本發(fā)明屬于建筑材料，具體涉及一種彩色高性能透水磚及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、透水磚是海綿城市的重要組成部分，可以有效提高城市道路的雨水滲透率，緩解內(nèi)澇問題。透水磚設(shè)計(jì)時(shí)采用較低的漿體骨料質(zhì)量比，以達(dá)到多孔的成型效果，實(shí)現(xiàn)較好的透水性。然而，由于水泥漿體的低用量，骨料之間的黏結(jié)不夠緊密，進(jìn)而會(huì)影響透水磚的性能。已公布的透水磚存在強(qiáng)度低、耐久性差的缺點(diǎn)，嚴(yán)重制約其在實(shí)際工程的推廣應(yīng)用，不利于“海綿城市”的建設(shè)。

2、公開號(hào)cn118271032a公布了一種高早強(qiáng)固碳透水混凝土的制備方法。該申請采用uhpc基膠凝材料作基底粘結(jié)劑，同時(shí)采用鋁礬土作粗骨料，并結(jié)固碳化養(yǎng)護(hù)技術(shù)，可得到抗壓強(qiáng)度25mpa~30mpa、透水系數(shù)0.3~0.4cm/s的透水混凝土。但該法制得的透水混凝土抗折強(qiáng)度相對(duì)偏低，納米纖維素未經(jīng)分散處理便直接加入攪拌會(huì)導(dǎo)致纖維團(tuán)聚現(xiàn)象，進(jìn)而影響混凝土強(qiáng)度，無法發(fā)揮其增韌的優(yōu)勢。同時(shí)，現(xiàn)階段碳化養(yǎng)護(hù)方式無法在實(shí)際生產(chǎn)中大范圍推廣。

3、針對(duì)上述不足，本發(fā)明特采用協(xié)同分散技術(shù)，以偏高嶺土為輔助膠凝材料基底，通過磁力攪拌與超聲分散的聯(lián)動(dòng)，使納米纖維素均勻分散到水泥砂漿基質(zhì)中。同時(shí)面層著色也采用協(xié)同分散方法，使染色劑均勻分布，保證透水磚面層顏色鮮亮均一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本技術(shù)特采用高硬度骨料與uhpc基粘結(jié)材料，對(duì)現(xiàn)有透水磚強(qiáng)度偏低、耐久性不佳的通病進(jìn)行優(yōu)化提升；同時(shí)使用了一種新的染色劑協(xié)同分散方法，在制備過程對(duì)透水磚面層進(jìn)行均勻著色，進(jìn)一步改善了透水磚的觀感質(zhì)量。

2、本發(fā)明提供一種彩色高性能透水磚，包括底層材料和面層材料，所述底層材料包括水泥、偏高嶺土、硅灰、鋁礬土、納米纖維素、水和減水劑；所述面層材料包括水泥、偏高嶺土、硅灰、石英砂、水、染料和減水劑。

3、本發(fā)明在底層材料中采用了鋁礬土粗骨料。它是由化學(xué)性能穩(wěn)定的剛玉和莫來石構(gòu)成的。鋁礬土粗骨料的力學(xué)性能（強(qiáng)度、硬度、耐性等）顯著優(yōu)于花崗巖、石灰?guī)r等常規(guī)骨料。同時(shí)鋁礬土中含有較高含量的al2o3，它補(bǔ)充了膠凝材料的活性，保證了鋁礬土與水泥砂漿基質(zhì)的黏結(jié)；此外，鋁礬土內(nèi)部含有連通孔隙，可發(fā)揮集料內(nèi)養(yǎng)護(hù)作用，進(jìn)一步促水化反應(yīng)。

4、為了提高基材的韌性，本發(fā)明在底層材料采用了納米纖維素。它在漿體與骨料的粘結(jié)中起到橋接作用，能有效抑制微裂縫的產(chǎn)生，使得所制備的透水磚抗折強(qiáng)度可達(dá)9mpa。

5、進(jìn)一步，底層材料中，以質(zhì)量份計(jì)，水泥為190-200份，偏高嶺土為30-50份，硅灰為0-30份，鋁礬土為1000-1400份，納米纖維素為0-1份，減水劑為8-16份，水為38-54份。

6、進(jìn)一步，面層材料中，以質(zhì)量份計(jì)，水泥為475-500份，偏高嶺土為75-100份，硅灰為0-75份，石英砂為1000-1400份，減水劑為20-40份，水為95-135份，染料為15-35份。

7、進(jìn)一步，所述面層材料中，水泥為p.o?52.5白色水泥，白度≥85；硅灰比表面積≥12?m2/g，白度≥90；所述底層材料中，水泥為p.o?52.5水泥；所述偏高嶺土比表面積≥15m2/g，白度≥90。

8、進(jìn)一步，所述石英砂顆粒范圍為0.106-0.212mm；所述鋁礬土顆粒范圍為5-8mm；所述減水劑為聚羧酸減水劑；所述納米纖維素直徑在?4-10nm，長度?1-3?m。

9、進(jìn)一步，所述彩色高性能透水磚具體實(shí)施時(shí)抗壓強(qiáng)度達(dá)50mpa，抗折強(qiáng)度達(dá)9mpa，透水系數(shù)＞4mm/s。

