一种截污透水砖.pdf

本发明公开了一种截污透水砖，包括砖本体和过滤件，过滤件包括袋体和处于袋体内的过滤物，过滤件包括珍珠棉套，无纺布袋体和处于无纺布袋体内的过滤物，珍珠棉套的内表面设有一有机絮凝剂层，过滤物由以下重量份配比的原料制备而成：20-60份的片状高强材料，20-50份的细骨料，和5-20份的结合剂，片状高强材料、细骨料与结合剂混合振实成块状结构；片状高强材料为久置贝壳、破碎陶砖或薄层片岩中的一种或二种以上的混合物，细骨料由5-50重量份的弱碱性多孔矿物和0-45重量份的碳质滤料混合组成，结合剂为高铝水泥、氯氧镁水泥、磷酸盐结合剂、水合玻璃中的一种。此透水砖具有利于行走，可对水体的重金属、有毒有机物和胶体进行捕捉，以防地下水污染的优点。

1.  一种截污透水砖，包括砖本体，该砖本体为植草砖，该砖本体上开设有通孔；其特征在于：还包括设于通孔内的过滤件，上述过滤件的尺寸与上述通孔的尺寸相吻合，上述过滤件包括珍珠棉套，无纺布袋体和处于无纺布袋体内的过滤物，上述珍珠棉套的内表面设有一有机絮凝剂层，上述过滤物由以下重量份配比的原料制备而成：20-60份的片状高强材料，20-50份的细骨料，和5-20份的结合剂，上述片状高强材料、细骨料与结合剂混合振实成块状结构；其中，上述片状高强材料为久置贝壳、破碎陶砖或薄层片岩中的一种或二种以上的混合物，上述细骨料由5-50重量份的弱碱性多孔矿物和0-45重量份的碳质滤料混合组成，上述结合剂为高铝水泥、氯氧镁水泥、磷酸盐结合剂、水合玻璃中的一种。

2.  根据权利要求1所述的一种截污透水砖，其特征在于：上述碱性多孔矿物为多孔碳酸镁、多孔氢氧化镁和碱性炉渣中的一种，上述碳质滤料为活性炭、磺化煤中的一种。

3.  根据权利要求1所述的一种截污透水砖，其特征在于：上述有机絮凝剂层为聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酸、微生物絮凝剂、壳聚糖中的一种。

4.  根据权利要求1所述的一种截污透水砖，其特征在于：通过如下步骤制备而成：
一、购置好上述珍珠棉套、上述植草砖和上述无纺布袋体；
二、称取上述片状高强材料、上述细骨料和上述结合剂，之后混合在一起，得到混合料；
三、先将步骤一的无纺布袋体安装在具有蜂窝板状模具孔的摇床上，且无纺布袋体套固在此蜂窝板状模具孔内，再将步骤二的混合料抖动加入无纺布袋体内，且一边逐渐加料一边水平振实，同时间歇式地对无纺布袋体内的混合料采用弹性体进行向下点压，加料振实过程中间歇 对具有混合料的无纺布袋体进行润湿处理，最终形成块体，之后在常温进行养护成型或者在高温下进行烧结成型，成型得到块状的预制件；
四、在步骤一的珍珠棉套内表面上制备一层上述有机絮凝剂层，再将步骤三的预制件套入珍珠棉套内，得到过滤件；
五、将步骤四的过滤件放置在步骤一的植草砖的通孔内，即可得到透水砖。

一种截污透水砖
技术领域
本发明涉及一种透水砖，特别涉及一种具有截污能力的透水砖。
背景技术
透水砖是为解决城市地表硬化，营造高质量的自然生活环境，维护城市生态平衡而设计，具有保持地面的透水性、保湿性，防滑、抗寒、耐风化、降噪、吸音等特点，通常在人行道部位使用。按照96年日本东京的统计数据，可得知铺设透水砖地区的雨水外流率从51.8％下降到5.4％，因此透水砖是捕捉城市降雨补充地下水的首要材料。传统的透水砖其主要采用矿渣废料、废陶瓷为原料，以压制或烧结成型，主要有混凝土结合或蒸养不烧透水砖、陶瓷质烧结透水砖、树脂结合透水砖三类；然而，此种透水砖普通存在的问题是：透水砖强度较低，很容易磨损和汽车压损；透水砖铺设成本高、难度大且容易因透孔被泥浆堵塞失效，且失效后难以更换清洗。
市面上同时存在另外一种带有透水性质的砖——致密的多通孔砖(即植草砖)，此植草砖强度高不易磨损压损，往往作为室外停车场地砖使用，且利用自身的通孔同样具备透水能力，铺设成本很低且容易施工，但存在凹凸不平不利行走的问题，无法作为人行道用砖。。
