本发明涉及透水砖技术领域，特指一种可替换滤芯式透水砖及其制备方法。
背景技术：
随着国家大力推行海绵城市建设的步伐，旧城区的改造及新铺装的人行道均已大范围地采用透水砖，该砖具有良好的透水性、保湿性、降噪吸声性能，但其抗折、抗压强度相对于传统的不透水步行砖还是显得不足。现在大规模使用的透水砖主要有水泥基透水砖、陶瓷烧结透水砖、砂基透水砖三类，尽管这三类砖都能起到缓解地表径流、补充地下水、缓解城市热岛效应等作用，但是随着使用时间的延长，原本起透水作用的通道都不可避免地会被积累的灰尘、泥沙堵塞，而且清洗疏通困难，原有的使用性能得不到保证，失去了海绵的意义。
为了解决以上问题，业内做了长期研究，开发了一些透水砖产品，如中国发明专利授权公告号cn105948816a公开了一种透水砖，通过对透水砖预制件进行微波固化处理，控制升温加速度来调整升温速度的变化，使得在加热过程中透水砖预制件中的结构发生微观致密的变化，并且结合后续的降温加速度的控制而且使得透水砖中的缝隙得到增多，使得在提高透水砖透水率的同时，能够提高其密度以及增强抗折抗压强度，然而，该发明存在以下缺点：一、当该发明所述透水砖损坏之后，只能将整个透水砖进行更换，不便于后期维护；二、该发明所述透水砖制造过程和工艺都比较复杂，生产制造成本相对较高。
技术实现要素：
针对以上问题，本发明提供了一种可替换滤芯式透水砖及其制备方法，可替换滤芯式透水砖具有透水效果好，结构简单，生产制造成本低，便于后期维护等优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种可替换滤芯式透水砖，包括砖本体，所述砖本体内设有安装孔，所述安装孔内可拆卸地安装有透水滤芯，所述安装孔贯通于所述砖本体，所述透水滤芯上表面与所述砖本体上表面相持平。
根据以上技术方案，所述砖本体上设有若干导流槽，所述导流槽与所述安装孔相连通。这样设置，通过所述导流槽将水流从不透水的砖本体无障碍导排至所述透水滤芯内排出，大大增强了透水效果，使城市道路排水效果更好。
根据以上技术方案，所述导流槽内端的高度比外端的高度低。这样设置，可以通过所述导流槽将水流从所述砖本体上导排至所述透水滤芯，避免路面产生积水情况，增强排水效果。
实施本发明的可替换滤芯式透水砖及其制备方法，具有以下有益效果：
1、本发明将具有高渗透性的透水滤芯可拆卸地安装于具有高强度的不透水砖本体内部，当透水效果不够好或者透水滤芯有损坏时，可以更换新的透水滤芯以加强透水效果。通过对滤芯材料的选择、配合比设计、优化制备工艺等优化使得透水滤芯在强度达到要求的同时，同样能满足整砖对渗透系数的要求，具有透水效果好，结构简单，生产制造成本低，便于后期维护等优点。
2、本发明将具有高强度的不透水砖本体与具有高渗透性的透水滤芯相结合，通过对滤芯材料的选择、配合比设计、优化制备工艺等优化使得透水滤芯在强度达到要求的同时，同样能满足整砖对渗透系数的要求；其中，起到滤芯作用的可替换部分，可采用水泥基、砂基、复合砂基、陶瓷基等材料，具体使用时可以根据与之配套的不透水砖本体部分来选择，也可以根据设计要求、成本控制等因素选取适宜的滤芯。
附图说明
图1是本发明可替换滤芯式透水砖的结构示意图。
1、砖本体；11、安装孔；2、透水滤芯；3、导流槽；31、内端；32、外端。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1所示，本发明的可替换滤芯式透水砖包括砖本体1，砖本体1内设有安装孔11，安装孔11内可拆卸地安装有透水滤芯2，安装孔11贯通于砖本体1，透水滤芯2上表面与砖本体1上表面相持平。通过将具有高渗透性的透水滤芯2可拆卸地安装于具有高强度的不透水砖本体1内部，当透水效果不够好或者透水滤芯2有损坏时，可以更换新的透水滤芯2以加强透水效果。通过对滤芯材料的选择、配合比设计、优化制备工艺等优化使得透水滤芯在强度达到要求的同时，同样能满足整砖对渗透系数的要求，具有透水效果好，结构简单，生产制造成本低，便于后期维护等优点。
具体的，砖本体1上设有若干导流槽3，导流槽3与安装孔11相连通。通过导流槽3将水流从不透水的砖本体1无障碍导排至安装孔11内排出，大大增强了透水效果，使城市道路排水效果更好。
进一步的，导流槽内端的高度比外端的高度低。通过导流槽将水流从砖本体上导排至透水滤芯，避免路面产生积水情况，增强排水效果。
本发明所述的具有可更换滤芯镶嵌式结构的透水砖可以通过如下步骤制备而成：
一、制备不透水部分砖本体1。将水泥、粗骨料、细骨料、外加剂等加水拌合均匀，入模具成型或者采用压振砖机成型。该模具为类植草砖带通孔型，通孔面积与不透水砖本体1的面积比例大约为10％-35％，通孔形状依设计需要而定，多为规则的几何形状。
