本发明涉及广场砖领域，尤其是涉及一种耐磨透水广场砖及其制备方法。
背景技术：
随着国民经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，对能源的消耗也越来越大，能源短缺问题日益突出，因此，节能环保型的建筑材料逐渐被人们所重视，广场砖作为新型建筑材料中的一种，应用广泛，已经成为城市道路、广场、居住小区、旅游区等路面铺设的结构砖，其砖体色彩简单，砖面广场砖体积小，多采用凹凸面的形式。需要具有防滑、耐磨、强度高等特点，也已成为现代化城市美化的一种新型建筑材料，而现如今普通的广场砖大都是以水泥和沙石为原料制备而成的，这种砖体资源浪费大、价格高、抗冻性差、吸水性差，并且，在抗折抗压强度以及耐磨性上依然存在诸多不足，造成广场砖出现掉粒、凹坑、断裂等现象，达不到广场砖必要的性能。因此，研制出一种能够解决上述性能问题的广场砖非常有必要。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种耐磨透水广场砖及其制备方法，该种广场砖具有良好的抗折抗压强度、耐磨性、抗冻性及吸水性，满足了广场砖在实际环境中应用的需求。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种耐磨透水广场砖，以重量份数计，包括以下原料：复合硅酸盐水泥80-120份、凹凸棒粘土40-60份、废矿尾砂30-40份、煤矸石20-30份、脱硫石膏粉15-25份、硬脂酸钙10-20份、椰壳炭10-20份、助剂4-6份。
进一步地，上述广场砖以重量份数计，包括以下原料：复合硅酸盐水泥100份、凹凸棒粘土50份、废矿尾砂35份、煤矸石25份、脱硫石膏粉20份、硬脂酸钙15份、椰壳炭15份、助剂5份。
优选地，所述助剂按重量百分比计包括减水剂35%、憎水剂35%和发泡剂30%。
优选地，所述减水剂为木质素磺酸钙、聚丙烯酸钠、氨基磺酸钠中的一种或者多种。
优选地，所述憎水剂为有机硅乳液。
优选地，所述发泡剂按重量百分比计由65%的十二烷基硫酸钠和35%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠组成。
进一步地，将所述废矿尾砂、煤矸石和椰壳炭粉碎至粒度1-2mm。
上述的耐磨透水广场砖的制备方法，按照以下步骤进行：
（1）按照配比称重上述原料，先将煤矸石、脱硫石膏粉、硬脂酸钙、椰壳炭和助剂搅拌混合均匀后加入到主料复合硅酸盐水泥、凹凸棒粘土和废矿尾砂的混合物中，加入适量水搅拌混合，之后输送至搅拌机中进行搅拌处理，搅拌转速70-80r/min，搅拌时间为50-60min，得含水量在7-9wt％的浆料；
（2）将所述浆料倒入模具中，通过压力机进行压制成型；
（3）将成型后的广场砖置于干燥室温的条件下自然养护2-4天；
（4）将养护后的广场砖放置于高温烘干机内进行高温烘干处理，且烘干温度设定为75-85℃，烘干时间24-32h；
（5）将烘干后的广场砖放置于高温煅烧炉中进行高温煅烧处理，且煅烧温度为1100-1300℃，高温煅烧时间为12-16h。
进一步地，所述压制成型的压制强度为18-24mpa，压制时间为20-30s。
本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：
（1）本发明以凹凸棒粘土、废矿尾砂、脱硫石膏粉以及椰壳炭作为广场砖的原料，替代传统的天然碎石和石英砂等生产的广场砖，有效利用了固体废弃物以及高性价比的原料，不仅节能环保，降低生产成本，还具有明显的社会、经济和环保效益；
（2）本发明的广场砖达到了《广场用陶瓷砖》国家标准（gb／t234582009）对广场砖性能要求，具有良好的抗折抗压强度、耐磨性、抗冻性，经实施例检测本发明的广场砖破坏强度≥1680n，断裂模数单值≥20mpa，断裂模数平均值高达24mpa，经反复摩擦实验后测得磨损量≤0.07g，经抗冻实验后无裂纹、剥落或破损，强度损失量≤12%。
（3）本发明因含有凹凸棒粘土和椰壳炭等成分原因，成品广场砖结构内部含有丰富的气孔，具有很好的透水吸水性，当环境温度过高时，其内部水分蒸发吸热，降低了环境温度，在城市内使用能够有效地防止城市热岛效应的产生。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例１
一、原料选取
一种耐磨透水广场砖，包括以下原料：复合硅酸盐水泥80kg、凹凸棒粘土40kg、废矿尾砂30kg、煤矸石20kg、脱硫石膏粉15kg、硬脂酸钙10kg、椰壳炭10kg和助剂4kg。
其中，上述助剂按重量百分比计包括减水剂35%、憎水剂35%和发泡剂30%，减水剂采用木质素磺酸钙，憎水剂采用有机硅乳液，发泡剂按重量百分比计由65%的十二烷基硫酸钠和35%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠组成。
