一种基于钢渣砼的水运透水砖及其生产装置的制作方法

本发明涉及建筑材料技术领域，具体为一种基于钢渣砼的水运透水砖及其生产装置。

背景技术：

透水砖属于绿色环保新型建材，原材料多采用水泥、砂、矿渣、粉煤灰等环保材料为主；整砖为一次性压缩而成，不得分层压制来形成上下一致不分层的同质砖，透水砖的耐磨性好，挤压后不出现表面脱落，适合更高的负重使用环境；

但现有透水砖的制备仍然存在较多问题，在原材料方面，主要原材料为水泥、粉煤灰、黏土和粘结剂等，不够环保；在制作工艺上，大多数透水砖需要经过添加粘结剂和高温烧结环节，依赖于化学粘结剂和1000℃以上高温烧结，导致制作过程存在能耗高、碳排量大和不环保的问题，使得透水砖的制备很不环保；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于钢渣砼的水运透水砖及其生产装置，解决了透水砖制备所使用的原料不环保，制备的能耗高、碳排量大的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于钢渣砼的水运透水砖，包括如下原料：钢渣砼、固化剂和色料，所述钢渣砼和固化剂混合后制成透水砖基底，且钢渣砼和色料混合后制成透水砖基面，所述透水砖基底和透水砖基面组成透水砖，且透水砖基底和透水砖基面均通过生产装置制备；

该透水砖通过以下步骤制备：

步骤一、将钢渣砼和固化剂混合搅拌均匀后作为基料投入料斗中，活动架一在机箱的底部运动至下模具的正上方，伺服电缸一驱动轴向下推动送料框，直至送料框的底端与下模具的端口接触，通过导料管将料斗中的基料导入送料框中，基料在填满下模具内部后，伺服电机一输出轴带动螺杆转动，使刮料板在送料框中做左右的往复运动，刮料板将下模具中的基料刮平后，两个伺服电缸二驱动轴推动挡料板对送料框的底部进行闭合，重复操作，直至全部下模具中都填满基料；

步骤二、气缸驱动轴向下推动固定架，固定架底部的上模具和下模具之间相互配合，保持上模具和下模具之间的压力，直至基料在下模具中定型形成透水砖基底；

步骤三、将钢渣砼和色料混合搅拌均匀后作为面料投入料斗中，重复步骤一的操作，使面料填满下模具的内部，接着通过上模具对面料和基料之间施加压力，直至面料在下模具中定型形成透水砖基面；

步骤四、活动架二在机箱的底部运动至下模具的正上方，伺服电缸三向下推动活动框，直至平整辊的表面与透水砖基面的顶部接触，伺服电机二输出轴带动平整辊在活动框的内部转动，平整辊将每个下模具中的透水砖基面打磨平整，对下模具中成型的透水砖进行脱模，得到透水砖。

优选的，一种基于钢渣砼的水运透水砖的生产装置，包括工作台、机箱和料斗，所述工作台的上方设置有机箱，且机箱的顶部设置有料斗，所述机箱的顶部设置有成型机构，所述机箱的底部设置有压料机构，所述机箱的两侧分别设置有送料机构和平整机构。

优选的，所述成型机构包括安装架、下模具和震动器，所述安装架的两侧与工作台的两侧通过卡扣连接，且安装架的内部设置有下模具，所述工作台的内部设置有震动器，且震动器的顶端与下模具的底部接触。

优选的，所述压料机构包括气缸、固定架和上模具，所述机箱内部的两侧均设置有气缸，且两个气缸驱动轴的一端均贯穿机箱并延伸至机箱的底部，所述机箱的下方设置有固定架，且固定架顶部的两侧分别与两个气缸驱动轴的一端固定连接，所述固定架的底部设置有上模具，且上模具的两侧均通过安装螺栓与固定架的两侧固定连接。

优选的，所述送料机构包括活动架一、送料框、刮料组件、伺服电缸一和导料管，所述活动架一的顶部与机箱的底部滑动连接，且活动架一顶部的两侧均设置有伺服电缸一，所述活动架一的下方设置有送料框，且送料框顶部的两侧分别与两个伺服电缸一驱动轴的一端固定连接，所述送料框的一侧连通有导料管，且导料管的一端与料斗的内部连通，所述送料框的内部设置有刮料组件。

优选的，所述刮料组件包括伺服电机一、螺杆、活动块、刮料板、伺服电缸二和挡料板，所述活动架一的一侧设置有伺服电机一，且活动架一的内部转动设置有螺杆，所述螺杆的一端与伺服电缸一驱动轴的一端通过联轴器固定连接，且螺杆的表面螺纹连接有活动块，所述活动块的顶部与送料框内壁的顶部滑动连接，且活动块的底部固定连接有刮料板，所述送料框的两侧均设置有伺服电缸二，且两个伺服电缸二驱动轴的一端均固定连接有挡料板。

