一种环保型钢渣再生混凝土相互贯通路面砖及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种环保型钢渣再生混凝土相互贯通路面砖及其制备方法。

背景技术：

随着城市化进程加快，建筑材料需求大幅上升，当前面临自然资源短缺以及建筑废弃混凝土处理等问题。钢渣作为炼钢过程中产生的废弃物，排放量大且难处理。传统路面砖以水泥、黏土和天然砂石为主要原材料，通过高温、高压、烧结等一系列工艺制成，可用于园林、学校、广场等路面铺设，具有耐磨、抗冻、隔音、吸热等功能，但也存在一些不足，如消耗大量资源、工艺复杂、易破碎、透水性差、影响城市的雨水循环及自然净化等等。

目前我国钢渣的排放量较大，对钢渣的综合利用率极低，只能达到10%，随意堆放造成土地资源的浪费。废弃混凝土由于破碎时会产生微裂纹，再生粗、细骨料还存在多孔性、弱结合性与松散性，加上再生骨料之间的过渡区，这些因素导致再生骨料的力学性能变异性大，限制了再生混凝土的工程应用。虽然高温、高压的制备流程一定程度上能提升生产效率，但对环境的不利影响很大。此外，传统的路面砖透水效果差，阻碍自然界雨水循坏，破坏城市水生态系统。最后，现有路面砖工艺复杂、耐久性差、易损坏侵蚀，不适合长期使用。

发明内容：

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种环保型钢渣再生混凝土相互贯通路面砖及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种环保型钢渣再生混凝土相互贯通路面砖，包括由钢渣再生混凝土一体浇筑成型的路面砖本体，所述路面砖本体的底部设有十字交叉贯通的储水通道。

进一步的，所述储水通道包括横向储水通道和纵向储水通道，所述横向储水通道与纵向储水通道均贯穿路面砖本体的两侧面。

进一步的，所述横向储水通道与纵向储水通道均呈波浪状。

进一步的，所述钢渣再生混凝土由下述重量份原材料组成：普通硅酸盐水泥342份，再生细骨料695份，再生粗骨料695份，钢渣463份，水260份。

进一步的，所述再生细骨料的粒径不超过5mm，表观密度2300 kg/m³，吸水率15%，细度模数为2.5。

进一步的，所述再生粗骨料的粒径为5～20mm，表观密度2400 kg/m³，吸水率5.3%，压碎指标10%，骨料取代率为100%。

进一步的，所述钢渣的粒径范围为5mm～20mm，表观密度3450 kg/m³，吸水率1.2%，压碎指标6.9%。

本发明采用的另外一种技术方案是：一种环保型钢渣再生混凝土相互贯通路面砖的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1，钢渣、再生骨料获取：选择同一批废弃混凝土，进行人工或机械初步破碎，然后采用颚式破碎机进一步破碎，接着将杂质剔除，进一步分选、冲洗、振动筛分，并按要求的粒径与质量混合，获得粒径不超过5mm的再生细骨料以及5～20mm性能优质的再生粗骨料；选取同一批废弃钢渣，经破碎筛分后互掺，得到粒径为5～20mm的优质细钢渣；

步骤S2，水泥的拌匀：将再生粗骨料、再生细骨料以及钢渣依次加入强制式搅拌机中，搅拌0.5～1min，使得再生粗骨料、再生细骨料以及钢渣均匀分布，然后将水泥放入搅拌机内，搅拌0.5～1min；

步骤S3，钢渣再生混凝土的搅拌：分多次将水加入强制式搅拌机内，每次搅拌30s，使得再生粗骨料、再生细骨料、钢渣完全被砂浆包裹，得到钢渣再生混凝土；

步骤S4，测定钢渣再生混凝土的工作性能，不满足要求则更正配合比，保持水灰比不变，重复步骤S2～S3；

步骤S5，浇筑：将钢渣再生混凝土从制备模具上方浇筑，然后将制备模具放置于振动台进行充分振捣；振捣完成后将制备模具放入养护室养护，12h后拆除制备模具，继续养护至28天，得到路面砖。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：（1）结构设计简单合理，底部十字交叉的波浪状，相互贯通，节省材料，同时渗透性强，底部的空隙体积能瞬时储备大量雨水；（2）成本低廉、节约资源、易生产，完全取代普通粗、细骨料，能够应用于广场、小区、停车场等各个角落。

附图说明：

图1是本发明实施例主视剖面构造示意图；

图2是本发明实施例的立体构造示意图一；

图3是本发明实施例的立体构造示意图二；

图4是本发明实施例的铺装示意图；

图5是本发明实施例铺装后的主视剖面构造示意图；

图6是本发明实施例中制备模具的立体构造示意图。

图中：

1-再生粗骨料；2-钢渣；3-再生细骨料；4-透水缝；5-储水通道；6-再生材料垫层；7-路面砖本体；8-横向储水通道；9-纵向储水通道；10-钢模；11-浇筑腔；12-横向凸筋；13-纵向凸筋；14-锁扣。

具体实施方式:

