本發(fā)明涉及透水磚技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改性碳納米管增強(qiáng)抗凍性能的水泥基透水磚。
背景技術(shù)：
近年來，每逢雨季，各大城市“看海”現(xiàn)象頻發(fā)。透水性地面由于具有緩解城市排水系統(tǒng)泄洪壓力、 補(bǔ)充地下水資源、 改善城市地表植物和土壤微生物生存條件、使地下水分易于蒸發(fā)而消除城市熱島效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)而受到越來越 多研究人員的關(guān)注。透水性路面有助于空氣和水分流通、消除熱島效應(yīng)、吸聲降噪。透水性路面磚是城市透水性路面的主要構(gòu)成成分，主要有水泥基透水混凝土磚、 高分子透水混凝土磚和燒結(jié)透水磚3種。其中，水泥基透水混凝土磚制作工藝簡單，成本低廉且性能穩(wěn)定，適合于大規(guī)模推廣應(yīng)用，一般具有良好的透水性、保水性，其在滿足強(qiáng)度要求的同時(shí)，還需要保持一定的貫通孔隙來滿足透水性要求的磚。因此在配制時(shí)除了選擇合適的原材料外，還要通過配合比設(shè)計(jì)、制備工藝、外加劑來滿足強(qiáng)度和孔隙率的要求。
《利用廢棄混凝土優(yōu)化制作透水磚的研究》一文中利用廢棄混凝土替代天然骨料，采用正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法，分析骨料粒徑、骨膠比、水灰比以及減水劑、硅粉和廢棄混凝土的不同摻量對透水磚強(qiáng)度和透水系數(shù)的影響，得到最優(yōu)配合比，在再生骨料的強(qiáng)化以及養(yǎng)護(hù)方式的改進(jìn)下制成的透水磚，強(qiáng)度有所提高，滿足鋪設(shè)要求，實(shí)現(xiàn)了廢物利用，節(jié)能減排，但是由于強(qiáng)度提高有限，還由于混凝土的流動(dòng)性特點(diǎn)，在磚體成型時(shí)容易出現(xiàn)沉漿現(xiàn)象，把滲水通道堵住影響透水性，而且水泥層因流漿，節(jié)點(diǎn)處的水泥層將變薄，不利于磚體強(qiáng)度的發(fā)展。這樣就必須對其進(jìn)行改性，再滿足強(qiáng)度需求的同時(shí)以期達(dá)到更多的附加價(jià)值，可以對水泥透水磚進(jìn)行更好的推廣應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種改性碳納米管增強(qiáng)抗凍性能的水泥基透水磚。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種改性碳納米管增強(qiáng)抗凍性能的水泥基透水磚，由下列重量份的原料制成：花崗巖邊角廢料40-43、廢棄混凝土30-32、42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥20-22、滌棉織物邊角料2-2.5、聚環(huán)氧氯丙烷二甲胺0.1-0.12、早強(qiáng)型聚羧酸減水劑0.3-0.4、水適量、三乙醇胺1.8-2.5、硫酸鈉2-3、十六烷基三甲基溴化銨0.7-0.8、碳納米管8-9、去離子水適量。
所述一種改性碳納米管增強(qiáng)抗凍性能的水泥基透水磚，由以下具體步驟制成：
（1）將花崗巖邊角廢料放入破碎機(jī)破碎成7-10mm的小顆粒，將廢棄混凝土放入破碎機(jī)中破碎成5-10mm的顆粒，然后將兩種顆粒混合，得到混合粗骨料；
（2）將滌棉織物邊角料剪切并撕松，形成3mm×3mm的織物碎片待用；將聚環(huán)氧氯丙烷二甲胺溶于100倍量的水中，攪拌至完全溶解后加入上述織物碎片，以400-500轉(zhuǎn)/分的速度攪拌4-5分鐘后靜置30-40分鐘，過濾，將浸漬處理后的織物碎片放在烘箱中以100-110℃干燥100-120分鐘，冷卻后取出；
（3）將十六烷基三甲基溴化銨中加入16-18倍量的去離子水，攪拌至完全溶解，加入碳納米管，超聲分散60-90分鐘后加入三乙醇胺、硫酸鈉，繼續(xù)分散30-40分鐘后得到懸浮液；
