本发明涉及一种透水建筑材料，具体涉及一种复合透水砖。
背景技术：
由于城市大量使用混泥土、沥青，石材等不透水材料，以及耗燃设备大量的增加，令地面不能进行热吸收，热量停滞在城市内部而形成热岛效应，为缓解这种严重的城市病，现在日本、新加坡、韩国等政府要求市政道路广场必须使用高质量的透水透气材料；
城市内涝形成的根本原因是暴雨产生的径流量超过了排水设施的泄流能力所致，因此要采取多种工程措施减少暴雨产生的径流，如：减少城市地面硬化率，增加城市透水地面，让更多的雨水入渗地下，削减地面径流量；营造城市绿地与湿地，兴建下沉式蓄水池，增强调蓄雨洪的能力；保护城市河湖水系；
国内多数铺装材料无透水性，而一般的透水砖多数以无机的材料经高温煅烧而成，能耗高、污染大、颜色单一等；国内大多铺装透水砖基本采用碎石材料，成型后表面通过上色或刷漆等方法达到色彩要求，不符合环保要求，给地下水及土壤造成污染。
目前相关领域中也有有关透水砖的研发，如专利号为201210325211.3的专利公开一种预覆膜新沙及其制备方法以及复合透水砖，其公开了所述预覆膜新沙包含天然沙、预覆膜树脂、预覆膜固化剂、偶联剂和润滑剂。所述预覆膜树脂为脂环族环氧树脂，所述预覆膜固化剂为改性脂环族多元胺，但是其脂环族环氧树脂耐酸和耐紫外线性差，在室外环境下，脂环族环氧树脂吸收紫外线后，大分子结构裂解成小分子从而失去原有的强度。改性脂环族多元胺固化剂有较强的刺激性气味，污染环境；专利号为201210238756.0的专利公开一种利用沙漠沙作为骨料的新型渗水材料及其制备方法和应用，该专利公开了按重量份所述新型渗水材料由以下组分组成：沙漠沙70-95，水性高分子粘结剂1-10，无机粘结剂2-10，着色剂0-3，但是其透水率极低、耐磨性和耐划痕极差、色彩暗淡单一等；因此，研发一种能克服上述缺陷的透水砖成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，普通透水砖透水率很低，环氧树脂复合材料耐候性差，普通透水砖色彩的单一性，克服现有技术的缺点，提供一种复合透水砖，该透水砖具有优异的综合机械强度、极高的透水性、丰富艳丽的色彩。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种复合透水砖，包括树脂基底层和树脂基彩色面层，树脂基彩色面层设置于所述树脂基底层的上表面，该树脂基底层和树脂基彩色面层材料相同按质量份数计包括以下组分：改性聚氨酯树脂：3-7份，天然彩石：93-97份，复合纤维：0.1-0.5份，助剂：0.3-0.5份，其中：
复合纤维按质量份数计由0.1-0.2份的聚丙烯纤维和0.2-0.3份的玻璃纤维组成。
不同量的助剂对透水砖固化时间的影响
1.0.1份-0.3份的助剂加入到透水砖中，透水砖的常温固化时间在4-6h，对产品的生产效率产生影响。
2.0.3份-0.5份的助剂加入到透水砖中，透水砖的常温固化时间在2-3h，比较符合生产速率。此助剂配比为最佳优先选择方案。
3.0.5份-0.7份的助剂加入到透水砖中，透水砖的常温固化时间在 30min以内，对生产成型工艺产生影响。
本发明进一步限定的技术方案是：
进一步的，前述复合透水砖，助剂按质量份数计包括组分：
偶联剂：15-20份，固化剂：10-15份，扩链剂：5-7份，润滑剂：6-8份，分散剂：3-5份，交联剂：1-3份，光稳定剂：2-4份，抗氧化剂：3-5份，亲水性无机材料：0.5-3份；
