本發(fā)明涉及到道路施工領域的人行道地磚，具體的說是一種人行道用排水型地磚及其制作方法。

背景技術：

地磚是一種地面裝飾材料，也叫地板磚，絕大多數(shù)的地磚是用黏土燒制而成，其尺寸規(guī)格和形狀也多種多樣，具有質(zhì)堅、耐壓耐磨、能防潮等優(yōu)點，而有的經(jīng)上釉處理后具有裝飾作用，多用于公共建筑和民用建筑的地面和樓面?，F(xiàn)實生活中，道路兩側(cè)的人行道基本上都鋪設有地磚，但是這種地磚基本上都是常規(guī)的形狀和結(jié)構(gòu)，鋪設后并不能起到很好的排水效果。

技術實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)實生活中道路兩側(cè)用地磚鋪設的人行道存在的排水效果不好的問題，本發(fā)明提供了一種人行道用排水型地磚及其制作方法，該地磚的表面設有圓弧狀排水坡，從而不會產(chǎn)生積水，而且在相鄰兩塊磚之間通過特殊結(jié)構(gòu)能夠形成排水槽，便于積水的排出。

本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種人行道用排水型地磚，包括磚體和設置在磚體上表面用以將積水拍向四周的圓弧狀排水坡，磚體相對的兩側(cè)分別設置有可插接配合的突起部和凹陷部，且突起部的長度大于凹陷部的深度，以使某塊磚體的突起部插入與其相鄰磚體的凹陷部后，在兩塊磚體之間形成排水槽；

所述磚體由基料、外加劑、填充劑與水混合制成泥漿后成型、燒制而成，其中，按照重量比，基料由20-22份的粉煤灰、16-20份的電石灰、24-28份的石灰石粉和6-8份的河砂混合而成，外加劑由9-10份細度不超過30微米的碳化硅微粉和2-3份細度不超過30微米的藍晶石粉混合而成，填充劑由3-5份的鋼渣粉、2-3份的鋁灰和1-2份的赤泥混合后在1650-1700℃的溫度下燒結(jié)1h后粉磨至細度不超過30微米得到。

所述外加劑中還含有1-2份細度不超過100微米的石英砂粉末。

所述填充劑中還含有1-2份的橄欖巖粉末。

所述填充劑在制備過程中，燒結(jié)完成后以600-700℃/min的降溫速率急速冷卻后再進行粉磨。

上述人行道用排水型地磚的制作方法，首先制備填充劑粉末，然后上述比例稱取各物料進行混合并加入水制成含水率為18-20%的泥料，該泥料在陳化6-8天后入模制成地磚坯體，而后經(jīng)烘干、燒結(jié)和自然冷卻即得到產(chǎn)品，所述填充劑粉末的制備方法為：按照上述的比例稱取鋼渣粉、鋁灰和赤泥，混合后粉磨至細度不超過300微米的細粉，然后在1650-1700℃的溫度下燒結(jié)1h后冷卻并粉磨至細度不超過30微米即得到填充劑。

所述泥料在陳化6-8天后，向其中加入泥料總重3%的地溝油，再次拌合均勻后再進行擠壓成型制成地磚坯體。

所述烘干溫度為100-120℃。

所述燒結(jié)分為預熱段、升溫段和焙燒段三部分，其中，預熱段是指使爐內(nèi)溫度從常溫在2h均勻升高到200℃，并保持該溫度1-2h，在此過程中，保持爐內(nèi)氧氣含量不高于4%；

所述升溫段是指，使爐內(nèi)溫度從200℃在4h均勻升高到800℃，在此過程中，保持爐內(nèi)氧氣含量不低于45%；

所述焙燒段是指，使爐內(nèi)溫度從800℃在2h均勻升高到1650℃，并保持該溫度3h，在此過程中，保持爐內(nèi)氧氣含量不低于45%。

本發(fā)明中，在制作地磚時，為防止地磚燒結(jié)過程中出現(xiàn)裂紋等缺陷，在將各物料混合制成泥料陳化后，可以向其中加入基料總重10%的水泥進行拌合，拌合均勻后再進行烘干、燒結(jié)和冷卻，從而最終得到地磚。

