本发明涉及建筑建材技术领域，具体涉及一种添加疏水改性玻璃纤维的免烧路面砖。
背景技术：
路面砖是一种铺地材料，它由水泥、石子、沙子做原料，经震动成型，表面切磨出条纹或方格。看上去酷似花岗岩，风格有的高雅粗犷，有的浪漫柔和。是当代人首选的路面装饰材料。路面砖表面可以是有面层的或无面层的；本色的或彩色的。包括用于铺设城市道路人行道、城市广场的其它产品材料。
随着城市化的不断发展，越来越多的土地被用于建造高楼和道路，硬化处理后的路面和建筑用地通常不具有透水性，因此在夏季暴雨时，城市中经常会出现排水不畅和路面积水的问题。近些年，为了解决城市夏季的内涝问题，越来越多的城市提出海绵城市的建设理念。这种建设理念通过大范围的城市绿地，广泛的地下排水管廊和透水性建筑材料的使用，提高城市基础设施对于雨水的吸收能力和向地下排水的能力。其中透水砖就是这种具有良好的渗水性能的路面铺设建筑材料。
透水砖与普通混凝土路面砖相比具有以下优点：具有良好的透水、透气性能，可使雨水迅速渗入地下，补充土壤水和地下水，保持土壤湿度，改善城市地面植物和土壤微生物的生存条件。可吸收水分与热量，调节地表局部空间的温湿度，对调节城市小气候、缓解城市热岛效应有较大的作用。
但是透水砖也有自身的优点，由于需要兼顾透水性能因此，砖体的质量和结构轻强度相应降低，砖体的抗压强度和抗折弯性能不足，在受到重型设备碾压后，非常容易出现砖体开裂的问题。此外，由于砖体的吸水性较强，砖体的抗冻性也相应降低，在冬季，砖体内的水分冻结膨胀，会对砖体的结构和稳定性造成影响。事实上，不仅是透水砖，普通的混凝土路面砖也存在相应问题。
例如专利申请号cn201410554124.4公开了一种具有透水性的混凝土路面砖及其制备方法，就存在这种问题。该型路面砖的砖体透水性好，但是砖体的硬度、耐压强度，耐磨性和抗冻性相对较差，在使用过程，容易开裂，砖体铺设后的使用寿命相对较短。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种添加疏水改性玻璃纤维的免烧路面砖，该型路面砖制造工艺节能环保，成本低廉，砖体的硬度大，耐压强度高，不易开裂。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种添加疏水改性玻璃纤维的免烧路面砖，按照质量份数，路面砖中包括如下组分：钢渣粗骨料10-15份，花岗岩骨料40-50份，水泥23-28份，石英砂20-25份，赤泥10-16份，煤矸石粉3-6份，钾长石粉4-7份，疏水改性玻璃纤维7-10份，密封固化剂1-3份，减水剂2-4份，水25-30份。
优选地，按照质量份数，该路面砖中包括如下组分：钢渣粗骨料12-14份，花岗岩骨料43-46份，水泥25-27份，石英砂21-23份，赤泥12-14份，煤矸石粉4-5份，钾长石粉5-6份，疏水改性玻璃纤维8-9份，密封固化剂1.5-2.3份，减水剂2.7-3.6份，水27-28份。
进一步优选地，按照质量份数，路面砖中包括如下组分：钢渣粗骨料13份，花岗岩骨料45份，水泥26份，石英砂22份，赤泥13份，煤矸石粉4.5份，钾长石粉5.5份，疏水改性玻璃纤维8份，密封固化剂2份，减水剂3份，水27份。
本发明中，疏水改性玻璃纤维制造中使用的玻璃纤维的制备方法为：
按照质量份数，将55份二氧化硅、7份氧化铝、3份氧化钙、2份二氧化锆、1.2份氧化锂，2份氧化钠和0.06份氧化钇混合均匀，混合料送入到玻璃窑中以1650-1680℃的温度熔融，熔融液澄清后进行拉丝，拉丝产生的纤维短切成2-3mm，得到二氧化硅纤维，将纤维送入到760℃的保温炉中保温处理2-3h，然后冷却至室温，接着将二氧化硅纤维浸入到浓度为体积分数为20％的盐酸溶液中，酸洗15-20min，酸洗后用去离子水冲洗，并烘干，得到所需二氧化硅纤维。
