CN103553471A - 一种废弃混凝土制透水砖的方法及该透水砖的铺设方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废弃混凝土制透水砖的方法及该透水砖的铺设方法。本发明的废弃混凝土制透水砖的方法,包括以下步骤：取废弃混凝土破碎后，制得再生细粉和再生骨料；将再生骨料和水、水泥加入搅拌机中搅拌；将搅拌后的混和材料进行机压成型，制得砖坯，通过自然养护后，制得透水砖。本发明还提供了透水砖的铺设方法，包括以下步骤：夯实天然土层；在天然土层上面，铺上混合土层；在混合土层上，再铺上再生细粉作为垫层；最后在垫层上，铺设透水砖。本发明通过使用废弃混凝土制成透水砖，并进行创造性铺设，能够大量使用废弃混凝土，砖面能吸收地表水达到35%左右，晴天蒸发地下水，能降低地面温度，减少路面空气中PM2.5等污染物含量。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料，具体地说是一种废弃混凝土制透水砖的方法及该透水砖的铺设方法。
背景技术
混凝土工程是大规模土木建设的主导工程，混凝土是建筑材料中大量使用的材料，在建设行业中占据了极其重要的地位，一直受到人们的重视。近年来，随着社会经济的发展，我国的建筑行业前所未有地飞速发展，新的建筑物不断地兴建，混凝土的用量增多，与此同时，有很多的旧建筑物因不符合现代经济发展要求而需要拆除，由此产生了大量的建筑垃圾。据统计，我国每年因拆除建筑物而产生的建筑垃圾达5亿吨以上，其中废弃混凝土的比例最高，巨额的处理费用和由此引发的环境问题十分突出。目前废弃混凝土除了部分用作施工场地平整、低洼地区填埋之外，大部分弃置于郊区的垃圾填埋场，弱碱性的废渣破坏了大片土壤。由于混凝土材料属于五级材料、耐久性好，这种垃圾不会像有机物一样自然分解，因此这种污染是永久性的。
而且，近年来，在连续出现强降雨之后，北京、武汉、广州等各地城市都出现了严重内涝。城市内涝问题屡有发生，严重影响了居民日常生活和工作。总所周知，城市排水系统脆弱是内涝发生的直接原因，同时，由于城市建设需要，大量郊区的池塘湖泊被填埋建设，丧失平衡天面雨水的能力，一旦下雨更是加重城市下水管道的负担。许多城市和乡镇在城市建设过程中一味地强调美观而大量使用硬化地面（硬化地面是指用水泥、花岗岩、大理石、釉面砖、柏油等不透水的建材，铺设城市广场、商业街、人行道、停车场、社区活动场地。）。而硬化的地面就像铺设在土壤上的隔膜，降水只能流淌其上，无法内部吸收，从而导致城市地面渗水能力越来越差，一旦遇到大量降雨，就容易形成内涝。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种废弃混凝土制透水砖的方法及该透水砖的铺设方法。
本发明的废弃混凝土制透水砖的方法,其特征在于，包括以下生产步骤：
（1）取废弃混凝土用压力试验机压碎或锤击破碎后，过孔径26.5mm的方孔筛进行筛分，得到孔径26.5mm的方孔筛筛上物和筛下物；
①首先，将孔径26.5mm的方孔筛筛上物使用颚式破碎机进行破碎，颚式破碎机的出料口为25mm宽；然后再过孔径4.75mm的方孔筛进行筛分，就得到孔径4.75mm的方孔筛筛上物，即是粒径为5～25mm的连续粒级再生粗骨料；
②另外，将孔径26.5mm的方孔筛筛下物用孔径9.5mm的方孔筛进行筛分，得到孔径9.5mm的方孔筛筛上物和筛下物；孔径9.5mm的方孔筛筛上物也使用颚式破碎机进行第二次破碎，颚式破碎机的出料口为10mm宽；
③孔径9.5mm的方孔筛筛下物与第二次破碎所得的骨料用孔径4.75mm的方孔筛进行筛分，得到孔径4.75mm的方孔筛筛上物和筛下物，孔径4.75mm的方孔筛筛上物即是粒径为5～10mm的单粒级再生粗骨料；
④孔径4.75mm的方孔筛筛下物继续使用孔径0.15mm的方孔筛进行筛分，得到孔径0.15mm的方孔筛筛上物和筛下物，孔径0.15mm的方孔筛筛上物即是粒径为0.15～5mm的连续粒级再生细骨料，孔径0.15mm的方孔筛筛下物即是粒径﹤0.15mm的再生细粉；