本發(fā)明中，可以在地磚的表面鋪設一層橡膠彈性體，按照重量比，該橡膠彈性體由20～22份的丁腈橡膠、8～9份的聚丙烯腈纖維、2～3份的硫化劑、2～3份的炭黑、1～2份的改性空心玻璃微珠、3～4份的二氧化硅微粉、0.8～1份的改性四鈦酸鉀晶須和4～6份的補強劑在60～80℃條件下混煉而成，所述補強劑由8～10份海泡石絨、1～2份的改性納米二氧化鈦、10～12份正硅酸乙酯制成；所述改性空心玻璃微球和改性四鈦酸鉀晶須分別是將市售的空心玻璃微球和市售的四鈦酸鉀晶須與其重量3-5%的表面改性劑混合后靜置1-2h后過濾晾干得到，所用表面改性劑由KH550、乙醇、丙酮和氫氧化鋇按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成；

其中補強劑的制備方法為：按照重量比，取10～12份正硅酸乙酯與去離子水按照1:8-10的比例混合，再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳粉、8～10份海泡石絨和1～2份的改性納米二氧化鈦混合均勻進行反應，反應過程中，每隔20min向反應體系內(nèi)施加頻率350-370kHz的超聲波1min，待反應結(jié)束后對反應體系進行超濾得到固體粉末，最后將固體粉末在有氧條件下充分灼燒除去碳粉即得到補強劑；所述改性納米二氧化鈦是市售的納米二氧化鈦與其重量3-5%的表面改性劑混合得到，該表面改性劑由氫氧化鋇、碳酸鈉和KH550按照重量比3-4:1-2:30的比例混合而成。

以上特殊成分的橡膠彈性體中，含有改性空心玻璃微珠，一方面能夠均勻分散在丁腈橡膠和聚丙烯腈纖維形成的基體中，另一方面是改性過程中使空心玻璃微珠表面接枝大量的硅羥基，這些基團通過化學反應將空心玻璃微珠與基體連接起來，保證二者具有良好的界面結(jié)合力，材料在受到外力時，空心玻璃微珠粒子在材料中受到應力發(fā)生形變、破壞等，從而吸收沖擊能量，提高沖擊性能，同時還可以引發(fā)銀紋，終止裂縫擴展，在一定形態(tài)結(jié)構(gòu)下引發(fā)基體的剪切屈服，從而消耗大量的沖擊能量，又能較好地傳遞所承受的外力，提高橡膠彈性體的壓縮強度、彎曲強度、沖擊強度；含有的海泡石絨也具有微孔結(jié)構(gòu)，具有很大的比表面積，分散到橡膠彈性體中也能吸收震動和沖擊；

利用氫氧化鋇和碳酸鈉混合作為催化劑讓納米級的 SiO₂粒子的表面能夠受到羥基的作用，從而含有一定數(shù)量的含氧官能團，增加了納米級SiO₂粒子的有關表面相容性，在納米級SiO₂粒子作為填充料與其余原料充分混合時，因為SiO₂顆粒很小，且比表面積大，細微化的結(jié)構(gòu)使得其余物料與其的接觸面積增大，使SiO₂粒子可以在物料中均勻分散，從而便于SiO₂與其余物質(zhì)在高溫下發(fā)生化學鍵合或者物理結(jié)合。此外，均勻分散的納米級SiO₂相當于“錨點”，其能夠使高溫環(huán)境下生成的強化基體與其結(jié)合，在受到外力沖擊作用下，能夠產(chǎn)生 “應力集中”的效應，使得其周圍的一些基體“屈服”并吸收較多的變形功，此外也能夠產(chǎn)生 “釘扎-攀越”效應，增大裂紋在擴展時所受到的阻力，消耗變形功，從而使其韌性增加。