优选的，所述平整机构包括活动架二、活动框、伺服电缸三、平整辊和伺服电机二，所述活动架二的顶部与机箱的底部滑动连接，且活动架二的下方设置有活动框，所述活动架二顶部的两侧均设置有伺服电缸三，且两个伺服电缸三驱动轴的一端分别与活动框顶部的两侧固定连接，所述活动框的底部设置有平整辊，且活动框的一侧设置有伺服电机二，所述伺服电机二输出轴的一端与平整辊的一端通过联轴器固定连接。

优选的，所述固化剂采用偏高岭土和沸石按照质量比4:3混合后，加入总质量15％的纯碱搅拌均匀制备而成，所述色料采用氧化铁质无机颜料。

优选的，所述机箱的底部设置有直线伺服系统，活动架一和活动架二均通过直线伺服系统驱动，使活动架一和活动架二在机箱的底部能够进行左右往复运动。

优选的，所述气缸驱动轴输出压力为30mpa-40mpa，且每次保压时间为20-30min。

(三)有益效果

本发明提供了一种基于钢渣砼的水运透水砖及其生产装置，与现有技术相比具备以下有益效果：

(1)通过在下模具的内部先后填充基料和面料，利用上模具和下模具之间形成配合，在下模具的内部先成型透水砖基底，接着在透水砖基底的顶面成型透水砖基面，最后活动架二在机箱的底部运动至下模具的正上方，伺服电缸三向下推动活动框，直至平整辊的表面与透水砖基面的顶部接触，伺服电机二输出轴带动平整辊在活动框的内部转动，平整辊将每个下模具中的透水砖基面打磨平整，通过平整机构的设置能够对脱模后的透水砖表面进行平整处理，提高生产出来的透水砖表面质量，保证透水砖的美观性，另外采用钢渣砼、固化剂和色料作为透水砖的基料，相较于现有的透水砖原料水泥、粉煤灰、黏土和粘结剂，一方面对钢渣砼进行使用能够实现对钢渣的二次利用，原料成本较低，且原料较为环保，另一方面钢渣砼能够有效提高生产出来透水砖的机械性能，使透水砖的耐用性得到提升；

(2)通过采用机械加压的方式分别生产透水砖的基底和基面，相较于传统的高温烧结，能够有效降低透水砖制备过程中的能耗，解决了透水砖在制备过程中碳排量大的问题，使透水砖的生产过程更加节能环保，并且整个透水砖的生产过程自动化程度较高，操作管理起来较为方便。

附图说明

图1为本发明透水砖生产装置结构的示意图；

图2为本发明工作台、机箱与震动器结构的示意图；

图3为本发明压料机构结构的剖视图；

图4为本发明送料机构结构的示意图；

图5为本发明送料机构结构的剖视图；

图6为本发明平整机构结构的示意图；

图7为本发明平整机构结构的剖视图；

图中：10、工作台；20、机箱；30、料斗；1、成型机构；11、安装架；12、下模具；13、震动器；2、压料机构；21、气缸；22、固定架；23、上模具；3、送料机构；31、活动架一；32、送料框；33、刮料组件；331、伺服电机一；332、螺杆；333、活动块；334、刮料板；335、伺服电缸二；336、挡料板；34、伺服电缸一；35、导料管；4、平整机构；41、活动架二；42、活动框；43、伺服电缸三；44、平整辊；45、伺服电机二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

请参阅图1-7所示，一种基于钢渣砼的水运透水砖，包括如下原料：钢渣砼、固化剂和色料，采用钢渣砼、固化剂和色料作为透水砖的基料，相较于现有的透水砖原料水泥、粉煤灰、黏土和粘结剂，一方面对钢渣砼进行使用能够实现对钢渣的二次利用，原料成本较低，且原料较为环保，另一方面钢渣砼能够有效提高生产出来透水砖的机械性能，使透水砖的耐用性得到提升，钢渣砼和固化剂混合后制成透水砖基底，且钢渣砼和色料混合后制成透水砖基面，透水砖基底和透水砖基面组成透水砖，且透水砖基底和透水砖基面均通过生产装置制备；

固化剂采用偏高岭土和沸石按照质量比4:3混合后，加入总质量15％的纯碱搅拌均匀制备而成，色料采用氧化铁质无机颜料；

该透水砖通过以下步骤制备：

步骤一、将钢渣砼和固化剂混合搅拌均匀后作为基料投入料斗30中，活动架一31在机箱20的底部运动至下模具12的正上方，伺服电缸一34驱动轴向下推动送料框32，直至送料框32的底端与下模具12的端口接触，通过导料管35将料斗30中的基料导入送料框32中，基料在填满下模具12内部后，伺服电机一331输出轴带动螺杆332转动，使刮料板334在送料框32中做左右的往复运动，刮料板334将下模具12中的基料刮平后，两个伺服电缸二335驱动轴推动挡料板336对送料框32的底部进行闭合，重复操作，直至全部下模具12中都填满基料；