将上述制得的除了粒径﹤0.15mm的再生细粉之外的，粒径为5～25mm的连续粒级再生粗骨料、粒径为5～10mm的单粒级再生粗骨料、粒径为0.15～5mm的连续粒级再生细骨料进行混合，作为再生骨料备用；
该步骤的作用：以上步骤中，废弃混凝土通过两次破碎及筛分可加工成两种粒级的再生粗骨料，即粒径为5～10mm的单粒级再生粗骨料和粒径为5～25mm的连续粒级再生粗骨料，同时也产生了粒径为0.15～5mm的连续粒级再生细骨料和粒径小于0.15mm的再生细粉等副产物，得到的各种再生骨料所占比例如下表所示：
| 粒径大小 | 所占比例 |
| 5～25mm | 64～73% |
| 5～10mm | 13～15% |
| 0.15～5mm | 12～20% |
| <0.15mm | 1～2% |
| 总和 | 100% |
经过统计表明，粒径为5～25mm的连续粒级再生粗骨料和粒径为5～10mm的单粒级再生粗骨料所占比例极大，适合代替天然砂石作为生产透水砖的骨料；
（2）将上述备用的再生骨料和水、水泥以6.5：2.5：1的重量比加入搅拌机中，在温度60℃、湿度30%的条件下以1000～1200rpm的横向转速搅拌45秒钟；
该步骤作用：最大限度发挥水泥和再生骨料搅拌粘合的作用，增加再生骨料强度，使得砖的空隙率提高而增大其透水性能；
（3）将搅拌后的混和材料按常规工艺用压砖机进行机压成型，制得砖坯，通过28天的自然养护后，制得透水砖。该砖体抗压可达到45MPa，透水系数达到4.5×10-2cm/s，达到透水砖的设计要求。
为了在不影响砖体抗压性能的基础上，进一步增强砖体的透水性能，可以在上述方法中，取方解石粉碎至粒径为2～4mm，取黄原胶和水以1：20的重量比混合成胶液，将粒径为2～4mm的方解石颗粒浸入胶液中，然后将浸液后的方解石颗粒用10目筛滤去多余的胶液，于20～35℃晾干1～1.5小时，形成外表面包裹有胶层的方解石胶粒；然后在步骤（2）中，加入占水泥重量3～5%的方解石胶粒于搅拌机中，与再生骨料、水和水泥共同在温度60℃、湿度30%的条件下以1000～1200rpm的横向转速搅拌45秒钟；再进入步骤（3），将搅拌后的混和材料进行机压成型制得砖坯后，将砖坯浸入水中，然后每10分钟换一次水，反复3～5次；将浸水后的砖坯干燥后，在850～900℃的温度下进行分解方解石20～30分钟，最后降温冷却至常温（20～35℃），通过28天的自然养护后，制得透水砖。
该步骤作用：在每个单独的方解石颗粒外表面包裹上黄原胶层，既可作为缓冲层，使方解石颗粒在后续的搅拌中不会轻易被搅碎；又能够增加方解石颗粒与其它材料的黏结力，同时使被绞碎的方解石颗粒碎末不会四散开来，而是还较为集中的聚集在一起，否则后续的高温分解产生的孔隙过小，影响透水性；砖坯浸水时，方解石颗粒表层的黄原胶经过浸水后大部分溶解排出，被暴露出来的方解石颗粒在850～900℃的温度下分解成氧化钙和二氧化碳，方解石胶粒经过黄原胶的溶解和方解石的分解后，体积缩小至少一半，使透水砖内部形成了多个孔隙，使透水砖的吸水性大幅提升，增强了透水砖的透水能力。
本发明还提供了上述方法制成的透水砖的铺设方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、夯实天然土层厚度为100cm以上，夯实度达到95%以上；
（2）、将上述废弃混凝土制透水砖的方法中步骤（1）制备的再生骨料和红土按重量比例8:2进行混合制成混合土层，然后在夯实的天然土层上面，铺上厚度为30～35cm的混合土层，浇水并压实；
（3）、在混合土层上，再铺上上述废弃混凝土制透水砖的方法中步骤（1）制备的粒径﹤0.15mm的再生细粉2～4cm作为垫层，充分压实压平；
（4）最后在垫层上，铺设上述废弃混凝土制透水砖的方法中所制得的透水砖，砖与砖之间空隙距离达到3～5mm，并用粒径为1.3～2.5mm的沙子填充该空隙。
通过以上铺设方法，不但天面水可以轻易渗透补充地下水，而且地下水还可以通过蒸发渗透出地面，就像会呼吸的地面。起到类似扫地防尘洒水的效果，这些从地下蒸发起来的小水珠不但可以防止建筑和道路扬尘，更加可以和空气中的PM2.5结合依附，增大其当量直径使之降落至地面。1m2的透水砖路面，在日照温度30℃的阳光照射下，升腾地下水水蒸气高度达6m以上，即可使空气中雾霾被水蒸汽吸附，形成6m3的清新空气空间，使6m3的雾霾消失。