本發(fā)明以粉煤灰、電石灰、石灰石粉和河砂來作為燒制地磚的基料，不僅解決了粉煤灰、電石灰和石灰石粉等廢棄物的再利用，而且也提高了燒制后地磚的強度（粉煤灰中含有的氧化鋁、氧化硅等與氧化鈣在地磚燒結(jié)時的高溫環(huán)境中形成陶瓷顆粒增強體結(jié)構(gòu)），通過加入由碳化硅作為外加劑，可以使得燒成的地磚表面含有一些開放型氣孔（或稱開口氣孔），這些氣孔能夠保證地磚與橡膠彈性體結(jié)合的緊密性，而且也不會影響地磚的強度；碳化硅在高溫氧化氣氛中容易發(fā)生氧化反應：SiC+2O₂→CO₂+SiO₂，該反應開始溫度較高，1000℃開始明顯氧化，顆粒越細，則氧化速度越快，反應產(chǎn)物CO₂的逸出容易造成坯體表面形成開口氣孔，而反應產(chǎn)物SiO₂具有較高活性，與氧化鋁反應生成莫來石，從而在地磚內(nèi)形成莫來石增強體；同時，高溫下外加劑中的藍晶石細粉分解，既可確保生成較多的莫來石相，保證制品的力學強度，藍晶石從1100℃左右開始分解、生成莫來石和SiO₂，1300℃以后顯著分解轉(zhuǎn)化，由于該莫來石化反應伴隨有16-18%的體積膨脹，因此還可填充由于碳化硅氧化產(chǎn)生的孔隙，使單個孔隙變小，整體孔隙率降低，并且會改變地磚內(nèi)孔隙的形狀和分布；由于地磚中含有大量的微孔，也能夠吸收并削弱震動的傳遞；

有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點：

1）本發(fā)明通過在地磚的表面設置圓弧狀排水坡，從而使得雨水并不會聚集在地磚的表面，而且在地磚的兩側(cè)分別設置可插接配合的突起部和凹陷部，從而使相鄰的兩塊地磚插接后，不僅能夠增強彼此間連接的緊密性，而且還可以形成排水槽，使雨水能夠沿排水槽排出；

2）本發(fā)明以粉煤灰、電石灰、石灰石粉和河砂來作為燒制地磚的基料，不僅解決了粉煤灰、電石灰和石灰石粉等廢棄物的再利用，而且也提高了燒制后地磚的強度（粉煤灰中含有的氧化鋁、氧化硅等與氧化鈣在地磚燒結(jié)時的高溫環(huán)境中形成陶瓷顆粒增強體結(jié)構(gòu)），通過加入由碳化硅作為外加劑，可以使得燒成的地磚表面含有一些開放型氣孔（或稱開口氣孔），這些氣孔能夠保證地磚與橡膠彈性體結(jié)合的緊密性，而且也不會影響地磚的強度；

3）本發(fā)明外加劑中的藍晶石細粉在高溫下分解，既可確保生成較多的莫來石相，保證制品的力學強度，藍晶石從1100℃左右開始分解、生成莫來石和SiO₂，1300℃以后顯著分解轉(zhuǎn)化，由于該莫來石化反應伴隨有16-18%的體積膨脹，因此還可填充由于碳化硅氧化產(chǎn)生的孔隙，使單個孔隙變小，整體孔隙率降低，并且會改變地磚內(nèi)孔隙的形狀和分布；

4）本發(fā)明在泥料陳化后向其中加入地溝油進行拌合，不僅充分利用了廢棄的地溝油，而且由于加入地溝油，使得泥料的黏性和塑形得到了增強，這樣使得外加劑在高溫下分解形成氣孔的過程中，大幅度降低由于氣孔及藍晶石粉膨脹所導致的裂紋等缺陷。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的配合鋪設圖；

附圖標記：1、磚體，101、圓弧狀排水坡，102、突起部，103、凹陷部，104、排水槽。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術方案做進一步的闡述。

實施例1

如圖所示，一種人行道用排水型地磚，包括磚體1和設置在磚體1上表面用以將積水拍向四周的圓弧狀排水坡101（實際上為中間高四周低的穹頂形或蛋殼形），磚體1相對的兩側(cè)分別設置有可插接配合的突起部102和凹陷部103，且突起部102的長度大于凹陷部103的深度，以使某塊磚體1的突起部102插入與其相鄰磚體的凹陷部103后，在兩塊磚體1之間形成排水槽104；