10、本發(fā)明還提供一種彩色高性能透水磚的制備方法，所述底層材料的制備包括以下步驟：

11、s1：取底層材料的制備原材，包括水泥、偏高嶺土、硅灰、鋁礬土、納米纖維素、水及減水劑；視制備構(gòu)件大小，將配比好的20%-50%質(zhì)量比的水、100%質(zhì)量比的納米纖維素、100%質(zhì)量比的減水劑進(jìn)行初步攪拌，形成混合液待使用；

12、s2：將配比好的水泥、偏高嶺土、硅灰混合加入混凝土攪拌機(jī)中攪拌。隨后加入s1步驟混合液與剩余的水繼續(xù)攪拌2-3分鐘，直至攪拌成可塑性水泥基漿體；

13、s3：加入鋁礬土骨料，攪拌1-2分鐘，使步驟s2漿體均勻包裹在所有骨料上，得到底層漿料。

14、進(jìn)一步，所述面層材料的制備包括以下步驟：

15、s1：取面層漿料的制備原材，包括水泥、偏高嶺土、白色硅灰、石英砂、水及減水劑。視制備構(gòu)件大小，將配比好的20%至50%質(zhì)量比的偏高嶺土、全部質(zhì)量的染料、50%-100%質(zhì)量比的水、100%質(zhì)量比的減水劑放入磁力攪拌器中進(jìn)行約10分鐘的攪拌，形成初步攪拌，形成混合液；

16、s2：在經(jīng)過磁力攪拌器的攪拌后，取出全部混合液，放入超聲分散儀中，以800w的功率進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為10-20分鐘；

17、通過磁力攪拌+超聲分散的方式，可使染料均勻分散于體系中比水泥顆粒更小的偏高嶺土中，使得染料分散均勻、耐久性高、不掉色、不沾手。協(xié)同分散進(jìn)一步補(bǔ)強(qiáng)了體系中偏高嶺土的性能優(yōu)勢，使得偏高嶺土在混凝土體系中起到橋連作用，并優(yōu)化水泥基材料中的顆粒分布，提高了骨料粘結(jié)漿體的強(qiáng)度。

18、s3：將經(jīng)過步驟s2處理的混合液加入混凝土攪拌機(jī)中，并將剩余的水泥、水、偏高嶺土、白硅灰、石英砂加入混凝土攪拌機(jī)中進(jìn)行2-3分鐘的攪拌，直至攪拌成可塑性水泥基漿體，得到面層漿料。

19、進(jìn)一步，彩色高性能透水磚制備方法包括以下步驟：

20、將底層漿料置于模具中，初壓，得到初壓底料，將面層漿料置于所述初壓底料的頂部，經(jīng)振動(dòng)加壓成型處理，再養(yǎng)護(hù)24h后拆模，拆模后繼續(xù)標(biāo)養(yǎng)至規(guī)定齡期，得到所述透水磚。

21、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

22、1.通過磁力攪拌+超聲分散的方式，可使染料均勻分散于體系中比水泥顆粒更小的偏高嶺土中，使得染料分散均勻、耐久性高、不掉色、不沾手。

23、2.協(xié)同分散進(jìn)一步補(bǔ)強(qiáng)了體系中偏高嶺土的性能優(yōu)勢，使得偏高嶺土在混凝土體系中起到橋連作用，并優(yōu)化水泥基材料中的顆粒分布，提高了骨料粘結(jié)漿體的強(qiáng)度。

24、3.采用的鋁礬土粗骨料由化學(xué)性能穩(wěn)定的剛玉和莫來石構(gòu)成，其力學(xué)性能（強(qiáng)度、硬度、耐性等）顯著優(yōu)于花崗巖、石灰?guī)r等常規(guī)骨料；同時(shí)鋁礬土較高含量的al2o3補(bǔ)充了膠凝材料的活性，保證了鋁礬土與水泥砂漿基質(zhì)的黏結(jié)；此外，鋁礬土內(nèi)部含有連通孔隙，可發(fā)揮集料內(nèi)養(yǎng)護(hù)作用，進(jìn)一步促水化反應(yīng)。用鋁礬土作粗骨料所制備的透水磚抗壓強(qiáng)度可達(dá)50mpa。

25、4.采用的納米纖維素在漿體與骨料的粘結(jié)中起到橋接作用，提高了基材的韌性，能有效抑制微裂縫的產(chǎn)生，所制備的透水磚抗折強(qiáng)度可達(dá)9mpa。

26、本發(fā)明有益效果：

27、本發(fā)明的透水磚是一種高性能的透水磚，具有較高的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度，具體實(shí)施時(shí)抗壓強(qiáng)度可達(dá)50mpa，抗折強(qiáng)度可達(dá)9mpa。同時(shí)該種透水磚底層選用的粒徑范圍合理的鋁礬土骨料，可實(shí)現(xiàn)透水磚的透水系數(shù)＞4mm/s。配合使用的染色劑協(xié)同分散方法，使得透水磚面層著色均勻。便于自動(dòng)規(guī)模化生產(chǎn)，在工程領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。