一种海绵城市固废快渗型生态景观透水砖

技术领域

本发明涉及绿色建材领域与固废循环利用技术，特别涉及一种海绵城市固废快渗型生态景观透水砖。

背景技术

为缓解我国城镇大规模不透水地面建设，给城镇地下土壤水体环境与植被生存环境、城市生活与生态环境等造成的负面影响，解决城镇地面硬化通行功能与雨水自然下渗功能的有机统一问题。实现适时消除路面积水，减少地表水径流量，减轻城市排水负荷与防洪压力目的，达到补充城市地下水与土壤水，改善城市天地、空间生态环境质量、通行舒适等效果，已成为我国新型城市建设亟需探究的新型建设模式。2012年以来随着国家倡导发展“海绵城市”与“生态城市”的理念以来，作为其建设的重要支撑环节，硬化地面铺装关键性透水透气铺装材料应运而生。并处于不断上升发展阶段。

另一方因宏观产业结构性与规模性的优化调整，原主要用于水泥建材行业作为混合材消纳的大量冶金工业烧结废渣，也应作相应优化调整，需要开辟新的进一步优化其资源化利用途径与处理技术，提升冶金废渣高效循环利用价值。

现有透水砖在结构和用料上，多为原生态砂石料类混凝土透水砖和需烧结的陶瓷透水砖，或各种不规则粗细集料制成的普通透水砖等，由于总体结构不够合理、尤其孔隙分布不合适，难以长期保持其透水透气效果。表现为雨水通透下渗效率随着时间的推移，呈现逐步下降趋势，以至于几年后雨水下渗功能丧失。由此失去解决雨天路面积水、减少地表水径流量、改善城市生活生态环境的主要应有要义和作用。因此十分必要研制一种新型高效耐久型透水砖结构。及其低碳、生态景观透水砖制备技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供的一种海绵城市固废快渗型生态景观透水砖，本发明用料与透水结构组合独特、简约、经济，不仅可以高效快透雨水，实现消除地面积水与减小地表雨水径流量，适时补充与净化土壤水和地下水的目的；并通过耐久高效的透水透气性能，达到调节改善生态地表与人居生态空间环境质量效果。而且本发明精选的冶金废渣球形颗粒高强、耐磨、耐久性能良好，砖面纹理与色彩丰富，并与城市风格与景观适配。兼顾普通荷载的路面通行功能。适用于大规模生态城市透水地面硬化铺设与装饰。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为。

一种海绵城市固废快渗型生态景观透水砖，包括砖体高强快透基层和复合固定在高强快渗基层顶面的防堵景观面层；所述砖体四角均设置圆弧型切角θ；所述防堵景观面层的上表面沿对角线中心，设有交叉U型集水槽体，U槽深与上部面层厚度相同，U槽宽度1.5-2.5cm；砖体中心沿长度方向设置圆角矩形透水通孔，且与防堵景观面层的交叉U型集水槽体相通。所述防堵景观面层的厚度1~1.5cm，高强快透基层厚度5.5~6cm。所述防堵景观面层的上表面设有适合城市不同场所铺设与丰富装饰风格的景观纹理表层。

进一步的，所述的砖体四角均设置圆弧形切角θ，贯穿砖体的防堵景观面层与砖体高强快透基层；所述圆弧形切角θ（40），弧度为30~90弧度。

进一步的，所述的相邻砖体间四角圆弧形切角θ组成四角星形透水通孔，并与砖体的防堵景观面层上表面的交叉U型集水槽体联通。

进一步的，所述砖体中心沿长度方向设置圆角矩形透水通孔（30），贯通砖体的防堵景观面层与砖体高强快透基层；所述圆角矩形透水通孔，其宽度包括并不限于2~3cm，其长度包括并不限于砖体长度的1/10。

进一步的，所述砖体的防堵景观面层为细密透水孔隙结构层，透水孔隙平均在10-50um；所述砖体的高强快透基层为较宽敞的相互贯通孔隙结构层，透水孔隙平均在100-350um；构成防堵与快渗复合层砖体或板体结构体。