所述磚體1由基料、外加劑、填充劑與水混合制成泥漿后成型、燒制而成，其中，按照重量比，基料由20份的粉煤灰、16份的電石灰、24份的石灰石粉和6份的河砂混合而成，外加劑由9份細度不超過30微米的碳化硅微粉和2份細度不超過30微米的藍晶石粉混合而成，填充劑由3份的鋼渣粉、2份的鋁灰和1份的赤泥混合后在1650℃的溫度下燒結(jié)1h后粉磨至細度不超過30微米得到；

上述人行道用排水型地磚的制作方法，首先制備填充劑粉末，然后上述比例稱取各物料進行混合并加入水制成含水率為18%的泥料，該泥料在陳化6天后入模制成地磚坯體，而后經(jīng)烘干、燒結(jié)和自然冷卻即得到產(chǎn)品，所述填充劑粉末的制備方法為：按照上述的比例稱取鋼渣粉、鋁灰和赤泥，混合后粉磨至細度不超過300微米的細粉，然后在1650℃的溫度下燒結(jié)1h后冷卻并粉磨至細度不超過30微米即得到填充劑。

以上為本實施例的基本實施方式，可在以上基礎上做進一步的改進、優(yōu)化和限定：

如，所述外加劑中還含有1份細度不超過100微米的石英砂粉末；

又如，所述填充劑中還含有1份的橄欖巖粉末；

再如，所述填充劑在制備過程中，燒結(jié)完成后以600℃/min的降溫速率急速冷卻后再進行粉磨；

又再如，所述泥料在陳化6天后，向其中加入泥料總重3%的地溝油，再次拌合均勻后再進行擠壓成型制成地磚坯體；

又再如，所述烘干溫度為100℃，而且在烘干過程中充分利用軸流風機，以使受熱均勻；

最后，所述燒結(jié)分為預熱段、升溫段和焙燒段三部分，其中，預熱段是指使爐內(nèi)溫度從常溫在2h均勻升高到200℃，并保持該溫度1h，在此過程中，保持爐內(nèi)氧氣含量不高于4%；

所述升溫段是指，使爐內(nèi)溫度從200℃在4h均勻升高到800℃，在此過程中，保持爐內(nèi)氧氣含量不低于45%；

所述焙燒段是指，使爐內(nèi)溫度從800℃在2h均勻升高到1650℃，并保持該溫度3h，在此過程中，保持爐內(nèi)氧氣含量不低于45%。

實施例2

一種人行道用排水型地磚，包括磚體1和設置在磚體1上表面用以將積水拍向四周的圓弧狀排水坡101，磚體1相對的兩側(cè)分別設置有可插接配合的突起部102和凹陷部103，且突起部102的長度大于凹陷部103的深度，以使某塊磚體1的突起部102插入與其相鄰磚體的凹陷部103后，在兩塊磚體1之間形成排水槽104；

所述磚體1由基料、外加劑、填充劑與水混合制成泥漿后成型、燒制而成，其中，按照重量比，基料由22份的粉煤灰、20份的電石灰、28份的石灰石粉和8份的河砂混合而成，外加劑由10份細度不超過30微米的碳化硅微粉和3份細度不超過30微米的藍晶石粉混合而成，填充劑由5份的鋼渣粉、3份的鋁灰和2份的赤泥混合后在1700℃的溫度下燒結(jié)1h后粉磨至細度不超過30微米得到；

上述人行道用排水型地磚的制作方法，首先制備填充劑粉末，然后上述比例稱取各物料進行混合并加入水制成含水率為20%的泥料，該泥料在陳化8天后入模制成地磚坯體，而后經(jīng)烘干、燒結(jié)和自然冷卻即得到產(chǎn)品，所述填充劑粉末的制備方法為：按照上述的比例稱取鋼渣粉、鋁灰和赤泥，混合后粉磨至細度不超過300微米的細粉，然后在1700℃的溫度下燒結(jié)1h后冷卻并粉磨至細度不超過30微米即得到填充劑。