其中，玻璃纤维的疏水改性方法为：将60份玻璃纤维、7份木质素磺酸盐、8份聚硅氮烷和1.1硅烷偶联剂的混合物，加入到占混合物5-8倍体积的去离子水中，加热至40-45℃，并搅拌反应2-2.5h，将反应产物过滤、烘干，按照9:3:1的质量比将反应产物、环烷油和硬脂酸锌混合搅拌，混料均匀后得到膏状物，即为所需疏水改性玻璃纤维。
优选地，钢渣粗骨料的粒径为2-4mm，花岗岩骨料的粒径1-2mm，石英砂的细度为100-150目。
优选地，水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥或氯氧镁水泥；减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂。
本发明提供的路面砖的制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量份数，将钢渣粗骨料、花岗岩骨料、石英砂、赤泥、水泥、煤矸石粉、钾长石粉和疏水改性玻璃纤维投入到混料机中，以100-120r/min的转速，充分搅拌均匀；
(2)将减水剂、密封固化剂和水加入到上步的混料机中，以相同的转速继续搅拌5-8min，得到所需砖料；
(3)将砖料投入到砌块成型机中，在成型机的模具中进行压制成型；
(4)成型后的砖坯脱模后由输送带传输到码垛盘上，码垛后的砖垛运输到干燥室内固化干燥8-12h；
(5)固化后的砖坯送入到露天的养护堆场，在常温、通风状态下，自然堆放养护20-25d，得到所需路面砖。
优选地，砌块成型机中的成型压力为20-25mpa。
优选地，干燥室内的干燥温度为25-30℃，湿度为10-15％。
本发明具有如下的有益效果：
该型透水砖中使用硬度非常高的花岗岩骨料和钢渣粗骨料，并使用石英砂作为细骨料，不仅显著提高了路面砖的硬度，还提升了路面砖的耐磨性能。其中，为了提升砖体的抗拉强度，砖体中添加了经过表面改性处理的玻璃纤维，这种纤维材料可以在砖体材料中形成结构骨架，从而提升砖体的强度和耐压性能，避免砖体在使用过程中承压断裂。
此外，砖体中材料中的使用的无机纤维表面经过疏水改性处理，这种改性处理后的纤维与砖体材料的相容性较好，砖体的稳定性更高。改性后的纤维材料具有更好的疏水性能，可以降低砖体的吸水率，避免砖体吸水溶胀，造成砖体强度较低。
砖体中添加了密封固化剂，密封固化剂通过渗透入砖体材料内部，与其中的化学物质发生化学反应，形成凝胶，收缩材料中的毛孔和裂缝，使砖体成为一个致密的整体，从而大大提高免烧砖的抗渗、耐磨、表面硬度等各种性能指标。
该型路面砖中使用了钢渣骨料和煤矸石粉等矿物废料，砖体固化过程中不进行高温烧结，因此砖体的生产过程更加节能、环保，砖体的生产成本也相应降低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种添加疏水改性玻璃纤维的免烧路面砖，按照质量份数，路面砖中包括如下组分：钢渣粗骨料10份，花岗岩骨料40份，水泥23份，石英砂20份，赤泥10份，煤矸石粉3份，钾长石粉4份，疏水改性玻璃纤维7份，密封固化剂1份，减水剂2份，水25份。
本实施例中，疏水改性玻璃纤维制造中使用的玻璃纤维的制备方法为：
