本发明属于建筑材料技术领域，特别是涉及一种适用于人行道、步行街和公园内道路，露天停车场、庭院和街巷的地面、公共广场等领域的高透水率陶瓷透水砖及其制备方法。
背景技术：
水资源已成为一个国家可持续发展的决定因素，现代化城市高密度的人口和密集的建筑群，已引起的城市硬化，这在生态学上被称为“人造沙漠”。随着城市化发展速度的加剧，无论是人行道、街道、广场，还是住宅小区的庭院等，路面大都采用花岗岩、水泥、釉面砖等封闭性结构铺装，城市透水能力却在减弱。城市地表正在逐步被建筑物和各种混凝土等阻水性材料所覆盖，不透水区域比例在大幅度增高，部分地区其覆盖率已超过％。也就是说，城市的表面覆盖越来越严重，城市的排水功能越来越低下。不透水的地面对城市环境的危害非常大。许多城市一遇暴雨，其路面雨水无法快速渗漏，只能通过排水设施排水，当排水设施不畅时，很容易造成城市内涝。究其原因之一与城市地面不透水有很大关系。城市路面现多为柏油、水泥和彩砖路面。由于这些路面不透水，雨水形成的积水难以顺利下行，直接渗透到地表下。另外，雨水从路面流失或被阳光蒸发，又令造成城市地面干燥，加重城市杨尘污染。同时，由于封闭性铺装阻断了地表水气的交换，无法及时对城市的地下水资源进行有效补充，大大降低了地表对雨水的涵养力，恶化绿化植被环境，造成了城市生态效益下降，使夏季的城市热岛效应加剧，城市气温升高，影响人们在城市里的生活质量。
为了解决上述问题，市场上推出了透水砖产品。陶瓷透水砖以其诸多优良的性能逐渐被人们所接受，它目前已被广泛应用于广场、人行道、小区步行道、园林建筑等范围。陶瓷透水砖的使用，在美化环境的同时，恢复了自然的储水能力，防止地下水枯竭；改善植被生存环境；调节大气湿度，净化空气，恢复地表的水循环系统。但是，现有的陶瓷透水砖生产工艺复杂，强度高的陶瓷透水砖透水率低；否则就以降低强度来提高陶瓷透水砖的透水率，而且耐磨性较差。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种透水率高、强度高、耐磨性好、施工便捷，并具有蓄水和放湿调湿的功能的高透水率陶瓷透水砖及其制备方法，该高透水率陶瓷透水砖用于路面能缓解雨水过多对城市路面的压力和降低城市地表温度。
本发明是这样实现的：
一种高透水率陶瓷透水砖，其特征在于，包括以下重量份数的原料：骨料颗粒50-70份、矿物掺合料5-10份、无机粘结剂3-6份、膨胀剂0.1-1份、颜填料0.1-1份，所述骨料颗粒包括陶瓷颗粒和页岩颗粒，陶瓷颗粒和页岩颗粒的重量比为7-8:2-3；
所述矿物掺合料为煅烧偏高岭土粉、硅灰和粒化高炉矿渣的混合物，煅烧偏高岭土粉、硅灰和粒化高炉矿渣的重量比为5:3-4:1-2。
进一步优选，所述骨料颗粒的粒径为5-40目，其中，5-10目占10%，11-20目占45%，21-30目占30%，31-40目占15%。
进一步优选，所述陶瓷颗粒的制备方法为先将长石和陶瓷砖废料粉碎、研磨成粉状后加入粘土和适量的水混合均匀，然后将混合物送入造粒机中进行造粒形成球状颗粒，再将球状颗粒进行烧结，制得陶瓷颗粒；所述长石、陶瓷砖废料和粘土的重量比为1:1:0.1。
进一步优选，所述页岩颗粒的制备方法为先将页岩粉碎、研磨成粉状后加入粘土和适量的水混合均匀，然后将混合物送入造粒机中进行造粒形成球状颗粒，再将球状颗粒进行烧结，制得页岩颗粒；所述页岩和粘土的重量比为1:0.1。
进一步优选，所述煅烧偏高岭土粉为将偏高岭土粉碎、研磨成粉状，并加入硫酸钠混合均匀后放入煅烧炉中，在900℃下煅烧6小时后制得煅烧偏高岭土粉，硫酸钠的加入量为偏高岭土粉的10%。
进一步优选，所述无机粘结剂由膨润土、脱硫石膏、磷酸二氢铝、氧化镁和氧化锆混合而成，膨润土、脱硫石膏、磷酸二氢铝、氧化镁和氧化锆的重量比为10:5:2:1:0.5。
进一步优选，所述膨胀剂由硅铝酸钙、膨润土、碳酸钙、葡糖碳酸钠和表面活性剂制成；所述硅铝酸钙、膨润土、碳酸钙、葡糖碳酸钠、表面活性剂的重量比为2:2:1:0.5:0.2。