二、制备透水滤芯2。水泥基滤芯以粒径1-8mm的石英砂、碎石、重矿渣等为骨料，与胶凝材料、外加剂等加水拌合均匀备用。砂基滤芯以粒径2-5mm的石英砂、碎石、重矿渣等为骨料，将环氧树脂、稀释剂、固化剂、其他助剂等混合均匀，再加入骨料进行拌合，待骨料全部均匀地包裹上胶凝材料后静置备用。陶瓷基滤芯以抛光砖颗粒、下抛光砖颗粒、粘土颗粒为骨料，与粘接剂、助熔剂、玻璃水等拌合均匀备用。将上述材料根据客户或者设计要求，可采用通体水泥基、通体砂基、砂基复合、陶瓷基。将上述材料入压振砖机成型，砖机的成型模仓及压头形状、尺寸事先按照设计要求加工。
以下实施例根据jc/t945-2005规定的方法来测定透水砖的劈裂抗拉强度和透水系数。
实施例一：
水泥基可更换滤芯镶嵌式结构的透水砖的制备按照下述步骤进行：
一、按照普通标砖的成型制度制备不透水部分砖本体1。留置的通孔按照设计要求留设。养护制度依照普通标砖的生产要求进行即可。
二、水泥基透水滤芯2的制备：称取普通硅酸盐水泥80份、硫铝水泥20份、减水剂0.3份，水18份，搅拌至成为均匀的带粘稠感的水泥浆，再加入粒径为5-8mm的干燥石英砂，前后者质量比为：1:4，拌合均匀至水泥浆充分包裹住石英砂颗粒。
三、将步骤二所述材料入压振砖机的料仓，经输送皮带下料至预先按设计要求加工好的圆形模具内，圆模直径10cm。经初压、复压至设计厚度(应略低于步骤一中砖本体1的厚度)，经链条传动托盘推出后码垛养护，养护时间视温度、湿度而定，在25℃环境中，每天洒水一次，3天后即可打包堆放。
四、将步骤二、三制得的透水滤芯2置入步骤一制得的砖本体1内，即得到具有可替换滤芯镶嵌式结构的水泥基透水砖。
将实施例一制备的复合结构的透水砖按照jc/t945-2005检测其劈裂抗拉强度与透水系数时，可用强度等级为c50的灌浆料将砖本体1与透水滤芯2两部分之间的空隙填满养护7天后进行。经测试，其劈裂抗拉强度单块最小值为3.2mpa，平均值为4.1mpa，达到fts4.0；透水系数为1.7×10-2cm/s，达到b级透水等级。另外，采用5吨汽车碾压后，本实施例一的透水砖整体无破损，透水滤芯2在行走中无硌脚感。在日常服役期间，当整砖透水无法满足排空地表径流的需求时，可根据需要更换透水滤芯2以恢复透水能力。
实施例二：
复合砂基可更换滤芯镶嵌式结构的透水砖的制备按照下述步骤进行：
一、按照普通标砖的成型制度制备不透水部分砖本体1。留置的通孔按照设计要求留设。养护制度依照普通标砖的生产要求进行即可。
二、复合砂基透水滤芯ii基层的制备：称取普通硅酸盐水泥95份、硅微粉5份、减水剂0.3份，胶粉0.5份、水20份，搅拌至成为均匀的带粘稠感的水泥浆，再加入粒径为4-6mm的分选重矿渣，前后者质量比为：1:3.5，拌合均匀至水泥浆充分包裹住重矿渣颗粒。
三、复合砂基透水滤芯2面层的制备：称取e44环氧树脂70份、稀释剂8份、偶联剂2份、脂环族多胺型固化剂20份，搅拌均匀至类胶水状胶体，再加入粒径3-5mm的石英砂1500份，待石英砂全部均匀地包裹上胶凝材料后静置0.5h备用。
四、将步骤二所述的基层材料入压振砖机的料仓，经输送皮带下料至预先按设计要求加工好的圆形模具内，圆模直径10cm。经初压后由面料推板仓均匀布入步骤三所述的面层材料，复压至设计厚度(应略低于步骤一中砖本体1的厚度)，经链条传动托盘推出后养护(1天后方可码垛)，养护时间视温度、湿度而定，在25℃环境中，3天后即可打包堆放。
五、将步骤二、三、四制得的透水滤芯2置入步骤一制得的砖本体1内，即得到具有可替换滤芯镶嵌式结构的复合砂基透水砖。
将实施例二制备的复合结构的透水砖按照jc/t945-2005检测其劈裂抗拉强度与透水系数时，可用强度等级为c50的灌浆料将砖本体1与透水滤芯2两部分之间的空隙填满养护7天后进行。经测试，其劈裂抗拉强度单块最小值为3.3mpa，平均值为4.3mpa，达到fts4.0；透水系数为1.2×10-2cm/s，达到b级透水等级。
本发明所述的可替换滤芯式透水砖，包括砖本体1，所述砖本体1内设有安装孔11，所述安装孔11内可拆卸地安装有透水滤芯2，所述安装孔11贯通于所述砖本体1，所述透水滤芯2上表面与所述砖本体1上表面相持平，通过将具有高强度的不透水砖本体1与具有高渗透性的透水滤芯2相结合，当透水效果不够好或者透水滤芯2有损坏时，可以更换新的透水滤芯2以加强透水效果。通过对滤芯材料的选择、配合比设计、优化制备工艺等进行优化后使得透水滤芯2在强度达到要求的同时，同样能满足整砖对渗透系数的要求，具有透水效果好，结构简单，生产制造成本低，便于后期维护等优点。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。