本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種透水磚及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)于人們居住的環(huán)境逐步實(shí)現(xiàn)了地面硬化，降低了居住環(huán)境的泥土覆蓋率，使得人們出行更加方便；但是，由于傳統(tǒng)的地面硬化處理是采用混凝土以及其他不透水的材料進(jìn)行覆蓋處理，這種處理方式容易導(dǎo)致人們居住環(huán)境的惡化，如：出現(xiàn)“城市荒漠化”及“熱島效應(yīng)”，還會(huì)在一定程度上造成城市內(nèi)澇，并且大量的水資源通過排水設(shè)施排放，造成城市地下水回升幅度較差，極大程度的影響了城市水平衡。

基于此，透水磚的研發(fā)，引起了材料、環(huán)境、建筑工程等領(lǐng)域技術(shù)人員的關(guān)注，使得透水磚得到了空前的發(fā)展，出現(xiàn)了大量關(guān)于透水磚的研究方案，使得透水磚的透水性能以及保濕性得到了改善，同時(shí)還有大量的技術(shù)文獻(xiàn)報(bào)道了多種功能的透水磚，如透水磚能夠?qū)ξ鬯M(jìn)行過濾處理；透水磚能夠?qū)崿F(xiàn)自清潔，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水中有機(jī)物的分解等。

對(duì)于透水磚的質(zhì)量追求，依然是本領(lǐng)域技術(shù)人員不斷考慮的方向，尤其是透水磚的透水性能和保水性能的改善。也正是基于此，本研究者在對(duì)透水磚的保水性和透水性做出綜合考慮后，為透水磚的生產(chǎn)和制備提供了一種新思路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種透水磚及其制備方法。

具體是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

透水磚分為透水基層和透水表層，透水基層和透水表層之間通過設(shè)置連接件，實(shí)現(xiàn)透水基層與透水表層的可拆卸連接；其中連接件是在透水基層上表面設(shè)置孔，在透水表層下表面上設(shè)置丁字鉤，丁字鉤能夠剛好進(jìn)入孔中，并在孔中設(shè)置有橫桿，能夠?qū)⒍∽帚^固定，使得透水基層與透水表層形成整體。通過對(duì)透水表層和透水基層之間的連接關(guān)系采用連接件處理，避免了傳統(tǒng)的兩層結(jié)構(gòu)的透水磚結(jié)合不緊密，導(dǎo)致兩層分散，影響產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

為了能夠使得透水磚的透水性能更優(yōu)，對(duì)于透水基層，其原料成分為骨料和粘土按照質(zhì)量比為1.5～2.7:0.7～1混合均勻后，攪拌，陳化，擠壓成型。所述的透水表層，其原料成分為骨料和粘土按照質(zhì)量比為1.3～1.9:0.6～0.9混合均勻后，攪拌，陳化，壓制成型。

為了能夠使得透水磚的透水性能更優(yōu)，并且抗折、抗壓強(qiáng)度更好，則，透水基層，其骨料為0.4～1mm的砂，粘土含水率為40-50％。所述的透水表層，其骨料為0.4～0.9mm的砂，粘土含水率為35～45％。

為了能夠確保透水磚的抗折、抗壓強(qiáng)度，使得透水磚的透水性能提高，避免傳統(tǒng)的粘土透水性能較差，使得加入粘土后的骨料透水性能大幅度降低，則，所述的粘土中含有以質(zhì)量百分計(jì)的秸稈粉5-15％。所述的骨料為球體，并且在擠壓成型后，相鄰四顆骨料相切緊靠，形成沙漏狀的孔隙。

為了能夠增強(qiáng)透水磚的抗污能力，提高自我清潔能力，則，所述的粘土中還含有占粘土質(zhì)量1-2％的納米二氧化鈦。

除此之外，為了能夠使得透水磚的成品率更高，制作陳本更低，具體采用了如下制備方法：

(1)制備透水基層：將骨料與粘土混合均勻后，將其攪拌、陳化，擠壓成型，獲得透水基層；

(2)制備透水表層：將骨料與粘土混合均勻后，將其攪拌、陳化、擠壓成型，獲得透水表層；

(3)制備透水磚：將透水基層上表面上設(shè)置成一個(gè)孔，并且在透水表層的下表面上設(shè)置與孔相對(duì)應(yīng)的丁字鉤，并將丁字鉤擠壓進(jìn)入孔中，使得透水基層與透水表層緊密貼合在一起，并且形成整體，獲得坯體；將坯體采用紅外線照射干燥10min，紅外線照射控制溫度為200℃；再對(duì)透水表層上色處理，置于燒制爐中，在1h升溫至1180℃，保溫10min，并在10min冷卻至700℃，再在50min冷卻至30-60℃，再置于常溫環(huán)境中放置，即可獲得透水磚。