（4）將步驟（1）、步驟（2）得到的產(chǎn)物在無水狀態(tài)下攪拌均勻，加入適量的水，使得混合物表面被完全潤濕，然后加入步驟（3）得到的懸浮液、42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥以及其余剩余成分，攪拌均勻后繼續(xù)加入適量水，控制水灰比為0.3，繼續(xù)攪拌10-15分鐘使得水泥漿能充分包裹每粒骨料，最后將拌合物倒入模具中，用一端平整的木棒輕輕插搗，整平表面后在4MPa的壓力下壓制成型，靜壓90秒，在25℃下恒溫干燥48小時(shí)，脫模后將磚體放入混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中按要求養(yǎng)護(hù)28天即可。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明利用花崗巖邊角廢料與廢棄混凝土破碎成一定的粒徑后雜亂的分布在混凝土中，由于其隨機(jī)的取向分布構(gòu)成了透水磚的骨架結(jié)構(gòu)，通過合適的配比，使得制成的磚體具有良好的強(qiáng)度以及合理的孔隙率，而且均采用廢棄物，既降低了原料成本，還對環(huán)境友好；配合聚環(huán)氧氯丙烷二甲胺改性的織物碎片的添加，親水性好，與水泥的粘合性增強(qiáng)，提高了磚體的抗壓強(qiáng)度，而且能夠均勻的填充于骨料的縫隙中，在透水磚成型過程中，改性后的織物碎片降低了混凝土的流動(dòng)性，避免其向下流動(dòng)阻塞骨料之間的連通孔隙，阻止骨料沉降，保證了透水磚的透水性能；同時(shí)適量的織物碎片可調(diào)節(jié)混凝土的泌水性，可減少由于混凝土泌水在骨料顆粒下方形成的微裂縫，受壓時(shí)可阻擋裂縫端前移，從而提高透水磚的強(qiáng)度；在透水磚受壓收縮時(shí)，其收縮能量被織物碎片所吸收，有效增加了透水磚的韌性，抑制了裂紋的產(chǎn)生及發(fā)展；織物碎片的添加，部分混凝土被織物吸附，骨料之間的水泥膠結(jié)層減薄，孔隙增大，增大了透水系數(shù)，而且由于織物碎片的親水性能，增強(qiáng)了磚體的保水系數(shù)。
本發(fā)明將碳納米通過十六烷基三甲基溴化銨改性，與硫酸鈉、三乙醇胺復(fù)配形成懸浮液添加到混凝土中，碳納米管在混凝土中起到了橋聯(lián)和拔出效應(yīng)，能夠有效的延緩和阻止水泥基透水磚受到外界的破壞，協(xié)同硫酸鈉的摻加，進(jìn)一步提高了水泥基透水磚的抗壓抗折強(qiáng)度，提高了透水磚的抗凍性能；本發(fā)明解決了水泥基透水磚強(qiáng)度不高，在嚴(yán)寒地區(qū)抗凍性不好的難題，制備的產(chǎn)品具有強(qiáng)度高、透水效果顯著、抗凍性好和耐磨等特點(diǎn)，是一種環(huán)保型的綠色建設(shè)材料，特別適合嚴(yán)寒地區(qū)城市廣場、商業(yè)街、人行道、停車場等城市建設(shè)中的地面鋪設(shè)。
具體實(shí)施方式
一種改性碳納米管增強(qiáng)抗凍性能的水泥基透水磚，由下列重量份（公斤）的原料制成：花崗巖邊角廢料40、廢棄混凝土30、42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥20、滌棉織物邊角料2、聚環(huán)氧氯丙烷二甲胺0.1、早強(qiáng)型聚羧酸減水劑0.3、水適量、三乙醇胺1.8、硫酸鈉2、十六烷基三甲基溴化銨0.7、碳納米管8、去離子水適量。
所述一種改性碳納米管增強(qiáng)抗凍性能的水泥基透水磚，由以下具體步驟制成：
（1）將花崗巖邊角廢料放入破碎機(jī)破碎成7mm的小顆粒，將廢棄混凝土放入破碎機(jī)中破碎成5mm的顆粒，然后將兩種顆?；旌?，得到混合粗骨料；
（2）將滌棉織物邊角料剪切并撕松，形成3mm×3mm的織物碎片待用；將聚環(huán)氧氯丙烷二甲胺溶于100倍量的水中，攪拌至完全溶解后加入上述織物碎片，以400轉(zhuǎn)/分的速度攪拌4分鐘后靜置30分鐘，過濾，將浸漬處理后的織物碎片放在烘箱中以100℃干燥100分鐘，冷卻后取出；
（3）將十六烷基三甲基溴化銨中加入16倍量的去離子水，攪拌至完全溶解，加入碳納米管，超聲分散60分鐘后加入三乙醇胺、硫酸鈉，繼續(xù)分散30分鐘后得到懸浮液；
（4）將步驟（1）、步驟（2）得到的產(chǎn)物在無水狀態(tài)下攪拌均勻，加入適量的水，使得混合物表面被完全潤濕，然后加入步驟（3）得到的懸浮液、42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥以及其余剩余成分，攪拌均勻后繼續(xù)加入適量水，控制水灰比為0.3，繼續(xù)攪拌10分鐘使得水泥漿能充分包裹每粒骨料，最后將拌合物倒入模具中，用一端平整的木棒輕輕插搗，整平表面后在4MPa的壓力下壓制成型，靜壓90秒，在25℃下恒溫干燥48小時(shí)，脫模后將磚體放入混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中按要求養(yǎng)護(hù)28天即可。
對本發(fā)明實(shí)施例制成的透水地磚進(jìn)行各項(xiàng)性能測試，透水系數(shù)為0.247mm/s，抗壓強(qiáng)度為34.48MPa，25 次凍融循環(huán)抗壓強(qiáng)度損失小于20％，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。