一种透水砖及其制备方法与流程

本发明涉及透水砖技术领域，具体的说是一种透水砖及其制备方法。

背景技术：

在城市化过程中，可储水也可透水的土层、草坪被铲除。取而代之以屋顶、沥青、混凝土石板材或水泥砖等的硬质不透水材料，导致雨水不能有效地储存于地表土层也不能渗入地下，增大地面径流量。地面径流和雨水只能通过星罗棋布的水沟、排水管、雨水管排入附近的河流、水池等。在强降雨时，河水上涨，地下水位上涨，城市地下水道系统和排水沟渠无法及时排掉强降雨形成的地面径流，导致城市洪涝。

近年来，透水砖被广泛应用以缓解城市内涝。透水混凝土渗透速度快，可将落于透水砖的雨水和来自其它地方的地面径流排入地下土层和地下水渗透速度快，可将落于透水砖的雨水和来自其它地方的地面径流排入地下土层和地下水。但是由于土层的储水量有限，透水砖快速排水导致地下潜水面快速上升，加速高处地下水向低处流，造成低处内涝；此外，透水砖透水速度过快，不能将雨水截留于路面，而透水砖表面粗糙，其表面的阳光吸收率要高于普通密实路面，因此在长时间的阳光照射下反而增加了路面温度，加剧了城市热岛效应，对车辆和行人不利。

为此本公司设计了一种透水砖及其制备方法，实现将雨水和地面径流收集来避免内涝，同时在雨后热天，储存的水分蒸发，降低路面温度从而减少路面显热排放，降低城市热岛效应。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，解决现有透水砖容易在暴雨天时造成城市低处内涝及在热天时加剧城市热岛效应的问题，本发明提出的一种透水砖及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种透水砖，包括基底层，所述基底层上设置有防水砖体框架，所述防水砖体框架为上端开口的五面密实不透水矩形框架，所述防水砖体框架上端设置有向内倾斜的倾斜面；所述防水砖体框架内腔构成填充腔，所述填充腔内设置有由透水填充材料浇筑而成的填充层；所述防水砖体框架与基底层之间设置有两个水平布置的连通管，所述连通管垂直布置且相互连通，所述连通管上端穿过防水砖体框架底部延伸至填充层内，所述连通管顶部沿轴线间隔设置有多个溢水孔。

使用时，将多个透水砖顺序排列铺装，确保相邻透水砖的连通管相互连通即可；现有的城市透水路面仅考虑渗水透水的功能，关注点在透水砖的渗透系数指标，但众所周知，透水砖的渗透系数越大，滞留在砖体内的水分越少，水分最终是要渗入土里，而土壤的渗透系数一般较小，所以会导致底面水位抬高，造成出现路面积水的现象，因此通过防水砖体框架，能够在下雨时，使得雨水快速通过填充层向下渗透并被截留在防水砖体框架内，当截留的水分在填充层达到一定高度时，多余的水分从连通管顶部的溢水孔进入连通管，进而从连通管排入邻近的排水系统内，如此既通过填充层的快速渗透减少地面径流，避免出现路面积水的现象，又能够通过连通管将多余的水分快速转移走，避免透水砖快速排水导致地下潜水面快速上升，加速高处地下水向低处流，造成低处内涝的问题，同时还能够在防水砖体框架底面至溢水孔之间的填充层内截留部分水分，截留的水分可以在高温天气时通过毛细作用迁移到表面，通过蒸发效应达到降温的效果，可降低路面温度，进而减缓城市热岛效应。

优选的，所述填充层包括上层的透水层及下层的保水层，所述连通管上端穿过防水砖体框架底部延伸至保水层内，所述保水层为多孔混凝土制成，所述透水层为天然花岗岩颗粒、金刚砂与腰果酚改性环氧树脂混合搅拌后振动压实而成。保水层能够具有较好的透水性及承载性，避免出现路面积水的现象，同时其独特的孔隙结构使得能够加速水分在高温时向地面的迁移速度，从而降低整个铺装地面的温度；透水层能够允许地面径流和雨水通过的同时过滤掉水中的大颗粒物质，防止堵塞，天然花岗岩和金刚砂通过腰果酚改性环氧树脂粘结一体后，透水面层具备耐磨特性，延长使用寿命，同时腰果酚改性环氧树脂具有较高的耐冲击性、弹性及消音性能，满足路面铺装的使用需求。

