CN113336531A - 仿花岗岩透水板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种仿花岗岩透水板及其制备方法，属于透水板技术领域。本发明的仿花岗岩透水板由底料和面料烧制而成；底料包括助剂和具有颗粒级配的骨料；面料包括助剂和具有颗粒级配的彩色石材颗粒，彩色石材颗粒为彩石粒、钾长石、钠长石或云母片中的一种、两种或三种以上。该面料中采用的彩色石材颗粒有助于呈现花岗岩自然颗粒大小、形状各异的特点以及丰富多彩的色彩，并采用特定的颗粒级配方式使得仿花岗岩透水板的花岗岩纹理呈现出丰富的层次感，纹理显得更自然，且钾钠长石的粒子在高温烧成后具有半透感，对色料的发色比常规透水板所采用的瓷砖粒子的发色要明显好，色彩更丰富艳丽，真正做到了使其色彩及纹理接近花岗岩。
Description
技术领域
本发明涉及一种仿花岗岩透水板及其制备方法，属于透水板技术领域。
背景技术
透水板是一种新型的高渗透性路面材料，由一定级配的骨料(比如废瓷砖)、水泥、特种胶结剂或水等经特殊工艺和专用设备制成。与普通路面砖相比，最大的特点是透水系数大。自然降水能够迅速透过透水板渗入地下，适时补充地下水资源，或者储存于透水板的空隙中，减少路面积水，改善车辆行驶及行人的安全性与舒适性；透水板的透气透水性好，能够发挥土壤调节城市温度和湿度的优势，维护城市地表生态平衡；此外，透水板还能吸收车辆行驶所产生的噪音，创造安静舒适的交通环境，透水板既可美化环境，又可防止宝贵水资源的流失，具有良好的社会、环境和生态效应。因此，透水板广泛用于庭院、公园、广场、园林、工厂区域、停车场、树坑、花房、人行步道及轻量交通公路等路面的铺设。
在建陶行业里，透水板一般是一次布料实现，属于通体砖，比如整体采用废陶瓷颗粒。这种透水板的色彩较单调，原材料来源并不广泛，图案单一呆板，无法满足消费者对美观的要求。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种仿花岗岩透水板，该仿花岗岩透水板既具有良好的透水性和力学性能，又具有仿花岗岩的纹理。
本发明的第二个目的在于提供一种仿花岗岩透水板的制备方法，该方法操作简单，易实施，制得的仿花岗岩透水板纹理自然流畅。
本发明的技术方案如下：
一种仿花岗岩透水板，所述仿花岗岩透水板由底料和面料烧制而成；所述底料包括助剂和具有以下颗粒级配的骨料：3350μm以上的骨料6wt％～10wt％、1700μm～3350μm的骨料60wt％～70wt％、1000μm～1700μm的骨料20wt％～25wt％、550μm～1000μm的骨料3wt％～5wt％和550μm以下的骨料小于0wt％～1wt％；
所述面料包括助剂和具有以下颗粒级配的彩色石材颗粒：1700μm以上的彩色石材颗粒0wt％～5wt％、1000μm～1700μm的彩色石材颗粒60wt％～65wt％、550μm～1000μm的彩色石材颗粒35wt％～40wt％和550μm以下的彩色石材颗粒1wt％～2wt％；所述彩色石材颗粒为彩石粒、钾长石、钠长石、云母片中的一种、两种或三种以上。
可以理解的是，彩石粒为自身带有绿色、黑色、红色、黄色等色彩的天然矿石。
本发明的仿花岗岩透水板，透水率可达(1.0～2.0)x10～(-2)cm/s，抗折强度的平均值在4.5MPa以上，具有优良的透水性能和力学性能。此外，为达到接近花岗岩的纹理，面料选择彩石粒、钾长石、钠长石或云母片中的一种、两种或三种以上的彩色石材颗粒，有助于呈现花岗岩自然颗粒大小、形状各异的特点以及丰富多彩的色彩，并采用特定的颗粒级配方式使得仿花岗岩透水板的花岗岩纹理呈现出丰富的层次感，纹理显得更自然，且钾钠长石的粒子在高温烧成后具有半透感，对色料的发色比常规透水板所采用的瓷砖粒子的发色要明显好，色彩更丰富艳丽，真正做到了使其色彩及纹理接近花岗岩。该仿花岗岩透水板配方简单，纹理和色彩比传统的透水板更丰富，具有很好的装饰效果。