由于目前城市停车场不足，人行道在夜间大量作为汽车临时停放场，普遍出现人行道或小区透水砖被压坏的问题亟待解决，理论上需要一类具有植草砖强度，又便于行走的新型透水砖来替代现有这两类砖。
另，对于城市降雨径流水质的系列调查，发现城市存在较为严重的COD、铅锌污染，水体悬浮物含量也较高，这些污染物的来源主要是汽油铅、刹车片铜锌等，在路面、人行道周围一定范围大量存在，对地 下水危害较大，目前，市售透水砖还是植草砖均无法对这些污染物进行处理。
有鉴于此，本发明人对上述问题进行深入研究，遂于本案产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种截污透水砖，其可解决现有植草砖凹凸不平不利行走的问题，同时具有远高于常规透水砖的强度，并具有对水体污染物进行捕捉的能力。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种截污透水砖，包括砖本体，该砖本体为植草砖，该砖本体上开设有通孔；还包括设于通孔内的过滤件，上述过滤件的尺寸与上述通孔的尺寸相吻合，上述过滤件包括珍珠棉套，无纺布袋体和处于无纺布袋体内的过滤物，上述珍珠棉套的内表面设有一有机絮凝剂层，上述过滤物由以下重量份配比的原料制备而成：20-60份的片状高强材料，20-50份的细骨料，和5-20份的结合剂，上述片状高强材料、细骨料与结合剂混合振实成块状结构；其中，上述片状高强材料为久置贝壳、破碎陶砖或薄层片岩中的一种或二种以上的混合物，上述细骨料由5-50重量份的弱碱性多孔矿物和0-45重量份的碳质滤料混合组成，上述结合剂为高铝水泥、氯氧镁水泥、磷酸盐结合剂、水合玻璃中的一种。
上述碱性多孔矿物为多孔碳酸镁、多孔氢氧化镁和碱性炉渣中的一种，上述碳质滤料为活性炭、磺化煤中的一种。
上述有机絮凝剂层为聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酸、微生物絮凝剂、壳聚糖中的一种。一种截污透水砖，通过如下步骤制备而成：
一、购置好上述珍珠棉套、上述植草砖和上述无纺布袋体；
二、称取上述片状高强材料、上述细骨料和上述结合剂，之后混合在一起，得到混合料；
三、先将步骤一的无纺布袋体安装在具有蜂窝板状模具孔的摇床 上，且无纺布袋体套固在此蜂窝板状模具孔内，再将步骤二的混合料抖动加入无纺布袋体内，且一边逐渐加料一边水平振实，同时间歇式地对无纺布袋体内的混合料采用弹性体进行向下点压，加料振实过程中间歇对具有混合料的无纺布袋体进行润湿处理，最终形成块体，之后在常温进行养护成型或者在高温下进行烧结成型，成型得到块状的预制件；
四、在步骤一的珍珠棉套内表面上制备一层上述有机絮凝剂层，再将步骤三的预制件套入珍珠棉套内，得到过滤件；
五、将步骤四的过滤件放置在步骤一的植草砖的通孔内，即可得到透水砖。
本发明的一种截污透水砖，具有如下有益效果：
一、利用过滤件来填补植草砖的通孔使植草砖的整体表面较为平整，方便行走；
二、通过片状高强材料的高抗压性和珍珠棉套体的可压缩性使过滤件的整体强度较高且容易适应通孔尺寸的误差，安装适用性强，同时片状高强材料、细骨料和结合剂混合后的过滤物利用片状高强材料形成间隙，使过滤件具备强透水性；
三、通过细骨料具有捕捉水体中游离重金属和有机物的能力，使本发明的透水砖相应具有捕捉水体中游离重金属和有机物的能力；另，利用絮凝剂溶液可捕捉水体中各类胶体的能力，避免传统重金属和有毒有机物吸体在粘土胶体上难以迁移，造成吸附在胶体上的有害物质随着富含粘土胶体的水渗入地下水体而无法捕捉的问题；同时，久置贝壳、破碎陶砖或薄层片岩本身也有较强吸附重金属和有机物能力，提高透水砖的截污能力；
四、过滤件整体呈袋状结构，必要时可将久用失效的过滤件拆除重新更换一未使用的过滤件，具备易维修性能，避免了传统透水砖不具备维修性能的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