优选的，所述基底层为碎石骨料、矿渣及水泥混合搅拌后振动压实而成，所述防水砖体框架为密级配水泥混凝土制成。通过碎石骨料、矿渣的使用增强了基底层结构强度及抗冲击性能；密级配水泥混凝土的使用保证了防水砖体框架的强度和刚度，同时也能够将保水层与基底层隔开，达到在保水层内存蓄一定水分并通过蒸发效应达到降温的效果，可降低路面温度，进而减缓城市热岛效应。

优选的，所述防水砖体框架的内侧壁上均设置有半圆形的排水管，所述排水管上下贯通，所述排水管下部与连通管连通，所述透水层对应连通管处设置有沉槽，所述排水管上部与沉槽齐平且其内部设置有滤网。通过排水管的设置，能够在暴雨时直接使水分经排水管进入连通管，进而减少地面径流，避免出现路面积水的现象；通过滤网的设置，截留路面的杂物，避免造成连通管及排水管堵塞而导致路面积水的现象；通过沉槽的设置，能够使得排水管低于路面设置，既保护排水管及滤网免受挤压或碰撞损坏，又能够及时排出透水层上端的水分，进一步避免路面积水的现象。

优选的，所述排水管正下方的基底层内设置有储水槽，所述储水槽内设置有海绵，所述连通管上设置有与储水槽对应的通孔。通过储水槽及海绵的设置，能够在暴雨的情况下，通过连通管排出大部分水分的同时将少部分水分通过引水槽的方式截留容纳，减少了需要排出的水量，避免连通管来不及排水导致的水位升高、路面积水的情况，同时截留容纳的水分能够通过蒸发效应达到在高温天气时降温的效果，可降低路面温度，进而减缓城市热岛效应；通过海绵能够避免水分从排水管滴落时对引水槽的冲击，避免长期使用造成“水滴石穿”的问题，保证了基底层的使用寿命。

优选的，所述透水层表面设置有垂直布置的引水槽，所述引水槽两端分别与对应的沉槽连通；所述引水槽两侧设置有多组向外延伸的斜槽，所述斜槽与引水槽连通。通过引水槽及斜槽的布置，使得透水层表面的水分能够更快更及时的排入排水管内，避免透水层表面积水；通过斜槽进一步加快排水效果，同时多组向外延伸的斜槽还能够提高透水层表面的摩擦力，避免行人滑倒，而且在行人脚部踩压引水槽时其内部空气受压并且能够从斜槽排出，起到降噪的效果。

优选的，所述基底层的左右侧面和/或前后侧面对应设置有多组卡块，所述卡块延伸至防水砖体框架上端面且与其对应的侧面固定连接；相邻所述卡块的空间构成卡槽，一侧所述卡槽的宽度及位置与另一侧所述卡块的宽度及位置相匹配。通过卡块及卡槽能够实现透水砖的快速安装，同时卡块及卡槽能够限制透水砖横向移动，避免相邻透水砖错位导致相邻连通管不能有效连通的情况。

一种透水砖制备方法，该透水砖制备方法用于上述任意的透水砖的制备，包括以下步骤：

s1、制作模具：制作一个与基底层截面大小匹配且高度等于基底层与防水砖体框架之和的外模；再制作一个与基底层截面大小、高度与防水砖体框架匹配的内模，并且使该内模具有与连通管及排水管匹配的弧形槽；最后制作与储水槽截面大小匹配的插杆；

s2、将s1中的连通管上端与排水管下端连接且使其连通，并对应在排水管正下方的连通管上开设有通孔，通过堵头堵住连通管的开口；

s3、依次制备基底层的浆料、防水砖体框架的浆料、保水层的浆料及透水层的浆料备用；

s4、在s1中的外模内注入s3中的基底层的浆料，同时将s2中得到的连通管水平放入并使连通管的下半部分位于基底层的浆料内，将插杆沿排水管向下插入并经通孔并延伸至基底层的浆料，插杆延伸出连通管的长度与储水槽的深度匹配；

s5、s4中的基底层的浆料硬化成型后，将s1中的内模放入外模内，并从外模与内模的缝隙处注入s3中的防水砖体框架的浆料，硬化成型得到防水砖体框架的四个侧面，然后撤去内模，继续向基底层的顶面注入防水砖体框架的浆料，硬化成型得到防水砖体框架的底面；