按照此铺设方法，每平方米透水砖路面，可以消耗0.32m3废弃混凝土再生骨料，废弃混凝土再生骨料压实密度按照2.11*103kg/m3来算的话，每平方米透水砖路面可以消耗废弃混凝土约675kg。
本发明通过使用废弃混凝土制成透水砖，并进行创造性铺设，能够大量使用废弃混凝土。当遇到降雨时，砖面能吸收地表水达到35%左右，每1m2的透水砖铺设路面，能吸收0.15-0.25 m3的地面水。雨水降落到砖面，砖面下的土壤会像海绵一样不断吸收雨水并储存，形成“海绵效应”，可以有效减少城市下水道内涝，达到原有被填埋的池塘湖泊保持天面雨水平衡的能力。同时补充地下水位，晴天蒸发地下水，能降低地面温度，分解汽车尾气中的氮化物和硫化物、减少路面空气中PM2.5等污染物含量。
附图说明
图1为本发明废弃混凝土制透水砖的方法步骤（1）中，取废弃混凝土用压力试验机压碎或锤击破碎后进行筛分的流程图。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，废弃混凝土制透水砖的方法,其特征在于，包括以下生产步骤：
（1）取废弃混凝土用压力试验机压碎或锤击破碎后，过孔径26.5mm的方孔筛进行筛分，得到孔径26.5mm的方孔筛筛上物和筛下物；
①首先，将孔径26.5mm的方孔筛筛上物使用颚式破碎机进行破碎，颚式破碎机的出料口为25mm宽；然后再过孔径4.75mm的方孔筛进行筛分，就得到孔径4.75mm的方孔筛筛上物，即是粒径为5～25mm的连续粒级再生粗骨料；
②另外，将孔径26.5mm的方孔筛筛下物用孔径9.5mm的方孔筛进行筛分，得到孔径9.5mm的方孔筛筛上物和筛下物；孔径9.5mm的方孔筛筛上物也使用颚式破碎机进行第二次破碎，颚式破碎机的出料口为10mm宽；
③孔径9.5mm的方孔筛筛下物与第二次破碎所得的骨料用孔径4.75mm的方孔筛进行筛分，得到孔径4.75mm的方孔筛筛上物和筛下物，孔径4.75mm的方孔筛筛上物即是粒径为5～10mm的单粒级再生粗骨料；
④孔径4.75mm的方孔筛筛下物继续使用孔径0.15mm的方孔筛进行筛分，得到孔径0.15mm的方孔筛筛上物和筛下物，孔径0.15mm的方孔筛筛上物即是粒径为0.15～5mm的连续粒级再生细骨料，孔径0.15mm的方孔筛筛下物即是粒径﹤0.15mm的再生细粉；
将上述制得的除了粒径﹤0.15mm的再生细粉之外的，粒径为5～25mm的连续粒级再生粗骨料、粒径为5～10mm的单粒级再生粗骨料、粒径为0.15～5mm的连续粒级再生细骨料进行混合，作为再生骨料备用；
（2）将上述备用的再生骨料和水、水泥以6.5：2.5：1的重量比加入搅拌机中，在温度60℃、湿度30%的条件下以1100rpm的横向转速搅拌45秒钟；
（3）将搅拌后的混和材料按常规工艺用压砖机进行机压成型，制得砖坯，通过28天的自然养护后，制得实施例1的透水砖。
实施例1的透水砖的铺设方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、夯实天然土层厚度为110cm，夯实度达到97%；
（2）、将实施例1的废弃混凝土制透水砖的方法中，步骤（1）制备的再生骨料和红土按重量比例8:2进行混合制成混合土层，然后在夯实的天然土层上面，铺上厚度为32cm的混合土层，浇水并压实；
（3）、在混合土层上，再铺上实施例1的废弃混凝土制透水砖的方法中，步骤（1）制备的粒径﹤0.15mm的再生细粉2～4cm作为垫层，充分压实压平；
（4）最后在垫层上，铺设实施例1制得的透水砖，砖与砖之间空隙距离达到4mm，并用粒径为1.5mm的沙子填充该空隙。
实施例2：与实施例1不同的是，在废弃混凝土制透水砖的方法中，取方解石粉碎至粒径为3mm，取黄原胶和水以1：20的重量比混合成胶液，将粒径为3mm的方解石颗粒浸入胶液中，然后将浸液后的方解石颗粒用10目筛滤去多余的胶液，于25℃晾干1.2小时，形成外表面包裹有胶层的方解石胶粒；然后在步骤（2）中，加入占水泥重量4%的方解石胶粒于搅拌机中，与再生骨料、水和水泥共同在温度60℃、湿度30%的条件下以1100rpm的横向转速搅拌45秒钟；再进入步骤（3），将搅拌后的混和材料进行机压成型制得砖坯后，将砖坯浸入水中，然后每10分钟换一次水，反复4次；将浸水后的砖坯干燥后，在880℃的温度下进行分解方解石25分钟，最后降温冷却至25℃，通过28天的自然养护后，制得实施例2的透水砖。
