本发明属于透水砖技术领域，尤其涉及一种耐磨防脱落混凝土透水砖面层及透水砖的制备方法。
背景技术：
透水砖(渗水砖)是一种具有很强吸水功能的路面砖，当砖体被吸满水时水分就会向地下排去。对于城市地面，透水砖用于解决城市地表硬化、对城市路面迅速吸水排水，保持路面形态的建材产品。
现有的透水砖，其制备工艺中，面层配方是水泥加石英砂，配比一般为1：2左右，为保证渗水效果，水泥作为胶体粘合材料，采用标号较低，导致成品的强度低、水胶比大，凝胶材料在全部组分中的含量过剩，导致堵塞面层的孔隙通道，最终透水砖制品的透水性极低甚至无透水性；而部分透水砖产品则为了增加产品的透水性，增加其中的石英砂的量，配比达到1:2.5左右，则透水率达到6.61mm/s，但依据该工艺制备得到的透水砖的面层强度较低，极易容易脱落损坏。
总之，现有的透水砖的面层强度低、极易发生脱落损坏，并且透水性较差，无法做到透水性与面层强度的平衡，即无法达到透水砖的面层既有透水效果又可保持一定的强度的效果。
技术实现要素：
本发明提供一种耐磨防脱落混凝土透水砖面层及透水砖的制备方法，以解决现有的透水砖的面层强度低、极易发生脱落损坏，并且透水性较差，无法做到透水性与面层强度的平衡，即无法达到透水砖的面层既有透水效果又可保持一定的强度的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种耐磨防脱落混凝土透水砖面层，包括如下重量份数的组分：
高标号凝胶料1-5份；
细骨料5-50份；
耐磨料0.1-2份；
颜料0.01-0.5份。
以及水，其中，水的加入量，相当于将所有组分混合后湿度控制在10％-12％的水的重量份数。
优选地，
所述高标号凝胶料为硅酸盐白水泥；
所述硅酸盐白水泥的标号为不小于42.5。
优选地，
所述硅酸盐白水泥的标号为52.5。
优选地，
所述细骨料包括黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂。
优选地，
所述细骨料中的黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂的粒径均为40目；并且，黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂在细骨料中各组分的比例为：2:1:1。
优选地，
各组分的重量份数为：
高标号凝胶料1-3份；
细骨料5-30份；
耐磨料0.1-1份；
颜料0.01-0.1份。
优选地，
所述耐磨料为jy-mo1水泥基耐磨料。
优选地，
水的加入量，相当于将所有组分混合后湿度控制在10.5％的水的重量份数。
此外，本发明还提供一种透水砖的制备方法，包括：
步骤1，以水泥、4-8倍于水泥的重量份数的碎石，以及8-15％的碎石的重量份数的砂作为芯层原料进行投料搅拌，得到混合芯料；
步骤2，将所述混合芯料填入芯层模具内，得到待定型料；
步骤3，对所述待定型料进行振动加压，即得到混凝土含砂透水砖芯层；
步骤4，以1-5份的高标号凝胶料、5-50份的细骨料、0.1-2份的耐磨料和0.01-0.5份的颜料作为面层原料进行投料搅拌，得到混合面层料；
步骤5，将所述混合面层料中加入水，控制所述混合面层料的湿度为10-12％，得到混合湿面料；
步骤6，将所述混合湿面料覆盖所述混凝土含砂透水砖芯层的外层，并进行振动加压，使混凝土含砂透水砖芯层和耐磨防脱落混凝土透水砖面层结合在一起，得到透水砖。
优选地，
对所述芯层原料和所述面层原料进行投料搅拌的搅拌时间均为5分钟；
所述振动加压的振动频率为3800次/秒；
所述振动加压的压力为150kn/m2。
本发明提供一种耐磨防脱落混凝土透水砖面层及透水砖的制备方法，其中，耐磨防脱落混凝土透水砖面层包括如下重量份数的组分：高标号凝胶料1-5份；细骨料5-50份；耐磨料0.1-2份；颜料0.01-0.5份。以及水，其中，水的加入量，相当于将所有组分混合后湿度控制在10％-12％的水的重量份数。本发明通过对凝胶料、细骨料、耐磨料和颜料设置特定配比，并且使用高标号凝胶料，减少其中凝胶料的用量，增加面层孔隙通道，从而既达到增加耐磨防脱落混凝土透水砖面层，以及透水砖的透水率，又不会降低耐磨防脱落混凝土透水砖面层的强度，达到耐磨和防脱落的效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例的方式对本发明的技术方案做进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明权利要求范围内所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求范围之内。