s6、依次向防水砖体框架内注入s3中的保水层的浆料及透水层的浆料，待其硬化成型后，脱去外模，拔掉堵头及插杆即可得到透水砖。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的透水砖，通过连通管、防水砖体框架、保水层及透水层的设置，在保证整体结构强度的前提下，既通过保水层及透水层的快速渗透减少地面径流，避免出现路面积水的现象，又能够通过连通管将多余的水分快速转移走，避免透水砖快速排水导致地下潜水面快速上升，加速高处地下水向低处流，造成低处内涝的问题，同时还能够在防水砖体框架底面至溢水孔之间的填充层内截留部分水分，截留的水分可以在高温天气时通过毛细作用迁移到表面，通过蒸发效应达到降温的效果，可降低路面温度，进而减缓城市热岛效应。

2.本发明所述的透水砖，通过引水槽及斜槽能够加快排水效果，避免路面积水，多组向外延伸的斜槽还能够提高透水层表面的摩擦力，避免行人滑倒，同时在行人脚部踩压引水槽时其内部空气受压并且能够从斜槽排出，起到降噪的效果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明中透水砖的立体图；

图2是本发明中透水砖的局部剖视图；

图3是本发明中防水砖体框架、排水管及连通管的俯视图；

图4是本发明中透水砖制备方法的工艺流程图；

图中：

基底层1、储水槽11、海绵12、防水砖体框架2、倾斜面21、填充腔22、连通管3、溢水孔31、排水管4、滤网41、沉槽42、填充层5、保水层51、透水层52、引水槽53、斜槽54、卡块6、卡槽61。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图4所示，一种透水砖，包括基底层1，所述基底层1上设置有防水砖体框架2，所述防水砖体框架2为上端开口的五面密实不透水矩形框架，所述防水砖体框架2上端设置有向内倾斜的倾斜面21；所述防水砖体框架2内腔构成填充腔22，所述填充腔22内设置有由透水填充材料浇筑而成的填充层5；所述防水砖体框架2与基底层1之间设置有两个水平布置的连通管3，所述连通管3垂直布置且相互连通，所述连通管3上端穿过防水砖体框架2底部延伸至填充层5内，所述连通管3顶部沿轴线间隔设置有多个溢水孔31。

使用时，将多个透水砖顺序排列铺装，确保相邻透水砖的连通管3相互连通即可；现有的城市透水路面仅考虑渗水透水的功能，关注点在透水砖的渗透系数指标，但众所周知，透水砖的渗透系数越大，滞留在砖体内的水分越少，水分最终是要渗入土里，而土壤的渗透系数一般较小，所以会导致底面水位抬高，造成出现路面积水的现象，因此通过防水砖体框架2，能够在下雨时，使得雨水快速通过填充层5向下渗透并被截留在防水砖体框架2内，当截留的水分在填充层5达到一定高度时，多余的水分从连通管3顶部的溢水孔31进入连通管3，进而从连通管3排入邻近的排水系统内，如此既通过填充层5的快速渗透减少地面径流，避免出现路面积水的现象，又能够通过连通管3将多余的水分快速转移走，避免透水砖快速排水导致地下潜水面快速上升，加速高处地下水向低处流，造成低处内涝的问题，同时还能够在防水砖体框架2底面至溢水孔31之间的填充层5内截留部分水分，截留的水分可以在高温天气时通过毛细作用迁移到表面，通过蒸发效应达到降温的效果，可降低路面温度，进而减缓城市热岛效应。

作为本发明的一种实施方式，保所述填充层5包括上层的透水层52及下层的保水层51，所述连通管3上端穿过防水砖体框架2底部延伸至水层内，所述保水层51为多孔混凝土制成，所述透水层52为天然花岗岩颗粒、金刚砂与腰果酚改性环氧树脂混合搅拌后振动压实而成。保水层51能够具有较好的透水性及承载性，避免出现路面积水的现象，同时其独特的孔隙结构使得能够加速水分在高温时向地面的迁移速度，从而降低整个铺装地面的温度；透水层52能够允许地面径流和雨水通过的同时过滤掉水中的大颗粒物质，防止堵塞，天然花岗岩和金刚砂通过腰果酚改性环氧树脂粘结一体后，透水面层具备耐磨特性，延长使用寿命，同时腰果酚改性环氧树脂具有较高的耐冲击性、弹性及消音性能，满足路面铺装的使用需求。