进一步的，所述砖体的防堵景观面层用料，精选自冶金废渣或工业烧结废渣球形小颗粒与复合色集料组合，构成防堵景观面层相互贯通的细密透水孔隙结构；其透水孔隙平均在10-50um；用料配比，按重量份计，球型冶金废渣：粒径80目~0.5mm占20~30份、粒径0.5~1mm占20~30份、1~2mm占10~20份，高强水泥基复合胶凝结剂占20~30份，复合色集料3~10份。

进一步的，所述砖体的高强快透基层用料，精选自冶金废渣中或工业烧结废渣中球形粗颗粒与废陶瓷质原料或废大理石或废石复合粗集料组合。构成透水孔隙平均在100-350um的高效快透基层较宽敞的相互贯通孔隙结构分布。高强快透基层用料配比，按重量份计，3~10mm的球型颗粒冶金废渣占25~35份，10~20mm废陶瓷质原料、废大理石、废石复合集料占35~55份，高强复合水泥胶凝剂占15~25份。

进一步的，所述的复合粗集料组合，包括废陶瓷质原料与废大理石、废石等经定型破碎筛分后的组合骨集料。

本发明具有如下有益效果。

1.本透水砖采用多重模拟实况环境实验与交叉试验，得出砖体防堵景观面层球形小颗粒粒径配比与复合色集料组合配方；及砖体高强快透基层球形中大型颗粒粒径配比与复合粗集料组合配方。构成了砖体上部透水孔隙呈相互贯通的光滑细密结构分布；及砖体下部较宽敞的相互贯通孔隙结构分布。相对于现有透水砖产品，在高效耐久、防堵快透主要功能方面，更为合理和实用。

2.本透水砖防堵景观面层与高强快透基层优化组合的透水孔隙结构，使得铺装的城镇地面，能耐久保持地面无积水与稳定的透水效率。

3.本透水砖由于本体四角设有圆弧型θ切角，铺装地面时，任意形式的铺装，相邻砖体间均构成相应四角星形的透水通孔，便于强化雨水高效快透；由于透水砖本体上设有的对角交叉U型集水槽与中心透水通孔，进一步强化了本发明的雨水导集与高效快透效果。此交叉型导透方式效果，不受实际工程整体铺装平整度与坡度影响。便于不同场合的工程施工。

4.本透水砖上下两层，结构简单实用，砖面纹理与色彩丰富，依次入模压制而成。便于大规模制作与推广，突出营造丰富的海绵城市区域景色风格。广泛适用于市政公用工程建设中的透水地面、透水道路、透水小区、透水广场、透水停车场、透水景观园林工程等场所铺装。

5.本透水砖主要原料采用了冶金工业烧结废渣及废陶瓷质原料与废大理石、废石，经处理压制而成，低碳节能。实现了固废资源化循环利用。减少了原生态材料开采，消除了烧结类透水砖制造过程中，对能源消耗与对环境的污染问题。有利于生态环境保护与可持继发展。

6.本透水砖由于采用精选经烧结后的冶金废渣球形颗粒，表面自然形成微小凹凸状，具有了更好的耐压强度、耐磨性能、耐久防堵性能和减噪能力。具备兼顾高效快透与普通荷载通行功能。普遍适用于大规模海绵城市地面硬化并高效透水的不同功能区硬化铺装。

7.本透水砖用料与透水结构组合独特、简约、经济、低碳，不仅可以实现过滤防堵、高效快透雨水，减少地面积水与地表雨水径流量，补充与净化土壤水和地下水的效果；并通过耐久高效的透水透气性能，达到调节生态地表与人居生态空间环境目的。而且砖面纹理与色彩丰富，能贴合营造丰富的城市生态路面景观。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的防堵景观面层立体结构示意图。

图3为本发明的高强快透基层立体结构示意图。

图4~图6为本发明的组合铺装景观效果示意图。

图中，10-防堵景观面层，11-交叉U型集水槽体，12-景观纹理表层，20-高强快透基层，30-圆角矩形透水通孔，40-弧形切角，50-四角星形透水通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

