层的结合：将步骤(1)中制备的面层配料和步骤(2)中制备的底层配料分别运送至自动砌块成型机的面料车和底料车中，面层配料和底层配料在成型模具中的二次布料和二次高压振动压制，二次高压振动时间控制在4s，即得路面砖半成品； [0104] (4)路面砖半成品的养护：将压制成型后的路面砖半成品置于托板上，在60℃的养护窑中养护12h即可码垛成立方体，并用塑料袋打包，然后运至室外的堆场中保湿养护，完成整个保湿养护过程的时间为30天，即得路面砖成品。 [0105] 实施例4 [0106] 参照JC/T945-2005《透水砖》,将实施例1、实施例2、实施例3、对比例1和对比例2进行关于吸收空气二氧化氮和强度的性能测试，测试结果如表1所示。 [0107] 表1为实施例1、实施例2、实施例3、对比例1和对比例2性能测试数据。 [0108] [0109] 从表1数据比较可以看出，本发明的优点是： [0110] 1、一种净化空气的路面砖及其制备方法，现参照参照JC/T945-2005《透水砖》进行关于吸收空气二氧化氮和强度的性能测试，从测得的路面砖28d强度值可以看出，实施例1-3的强度值均高于对比例1-2，说明该路面砖具有高强度。 [0111] 2、一种净化空气的路面砖及其制备方法，从测得的路面砖在二氧化氮降解3min后的降解率可以看出，实施例1-3的降解率均高于对比例2，说明该路面砖具有净化空气的性能。 [0112] 3、一种净化空气的路面砖及其制备方法，从测得的路面砖在二氧化氮降解3min后的降解率可以看出，实施例1-3的降解率均高于对比例1，说明该路面砖的原料配方和制备方法的合理性。 [0113] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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