按照质量份数，将55份二氧化硅、7份氧化铝、3份氧化钙、2份二氧化锆、1.2份氧化锂，2份氧化钠和0.06份氧化钇混合均匀，混合料送入到玻璃窑中以1650℃的温度熔融，熔融液澄清后进行拉丝，拉丝产生的纤维短切成2-3mm，得到二氧化硅纤维，将纤维送入到760℃的保温炉中保温处理2h，然后冷却至室温，接着将二氧化硅纤维浸入到浓度为体积分数为20％的盐酸溶液中，酸洗15min，酸洗后用去离子水冲洗，并烘干，得到所需二氧化硅纤维。
其中，玻璃纤维的疏水改性方法为：将60份玻璃纤维、7份木质素磺酸盐、8份聚硅氮烷和1.1硅烷偶联剂的混合物，加入到占混合物5倍体积的去离子水中，加热至40℃，并搅拌反应2h，将反应产物过滤、烘干，按照9:3:1的质量比将反应产物、环烷油和硬脂酸锌混合搅拌，混料均匀后得到膏状物，即为所需疏水改性玻璃纤维。
钢渣粗骨料的粒径为2-4mm，花岗岩骨料的粒径1-2mm，石英砂的细度为100目。
水泥为硅酸盐水泥；减水剂为聚羧酸减水剂。
本实施例提供的路面砖的制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量份数，将钢渣粗骨料、花岗岩骨料、石英砂、赤泥、水泥、煤矸石粉、钾长石粉和疏水改性玻璃纤维投入到混料机中，以100r/min的转速，充分搅拌均匀；
(2)将减水剂、密封固化剂和水加入到上步的混料机中，以相同的转速继续搅拌5min，得到所需砖料；
(3)将砖料投入到砌块成型机中，在成型机的模具中进行压制成型，砌块成型机中的成型压力为20mpa；
(4)成型后的砖坯脱模后由输送带传输到码垛盘上，码垛后的砖垛运输到干燥室内固化干燥8h，干燥室内的干燥温度为25℃，湿度为10％；
(5)固化后的砖坯送入到露天的养护堆场，在常温、通风状态下，自然堆放养护20d，得到所需路面砖。
实施例2
一种添加疏水改性玻璃纤维的免烧路面砖，按照质量份数，路面砖中包括如下组分：钢渣粗骨料15份，花岗岩骨料50份，水泥28份，石英砂25份，赤泥16份，煤矸石粉6份，钾长石粉7份，疏水改性玻璃纤维10份，密封固化剂3份，减水剂4份，水30份。
本实施例中，疏水改性玻璃纤维制造中使用的玻璃纤维的制备方法为：
按照质量份数，将55份二氧化硅、7份氧化铝、3份氧化钙、2份二氧化锆、1.2份氧化锂，2份氧化钠和0.06份氧化钇混合均匀，混合料送入到玻璃窑中以1680℃的温度熔融，熔融液澄清后进行拉丝，拉丝产生的纤维短切成2-3mm，得到二氧化硅纤维，将纤维送入到760℃的保温炉中保温处理3h，然后冷却至室温，接着将二氧化硅纤维浸入到浓度为体积分数为20％的盐酸溶液中，酸洗20min，酸洗后用去离子水冲洗，并烘干，得到所需二氧化硅纤维。
其中，玻璃纤维的疏水改性方法为：将60份玻璃纤维、7份木质素磺酸盐、8份聚硅氮烷和1.1硅烷偶联剂的混合物，加入到占混合物8倍体积的去离子水中，加热至40-45℃，并搅拌反应2.5h，将反应产物过滤、烘干，按照9:3:1的质量比将反应产物、环烷油和硬脂酸锌混合搅拌，混料均匀后得到膏状物，即为所需疏水改性玻璃纤维。
钢渣粗骨料的粒径为2-4mm，花岗岩骨料的粒径1-2mm，石英砂的细度为150目。
水泥为铝酸盐水泥；减水剂为萘系减水剂。
本实施例提供的路面砖的制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量份数，将钢渣粗骨料、花岗岩骨料、石英砂、赤泥、水泥、煤矸石粉、钾长石粉和疏水改性玻璃纤维投入到混料机中，以120r/min的转速，充分搅拌均匀；
(2)将减水剂、密封固化剂和水加入到上步的混料机中，以相同的转速继续搅拌8min，得到所需砖料；
(3)将砖料投入到砌块成型机中，在成型机的模具中进行压制成型，砌块成型机中的成型压力为25mpa；