并且在具体实施中将上述原料的废矿尾砂、煤矸石和椰壳炭通过锤式破碎机粉碎至粒度1-2mm。
二、制备方法
上述的耐磨透水广场砖的制备方法，按照以下步骤进行：
（1）按照配比称重上述原料，先将煤矸石、脱硫石膏粉、硬脂酸钙、椰壳炭和助剂搅拌混合均匀后加入到主料复合硅酸盐水泥、凹凸棒粘土和废矿尾砂的混合物中，加入适量水搅拌混合，之后输送至搅拌机中进行搅拌处理，搅拌转速70r/min，搅拌时间为60min，得含水量在7wt％的浆料；
（2）将所述浆料倒入模具中，通过压力机进行压制成型，其中，压制强度为18mpa，压制时间为30s；
（3）将成型后的广场砖置于干燥室温的条件下自然养护2天；
（4）将养护后的广场砖放置于高温烘干机内进行高温烘干处理，且烘干温度设定为75℃，烘干时间32h；
（5）将烘干后的广场砖放置于高温煅烧炉中进行高温煅烧处理，且煅烧温度为1100℃，高温煅烧时间为16h，便制得本发明的广场砖。
实施例2
一、原料选取
一种耐磨透水广场砖，包括以下原料：复合硅酸盐水泥100kg、凹凸棒粘土50kg、废矿尾砂35kg、煤矸石25kg、脱硫石膏粉20kg、硬脂酸钙15kg、椰壳炭15kg、助剂5kg。
其中，上述助剂按重量百分比计包括减水剂35%、憎水剂35%和发泡剂30%，减水剂采用木质素磺酸钙和聚丙烯酸钠的混合物，且两者的质量比为2:1，憎水剂采用有机硅乳液，发泡剂按重量百分比计由65%的十二烷基硫酸钠和35%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠组成。
并且在具体实施中将上述原料的废矿尾砂、煤矸石和椰壳炭通过锤式破碎机粉碎至粒度1-2mm。
二、制备方法
上述的耐磨透水广场砖的制备方法，按照以下步骤进行：
（1）按照配比称重上述原料，先将煤矸石、脱硫石膏粉、硬脂酸钙、椰壳炭和助剂搅拌混合均匀后加入到主料复合硅酸盐水泥、凹凸棒粘土和废矿尾砂的混合物中，加入适量水搅拌混合，之后输送至搅拌机中进行搅拌处理，搅拌转速75r/min，搅拌时间为55min，得含水量在8wt％的浆料；
（2）将所述浆料倒入模具中，通过压力机进行压制成型，其中，压制强度为21mpa，压制时间为25s；
（3）将成型后的广场砖置于干燥室温的条件下自然养护3天；
（4）将养护后的广场砖放置于高温烘干机内进行高温烘干处理，且烘干温度设定为80℃，烘干时间28h；
（5）将烘干后的广场砖放置于高温煅烧炉中进行高温煅烧处理，且煅烧温度为1200℃，高温煅烧时间为14h，便制得本发明的广场砖。
实施例3
一、原料选取
一种耐磨透水广场砖，包括以下原料：复合硅酸盐水泥120kg、凹凸棒粘土60kg、废矿尾砂40kg、煤矸石30kg、脱硫石膏粉25kg、硬脂酸钙20kg、椰壳炭20kg、助剂6kg。
其中，上述助剂按重量百分比计包括减水剂35%、憎水剂35%和发泡剂30%，减水剂采用氨基磺酸钠，憎水剂采用有机硅乳液，发泡剂按重量百分比计由65%的十二烷基硫酸钠和35%的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠组成。
并且在具体实施中将上述原料的废矿尾砂、煤矸石和椰壳炭通过锤式破碎机粉碎至粒度1-2mm。
二、制备方法
上述的耐磨透水广场砖的制备方法，按照以下步骤进行：
（1）按照配比称重上述原料，先将煤矸石、脱硫石膏粉、硬脂酸钙、椰壳炭和助剂搅拌混合均匀后加入到主料复合硅酸盐水泥、凹凸棒粘土和废矿尾砂的混合物中，加入适量水搅拌混合，之后输送至搅拌机中进行搅拌处理，搅拌转速80r/min，搅拌时间为50min，得含水量在9wt％的浆料；
（2）将所述浆料倒入模具中，通过压力机进行压制成型，其中，压制强度为24mpa，压制时间为20s；
（3）将成型后的广场砖置于干燥室温的条件下自然养护4天；
（4）将养护后的广场砖放置于高温烘干机内进行高温烘干处理，且烘干温度设定为85℃，烘干时间24h；
（5）将烘干后的广场砖放置于高温煅烧炉中进行高温煅烧处理，且煅烧温度为1300℃，高温煅烧时间为12h，便制得本发明的广场砖。
性能检测
将实施例1-3制得广场砖进行性能检测与《广场用陶瓷砖》国家标准（gb／t234582009）进行对比，检测数据见下表1：
表1
这里指出，上述磨损量指的是砖块顶面经300次往复摩擦砖料的磨损量。
由上表1可知，本发明的广场砖相对gb／t234582009，在破坏强度上提高了180-260mpa，断裂模数平均值提高了4mpa，磨损量减少了0.03-0.04g，冻后强度损失量降低了8-9个百分点。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。