本发明提供一种耐磨防脱落混凝土透水砖面层，包括如下重量份数的组分：
高标号凝胶料1-5份；
细骨料5-50份；
耐磨料0.1-2份；
颜料0.01-0.5份。
以及水，其中，水的加入量，相当于将所有组分混合后湿度控制在10％-12％的水的重量份数。
上述，需要说明的是，高标号凝胶料，在本实施例中可以为水泥，其标号是水泥“强度”的指标。水泥的强度是表示单位面积受力的大小，是指水泥加水拌和后，经凝结、硬化后的坚实程度(水泥的强度与组成水泥的矿物成分、颗粒细度、硬化时的温度、湿度、以及水泥中加水的比例等因素有关)。水泥的强度是确定水泥标号的指标，也是选用水泥的主要依据。
上述，水泥是一种凝胶材料，在制备耐磨防脱落混凝土透水砖面层时加入起到粘合和保持强度的作用。
需要说明的是，在面层中，原料混合后，不同原料具有不同的粒径，不同粒径的原料在混合在一起后，会形成大小不一的空隙，理论上该空隙会形成有效通道和无效通道。其中，有效通道即为在成形后会在面层内形成的可有效透气透水的通道；而无效通道，即为面层中不同粒径的原料在组合后形成的一定空间的无法完全透气透水的缝隙，即为不同粒径原料之间的无法实现渗水功能的缝隙；在砖面层中每一个有效通道都会有助于砖石本身的透气透水，增加透水率，而无效通道，则可通过较小粒径的物料进行填堵，从而达到提高砖面层本身的强度的目的。
在砖面层中，凝胶材料若加入量过多，则有一定可能将砖面层中的所有孔隙填满，大大减少了用于透水透气的有效通道，导致最终得到的产品透水率低。在制备的砖面层中，一定强度和一定透水率的制品有一定的等效凝胶量，超过此量即为剩余凝胶量。
在原料中，如果增加石英砂或砂子的加入量，则会在一定程度上提高面层的透水效果，但强度降低；而如果增加凝胶材料，则会堵塞有效通道，只有加入凝胶材料的量正好等于水泥与石子的无效通道，才能达到既不影响制品透水率，又能提高面层密实性，减少疏松性的效果，从而做到了高强度和高透水性的平衡。
本实施例提供一种耐磨防脱落混凝土透水砖面层及透水砖的制备方法，其中，包括如下重量份数的组分：高标号凝胶料1-5份；细骨料5-50份；耐磨料0.1-2份；颜料0.01-0.5份。以及水，其中，水的加入量，相当于将所有组分混合后湿度控制在10％-12％的水的重量份数。本实施例通过对凝胶料、细骨料、耐磨料和颜料设置特定配比，并且使用高标号凝胶料，减少其中凝胶料的用量，增加面层孔隙通道，从而既达到增加耐磨防脱落混凝土透水砖面层，以及透水砖的透水率，又不会降低耐磨防脱落混凝土透水砖面层的强度，达到耐磨和防脱落的效果。
优选地，
所述高标号凝胶料为硅酸盐白水泥；
所述硅酸盐白水泥的标号为不小于42.5。
上述，白色硅酸盐水泥简称为白水泥，以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分，铁质含量少的熟料加入适量的石膏，磨细制成的白色水硬性胶凝材料。磨制水泥时，允许加入不超过水泥重量5％的石灰石。白水泥的制造工艺要求比普通水泥高。
优选地，
所述硅酸盐白水泥的标号为52.5。
优选地，
所述细骨料包括黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂。
上述，需要说明的是，机制砂是指通过制砂机和其它附属设备加工而成的砂子，成品更加规则，可以根据不同工艺要求加工成不同规则和大小的砂子，更能满足日常需求。机制砂要有专业的设备才能制出合格适用的砂石。
机制砂具有如下特点：
1、坚固性与耐久性试验。机制砂的坚固性能比河砂稍差，但仍然达到gb/t141684293标准的优等品指标，在普通混凝土中使用不存在问题。但在经常遭受摩擦冲击的混凝土构件中使用，除掺用外加剂，还应控制混凝土的灰砂比和砂的压碎指标与石粉含量。
2、机制砂石粉含量对水泥拌合物性能的影响。通过水泥的试验、砂浆试验、混凝土试验，用机制砂配制混凝土与天然引砂无大的区别。一般来讲，同坍落度的前提下，机制砂的用水量要稍大些，但要根据施工条件及结构物和运输等因素考虑。但对混凝土的强度基本不变；用机制砂配制泵送混凝土等特种混凝土时，注意砂率不宜过高，防止降低混凝土强度和耐久性等工程质量。
目前，建筑用砂石分为以下3种，水洗砂、机制砂和天然砂：
1、水洗砂：为天然硅砂经水洗、分级的铸造用原砂，含泥量(质量分数)≤1.0％。河砂主要是漫滩沉积砂，其颜性呈灰白色—灰黄色，含中细砂、中粗砂、粗砂、砂砾层、砾石层组成。其产状以河床为走向，表层由河岸向河床倾斜，倾向由上游向下游倾斜,河砂表观密度2580kg/m3堆积密度1569kg/3m细度模数2.89属中沙含泥量:1.34％，质地坚硬，色泽清亮，是良好的建筑材料。河砂规格有4-8目、8-16目、16-30目、30-60目、40-70目、70-100目等。