实施例2的透水砖的铺设方法与实施例1的相同。
Claims (3)
1.废弃混凝土制透水砖的方法,其特征在于，包括以下生产步骤：
（1）取废弃混凝土用压力试验机压碎或锤击破碎后，过孔径26.5mm的方孔筛进行筛分，得到孔径26.5mm的方孔筛筛上物和筛下物；
①首先，将孔径26.5mm的方孔筛筛上物使用颚式破碎机进行破碎，颚式破碎机的出料口为25mm宽；然后再过孔径4.75mm的方孔筛进行筛分，就得到孔径4.75mm的方孔筛筛上物，即是粒径为5～25mm的连续粒级再生粗骨料；
②另外，将孔径26.5mm的方孔筛筛下物用孔径9.5mm的方孔筛进行筛分，得到孔径9.5mm的方孔筛筛上物和筛下物；孔径9.5mm的方孔筛筛上物也使用颚式破碎机进行第二次破碎，颚式破碎机的出料口为10mm宽；
③孔径9.5mm的方孔筛筛下物与第二次破碎所得的骨料用孔径4.75mm的方孔筛进行筛分，得到孔径4.75mm的方孔筛筛上物和筛下物，孔径4.75mm的方孔筛筛上物即是粒径为5～10mm的单粒级再生粗骨料；
④孔径4.75mm的方孔筛筛下物继续使用孔径0.15mm的方孔筛进行筛分，得到孔径0.15mm的方孔筛筛上物和筛下物，孔径0.15mm的方孔筛筛上物即是粒径为0.15～5mm的连续粒级再生细骨料，孔径0.15mm的方孔筛筛下物即是粒径﹤0.15mm的再生细粉；
将上述制得的除了粒径﹤0.15mm的再生细粉之外的，粒径为5～25mm的连续粒级再生粗骨料、粒径为5～10mm的单粒级再生粗骨料、粒径为0.15～5mm的连续粒级再生细骨料进行混合，作为再生骨料备用；
（2）将上述备用的再生骨料和水、水泥以6.5：2.5：1的重量比加入搅拌机中，在温度60℃、湿度30%的条件下以1000～1200rpm的横向转速搅拌45秒钟；
（3）将搅拌后的混和材料按常规工艺用压砖机进行机压成型，制得砖坯，通过28天的自然养护后，制得透水砖。
2.根据权利要求1所述废弃混凝土制透水砖的方法，其特征在于，取方解石粉碎至粒径为2～4mm，取黄原胶和水以1：20的重量比混合成胶液，将粒径为2～4mm的方解石颗粒浸入胶液中，然后将浸液后的方解石颗粒用10目筛滤去多余的胶液，于20～35℃晾干1～1.5小时，形成外表面包裹有胶层的方解石胶粒；然后在步骤（2）中，加入占水泥重量3～5%的方解石胶粒于搅拌机中，与再生骨料、水和水泥共同在温度60℃、湿度30%的条件下以1000～1200rpm的横向转速搅拌45秒钟；再进入步骤（3），将搅拌后的混和材料进行机压成型制得砖坯后，将砖坯浸入水中，然后每10分钟换一次水，反复3～5次；将浸水后的砖坯干燥后，在850～900℃的温度下进行分解方解石20～30分钟，最后降温冷却至常温，通过28天的自然养护后，制得透水砖。
3.权利要求1或2所述废弃混凝土制透水砖的方法制成的透水砖的铺设方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、夯实天然土层厚度为100cm以上，夯实度达到95%以上；
（2）、将权利要求1或2所述废弃混凝土制透水砖的方法中步骤（1）制备的再生骨料和红土按重量比例8:2进行混合制成混合土层，然后在夯实的天然土层上面，铺上厚度为30～35cm的混合土层，浇水并压实；
（3）、在混合土层上，再铺上权利要求1或2所述废弃混凝土制透水砖的方法中步骤（1）制备的粒径﹤0.15mm的再生细粉2～4cm作为垫层，充分压实压平；
（4）最后在垫层上，铺设权利要求1或2所述废弃混凝土制透水砖的方法中所制得的透水砖，砖与砖之间空隙距离达到3～5mm，并用粒径为1.3～2.5mm的沙子填充该空隙。
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