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～5所示，本发明一种环保型钢渣再生混凝土相互贯通路面砖，包括由钢渣再生混凝土一体浇筑成型的四边形路面砖本体7，所述路面砖本体7的底部设有十字交叉贯通的储水通道5，所述储水通道5包括横向储水通道8和纵向储水通道9，所述横向储水通道8与纵向储水通道9均贯穿路面砖本体7的两侧面，横向储水通道8与纵向储水通道9均呈波浪状。在路面砖底部设计十字交叉的波浪状储水通道，这不仅节省材料，同时渗透性强，底部的空隙体积能瞬时储备大量雨水。

本实施例中，所述钢渣再生混凝土由所述钢渣再生混凝土由硅酸盐水泥、再生粗骨料1、再生细骨料3以及钢渣2组成。其中掺加钢渣可以起到增强路面砖基体密实性、耐磨性等作用，再生粗、细骨料用于支撑和填充路面砖基体。

本实施例中，所述再生细骨料的粒径不超过5mm，表观密度2300 kg/m³，吸水率15%，细度模数为2.5，满足二级级配要求。

本实施例中，所述再生粗骨料的粒径为5～20mm，表观密度2400 kg/m³，吸水率5.3%，压碎指标10%，骨料取代率为100%。

本实施例中，所述钢渣的粒径范围为5mm～20mm，级配优良，表观密度3450 kg/m³，吸水率1.2%，压碎指标6.9%。

本实施例中，硅酸盐水泥作为路面砖的胶凝材料，其选用42.5R普通硅酸盐水泥，密度为3100 kg/m³。

本实施例中，路面砖本体为规则四边形，例如矩形、方形。

本实施例中，该路面砖由下述重量份原材料组成：普通硅酸盐水泥342份，再生细骨料695份，再生粗骨料695份，水260份，钢渣463份。制备过程如下：

步骤S1，钢渣、再生骨料获取：选择同一批废弃混凝土，进行人工或机械初步破碎，然后采用颚式破碎机进一步破碎，接着将杂质剔除，进一步分选、冲洗、振动筛分，并按要求的粒径与质量混合，获得粒径不超过5mm的再生细骨料以及5～20mm性能优质的再生粗骨料；选取同一批废弃钢渣，经破碎筛分后互掺，得到粒径为5～20mm的优质细钢渣；

步骤S2，水泥的拌匀：将再生粗骨料、再生细骨料以及钢渣依次加入强制式搅拌机中，搅拌0.5～1min，使得再生粗骨料、再生细骨料以及钢渣均匀分布，然后将水泥放入搅拌机内，搅拌0.5～1min；

步骤S3，钢渣再生混凝土的搅拌：分多次将水加入强制式搅拌机内，每次搅拌30s，使得再生粗骨料、再生细骨料、钢渣完全被砂浆包裹，得到钢渣再生混凝土；

步骤S4，测定钢渣再生混凝土的工作性能，不满足要求则更正配合比，保持水灰比不变，重复步骤S2～S3；

步骤S5，浇筑：将钢渣再生混凝土从制备模具上方浇筑，然后将制备模具放置于振动台进行充分振捣；振捣完成后将制备模具放入养护室养护，12h后拆除制备模具，继续养护至28天，得到如图2、3所示的路面砖成品。

本实施例中，该路面砖进行铺装时：首先用再生粗骨料铺设垫层6，夯实，然后用再生细骨料填充粗骨料之间的空隙，接着采用再生细骨料砂浆铺设路面砖，如图4、5所示。由于路面砖底部具有十字交叉的波浪状储水通道，如图2、3所示，因此两两路面砖之间相互贯穿，具有很大的空隙体积，可以立即收集大量雨水并迅速渗入地下。

如图6所示，该路面砖的制备模具由左右两块对称的钢模组装而成，两块钢模10由左右锁扣14固定；模具的顶面设有向下凹的并用以浇筑出路面砖本体7的浇筑腔11，所述浇筑腔11的底面设有呈十字交叉的横向凸筋12和纵向凸筋13，所述横向凸筋12和和纵向凸筋13的截面均呈波浪状并用以分别浇筑出横向储水通道8和纵向储水通道9。浇筑前浇筑腔的内壁均匀刷上润滑油，模具由左右锁扣固定，浇筑时由上方灌注混凝土，采用振动台振动成型，完成后放入标准养护室进行养护。12h后拆卸固定锁扣并移除模具，继续养护至28天。

本发明的优点在于：

1）将废弃混凝土加工成再生粗、细骨料并用于制作路面砖，成本低廉，节约资源，完全取代普通粗、细骨料；

2）所述路面砖底部为十字交叉的波浪状，相互贯通，节省材料；同时渗透性强，底部的空隙体积能瞬时储备大量雨水；

3）该路面砖可以保持一定湿度，净化空气，减少灰尘；

4）应用广泛，能够应用于广场、小区、停车场等各个角落；

5）路面砖为规则四边形，模具简单，可进行大规模预制生产；

6）与传统路面砖相比，其工艺简单、强度高、具有更好的力学性能和渗透性能。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。