作为本发明的一种实施方式，所述基底层1为碎石骨料、矿渣及水泥混合搅拌后振动压实而成，所述防水砖体框架2为密级配水泥混凝土制成。通过碎石骨料、矿渣的使用增强了基底层1结构强度及抗冲击性能；密级配水泥混凝土的使用保证了防水砖体框架2的强度和刚度，同时也能够将保水层51与基底层1隔开，达到在保水层51内存蓄一定水分并通过蒸发效应达到降温的效果，可降低路面温度，进而减缓城市热岛效应。

作为本发明的一种实施方式，所述防水砖体框架2的内侧壁上均设置有半圆形的排水管4，所述排水管4上下贯通，所述排水管4下部与连通管3连通，所述透水层52对应连通管3处设置有沉槽42，所述排水管4上部与沉槽42齐平且其内部设置有滤网41。通过排水管4的设置，能够在暴雨时直接使水分经排水管4进入连通管3，进而减少地面径流，避免出现路面积水的现象；通过滤网41的设置，截留路面的杂物，避免造成连通管3及排水管4堵塞而导致路面积水的现象；通过沉槽42的设置，能够使得排水管4低于路面设置，既保护排水管4及滤网41免受挤压或碰撞损坏，又能够及时排出透水层52上端的水分，进一步避免路面积水的现象。

作为本发明的一种实施方式，所述排水管4正下方的基底层1内设置有储水槽11，所述储水槽11内设置有海绵12，所述连通管3上设置有与储水槽11对应的通孔。通过储水槽11及海绵12的设置，能够在暴雨的情况下，通过连通管3排出大部分水分的同时将少部分水分通过引水槽53的方式截留容纳，减少了需要排出的水量，避免连通管3来不及排水导致的水位升高、路面积水的情况，同时截留容纳的水分能够通过蒸发效应达到在高温天气时降温的效果，可降低路面温度，进而减缓城市热岛效应；通过海绵12能够避免水分从排水管4滴落时对引水槽53的冲击，避免长期使用造成“水滴石穿”的问题，保证了基底层1的使用寿命。

作为本发明的一种实施方式，所述透水层52表面设置有垂直布置的引水槽53，所述引水槽53两端分别与对应的沉槽42连通；所述引水槽53两侧设置有多组向外延伸的斜槽54，所述斜槽54与引水槽53连通。通过引水槽53及斜槽54的布置，使得透水层52表面的水分能够更快更及时的排入排水管4内，避免透水层52表面积水；通过斜槽54进一步加快排水效果，同时多组向外延伸的斜槽54还能够提高透水层52表面的摩擦力，避免行人滑倒，而且在行人脚部踩压引水槽53时其内部空气受压并且能够从斜槽54排出，起到降噪的效果。

作为本发明的一种实施方式，所述基底层1的左右侧面和/或前后侧面对应设置有多组卡块6，所述卡块6延伸至防水砖体框架2上端面且与其对应的侧面固定连接；相邻所述卡块6的空间构成卡槽61，一侧所述卡槽61的宽度及位置与对应另一侧所述卡块6的宽度及位置相匹配。通过卡块6及卡槽61能够实现透水砖的快速安装，同时卡块6及卡槽61能够限制透水砖横向移动，避免相邻透水砖错位导致相邻连通管3不能有效连通的情况。