以上為本實施例的基本實施方式，可在以上基礎上做進一步的改進、優(yōu)化和限定：

如，所述外加劑中還含有2份細度不超過100微米的石英砂粉末；

又如，所述填充劑中還含有2份的橄欖巖粉末；

再如，所述填充劑在制備過程中，燒結(jié)完成后以700℃/min的降溫速率急速冷卻后再進行粉磨；

又再如，所述泥料在陳化8天后，向其中加入泥料總重3%的地溝油，再次拌合均勻后再進行擠壓成型制成地磚坯體；

又再如，所述烘干溫度為120℃，而且在烘干過程中充分利用軸流風機，以使受熱均勻；

最后，所述燒結(jié)分為預熱段、升溫段和焙燒段三部分，其中，預熱段是指使爐內(nèi)溫度從常溫在2h均勻升高到200℃，并保持該溫度2h，在此過程中，保持爐內(nèi)氧氣含量不高于4%；

所述升溫段是指，使爐內(nèi)溫度從200℃在4h均勻升高到800℃，在此過程中，保持爐內(nèi)氧氣含量不低于45%；

所述焙燒段是指，使爐內(nèi)溫度從800℃在2h均勻升高到1650℃，并保持該溫度3h，在此過程中，保持爐內(nèi)氧氣含量不低于45%。

實施例3

一種人行道用排水型地磚，包括磚體1和設置在磚體1上表面用以將積水拍向四周的圓弧狀排水坡101，磚體1相對的兩側(cè)分別設置有可插接配合的突起部102和凹陷部103，且突起部102的長度大于凹陷部103的深度，以使某塊磚體1的突起部102插入與其相鄰磚體的凹陷部103后，在兩塊磚體1之間形成排水槽104；

所述磚體1由基料、外加劑、填充劑與水混合制成泥漿后成型、燒制而成，其中，按照重量比，基料由21份的粉煤灰、18份的電石灰、26份的石灰石粉和7份的河砂混合而成，外加劑由9.5份細度不超過30微米的碳化硅微粉和2.5份細度不超過30微米的藍晶石粉混合而成，填充劑由4份的鋼渣粉、2.5份的鋁灰和1.5份的赤泥混合后在1675℃的溫度下燒結(jié)1h后粉磨至細度不超過30微米得到；

上述人行道用排水型地磚的制作方法，首先制備填充劑粉末，然后上述比例稱取各物料進行混合并加入水制成含水率為19%的泥料，該泥料在陳化7天后入模制成地磚坯體，而后經(jīng)烘干、燒結(jié)和自然冷卻即得到產(chǎn)品，所述填充劑粉末的制備方法為：按照上述的比例稱取鋼渣粉、鋁灰和赤泥，混合后粉磨至細度不超過300微米的細粉，然后在1675℃的溫度下燒結(jié)1h后冷卻并粉磨至細度不超過30微米即得到填充劑。

以上為本實施例的基本實施方式，可在以上基礎上做進一步的改進、優(yōu)化和限定：

如，所述外加劑中還含有1.5份細度不超過100微米的石英砂粉末；

又如，所述填充劑中還含有1.5份的橄欖巖粉末；

再如，所述填充劑在制備過程中，燒結(jié)完成后以650℃/min的降溫速率急速冷卻后再進行粉磨；

又再如，所述泥料在陳化7天后，向其中加入泥料總重3%的地溝油，再次拌合均勻后再進行擠壓成型制成地磚坯體；

又再如，所述烘干溫度為110℃，而且在烘干過程中充分利用軸流風機，以使受熱均勻；

最后，所述燒結(jié)分為預熱段、升溫段和焙燒段三部分，其中，預熱段是指使爐內(nèi)溫度從常溫在2h均勻升高到200℃，并保持該溫度1.5h，在此過程中，保持爐內(nèi)氧氣含量不高于4%；

所述升溫段是指，使爐內(nèi)溫度從200℃在4h均勻升高到800℃，在此過程中，保持爐內(nèi)氧氣含量不低于45%；

所述焙燒段是指，使爐內(nèi)溫度從800℃在2h均勻升高到1650℃，并保持該溫度3h，在此過程中，保持爐內(nèi)氧氣含量不低于45%。