偶联剂为硅烷偶联剂KH550；固化剂为脂肪族多胺类固化剂，扩链剂为1,4 丁二醇；润滑剂为硬质盐酸；分散剂为聚丙烯酸钠盐；交联剂为钛酸四正丁酯；光稳定剂为水杨酸酯类光稳定剂；抗氧化剂为二丁基羟基甲苯；亲水性无机材料为硅藻土、膨润土或珍珠岩中的一种。
前述复合透水砖，天然彩石选用粒径为3-5mm的天然彩石。
不同粒径的天然彩石与聚氨酯复树脂配比选择：
1.将1-2mm粒径的天然彩石按配方要求与聚氨酯树脂充分混合，按检测标准进行制样，检测透水系数和抗折强度：透水性能低，强度中。
2.将3-5mm粒径的天然彩石按配方要求与聚氨酯树脂充分混合，按检测标准进行制样，检测透水系数和抗折强度：透水性能高，强度高。此粒径的天然彩石为透水砖最优选择。
3.将6-8mm粒径的天然彩石按配方要求与聚氨酯树脂充分混合，按检测标准进行制样，检测透水系数和抗折强度：透水性能高，强度中。
前述复合透水砖，透水砖组分中所述天然彩石与改性聚氨酯树脂按质量比计天然彩石：改性聚氨酯树脂=100：5-7的比例配制。
3-5mm粒径的天然彩石与不同聚氨酯复合材料配胶比例选择：
1.将3-5mm粒径的天然彩石与聚氨酯复合材料按质量比100:5-7比例进行充分混合搅拌，按检测标准进行制样，检测透水系数和抗折强度：透水系数高，强度高，此配胶比为最佳的优先选择。
2.将3-5mm粒径的天然彩石与聚氨酯复合材料按质量比100:7-9比例进行充分混合搅拌，按检测标准进行制样，检测透水系数和抗折强度：透水系数低，强度高。
3.将3-5mm粒径的天然彩石与聚氨酯复合材料按质量比100:9-11比例进行充分混合搅拌，按检测标准进行制样，检测透水系数和抗折强度：透水系数低，强度高。
前述复合透水砖，改性聚氨酯树脂按质量份数计包括以下组分：
异佛尔酮二异氰酸酯：65份，聚醚二元醇：100份，二甲基硅油：10份，环氧树脂：30份，1,4丁二醇：8份，邻苯二甲酸二辛酯：5份，三羟甲基丙烷：3份，二月桂酸二丁基锡：4份，膨润土：6份，丙烯酸酯单体：30份，丙烯酸乙酯：10份，
改性聚氨酯树脂的制备工艺具体为：
将聚醚二元醇在120℃下真空脱水2h，然后将脱水后的聚醚二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯及1,4丁二醇装入配有搅拌器、冷凝管、温度计的四口反应器中，通氮气保护，加入二月桂酸二丁基锡催化反应，缓慢升温至70-80℃，反应1-2h，接着依次加入二甲基硅油、环氧树脂、三羟甲基丙烷、邻苯二甲酸二辛酯、膨润土，继续搅拌反应，然后加入丙烯酸酯单体，并同时加入丙烯酸乙酯，继续搅拌混合均匀，即可得到改性聚氨酯树脂。
前述复合透水砖，复合透水砖的具体制备工艺为：
（1）将天然彩石粉磨后通过筛子，然后放入搅拌器中，将复合纤维送至搅拌器中一起搅拌均匀，搅拌时间为1-2h，待用；
（2）将改性聚氨酯树脂置于搅拌器中，向搅拌器中加入助剂并搅拌，搅拌30-50min，待用；
（3）将步骤（1）中制备得到的混合物送至步骤（2）的搅拌器中，搅拌10-30min，搅拌均匀后，得到树脂基底层材料；
（4）将材料注入压机模具中，并用木棒捣实，压制得到树脂基底层；
（5）重复步骤（1）-（3）的操作得到树脂基彩色面层材料，然后将得到的树脂基彩色面层材料注入步骤（4）中得到的树脂基底层上，压制得到覆盖在树脂基底层上的树脂基彩色面层；
（6）然后进行固化处理，取出得到透水砖胚料，将固化后的透水砖胚料进行浇水养护，20-28天即可得带成品透水砖。