如图1和图2，一种海绵城市固废快渗型生态景观透水砖，包括砖体高强快透基层（20）和固定在高强快透基层（20）顶面的砖体防堵景观面层（10）；所述防堵景观面层（10）的上表面沿对角线中心，设有交叉U型集水槽体（11），砖体中心沿长度方向设置圆角矩形透水通孔（30），与上部面层（10）交叉U型集水槽体（11）相通。通过集水槽导集雨水至透水通孔，强化对雨水快透。所述防堵景观面层（10）的厚度1~1.5cm，高强快透基层（20）厚度5.5~6cm。所述防堵景观面层（10）的上表面设有适合城市不同场所铺设与丰富装饰风格的景观纹理表层。

具体的，所述透水砖体四角均设置圆弧形切角θ；圆弧形切角θ值在30~90弧度，优选90弧度，透水砖铺设后，相邻砖体间组成二角或四角星形透水通孔（50），可进一步强化对雨水快透。

具体的，所述防堵景观面层（10）的厚度1~1.5cm。其结构制造方法：原料精选自高强冶金废渣中球型小颗粒，或其它烧结后的工业固废粒状颗粒，分别经水洗、分级、抛丸、级配、上色、胶结压制而成，构成防堵景观面层（10）相互贯通的细密透水孔隙结构，其透水孔隙平均在10-50um；使得雨水夹带的杂质被有效阻拦在外，细小杂质通过砖体相互贯通的多微孔形成的水压冲走。通过砖体整体结构配合，有效保持其高效耐久防堵的实用性能。

具体的，所述砖体的防堵景观面层（10）用料，精选自冶金废渣或工业烧结废渣球形小颗粒与复合色集料组合，构成防堵景观面层（10）相互贯通的细密透水孔隙结构；其透水孔隙平均在10-50um；用料配比，按重量份计，球型冶金废渣：粒径80目~0.5mm占20~30份、粒径0.5~1mm占20~30份、1~2mm占10~20份，高强水泥基复合胶凝结剂占20~30份，复合色集料3~10份。

具体的，所述高强快透基层（20）厚度5.5~6cm。其结构制造方法：原料精选自高强冶金废渣中球型颗粒，或其它烧结后的工业固废，精选出粒径3mm以上的球型颗粒与废陶瓷质原料、废大理石、废石等经定型破碎筛分后的组合骨集料，经胶压制而成，并且选用烧结球形颗粒抗压强度、化学稳定性较好，实施本透水砖铺设后，一并满足雨水快透与普通载荷通行需要。

具体的，所述高强快透基层（20）用料配比，按重量份计，3~10mm的冶金废渣球型颗粒占25~35份，10~20mm废陶瓷质原料、废大理石、废石复合集料占35~55份，高强复合水泥胶凝剂占15~25份。构成透水孔隙平均在100-350um的高效快透基层（20）较宽敞的相互贯通孔隙结构分布。

具体的，所述透水砖成型方法，主要成型过程是防堵景观面层（10）与高强快透基层（20）可以分别入模盒，采用先下后上次序压制一体成型方式。由于透水砖制备工艺技术是现有成熟技术，以下不再做进一步详细描述。

具体的，所述透水砖结构形状可以是圆角长矩形和圆角方矩形。根据工况截荷，内置加强筋，制成透水砖材状或透水板材状或透水墙板状；外形尺寸（长×宽×高）优选包括A×0.5A×7，B×0.5B×7，C×C×7；其中A分别选取50、25，B分别选取30，C分别选取12.5、25、30、50，单位为cm；但并不限定于此。

以上结合附图详细描述了本发明的实施方案，但本发明不限于上述实施方式中所描述的具体细节，对于本领域的技术人员而言，在本发明原理与构思范围内，可以对本发明技术方案进行多种变化、修改、变换和替换，上述所述情形，仍属于本发明的保护范围。