进一步优选，所述颜填料为金属填料或水性色浆。
本发明的高透水率陶瓷透水砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）先将骨料颗粒和矿物掺合料加入混合机中搅拌均匀，然后加入无机粘结剂、膨胀剂、颜填料和适量的水继续搅拌10-20分钟，将搅拌好的物料装入透水砖模具中振动热压固化成型，24小时后脱模，得陶瓷透水砖坯体；
（2）将陶瓷透水砖坯体干燥后送入烧结窑中在600-1200℃下烧结4-5小时，制得高透水率陶瓷透水砖。
进一步优选，所述烧结为先将陶瓷透水砖坯体在600-800℃烧结1个小时，再升温至900-1000℃烧结1个小时，最后升温至1100-1200℃烧结2-3个小时。
本发明突出的实质性特点和显著的进步是：
本发明高透水率陶瓷透水砖的骨料颗粒通过科学配级，极大增加透水砖的透水率，透水率达到0.20cm/s以上，采用陶瓷砖废料和页岩颗粒替代部分陶瓷颗粒，能够大幅度减少成本，同时能够减少透水砖的重量，增强透水砖强度及防滑性，抗压强度达35mpa以上；添加的矿物掺合料和膨胀剂能够显著改善透水砖的加工性能，提高透水砖的抗压强度，减少透水砖的收缩性和抗腐蚀性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作以下说明。
实施例1
高透水率陶瓷透水砖的原料如下（按重量份数计）：
骨料颗粒50份、矿物掺合料5份、无机粘结剂3份、膨胀剂0.1份、颜填料0.1份，所述骨料颗粒包括陶瓷颗粒和页岩颗粒，陶瓷颗粒和页岩颗粒的重量比为7:2；
所述矿物掺合料为煅烧偏高岭土粉、硅灰和粒化高炉矿渣的混合物，煅烧偏高岭土粉、硅灰和粒化高炉矿渣的重量比为5:3:1。
制备方法：
（1）先将骨料颗粒和矿物掺合料加入混合机中搅拌均匀，然后加入无机粘结剂、膨胀剂、颜填料和适量的水继续搅拌10-20分钟，将搅拌好的物料装入透水砖模具中振动热压固化成型，24小时后脱模，得陶瓷透水砖坯体；
（2）将陶瓷透水砖坯体干燥后送入烧结窑中在600-1200℃下烧结4-5小时，制得高透水率陶瓷透水砖；所述烧结为先将陶瓷透水砖坯体在600-800℃烧结1个小时，再升温至900-1000℃烧结1个小时，最后升温至1100-1200℃烧结2-3个小时。
实施例2
高透水率陶瓷透水砖的原料如下（按重量份数计）：
骨料颗粒60份、矿物掺合料6份、无机粘结剂4份、膨胀剂0.3份、颜填料0.3份，所述骨料颗粒包括陶瓷颗粒和页岩颗粒，陶瓷颗粒和页岩颗粒的重量比为7:3；
所述矿物掺合料为煅烧偏高岭土粉、硅灰和粒化高炉矿渣的混合物，煅烧偏高岭土粉、硅灰和粒化高炉矿渣的重量比为5:3:2。
以上高透水率陶瓷透水砖的制备方法同实施例1。
实施例3
高透水率陶瓷透水砖的原料如下（按重量份数计）：
骨料颗粒65份、矿物掺合料8份、无机粘结剂5份、膨胀剂0.6份、颜填料0.6份，所述骨料颗粒包括陶瓷颗粒和页岩颗粒，陶瓷颗粒和页岩颗粒的重量比为8:2；
所述矿物掺合料为煅烧偏高岭土粉、硅灰和粒化高炉矿渣的混合物，煅烧偏高岭土粉、硅灰和粒化高炉矿渣的重量比为5:4:1。
以上高透水率陶瓷透水砖的制备方法同实施例1。
实施例4
高透水率陶瓷透水砖的原料如下（按重量份数计）：
骨料颗粒70份、矿物掺合料10份、无机粘结剂6份、膨胀剂1份、颜填料1份，所述骨料颗粒包括陶瓷颗粒和页岩颗粒，陶瓷颗粒和页岩颗粒的重量比为8:3；
所述矿物掺合料为煅烧偏高岭土粉、硅灰和粒化高炉矿渣的混合物，煅烧偏高岭土粉、硅灰和粒化高炉矿渣的重量比为5:3:2。
以上高透水率陶瓷透水砖的制备方法同实施例1。
应用实施例
采用本发明实施例1-4制得的高透水率陶瓷透水砖，制得高透水率陶瓷透水砖的长宽高均为40*30*30cm，按照jc/t945-2005的要求进行性能测定，检测结果如下：