前述复合透水砖，在制备树脂基底层时天然彩石选用暗灰色的天然彩石，在制备树脂基彩色面层时天然彩石采用彩色的天然彩石。
本发明的有益效果是：
本发明解决了普通透水砖透水率很低的难题，解决了环氧树脂复合材料耐候性差，增添了普通透水砖色彩的多样性 ，透水砖便于施工，提高了工作效率；本发明极高的透水率，透水系数是国家标准GB/T 25993-2010中A级的22倍，优异的综合机械强度，抗折强度是国家标准GB/T 25993-2010中Rf3.0的2倍，丰富艳丽的色彩，能覆盖全色域；
本发明采用特殊改性聚氨酯及天然彩石复合而成透水砖：具有优异的综合机械强度、极高的透水性、丰富艳丽的色彩；成型工艺低碳、环保、能耗低，铺设于人行道、自行车道、广场、建筑花园、住宅小区、景观等路面形成透水层，利于地下水循环。
该透水砖的抗折强度为7.0MPa，抗压强度为15.4MPa，轴心抗压强度为11.7MPa，静力受压弹性模量为0.57×104MPa，透水系数56.3×10-2，有害物质限量为检出。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种复合透水砖，包括树脂基底层和树脂基彩色面层，树脂基彩色面层设置于树脂基底层的上表面，该树脂基底层和树脂基彩色面层材料相同按质量份数计包括以下组分：改性聚氨酯树脂：5份，粒径为3mm的天然彩石：93份，复合纤维：0.5份，助剂：0.3份，其中：
复合纤维按质量份数计由0.2份的聚丙烯纤维和0.3份的玻璃纤维组成；
助剂按质量份数计包括组分：
偶联剂：15份，固化剂：10份，扩链剂：5份，润滑剂：6份，分散剂：3份，交联剂：1份，光稳定剂：2份，抗氧化剂：3份，亲水性无机材料：0.5份；
偶联剂为硅烷偶联剂KH550；固化剂为脂肪族多胺类固化剂；扩链剂为1,4 丁二醇；润滑剂为硬质盐酸；分散剂为聚丙烯酸钠盐；交联剂为钛酸四正丁酯；光稳定剂为水杨酸酯类光稳定剂；抗氧化剂为二丁基羟基甲苯；亲水性无机材料为硅藻土、膨润土或珍珠岩中的一种。
在本实施例中，透水砖组分中所述天然彩石与改性聚氨酯树脂按质量比计天然彩石：改性聚氨酯树脂=100：5-7的比例配制。
改性聚氨酯树脂按质量份数计包括以下组分：
异佛尔酮二异氰酸酯：65份，聚醚二元醇：100份，二甲基硅油：10份，环氧树脂：30份，1,4丁二醇：8份，邻苯二甲酸二辛酯：5份，三羟甲基丙烷：3份，二月桂酸二丁基锡：4份，膨润土：6份，丙烯酸酯单体：30份，丙烯酸乙酯：10份，
改性聚氨酯树脂的制备工艺具体为：
将聚醚二元醇在120℃下真空脱水2h，然后将脱水后的聚醚二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯及1,4丁二醇装入配有搅拌器、冷凝管、温度计的四口反应器中，通氮气保护，加入二月桂酸二丁基锡催化反应，缓慢升温至70℃，反应1h，接着依次加入二甲基硅油、环氧树脂、三羟甲基丙烷、邻苯二甲酸二辛酯、膨润土，继续搅拌反应，然后加入丙烯酸酯单体，并同时加入丙烯酸乙酯，继续搅拌混合均匀，即可得到改性聚氨酯树脂。
复合透水砖的具体制备工艺为：
（1）将天然彩石粉磨后通过筛子，然后放入搅拌器中，将复合纤维送至搅拌器中一起搅拌均匀，搅拌时间为1h，待用；
（2）将改性聚氨酯树脂置于搅拌器中，向搅拌器中加入助剂并搅拌，搅拌30min，待用；
（3）将步骤（1）中制备得到的混合物送至步骤（2）的搅拌器中，搅拌10min，搅拌均匀后，得到树脂基底层材料；