在上述制備方法中，其通過預(yù)先紅外干燥處理，有效的避免了透水磚直接燒制過程溫度過高導(dǎo)致的開裂現(xiàn)象，提高了透水磚磚坯的受熱均勻性，而且還結(jié)合變溫升溫，和急冷、變溫急冷的處理，使得磚體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，提高了磚體結(jié)構(gòu)的抗折抗壓強(qiáng)度。

為了能夠使得透水磚的透水性能和抗折、抗壓強(qiáng)度均得到保障，所述的粘土是改性粘土，改性方法是：將粘土與水玻璃按照質(zhì)量比為3:0.5-1.1混合均勻后，加入占粘土質(zhì)量0.1-3.5％的氧化鋁，攪拌混合均勻后，置于研磨機(jī)中研磨，并噴霧干燥，獲得粉末；再將粉末調(diào)整為含水率為30-50％的漿，得到改性粘土；其中水玻璃模數(shù)為0.5～3.1。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)性效果體現(xiàn)在：

通過對(duì)透水磚的結(jié)構(gòu)設(shè)置成透水基層和透水表層，并對(duì)透水基層和透水表層采用連接件連接，使得上下兩層不易分離，并且能夠整體成型，有效的提高透水磚的抗折、抗壓強(qiáng)度，而且還在兩層之間形成一定的縫隙，提高了透水效率，改善了透水磚的透水性能。

尤其是對(duì)骨料和粘土在透水基層和透水表層中的配比設(shè)計(jì)，使得透水磚的整體透水性能得到綜合性的提高，而且確保了透水磚的抗折抗壓強(qiáng)度較高，使得抗折強(qiáng)度達(dá)到6-9MPa，單塊磚的抗壓強(qiáng)度達(dá)到41.5MPa以上；并且透水磚的透水系數(shù)為0.068cm/s左右。并且在陳化作用下，有效的增強(qiáng)了粘土對(duì)骨料之間的粘結(jié)性能，這里采用的骨料，主要為石英砂、花崗巖砂中的一種。

對(duì)于骨料顆粒度以及粘土的含水率的限定，能夠有效的使得透水磚的透水性能提高，而且確保了透水磚的抗折、抗壓強(qiáng)度較優(yōu)，尤其是提高了透水磚的成型率，降低加工成本。

在秸稈粉的加入，并且對(duì)秸稈粉的加入量進(jìn)行限定，使得確保了粘土的粘性較高，而且使得在后續(xù)加工的透水磚的孔隙率增多，提高透水磚的透水性能，改善透水磚的品質(zhì)。

納米二氧化硅對(duì)有機(jī)污染物具有催化分解的作用，尤其是在光照條件下，能夠促使羥基自由基等的形成，提高了對(duì)有機(jī)污染物的催化分解，提高了透水磚自我清潔能力。

水玻璃與氧化鋁的加入，能夠有效的使得粘土的孔隙率提高，并且確保粘土的粘性較強(qiáng)，提高透水磚的抗折、抗壓強(qiáng)度，改善透水磚的品質(zhì)；通過改性后的粘土，其在低溫下氮吸附分析，其吸附孔體積為0.2～3.0ml/g。再將其作為透水磚制備時(shí)的粘結(jié)劑使用后，能夠有效的避免傳統(tǒng)的粘土粘結(jié)導(dǎo)致大部分孔隙被填充，提高了透水磚的透水性能，而且也使得透水磚的抗折、抗壓強(qiáng)度均較優(yōu)；具體通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比，其透水系數(shù)為0.078cm/s，單塊抗壓強(qiáng)度為40.8MPa以上，抗折強(qiáng)度達(dá)到6-9MPa。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施方式來對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的限定，但要求保護(hù)的范圍不僅局限于所作的描述。

一種透水磚，透水磚磚體分為透水基層和透水表層，透水基層和透水表層之間通過設(shè)置連接件，實(shí)現(xiàn)透水基層與透水表層的可拆卸連接；其中連接件是在透水基層上表面設(shè)置孔，在透水表層下表面上設(shè)置丁字鉤，丁字鉤能夠剛好進(jìn)入孔中，并在孔中設(shè)置有橫桿，能夠?qū)⒍∽帚^固定，使得透水基層與透水表層形成整體。通過對(duì)透水表層和透水基層之間的連接關(guān)系采用連接件處理，避免了傳統(tǒng)的兩層結(jié)構(gòu)的透水磚結(jié)合不緊密，導(dǎo)致兩層分散，影響產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

在某些實(shí)施例中，為了能夠使得透水磚的透水性能更優(yōu)，對(duì)于透水基層，其原料成分為骨料和粘土按照質(zhì)量比為1.5～2.7:0.7～1混合均勻后，攪拌，陳化，擠壓成型。尤其以1:0.4混合較佳；所述的透水表層，其原料成分為骨料和粘土按照質(zhì)量比為1.3～1.9:0.6～0.9混合均勻后，攪拌，陳化，擠壓成型。尤其以1.5:0.7較佳。