本发明的一种截污透水砖，如图1所示，包括砖本体1和过滤件2，该砖本体1为植草砖，该砖本体1上开设有通孔，该过滤件2放置于通孔内，且过滤件2的尺寸与通孔的尺寸相吻合，即过滤件2的形状、大小与通孔的形状、大小相同，过滤件2的顶面与砖本体1的表面相齐平，该过滤件2包括珍珠棉套21，无纺布袋体22和处于无纺布袋体22内的过滤物23，珍珠棉套21的内表面设有一有机絮凝剂层(图中未示出)，此有机絮凝剂层为聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酸、微生物絮凝剂、壳聚糖中的一种，该过滤物23由以下重量份配比的原料制备而成：20-60份的片状高强材料，20-50份的细骨料，和5-20份的结合剂，片状高强材料、细骨料与结合剂混合振实成块状结构；其中，此片状高强材料为久置贝壳、破碎陶砖或薄层片岩中的一种或二种以上的混合物，主要选用具有多孔性和重金属捕捉能力的久置贝壳为主，该久置贝壳优选的是久置的海砺壳，该细骨料由5-50重量份的弱碱性多孔矿物和0-45重量份的碳质滤料混合组成，该弱碱性多孔矿物为多孔碳酸镁、多孔氢氧化镁和碱性炉渣中的一种，碳质滤料为活性炭、磺化煤中的一种，该结合剂为高铝水泥、氯氧镁水泥、磷酸盐结合剂、水合玻璃中的一种，优选的是具有捕捉金属能力的氯氧镁水泥和磷酸盐结合剂。在使用时，结合剂也可采用普通水泥，但普通水泥凝固后呈强碱性，对地下水有害，不宜采用。
本发明的一种截污透水砖，具有如下有益效果：
一、利用过滤件2来填补植草砖1的通孔使植草砖1的上表面较为平整，方便行走；
二、通过片状高强材料的高抗压性和珍珠棉套体的可压缩性使过滤 件的整体强度较高且容易适应通孔尺寸的误差，安装适用性强，同时片状高强材料、细骨料和结合剂混合后的过滤物利用片状高强材料形成间隙，使过滤件具备强透水性；
三、通过细骨料具有捕捉水体中游离重金属和有机物的能力，使本发明的透水砖相应具有捕捉水体中游离重金属和有机物的能力；同时，久置贝壳、破碎陶砖或薄层片岩本身也有较强吸附重金属和有机物能力，提高透水砖的截污能力；
四、利用絮凝剂溶液可捕捉水体中各类胶体的能力，避免传统重金属和有毒有机物吸体在粘土胶体上难以迁移，造成吸附在胶体上的有害物质随着富含粘土胶体的水渗入地下水体而无法捕捉的问题，可对水体进行过滤，以防地下水受污染；
五、过滤件整体呈袋状结构，必要时可将久用失效的过滤件拆除重新更换一未使用的过滤件，具备易维修性能，避免了传统透水砖不具备维修性能的问题。
一种截污透水砖，通过如下步骤制备而成：
一、购置好珍珠棉套21、植草砖1和无纺布袋体22；
二、称取片状高强材料、细骨料和结合剂，之后混合在一起，得到混合料；
三、先将步骤一的无纺布袋体22安装在具有蜂窝板状模具孔的摇床上，且无纺布袋体22套固在此蜂窝板状模具孔内，再将步骤二的混合料抖动加入无纺布袋体内，且一边逐渐加料一边水平振实，同时间歇式地对无纺布袋体内的混合料采用弹性体进行向下点压，此弹性体通常为毛刷或橡皮袋,即在水平振实的过程中间歇地用毛刷或橡皮袋对混合料作向下压实的压力，加料振实过程中再间歇地对具有混合料的无纺布袋体进行润湿处理，此润湿处理可使已经成型的片状复合材料固定不再滑动，如此反复使片状复合材料能逐渐成型并累加起来，最终形成较大厚度的块体，使用该成型方式可以制造出片层材料基本平躺叠加，隙缝 中填充细骨料的片状复合材料，使该片状复合材料在垂直方向有较高的抗压能力；之后在常温进行养护成型或者在高温下进行烧结成型，成型得到块状的预制件；
四、在步骤一的珍珠棉套内表面上制备一层上述有机絮凝剂层，再将步骤三的预制件套入珍珠棉套内，得到过滤件；该有机絮凝剂层的制备可采用现成工艺制成或者化学药剂制成，化学药剂的制作方式是直接把化学药剂颗粒安放到珍珠棉套内(即先珍珠棉套喷湿，之后撒播药剂颗粒于珍珠棉套内即可)，采用生物絮凝剂的制作工艺是：把菌和培养基浸渍到珍珠棉套中即可；
五、将步骤四的过滤件放置在步骤一的植草砖的通孔内，即可得到透水砖。
本发明的透水砖的制备方法，其通过如下二个具体实施例来阐述。