使用时，将多个透水砖顺序排列铺装，确保相邻透水砖的连通管3相互连通即可；现有的城市透水路面仅考虑渗水透水的功能，关注点在透水砖的渗透系数指标，但众所周知，透水砖的渗透系数越大，滞留在砖体内的水分越少，水分最终是要渗入土里，而土壤的渗透系数一般较小，所以会导致底面水位抬高，造成出现路面积水的现象，因此通过防水砖体框架2，能够在下雨时，使得雨水快速通过填充层5向下渗透并被截留在防水砖体框架2内，当截留的水分在填充层5达到一定高度时，多余的水分从连通管3顶部的溢水孔31进入连通管3，进而从连通管3排入邻近的排水系统内，如此既通过填充层5的快速渗透减少地面径流，避免出现路面积水的现象，又能够通过连通管3将多余的水分快速转移走，避免透水砖快速排水导致地下潜水面快速上升，加速高处地下水向低处流，造成低处内涝的问题，同时还能够在防水砖体框架2底面至溢水孔31之间的填充层5内截留部分水分，截留的水分可以在高温天气时通过毛细作用迁移到表面，通过蒸发效应达到降温的效果，可降低路面温度，进而减缓城市热岛效应；保水层51能够具有较好的透水性及承载性，避免出现路面积水的现象，同时其独特的孔隙结构使得能够加速水分在高温时向地面的迁移速度，从而降低整个铺装地面的温度；透水层52能够允许地面径流和雨水通过的同时过滤掉水中的大颗粒物质，防止堵塞，天然花岗岩和金刚砂通过腰果酚改性环氧树脂粘结一体后，透水面层具备耐磨特性，延长使用寿命，同时腰果酚改性环氧树脂具有较高的耐冲击性、弹性及消音性能，满足路面铺装的使用需求；通过碎石骨料、矿渣的使用增强了基底层1结构强度及抗冲击性能；密级配水泥混凝土的使用保证了防水砖体框架2的强度和刚度，同时也能够将保水层51与基底层1隔开，达到在保水层51内存蓄一定水分并通过蒸发效应达到降温的效果，可降低路面温度，进而减缓城市热岛效应；通过排水管4的设置，能够在暴雨时直接使水分经排水管4进入连通管3，进而减少地面径流，避免出现路面积水的现象；通过滤网41的设置，截留路面的杂物，避免造成连通管3及排水管4堵塞而导致路面积水的现象；通过沉槽42的设置，能够使得排水管4低于路面设置，既保护排水管4及滤网41免受挤压或碰撞损坏，又能够及时排出透水层52上端的水分，进一步避免路面积水的现象；通过储水槽11及海绵12的设置，能够在暴雨的情况下，通过连通管3排出大部分水分的同时将少部分水分通过引水槽53的方式截留容纳，减少了需要排出的水量，避免连通管3来不及排水导致的水位升高、路面积水的情况，同时截留容纳的水分能够通过蒸发效应达到在高温天气时降温的效果，可降低路面温度，进而减缓城市热岛效应；通过海绵12能够避免水分从排水管4滴落时对引水槽53的冲击，避免长期使用造成“水滴石穿”的问题，保证了基底层1的使用寿命；通过引水槽53及斜槽54的布置，使得透水层52表面的水分能够更快更及时的排入排水管4内，避免透水层52表面积水；通过斜槽54进一步加快排水效果，同时多组向外延伸的斜槽54还能够提高透水层52表面的摩擦力，避免行人滑倒，而且在行人脚部踩压引水槽53时其内部空气受压并且能够从斜槽54排出，起到降噪的效果；通过卡块6及卡槽61能够实现透水砖的快速安装，同时卡块6及卡槽61能够限制透水砖横向移动，避免相邻透水砖错位导致相邻连通管3不能有效连通的情况。

一种透水砖制备方法，该透水砖制备方法用于上述任意的透水砖的制备，包括以下步骤：

s1、制作模具：制作一个与基底层1截面大小匹配且高度等于基底层1与防水砖体框架2之和的外模；再制作一个与基底层1截面大小、高度与防水砖体框架2匹配的内模，并且使该内模具有与连通管3及排水管4匹配的弧形槽；最后制作与储水槽11截面大小匹配的插杆；

s2、将s1中的连通管3上端与排水管4下端连接且使其连通，并对应在排水管4正下方的连通管3上开设有通孔，通过堵头堵住连通管3的开口；

s3、依次制备基底层1的浆料、防水砖体框架2的浆料、保水层51的浆料及透水层52的浆料备用；

s4、在s1中的外模内注入s3中的基底层1的浆料，同时将s2中得到的连通管3水平放入并使连通管3的下半部分位于基底层1的浆料内，将插杆沿排水管4向下插入并经通孔并延伸至基底层1的浆料，插杆延伸出连通管3的长度与储水槽11的深度匹配；

s5、s4中的基底层1的浆料硬化成型后，将s1中的内模放入外模内，并从外模与内模的缝隙处注入s3中的防水砖体框架2的浆料，硬化成型得到防水砖体框架2的四个侧面，然后撤去内模，继续向基底层1的顶面注入防水砖体框架2的浆料，硬化成型得到防水砖体框架2的底面；

s6、依次向防水砖体框架2内注入s3中的保水层51的浆料及透水层52的浆料，待其硬化成型后，脱去外模，拔掉堵头及插杆即可得到透水砖。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。