在某些實(shí)施例中，為了能夠使得透水磚的透水性能更優(yōu)，并且抗折、抗壓強(qiáng)度更好，則，透水基層，其骨料為0.4～1mm的砂，粘土含水率為40-50％。含水率在45％更優(yōu)；所述的透水表層，其骨料為0.4～0.9mm的砂，粘土含水率為35～45％。尤以40％的含水率更優(yōu)。

在某些實(shí)施例中，為了能夠確保透水磚的抗折、抗壓強(qiáng)度，使得透水磚的透水性能提高，避免傳統(tǒng)的粘土透水性能較差，使得加入粘土后的骨料透水性能大幅度降低，則，所述的粘土中含有以質(zhì)量百分計(jì)的秸稈粉5-15％。所述的骨料為球體，并且在擠壓成型后，相鄰四顆骨料相切緊靠，形成沙漏狀的孔隙。

在某些實(shí)施例中，為了能夠增強(qiáng)透水磚的抗污能力，提高自我清潔能力，則，所述的粘土中還含有占粘土質(zhì)量1-2％的納米二氧化鈦。

對(duì)于透水磚制備方法的實(shí)施例，其在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，具體包括以下步驟：

(1)制備透水基層：將骨料與粘土混合均勻后，將其攪拌、陳化，擠壓成型，獲得透水基層；

(2)制備透水表層：將骨料與粘土混合均勻后，將其攪拌、陳化、擠壓成型，獲得透水表層；

(3)制備透水磚：將透水基層上表面上設(shè)置成一個(gè)孔，并且在透水表層的下表面上設(shè)置與孔相對(duì)應(yīng)的丁字鉤，并將丁字鉤擠壓進(jìn)入孔中，使得透水基層與透水表層緊密貼合在一起，并且形成整體，獲得坯體；將坯體采用紅外線照射干燥10min，紅外線照射控制溫度為200℃；再對(duì)透水表層上色處理，置于燒制爐中，在1h升溫至1180℃，保溫10min，并在10min冷卻至700℃，再在50min冷卻至30-60℃，再置于常溫環(huán)境中放置，即可獲得透水磚。

通過預(yù)先紅外干燥處理，有效的避免了透水磚直接燒制過程溫度過高導(dǎo)致的開裂現(xiàn)象，提高了透水磚磚坯的受熱均勻性，而且還結(jié)合變溫升溫，和急冷、變溫急冷的處理，使得磚體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，提高了磚體結(jié)構(gòu)的抗折抗壓強(qiáng)度。

本發(fā)明創(chuàng)造優(yōu)選在某些實(shí)施例中，對(duì)于粘土采用改性粘土處理較優(yōu)，而對(duì)于改性粘土，具體采用以下這種改性方法處理：

將粘土與水玻璃按照質(zhì)量比為3:0.5-1.1混合均勻后，加入占粘土質(zhì)量0.1-3.5％的氧化鋁，攪拌混合均勻后，置于研磨機(jī)中研磨，并噴霧干燥，獲得粉末；再將粉末調(diào)整為含水率為30-50％的漿，得到改性粘土；其中水玻璃模數(shù)為0.5～3.1。

有效的提高了粘土的粘性以及孔體積，提高了透水磚的透水性能。

本發(fā)明創(chuàng)造尤其是以沙漏狀的孔隙設(shè)置，使得透水磚的保水性能較優(yōu)。

具體的本發(fā)明創(chuàng)造的研究通過以下的操作方式來進(jìn)行處理的：

實(shí)施例1

一種透水磚，其包括透水基層和透水表層，透水基層和透水表層通過連接件緊密貼合為一個(gè)整體，連接件為在透水基層上表面設(shè)置一個(gè)孔，在透水表層設(shè)置一個(gè)丁字形鉤，并通過丁字形鉤能夠剛好進(jìn)入孔中，使得透水基層與透水表層緊密貼合為一個(gè)整體，避免了兩層結(jié)構(gòu)的設(shè)置導(dǎo)致錯(cuò)開現(xiàn)象，提高了透水磚的品質(zhì)；而使得在透水磚兩層結(jié)構(gòu)之間形成毛細(xì)輸水通道，提高透水性能，而且還能夠有效的增強(qiáng)透水磚的保水性能，避免水蒸氣直接散發(fā)到空氣中。