需要说明的是，透水率(1.0～2.0)x10～(-2)cm/s中的1.0～2.0是透水砖透水率标准范围，A级是大于等于2.0，B级大于等于1.0，即可达1.0～2.0之间的意思，10～(-2)是10的-2次方的意思。
本发明的仿花岗岩透水板中，所述底料指的是靠近背面的那一层材料；所述面料指的是靠近装饰面的那一层材料。
为了进一步降低成本和实现环保，优选地，所述底料中的骨料为废瓷砖颗粒。底料采用废瓷砖，有利于保持该产品的环保材料特性，同时降低了成本。
为了进一步提高仿花岗岩透水板的美观性，优选地，所述彩色石材颗粒为钾长石、钠长石中的一种或两种与彩石粒的组合。钾钠长石的粒子在高温烧成后具有半透感，与彩石粒配合使用具有更丰富艳丽的色彩，呈现丰富的层次感。
优选地，所述仿花岗岩透水板中底料与面料的质量分数为：底料80％～90％、面料10％～20％。可以理解的是，面料过薄，不利于得到色彩艳丽、层次丰富的花岗岩纹理，面料过厚，虽然不会使得美观度降低，但是却会增加面料的用量，不利于控制成本，底料的存在有利于降低成本，尤其是底料采用废瓷砖时，有利于将废弃的瓷砖再次利用，更加环保。以5.5公分透水板为例，由于面料所用天然长石制成颗粒后的流动性能比底料所用废瓷砖制成的颗粒流动性能要用好一些(原因是长石的韧性，没有废瓷砖高，破碎后颗粒的圆滑废要比废瓷砖要圆一些)，因此比普通透水板面料厚度为1.5～2.0公分要薄一些，约0.6～1.0公分；底料厚度约4.0～4.5公分，且同时不影响设计得到的花岗岩纹理，更节约用料及降低成本。其抗折强度也没有因面料使用天然石粒而有所降低，达到了透水板抗折强度的要求。
优选地，所述仿花岗岩透水板为5.5公分时，所述底料的厚度为4.0～4.5公分，所述面料的厚度为0.6～1.0公分。仿花岗岩透水板为5.5公分指的是烧制后得到的仿花岗岩透水板的厚度，底料的厚度和面料的厚度指的是烧纸前铺设的厚度。
优选地，所述底料的助剂为助熔剂和粘结剂；所述面料的助剂为助熔剂和粘结剂。助熔剂和粘结剂的存在有利于提高透水板的强度。
为了进一步提高透水板的力学性能，优选地，所述底料由以下质量百分数的组分组成：助熔剂2％～8％、粘结剂2％～8％、骨料84％～96％；所述面料由以下质量百分数的组分组成：助熔剂2％～8％、粘结剂2％～8％、彩色石材颗粒84％～96％。
优选地，所述助熔剂为熔块和/或玻璃粉；所述粘结剂为无机盐粘结剂。助熔剂和粘结剂的颗粒度均为325目。
一种仿花岗岩透水板的制备方法，包括以下步骤：
(1)底料和面料的混料
(a)将底料混匀得到混匀的底料混合料；
(b)将面料混匀得到混匀的面料混合料；
(2)二次布料的方式进行布料
先布底料，将步骤(a)得到的底料混合料铺设平整，再布面料，将面料通过多管布料车铺设在底料上，然后进行压制、烧成和抛光，得到仿花岗岩透水板。
可以理解的是，本发明可采用多管布料车进行二次布料。所述多管二次布料车是指配有多条下料管道导入不同颜色、不同颗粒级配的料到砖坯表面的可以把产品的底料和面料分别布料的专用设备。
所述二次布料是指：通过多管二次布料车先布底料，底料成分仍然采用废陶瓷颗粒和粘结剂组成。再布面料，面料成分为各类色彩丰富的彩粒石、钾长石、云母片等天然材料，再分别添加一些粘结剂。
压制是在布好了料之后，通过压机压制成型。压制后通过机械手将坯体吸放在预先备好的托板上，然后以托板作为载体，将压制成型好的透水板坯体，带到窑炉，进行下一道烧成工序。烧成是指窑炉烧成，烧成之后，颗粒与颗粒之间能够形成网状缝隙，从而保证了透水性。抛光处理指的是，窑炉烧成之后，在经过磨边和抛光处理，以保证产品的周边尺寸和表面的粗糙度，图案丰富多样，天然花岗岩的纹理效果，便展现出来。