实施例一：
一、购置好珍珠棉套21、植草砖1和无纺布袋体22；
二、称取其粒径为0.5-20cm²的海滨陈年贝壳，其粒径为0.1-2mm的合成菱镁矿(此合成菱镁矿是多孔碳酸镁硬块破碎的统料)，其粒径为2-4mm的磺化煤滤料，和氯氧镁水泥，其中：以过滤物计总重量为100份，海滨陈年贝壳为40份，合成菱镁矿为25份，磺化煤滤料为25份，氯氧镁水泥为10份，备料后混合在一起，混合得到混合料；
三、先将无纺布袋体22套固在摇床的蜂窝板状模具孔中，再将步骤二的混合料加入无纺布袋体内，且一边逐渐加料一边水平振实，同时间歇式的对无纺布袋体内的混合料进行向下弹性体点压，加料振实过程中间歇地对具有混合料的无纺布袋体用水进行润湿处理使之固定不滑动，即加料振实之后润湿再加料振实，如此反复，直至达到预定厚度后从蜂窝板状模具孔中取出，并在常温进行压料养护3天后成型，得到块状的预制件；
四、先在珍珠棉套的内表面上制备一层有机絮凝剂层，该有机絮凝 剂层采用微生物有机絮凝剂，具体操作方式是，从池塘壁上刮取到粘稠絮凝状微生物，再将此粘稠絮凝状微生物与豆浆、炭粉按一定比例混合在一起得到混合物，混合物涂覆在袋体的内表面上，阴半干；再将步骤三的预制件装入套体内，干燥，干燥后即可得到过滤件；
五、将步骤四的过滤件塞入步骤一的植草砖的通孔内，即可得到透水砖。
该实施例中，在步骤五中可在步骤四的过滤件外直接灌注混凝土原位成型植草砖乃至直接成型路面。
将春季城市降雨路面径流取样样品实施在该实施例一所制得的透水砖进行实验，表明该透水砖可高速透水并去除样品的85％悬浮物、70％COD、铅锌铜元素去除率分别为83％，71％，52％。如此可见，此透水砖的悬浮物、COD、重金属去除率明显高于传统水泥透水砖、陶瓷透水砖、树脂透水砖和植草砖。另，采用5吨汽车碾压后本实施例一的透水砖无破损，珍珠棉袋使用高跟鞋踩上无可观察到的凹陷，行走无硌脚感，在应用过程中，该过滤件必要时可拔出更换。
实施例二：
一、购置好珍珠棉套21、植草砖1和无纺布袋体22；
二、称取其面积为3-15cm²的破碎薄陶砖，其粒径为0.1-2mm的破碎的钙镁含量高的炉渣(此炉渣本身含有大量未烧尽的碳，所以无需再添加活性炭滤料)，六偏磷酸钠和膨润土，其中：以过滤物计总重量为100份，破碎薄陶砖为60份，炉渣为30份，六偏磷酸钠为5份，膨润土为5份，备料后混合在一起，得到混合料，；
三、先将无纺布袋体22套固在摇床的蜂窝板状模具孔中，再将步骤二的混合料加入无纺布袋体内，且一边逐渐加料一边水平振实，同时间歇式的对无纺布袋体内的混合料进行向下弹性体点压，加料振实过程中间歇地对具有混合料的无纺布袋体用水进行润湿处理，即加料振实之后润湿再加料振实，如此反复，直至达到预定厚度后从蜂窝板状模具孔 中取出，在混合料成型过程遇水时，六偏磷酸钠与炉渣的钙镁在常温下会发生部分反应，并与膨润土混合可成为结合剂，使成型更为便利；在随后的7--＝900摄氏度高温烧结下该结合剂会转化为复合磷酸盐型陶瓷结合剂，该复合磷酸盐型陶瓷结合剂具有较高捕捉重金属的能力；
并在其温度为700-900℃的高温条件进行烧结，得到块状的预制件；
四、先在步骤一的珍珠棉套21的内表面上制备一层有机絮凝剂层，该有机絮凝剂层采用聚丙烯酰胺粉末，具体操作方式是：将聚丙烯酰胺粉末喷射在袋体的内表面上，再对聚丙烯酰胺粉末喷湿，喷湿后干燥，干燥后将步骤三的预制件套在珍珠棉套内，即可得到过滤件；
五、将步骤四的过滤件塞入步骤一的植草砖的通孔内，即可得到透水砖。
该实施例中，在步骤五中可在步骤四的过滤件外直接灌注混凝土原位成型植草砖乃至直接成型路面。
将春季城市降雨路面径流取样样品实施在该实施例二所制得的透水砖进行实验，实验表时其悬浮物、COD、重金属去除率与实施例一的透水砖相同，透水速度较差于实施例一的透水砖，抗压强度明显高于实施例一的透水砖。
上述实施例并非限定本发明的样式，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。