其制備過程中按照以下方式進(jìn)行的：

(1)制備透水基層：將骨料與粘土混合均勻后，將其攪拌、陳化，擠壓成型，獲得透水基層；

(2)制備透水表層：將骨料與粘土混合均勻后，將其攪拌、陳化、擠壓成型，獲得透水表層；

(3)制備透水磚：將透水基層上表面上設(shè)置成一個(gè)孔，并且在透水表層的下表面上設(shè)置與孔相對(duì)應(yīng)的丁字鉤，并將丁字鉤擠壓進(jìn)入孔中，使得透水基層與透水表層緊密貼合在一起，并且形成整體，獲得坯體；將坯體采用紅外線照射干燥10min，紅外線照射控制溫度為200℃；再對(duì)透水表層上色處理，置于燒制爐中，在1h升溫至1180℃，保溫10min，并在10min冷卻至700℃，再在50min冷卻至30-60℃，再置于常溫環(huán)境中放置，即可獲得透水磚。

在透水基層制備過程中，是將骨料和粘土按照質(zhì)量比為1.5:0.7混合均勻；

在透水表層的制備過程中，是將骨料和粘土按照質(zhì)量比為1.3:0.6混合均勻。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，其他均同實(shí)施例1，在透水基層制備過程中，是將骨料和粘土按照質(zhì)量比為2.7:1混合均勻；

在透水表層的制備過程中，是將骨料和粘土按照質(zhì)量比為1.9:0.9混合均勻。透水基層，其骨料為0.4～1mm的砂，粘土含水率為40％。透水表層，其骨料為0.4～0.9mm的砂，粘土含水率為35％。

實(shí)施例3

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，其他均同實(shí)施例1，在透水基層制備過程中，是將骨料和粘土按照質(zhì)量比為2:0.8混合均勻；

在透水表層的制備過程中，是將骨料和粘土按照質(zhì)量比為1.5:0.7混合均勻。透水基層，其骨料為0.4～1mm的砂，粘土含水率為50％。透水表層，其骨料為0.4～0.9mm的砂，粘土含水率為45％。粘土中含有以質(zhì)量百分計(jì)的秸稈粉5％。

實(shí)施例4

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，其他均同實(shí)施例1，粘土中還含有占粘土質(zhì)量1％的納米二氧化鈦。

實(shí)施例5

在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，其他均同實(shí)施例2，粘土中還含有占粘土質(zhì)量2％的納米二氧化鈦。

實(shí)施例6

在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上，其他均同實(shí)施例3，粘土中還含有占粘土質(zhì)量1.5％的納米二氧化鈦。

實(shí)施例7

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，其采用的粘土為改性粘土，改性方法為：將粘土與水玻璃按照質(zhì)量比為3:0.8混合均勻后，加入占粘土質(zhì)量2％的氧化鋁，攪拌混合均勻后，置于研磨機(jī)中研磨，并噴霧干燥，獲得粉末；再將粉末調(diào)整為含水率為40％的漿，得到改性粘土；其中水玻璃模數(shù)為2.1。

實(shí)施例8

在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上，其采用的粘土為改性粘土，改性方法為：將粘土與水玻璃按照質(zhì)量比為3:0.5混合均勻后，加入占粘土質(zhì)量3.5％的氧化鋁，攪拌混合均勻后，置于研磨機(jī)中研磨，并噴霧干燥，獲得粉末；再將粉末調(diào)整為含水率為30％的漿，得到改性粘土；其中水玻璃模數(shù)為0.5。

實(shí)施例9

在實(shí)施例5的基礎(chǔ)上，其采用的粘土為改性粘土，改性方法為：將粘土與水玻璃按照質(zhì)量比為3:1.1混合均勻后，加入占粘土質(zhì)量0.1％的氧化鋁，攪拌混合均勻后，置于研磨機(jī)中研磨，并噴霧干燥，獲得粉末；再將粉末調(diào)整為含水率為50％的漿，得到改性粘土；其中水玻璃模數(shù)為3.1。

本發(fā)明創(chuàng)造分別對(duì)上述實(shí)施例中制備的透水磚的性能指標(biāo)檢測(cè)，其結(jié)果如下表所示：

除此之外，本發(fā)明創(chuàng)造的研究者還做了如下實(shí)驗(yàn)：

將碗中裝滿水后，采用上述實(shí)施例制備的透水磚蓋在碗上，并置于陽光下照射7天，再觀察透水磚上的水分情況以及碗中的剩余水量，具體得出，透水磚覆蓋碗的一面上，殘留著大量的水珠，并且碗中的水并未被完全曬干；與此同時(shí)的是，采用傳統(tǒng)的透水磚(如專利號(hào)為200610140628.7的復(fù)合透水磚)按照上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作，并在同樣的天氣下照射7天，再觀察，其結(jié)果為：透水磚磚體較為干燥，碗中的水無剩余。

由此可見，本發(fā)明創(chuàng)造的透水磚，具有較優(yōu)的保水性能，能夠?yàn)槌鞘猩鷳B(tài)環(huán)境的水平衡起到調(diào)節(jié)作用。