本发明的仿花岗岩透水板的制备方法，先布底料，再布面料，且在布面料时，将不同材质色彩中的一种、两种或三种以上混匀后置于不同管道中，然后通过随机下料的方式进入滚筒中，混合后铺设在底料上，经压制、烧成和抛光即可得到仿花岗岩透水板，该方法的布料方式可使得纹理显得更自然，达到天然花岗岩的纹理，图案自然丰富，且该方法所用的原料来源广泛，适合大规模生产，适用面较广，市场应用前景广泛。且该方法所用颗粒级配原料的颗粒与颗粒之间能够形成网状缝隙，保证了透水性和强度。
本发明的仿花岗岩透水板布料时，面料是通过多管道按设定的比例分配不同色彩级不同颗粒级配的石粒进行二次布料压制成型，属于正打成型，布料时料车布底料和面料是同时运行的，前面先布底料，然后接着布面料，布好底料和面料后一起压制成型，而并非分别压制。特别是底料和面料可混入2％～8％的粘结剂，并同时配有3～7％的水份，使底料和面料具备有一定的粘结性能，便于进行压制。底料、面料中的粘结剂是在压制前1～2小时经过流星型搅拌机或卧式搅拌机搅拌10～20分钟便于可送上压机使用，为使粘结剂尽可能达到分布均匀状态，在送底面料到搅拌机时，同时用电子称按比例把粘结剂配入料中，以达到更加均匀分布状态。
具体的，仿花岗岩透水板的制备方法，包括以下步骤：
(1)底料和面料的混料
(a)将底料混匀得到混匀的底料混合料；(b)根据材质色彩的不同对面料进行分类，根据需要将不同材质色彩中的一种、两种或三种以上混匀，得到n种面料混合料；
(2)二次布料的方式进行布料
先布底料，将步骤(a)得到的底料混合料铺设平整，再布面料，将n种面料混合料分别置于n个管道中，各管道中的面料随机下料到滚筒中，在滚筒中混合后铺设在底料上，然后进行压制、烧成和抛光，得到仿花岗岩透水板。
优选地，所述压制的压力为1000～1300吨，所述压制的时间为5～8s。通过合理调整压制压力和压制时间，包装压制成型的顺利进行，得到具有更优力学性能的仿花岗岩透水板。
优选地，所述烧成的温度为1170～1200℃，所述烧成的时间为400～600min。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
一、本发明的仿花岗岩透水板的具体实施例如下：
实施例1
本实施例的仿花岗岩透水板，该仿花岗岩透水板中底料与面料的质量分数为：底料85％、面料15％；总厚度为3～6cm。
底料由以下质量百分数的组分组成：助熔剂5％、粘结剂5％、废瓷砖颗粒90％。废瓷砖颗粒的颗粒级配为：3350μm以上的废瓷砖颗粒8wt％、1700μm～3350μm的废瓷砖颗粒65wt％、1000μm～1700μm的废瓷砖颗粒22.5wt％、550μm～1000μm的废瓷砖颗粒4wt％和550μm以下的废瓷砖颗粒小于0.5wt％。
面料由以下质量百分数的组分组成：助熔剂5％、粘结剂5％、彩色石材颗粒90％。彩色石材颗粒为彩石粒和钾长石。
彩石粒和钾长石的颗粒级配均为：1700μm以上的彩色石材颗粒2.5wt％、1000μm～1700μm的彩色石材颗粒61wt％、550μm～1000μm的彩色石材颗粒35wt％和550μm以下的彩色石材颗粒1.5wt％。
底料和面料中，助熔剂为熔块；粘结剂为无机盐粘结剂。
实施例2
本实施例的仿花岗岩透水板，该仿花岗岩透水板中底料与面料的质量分数为：底料80％、面料20％；总厚度为3～6cm。
底料由以下质量百分数的组分组成：助熔剂2％、粘结剂2％、废瓷砖颗粒96％。废瓷砖颗粒的颗粒级配为：3350μm以上的废瓷砖颗粒6wt％、1700μm～3350μm的废瓷砖颗粒70wt％、1000μm～1700μm的废瓷砖颗粒20wt％、550μm～1000μm的废瓷砖颗粒3wt％和550μm以下的废瓷砖颗粒小于1wt％。
面料由以下质量百分数的组分组成：助熔剂2％、粘结剂2％、彩色石材颗粒96％。彩色石材颗粒为彩石粒、钾长石和钠长石。
