本发明涉及道路建筑材料技术领域，具体涉及一种道路用生态护坡砖及其制备方法。
背景技术：
随着科学技术的进步，经济的高速发展，各种道路工程接连开工、火车、汽车道路的要求越来越高。预测表明，在公路在交通量日增的条件下，为避免急弯陡坡、缩短里程、减少事故，为节约运行时间和燃料，隧道和高架构筑物工程也将有较大发展。道路安全继续受到重视。许多交通事故也要从道路工程本身找原因，必须接受经验教训，预防补救。为适应运量激增的需要，应增加车道并提高路面等级。为防护车辆撞向固定刚性目标，多采用易碎标志和轻型标柱。防护工程也要采用减震设施。
为防止道路两旁基土崩塌，可在坡面修筑护坡工程进行加固，这比削坡节省投工，速度快。常见的护坡工程有：干砌片石和混凝土砌块护坡、浆砌片石和混凝土护坡、格状框条护坡、喷浆和混凝土护坡、铺固法护坡等。在基岩裂隙小，没有大崩塌发生的地方，为防止基岩风化剥落，进行喷浆或喷混凝土护坡。若能就地取材，用可塑胶泥喷涂则较为经济，可塑胶泥也可做喷浆的热层。注意不要在有涌水和冻胀严重的坡面喷浆或喷混凝土。格状框条护坡是用预制构件在现场装配或在现场直接浇制混凝土和钢筋混凝土，修成格式建筑物，格内可进行植被防护。依护坡的功能可将其概分为两种：(a)仅为抗风化及抗冲刷的坡面保护工，该保护工并不承受侧向土压力，如喷凝土护坡，格框植生护坡，植生护坡等均属此类，仅适用于平缓且稳定无滑动之虞的边坡上。(b)提供抗滑力之挡土护坡，大致可区分为：(a)刚性自重式挡土墙(如：砌石挡土墙，重力式挡土墙，倚壁式挡土墙，悬壁式挡土墙，扶壁式挡土墙)，(b)柔性自重式挡土墙(如：蛇笼挡土墙，框条式挡土墙，加劲式挡土墙)，(c)锚拉式挡土墙(如：锚拉式格梁挡土墙，锚拉式排桩挡土墙)。
护坡砖是在有可能发生塌方的地方，如河道、铁路、公路等场所采用的可以防止临近的原有工程基础位移、下沉，防止水土流失的护坡设施。现今大部分护坡砖机械强度不够、防老化性能较弱、材料成本太高、资源浪费严重。
技术实现要素：
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种道路用生态护坡砖，该道路用生态护坡砖耐磨性好、抗压能力强、抗冻性较好、防晒防老化，同时制备中采用了大量工业废料，既节约了资源又保护了环境，且制备方法简单，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种道路用生态护坡砖，包括以下重量份的原料：
煤矸石40-50份、电炉渣30-40份、火山灰30-40份、凹凸棒石粘土5-15份、河沙10-15份、水泥20-30份、纳米氧化锌1-3份、钛白粉2-4份、纳米二氧化硅10-20份。
优选地，所述道路用生态护坡砖包括以下重量份的原料：
煤矸石45份、电炉渣35份、火山灰35份、凹凸棒石粘土10份、河沙13份、水泥25份、纳米氧化锌2份、钛白粉3份、纳米二氧化硅15份。
优选地，所述水泥为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥中的一种。
本发明还提供了一种道路用生态护坡砖的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将煤矸石、电炉渣、火山灰混合加入粉碎机中粉碎，过60目筛，送入煅烧炉中在850-950℃下煅烧15-35分钟，冷却、水洗、过滤送入球磨机中研磨至细过200目筛得到混合物a；
步骤二，将凹凸棒石粘土粉碎，过150目筛，与纳米二氧化硅、纳米氧化锌、钛白粉混合加入搅拌机中，以150-250r/min的转速，搅拌2-4小时，再放置2-4小时，得到混合物b；
步骤三，将步骤一制得的混合物a、步骤二制备的混合物b、水泥加入适量的水送入搅拌机中搅拌均匀，搅拌转速60-80r/min，搅拌时间为1-3小时，搅拌均匀后送入护坡砖模具中，在免烧砖制砖机内压制成所需形状规格的砖坯，在180-200℃、1.6-1.8mpa条件下养护8-10小时，降温后得到道路用生态护坡砖。
优选地，所述步骤一中煅烧温度为900℃、煅烧时间为25分钟。
优选地，所述步骤二中搅拌转速为200r/min、搅拌时间3小时、放置3小时。
优选地，所述步骤三为：将步骤一制得的混合物a、步骤二制备的混合物b、水泥加入适量的水送入搅拌机中搅拌均匀，搅拌转速70r/min，搅拌时间为2小时，搅拌均匀后送入护坡砖模具中，在免烧砖制砖机内压制成所需规格尺寸的砖坯，在190℃、1.7mpa条件下养护9小时，降温后得到道路用生态护坡砖。
优选地，所述步骤三中的砖坯的形状为：空心正六边形，其中空心部分为圆形；所述砖坯的规格为：六边形边长为250mm，砖坯厚70mm，圆形空心部分直径为200mm。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的道路用生态护坡砖以煤矸石、电炉渣、火山灰为主要成分，充分利用了固体废弃物，一方面做到了废物利用，另一方面节约了资源、减少了环境污染，实现了循环经济，符合可持续发展的理念。