（4）将材料注入压机模具中，并用木棒捣实，压制得到树脂基底层；
（5）重复步骤（1）-（3）的操作得到树脂基彩色面层材料，然后将得到的树脂基彩色面层材料注入步骤（4）中得到的树脂基底层上，压制得到覆盖在树脂基底层上的树脂基彩色面层；
（6）然后进行固化处理，取出得到透水砖胚料，将固化后的透水砖胚料进行浇水养护，20天即可得带成品透水砖。
在本实施例中，制备树脂基底层时天然彩石选用暗灰色的天然彩石，在制备树脂基彩色面层时天然彩石采用彩色的天然彩石。
实施例2
本实施例提供的一种复合透水砖，包括树脂基底层和树脂基彩色面层，树脂基彩色面层设置于树脂基底层的上表面，该树脂基底层和树脂基彩色面层材料相同按质量份数计包括以下组分：改性聚氨酯树脂：6份，粒径为4mm的天然彩石：97份，复合纤维：0.3份，助剂：0.4份，其中：
复合纤维按质量份数计由0.1份的聚丙烯纤维和0.2份的玻璃纤维组成；
助剂按质量份数计包括组分：
偶联剂：20份，固化剂：15份，扩链剂：7份，润滑剂：8份，分散剂：5份，交联剂：3份，光稳定剂：4份，抗氧化剂：5份，亲水性无机材料：3份；
偶联剂为硅烷偶联剂KH550；固化剂为脂肪族多胺类固化剂；扩链剂为1,4 丁二醇；润滑剂为硬质盐酸；分散剂为聚丙烯酸钠盐；交联剂为钛酸四正丁酯；光稳定剂为水杨酸酯类光稳定剂；抗氧化剂为二丁基羟基甲苯；亲水性无机材料为硅藻土、膨润土或珍珠岩中的一种。
在本实施例中，透水砖组分中所述天然彩石与改性聚氨酯树脂按质量比计天然彩石：改性聚氨酯树脂=100：5-7的比例配制。
改性聚氨酯树脂按质量份数计包括以下组分：
异佛尔酮二异氰酸酯：65份，聚醚二元醇：100份，二甲基硅油：10份，环氧树脂：30份，1,4丁二醇：8份，邻苯二甲酸二辛酯：5份，三羟甲基丙烷：3份，二月桂酸二丁基锡：4份，膨润土：6份，丙烯酸酯单体：30份，丙烯酸乙酯：10份，
改性聚氨酯树脂的制备工艺具体为：
将聚醚二元醇在120℃下真空脱水2h，然后将脱水后的聚醚二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯及1,4丁二醇装入配有搅拌器、冷凝管、温度计的四口反应器中，通氮气保护，加入二月桂酸二丁基锡催化反应，缓慢升温至80℃，反应2h，接着依次加入二甲基硅油、环氧树脂、三羟甲基丙烷、邻苯二甲酸二辛酯、膨润土，继续搅拌反应，然后加入丙烯酸酯单体，并同时加入丙烯酸乙酯，继续搅拌混合均匀，即可得到改性聚氨酯树脂。
复合透水砖的具体制备工艺为：
（1）将天然彩石粉磨后通过筛子，然后放入搅拌器中，将复合纤维送至搅拌器中一起搅拌均匀，搅拌时间为2h，待用；
（2）将改性聚氨酯树脂置于搅拌器中，向搅拌器中加入助剂并搅拌，搅拌50min，待用；
（3）将步骤（1）中制备得到的混合物送至步骤（2）的搅拌器中，搅拌30min，搅拌均匀后，得到树脂基底层材料；
（4）将材料注入压机模具中，并用木棒捣实，压制得到树脂基底层；
（5）重复步骤（1）-（3）的操作得到树脂基彩色面层材料，然后将得到的树脂基彩色面层材料注入步骤（4）中得到的树脂基底层上，压制得到覆盖在树脂基底层上的树脂基彩色面层；
（6）然后进行固化处理，取出得到透水砖胚料，将固化后的透水砖胚料进行浇水养护，28天即可得带成品透水砖。
在本实施例中，制备树脂基底层时天然彩石选用暗灰色的天然彩石，在制备树脂基彩色面层时天然彩石采用彩色的天然彩石。
实施例3