钾长石和钠长石的颗粒级配为：1700μm以上的彩色石材颗粒0.2wt％、1000μm～1700μm的彩色石材颗粒63.8wt％、550μm～1000μm的彩色石材颗粒35wt％和550μm以下的彩色石材颗粒1wt％。
彩石粒的颗粒级配为：1700μm以上的彩色石材颗粒2.5wt％、1000μm～1700μm的彩色石材颗粒61wt％、550μm～1000μm的彩色石材颗粒35wt％和550μm以下的彩色石材颗粒1.5wt％。
底料和面料中，助熔剂为玻璃粉；粘结剂为无机盐粘结剂。
实施例3
本实施例的仿花岗岩透水板，该仿花岗岩透水板中底料与面料的质量分数为：底料90％、面料10％；总厚度为3～6cm。
底料由以下质量百分数的组分组成：助熔剂8％、粘结剂8％、废瓷砖颗粒84％。废瓷砖颗粒的颗粒级配为：3350μm以上的废瓷砖颗粒10wt％、1700μm～3350μm的废瓷砖颗粒60wt％、1000μm～1700μm的废瓷砖颗粒25wt％、550μm～1000μm的废瓷砖颗粒4.8wt％和550μm以下的废瓷砖颗粒小于0.2wt％。
面料由以下质量百分数的组分组成：助熔剂8％、粘结剂8％、彩色石材颗粒84％。彩色石材颗粒为彩石粒、钾长石和云母片。
彩石粒、钾长石和云母片的颗粒级配均为：1700μm以上的彩色石材颗粒3wt％、1000μm～1700μm的彩色石材颗粒60wt％、550μm～1000μm的彩色石材颗粒35wt％和550μm以下的彩色石材颗粒2wt％。
底料和面料中，助熔剂为熔块；粘结剂为无机盐粘结剂。
二、本发明的仿花岗岩透水板的制备方法的具体实施例如下：
实施例4
本实施例的仿花岗岩透水板的制备方法，制得的是实施例1的仿花岗岩透水板，包括以下步骤：
(1)底料和面料的混料
(a)将实施例1中的底料混匀得到混匀的底料混合料；
(b)根据材质色彩的不同对面料进行分类，将实施例1面料中的彩石粒和钾长石分别与助溶剂、粘结剂均衡混合，得到两种不同颜色的面料混合料。
(2)二次布料的方式进行布料
先布底料，将步骤(a)得到的底料混合料铺设平整，再布面料，将两种面料混合料分别置于两个管道中，各管道中的面料随机下料到滚筒中，在滚筒中混合后铺设在底料上，然后进行压制、烧成和抛光，得到仿花岗岩透水板。
压制的压力为1300吨，所述压制的时间为5s；烧成的温度为1185℃，所述烧成的时间为420min。
实施例5
本实施例的仿花岗岩透水板的制备方法，制得的是实施例2的仿花岗岩透水板，包括以下步骤：
(1)底料和面料的混料
(a)将实施例2中的底料混匀得到混匀的底料混合料；
(b)根据材质色彩的不同对面料进行分类，将实施例2面料中的彩石粒、钾长石和钠长石分别与助溶剂、粘结剂均衡混合，得到三种不同颜色的面料混合料。
(2)二次布料的方式进行布料
先布底料，将步骤(a)得到的底料混合料铺设平整，再布面料，将三种面料混合料分别置于3个管道中，各管道中的面料随机下料到滚筒中，在滚筒中混合后铺设在底料上，然后进行压制、烧成和抛光，得到仿花岗岩透水板。
压制的压力为1000吨，所述压制的时间为8s；烧成的温度为1170℃，所述烧成的时间为600min。
实施例6
本实施例的仿花岗岩透水板的制备方法，制得的是实施例3的仿花岗岩透水板，包括以下步骤：
(1)底料和面料的混料
(a)将实施例3中的底料混匀得到混匀的底料混合料；
(b)根据材质色彩的不同对面料进行分类，将实施例3面料中的彩石粒、钾长石和云母片别与助溶剂、粘结剂均衡混合，得到三种不同颜色的面料混合料。
(2)二次布料的方式进行布料
先布底料，将步骤(a)得到的底料混合料铺设平整，再布面料，将三种的面料混合料分别置于相应管道中，各管道中的面料随机下料到滚筒中，在滚筒中混合后铺设在底料上，然后进行压制、烧成和抛光，得到仿花岗岩透水板。