(4)成型后的砖坯脱模后由输送带传输到码垛盘上，码垛后的砖垛运输到干燥室内固化干燥12h，干燥室内的干燥温度为30℃，湿度为15％；
(5)固化后的砖坯送入到露天的养护堆场，在常温、通风状态下，自然堆放养护25d，得到所需路面砖。
实施例3
一种添加疏水改性玻璃纤维的免烧路面砖，按照质量份数，路面砖中包括如下组分：
钢渣粗骨料13份，花岗岩骨料45份，水泥26份，石英砂22份，赤泥13份，煤矸石粉4.5份，钾长石粉5.5份，疏水改性玻璃纤维8份，密封固化剂2份，减水剂3份，水27份。
本实施例中，疏水改性玻璃纤维制造中使用的玻璃纤维的制备方法为：
按照质量份数，将55份二氧化硅、7份氧化铝、3份氧化钙、2份二氧化锆、1.2份氧化锂，2份氧化钠和0.06份氧化钇混合均匀，混合料送入到玻璃窑中以1650-1680℃的温度熔融，熔融液澄清后进行拉丝，拉丝产生的纤维短切成2-3mm，得到二氧化硅纤维，将纤维送入到760℃的保温炉中保温处理2.5h，然后冷却至室温，接着将二氧化硅纤维浸入到浓度为体积分数为20％的盐酸溶液中，酸洗17min，酸洗后用去离子水冲洗，并烘干，得到所需二氧化硅纤维。
其中，玻璃纤维的疏水改性方法为：将60份玻璃纤维、7份木质素磺酸盐、8份聚硅氮烷和1.1硅烷偶联剂的混合物，加入到占混合物6倍体积的去离子水中，加热至42℃，并搅拌反应2.3h，将反应产物过滤、烘干，按照9:3:1的质量比将反应产物、环烷油和硬脂酸锌混合搅拌，混料均匀后得到膏状物，即为所需疏水改性玻璃纤维。
钢渣粗骨料的粒径为2-4mm，花岗岩骨料的粒径1-2mm，石英砂的细度为130目。
水泥为氯氧镁水泥；减水剂为聚羧酸减水剂。
本实施例提供的路面砖的制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量份数，将钢渣粗骨料、花岗岩骨料、石英砂、赤泥、水泥、煤矸石粉、钾长石粉和疏水改性玻璃纤维投入到混料机中，以110r/min的转速，充分搅拌均匀；
(2)将减水剂、密封固化剂和水加入到上步的混料机中，以相同的转速继续搅拌7min，得到所需砖料；
(3)将砖料投入到砌块成型机中，在成型机的模具中进行压制成型，砌块成型机中的成型压力为23mpa；
(4)成型后的砖坯脱模后由输送带传输到码垛盘上，码垛后的砖垛运输到干燥室内固化干燥10h，干燥室内的干燥温度为28℃，湿度为12％；
(5)固化后的砖坯送入到露天的养护堆场，在常温、通风状态下，自然堆放养护23d，得到所需路面砖。
性能测试
根据中华人民共和国建材行业标准j/ct446-2000《混凝土路面砖》中的测试方法，对本实施例中路面砖的抗压强度、耐磨性、抗冻性进行测试，其中，选择市场上购买的新沂市中晟水泥制品厂生产的混凝土路面砖作为对照组，进行性能对比测试，得到的测试数据如下：
表1：本实施例中路面砖的性能测试结果
其中，j/ct446-2000《混凝土路面砖》国家标准中规定的性能指标如下：
表2：j/ct446-2000中的力学性能指标
表3：j/ct446-2000中的物理性能指标
分析以上数据发现，本发明提供的路面砖的耐压强度、耐磨性能和抗冻性远好于对照组的产品，其中本发明中的路面砖的抗压强度均达到了cc60级别，砖体的硬度高，耐磨性能达到了优等品的标准，并且由于本发明的路面砖的抗渗性能远好于普通混凝土路面砖，砖体不容易吸水溶胀，因此砖体的抗冻性在测试实验中表现非常优秀。
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。