本实施例提供的一种复合透水砖，包括树脂基底层和树脂基彩色面层，树脂基彩色面层设置于树脂基底层的上表面，该树脂基底层和树脂基彩色面层材料相同按质量份数计包括以下组分：改性聚氨酯树脂：6份，粒径为5mm的天然彩石：95份，复合纤维：0.4份，助剂：0.5份，其中：
复合纤维按质量份数计由0.2份的聚丙烯纤维和0.2份的玻璃纤维组成；
助剂按质量份数计包括组分：
偶联剂：18份，固化剂：13份，扩链剂：6份，润滑剂：7份，分散剂：4份，交联剂：2份，光稳定剂：3份，抗氧化剂：4份，亲水性无机材料：1.5份；
偶联剂为硅烷偶联剂KH550；固化剂为脂肪族多胺类固化剂；扩链剂为1,4 丁二醇；润滑剂为硬质盐酸；分散剂为聚丙烯酸钠盐；交联剂为钛酸四正丁酯；光稳定剂为水杨酸酯类光稳定剂；抗氧化剂为二丁基羟基甲苯；亲水性无机材料为硅藻土、膨润土或珍珠岩中的一种。
在本实施例中，透水砖组分中所述天然彩石与改性聚氨酯树脂按质量比计天然彩石：改性聚氨酯树脂=100：5-7的比例配制。
改性聚氨酯树脂按质量份数计包括以下组分：
异佛尔酮二异氰酸酯：65份，聚醚二元醇：100份，二甲基硅油：10份，环氧树脂：30份，1,4丁二醇：8份，邻苯二甲酸二辛酯：5份，三羟甲基丙烷：3份，二月桂酸二丁基锡：4份，膨润土：6份，丙烯酸酯单体：30份，丙烯酸乙酯：10份，
改性聚氨酯树脂的制备工艺具体为：
将聚醚二元醇在120℃下真空脱水2h，然后将脱水后的聚醚二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯及1,4丁二醇装入配有搅拌器、冷凝管、温度计的四口反应器中，通氮气保护，加入二月桂酸二丁基锡催化反应，缓慢升温至75℃，反应1h，接着依次加入二甲基硅油、环氧树脂、三羟甲基丙烷、邻苯二甲酸二辛酯、膨润土，继续搅拌反应，然后加入丙烯酸酯单体，并同时加入丙烯酸乙酯，继续搅拌混合均匀，即可得到改性聚氨酯树脂。
复合透水砖的具体制备工艺为：
（1）将天然彩石粉磨后通过筛子，然后放入搅拌器中，将复合纤维送至搅拌器中一起搅拌均匀，搅拌时间为2h，待用；
（2）将改性聚氨酯树脂置于搅拌器中，向搅拌器中加入助剂并搅拌，搅拌40min，待用；
（3）将步骤（1）中制备得到的混合物送至步骤（2）的搅拌器中，搅拌20min，搅拌均匀后，得到树脂基底层材料；
（4）将材料注入压机模具中，并用木棒捣实，压制得到树脂基底层；
（5）重复步骤（1）-（3）的操作得到树脂基彩色面层材料，然后将得到的树脂基彩色面层材料注入步骤（4）中得到的树脂基底层上，压制得到覆盖在树脂基底层上的树脂基彩色面层；
（6）然后进行固化处理，取出得到透水砖胚料，将固化后的透水砖胚料进行浇水养护，24天即可得带成品透水砖。
在本实施例中，制备树脂基底层时天然彩石选用暗灰色的天然彩石，在制备树脂基彩色面层时天然彩石采用彩色的天然彩石。
实施例4
本实施例提供实施例1-3中透水砖的施工要求为：
1.禁止雨天进行施工作业，空气湿度≥60%时，需控制配胶混料环境湿度；
2.碎石含水率必须小于0.5%；
3.改性聚氨酯中异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇组分严格按质量比65:100配料，充分混合后，在与碎石按质量比混合；
4.改性聚氨酯与碎石应充分混合，保证改性聚氨酯完全覆盖碎石表面；
5.改性聚氨酯与碎石充分混合到铺装的时间不超过15min。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。