步骤二、气缸21驱动轴向下推动固定架22，固定架22底部的上模具23和下模具12之间相互配合，保持上模具23和下模具12之间的压力，直至基料在下模具12中定型形成透水砖基底；

步骤三、将钢渣砼和色料混合搅拌均匀后作为面料投入料斗30中，重复步骤一的操作，使面料填满下模具12的内部，接着通过上模具23对面料和基料之间施加压力，直至面料在下模具12中定型形成透水砖基面；

步骤四、活动架二41在机箱20的底部运动至下模具12的正上方，伺服电缸三43向下推动活动框42，直至平整辊44的表面与透水砖基面的顶部接触，伺服电机二45输出轴带动平整辊44在活动框42的内部转动，平整辊44将每个下模具12中的透水砖基面打磨平整，对下模具12中成型的透水砖进行脱模，得到透水砖。

请参阅图1-2所示，一种基于钢渣砼的水运透水砖的生产装置，包括工作台10、机箱20和料斗30，机箱20的底部设置有直线伺服系统，活动架一31和活动架二41均通过直线伺服系统驱动，使活动架一31和活动架二41在机箱20的底部能够进行左右往复运动，工作台10的上方设置有机箱20，且机箱20的顶部设置有料斗30，机箱20的顶部设置有成型机构1，机箱20的底部设置有压料机构2，机箱20的两侧分别设置有送料机构3和平整机构4，成型机构1包括安装架11、下模具12和震动器13，安装架11的两侧与工作台10的两侧通过卡扣连接，且安装架11的内部设置有下模具12，工作台10的内部设置有震动器13，且震动器13的顶端与下模具12的底部接触。

请参阅图3所示，压料机构2包括气缸21、固定架22和上模具23，机箱20内部的两侧均设置有气缸21，且两个气缸21驱动轴的一端均贯穿机箱20并延伸至机箱20的底部，机箱20的下方设置有固定架22，且固定架22顶部的两侧分别与两个气缸21驱动轴的一端固定连接，固定架22的底部设置有上模具23，且上模具23的两侧均通过安装螺栓与固定架22的两侧固定连接，气缸21驱动轴输出压力为30mpa-40mpa，且每次保压时间为20-30min，采用机械加压的方式分别生产透水砖的基底和基面，相较于传统的高温烧结，能够有效降低透水砖制备过程中的能耗，解决了透水砖在制备过程中碳排量大的问题，使透水砖的生产过程更加节能环保，并且整个透水砖的生产过程自动化程度较高，操作管理起来较为方便。

请参阅图4-5所示，送料机构3包括活动架一31、送料框32、刮料组件33、伺服电缸一34和导料管35，活动架一31的顶部与机箱20的底部滑动连接，且活动架一31顶部的两侧均设置有伺服电缸一34，活动架一31的下方设置有送料框32，且送料框32顶部的两侧分别与两个伺服电缸一34驱动轴的一端固定连接，送料框32的一侧连通有导料管35，且导料管35的一端与料斗30的内部连通，送料框32的内部设置有刮料组件33，刮料组件33包括伺服电机一331、螺杆332、活动块333、刮料板334、伺服电缸二335和挡料板336，活动架一31的一侧设置有伺服电机一331，且活动架一31的内部转动设置有螺杆332，螺杆332的一端与伺服电缸一34驱动轴的一端通过联轴器固定连接，且螺杆332的表面螺纹连接有活动块333，活动块333的顶部与送料框32内壁的顶部滑动连接，且活动块333的底部固定连接有刮料板334，送料框32的两侧均设置有伺服电缸二335，且两个伺服电缸二335驱动轴的一端均固定连接有挡料板336。

请参阅图6-7所示，平整机构4包括活动架二41、活动框42、伺服电缸三43、平整辊44和伺服电机二45，活动架二41的顶部与机箱20的底部滑动连接，且活动架二41的下方设置有活动框42，活动架二41顶部的两侧均设置有伺服电缸三43，且两个伺服电缸三43驱动轴的一端分别与活动框42顶部的两侧固定连接，活动框42的底部设置有平整辊44，且活动框42的一侧设置有伺服电机二45，伺服电机二45输出轴的一端与平整辊44的一端通过联轴器固定连接，通过平整机构4的设置能够对脱模后的透水砖表面进行平整处理，提高生产出来的透水砖表面质量，保证透水砖的美观性。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。