压制的压力为1100吨，所述压制的时间为5s；烧成的温度为1200℃，所述烧成的时间为400min。
试验例1
对实施例1～实施例3的仿花岗岩透水板的透水率和抗折强度进行表征，得到的结果如表1所示。
其中，透水率的检测方法采用JCT945-2005透水砖行业标准。抗折强度的检测标准为JGJ53-92。
表1实施例1～实施例3的仿花岗岩透水板的透水率和抗折强度
| 透水率(cm/s) | 抗折强度(MPa) | |
| 实施例1 | (1.0～2.0)x10～(-2) | ≥4.5 |
| 实施例2 | (1.0～2.0)x10～(-2) | ≥4.5 |
| 实施例3 | (1.0～2.0)x10～(-2) | ≥4.5 |
实验结果表明，实施例1～实施例3的仿花岗岩透水板的透水率可达(1.0～2.0)x10～(-2)cm/s，抗折强度的平均值在4.5MPa以上。
Claims (10)
1.一种仿花岗岩透水板，其特征在于，所述仿花岗岩透水板由底料和面料烧制而成；
所述底料包括助剂和具有以下颗粒级配的骨料：
3350μm以上的骨料6wt％～10wt％、1700μm～3350μm的骨料60wt％～70wt％、1000μm～1700μm的骨料20wt％～25wt％、550μm～1000μm的骨料3wt％～5wt％和550μm以下的骨料小于0wt％～1wt％；
所述面料包括助剂和具有以下颗粒级配的彩色石材颗粒：
1700μm以上的彩色石材颗粒0wt％～5wt％、1000μm～1700μm的彩色石材颗粒60wt％～65wt％、550μm～1000μm的彩色石材颗粒35wt％～40wt％和550μm以下的彩色石材颗粒1wt％～2wt％；
所述彩色石材颗粒为彩石粒、钾长石、钠长石、云母片中的一种、两种或三种以上。
2.根据权利要求1所述的仿花岗岩透水板，其特征在于，所述底料中的骨料为废瓷砖颗粒。
3.根据权利要求1所述的仿花岗岩透水板，其特征在于，所述仿花岗岩透水板中底料与面料的质量分数为：底料80％～90％、面料10％～20％。
4.根据权利要求1所述的仿花岗岩透水板，其特征在于，所述仿花岗岩透水板为5.5公分时，所述底料的厚度为4.0～4.5公分，所述面料的厚度为0.6～1.0公分。
5.根据权利要求1～4任一项所述的仿花岗岩透水板，其特征在于，所述底料的助剂为助熔剂和粘结剂；所述面料的助剂为助熔剂和粘结剂。
6.根据权利要求5所述的仿花岗岩透水板，其特征在于，所述底料由以下质量百分数的组分组成：助熔剂2％～8％、粘结剂2％～8％、骨料84％～96％；
所述面料由以下质量百分数的组分组成：助熔剂2％～8％、粘结剂2％～8％、彩色石材颗粒84％～96％。
7.根据权利要求6所述的仿花岗岩透水板，其特征在于，所述助熔剂为熔块和/或玻璃粉；所述粘结剂为无机盐粘结剂。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的仿花岗岩透水板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)底料和面料的混料
(a)将底料混匀得到混匀的底料混合料；
(b)将面料混匀得到混匀的面料混合料；
(2)二次布料的方式进行布料
先布底料，将步骤(a)得到的底料混合料铺设平整，再布面料，将面料通过多管布料车铺设在底料上，然后进行压制、烧成和抛光，得到仿花岗岩透水板。
9.根据权利要求8所述的仿花岗岩透水板的制备方法，其特征在于，所述压制的压力为1000～1300吨，所述压制的时间为5～8s。
10.根据权利要求8所述的仿花岗岩透水板的制备方法，其特征在于，所述烧成的温度为1170～1200℃，所述烧成的时间为400～600min。
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