（2）本发明的道路用生态护坡砖添加了纳米氧化锌、纳米二氧化硅和钛白粉，可以有效增加护坡砖吸收和散射紫外线的能力，还能增强护坡砖的稳定性，提升器抗老化性能。
（3）本发明的道路用生态护坡砖制备过程中在砖坯制备好后送入蒸汽养护炉中进行养护，能够使护石砖的机械强度更好，防开裂性能更优，透水性能更好、耐磨耐用、抗冻性更强。
（4）本发明的道路用生态护坡砖的砖坯的形状采用空心六边形，一方面节约了成本，另一方面，特殊的空心结构可在砖中栽植种植一些花草树苗植物，形成网格与植物相互依托形成综合的护坡系统，既可以起到一定的护坡作用，也可以起到一定的美化效果，给人们眼前一新的新视觉，同时能起到恢复生态、保护环境的作用。
（5）本发明的道路用生态护坡砖的制备方法简单，工艺简明、材料来源广泛、原料低廉，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的道路用生态护坡砖，包括以下重量份的原料：
煤矸石40份、电炉渣30份、火山灰30份、凹凸棒石粘土5份、河沙10份、水泥20份、纳米氧化锌1份、钛白粉2份、纳米二氧化硅10份。
本实施例中水泥为硅酸盐水泥。
本实施例的道路用生态护坡砖的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将煤矸石、电炉渣、火山灰混合加入粉碎机中粉碎，过60目筛，送入煅烧炉中在850℃下煅烧15分钟，冷却、水洗、过滤送入球磨机中研磨至细过200目筛得到混合物a；
步骤二，将凹凸棒石粘土粉碎，过150目筛，与纳米二氧化硅、纳米氧化锌、钛白粉混合加入搅拌机中，以150r/min的转速，搅拌2小时，再放置2小时，得到混合物b；
步骤三，将步骤一制得的混合物a、步骤二制备的混合物b、水泥加入适量的水送入搅拌机中搅拌均匀，搅拌转速60r/min，搅拌时间为1小时，搅拌均匀后送入护坡砖模具中，在免烧砖制砖机内压制成所需形状规格的砖坯，在180℃、1.6mpa条件下养护8小时，降温后得到道路用生态护坡砖。
本实施例中的砖坯的形状为：空心正六边形，其中空心部分为圆形；所述砖坯的规格为：六边形边长为250mm，砖坯厚70mm，圆形空心部分直径为200mm。
实施例2.
煤矸石50份、电炉渣40份、火山灰40份、凹凸棒石粘土15份、河沙15份、水泥30份、纳米氧化锌3份、钛白粉4份、纳米二氧化硅20份。
本实施例中水泥为硫铝酸盐水泥。
本实施例的道路用生态护坡砖的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将煤矸石、电炉渣、火山灰混合加入粉碎机中粉碎，过60目筛，送入煅烧炉中在950℃下煅烧35分钟，冷却、水洗、过滤送入球磨机中研磨至细过200目筛得到混合物a；
步骤二，将凹凸棒石粘土粉碎，过150目筛，与纳米二氧化硅、纳米氧化锌、钛白粉混合加入搅拌机中，以250r/min的转速，搅拌4小时，再放置4小时，得到混合物b；
步骤三，将步骤一制得的混合物a、步骤二制备的混合物b、水泥加入适量的水送入搅拌机中搅拌均匀，搅拌转速80r/min，搅拌时间为3小时，搅拌均匀后送入护坡砖模具中，在免烧砖制砖机内压制成所需形状规格的砖坯，在200℃、1.8mpa条件下养护10小时，降温后得到道路用生态护坡砖。
本实施例中的砖坯的形状为：空心正六边形，其中空心部分为圆形；所述砖坯的规格为：六边形边长为250mm，砖坯厚70mm，圆形空心部分直径为200mm。
实施例3.
本实施例的道路用生态护坡砖，包括以下重量份的原料：
煤矸石45份、电炉渣35份、火山灰35份、凹凸棒石粘土10份、河沙13份、水泥25份、纳米氧化锌2份、钛白粉3份、纳米二氧化硅15份。
本实施例中水泥为铁铝酸盐水泥。
本实施例的道路用生态护坡砖的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将煤矸石、电炉渣、火山灰混合加入粉碎机中粉碎，过60目筛，送入煅烧炉中在900℃下煅烧25分钟，冷却、水洗、过滤送入球磨机中研磨至细过200目筛得到混合物a；
步骤二，将凹凸棒石粘土粉碎，过150目筛，与纳米二氧化硅、纳米氧化锌、钛白粉混合加入搅拌机中，以200r/min的转速，搅拌3小时，再放置3小时，得到混合物b；
步骤三，将步骤一制得的混合物a、步骤二制备的混合物b、水泥加入适量的水送入搅拌机中搅拌均匀，搅拌转速70r/min，搅拌时间为2小时，搅拌均匀后送入护坡砖模具中，在免烧砖制砖机内压制成所需形状规格的砖坯，在190℃、1.7mpa条件下养护9小时，降温后得到道路用生态护坡砖。
本实施中的砖坯的形状为：空心正六边形，其中空心部分为圆形；所述砖坯的规格为：六边形边长为250mm，砖坯厚70mm，圆形空心部分直径为200mm。
以上各实施例制备的道路用生态护坡砖的性能测试结果如下：
本发明的道路用生态护坡砖其耐磨性好、抗压能力强、抗冻性较好、防晒防老化，同时制备中采用了大量工业废料，既节约了资源又保护了环境，且制备方法简单，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。