2、机制砂：是指通过制砂机和其它附属设备加工而成的砂子，成品更加规则，可以根据不同工艺要求加工成不同规则和大小的砂子，更能满足日常需求。机制砂要有专业的设备才能制出合格适用的砂石。机制砂生产线有振动给料机、颚式破碎机、制砂机、振动筛和胶带传输机等设备组合而成。根据不同的工艺要求，各种型号的设备进行组合，满足客户的不同工艺要求。
3、天然砂：从自然界开采的砂系(sandsystem)称为天然砂，有大矶砂及硅砂之分，来源包括海滨砂、湖砂、河砂、海砂及山砂等等。天然砂是经过风雨或水流冲涮滚磨以岩石或卵石后，所形成的颗粒核心体，强度较高。
综上，本实施例中，采用的机制砂包括黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂。通过采用黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂，其硬度比传统的天然砂的硬度要高，尤其相当于天然黄砂的1.2倍。由于采用黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂的机制砂，从而大大提高了制备得到的耐磨防脱落混凝土透水砖面层的强度，进一步提高了耐磨和防脱落的特性。
此外，传统的制备透水砖的工艺中，所采用的天然黄砂，其形态为圆形粒状，而本实施例中所采用的机制砂，其形态为棱角体。圆形粒状的天然黄砂组合在一起后，由于每个黄砂个体的形态导致透水空隙较小，而棱角体的黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂在混合后，相比于传统天然黄砂，更易形成透水空隙，进而大大提高面层的透水性。
优选地，
所述细骨料中的黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂的粒径均为40目；并且，黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂在细骨料中各组分的比例为：2:1:1。
优选地，
各组分的重量份数为：
高标号凝胶料1-3份；
细骨料5-30份；
耐磨料0.1-1份；
颜料0.01-0.1份。
优选地，
所述耐磨料为jy-mo1水泥基耐磨料。
上述，jy-mo1水泥基耐磨料，即为jy-mo1高强耐磨料，是一种粉状无基复合单组分干粉砂浆。同传统的铁屑砂浆，铁屑混凝土相比，具有抗磨性高，抗冲刷能力强，与基础混凝土间的粘接强度高，抗压强度高，耐久性好，使用期限长的特点。产品特点高强、抗磨、抗高温、抗冲刷、抗油渗；耐久性好，使用寿命长；整体性好、易于修补、不易脱落；无毒、无味、绿色环保、对操作人员无身体损害。
本实施例中，通过使用jy-mo1水泥基耐磨料，大大增加了面层的耐磨系数。面层耐磨程度大幅提高，其中本实施例中所制备得到的面层的耐磨系数在2mm以下，而传统工艺制备的透水砖的耐磨系数为3.5mm。
优选地，
水的加入量，相当于将所有组分混合后湿度控制在10.5％的水的重量份数。
上述，在制备过程中，通过水的加入量调整混合物料的水分，其范围可以为10％-12％，通过实验证明，水分为10.5％时，最终制备得到的透水砖的防脱性能和耐磨性能更好。
本实施例中，提供一种耐磨防脱落混凝土透水砖面层，通过使用高标号凝胶料1-5份；细骨料5-50份；耐磨料0.1-2份；颜料0.01-0.5份，以及水，混合后水分控制在10-12％，最终得到的耐磨防脱落混凝土透水砖面层，其与砖芯层的结合性好，不易开裂，传统透水砖的普通面层不耐磨且面层容易脱落起皮(脱皮原因是芯层用粗骨料，面层又是细骨料膨胀系数不一样容易开裂导致的)。
此外，本发明还提供一种透水砖的制备方法，包括：
步骤1，以水泥、4-8倍于水泥的重量份数的碎石，以及8-15％的碎石的重量份数的砂作为芯层原料进行投料搅拌，得到混合芯料；
步骤2，将所述混合芯料填入芯层模具内，得到待定型料；
步骤3，对所述待定型料进行振动加压，即得到混凝土含砂透水砖芯层；
步骤4，以1-5份的高标号凝胶料、5-50份的细骨料、0.1-2份的耐磨料和0.01-0.5份的颜料作为面层原料进行投料搅拌，得到混合面层料；
步骤5，将所述混合面层料中加入水，控制所述混合面层料的湿度为10-12％，得到混合湿面料；
步骤6，将所述混合湿面料覆盖所述混凝土含砂透水砖芯层的外层，并进行振动加压，使混凝土含砂透水砖芯层和耐磨防脱落混凝土透水砖面层结合在一起，得到透水砖。
优选地，
对所述芯层原料和所述面层原料进行投料搅拌的搅拌时间均为5分钟；
所述振动加压的振动频率为3800次/秒；
所述振动加压的压力为150kn/m2。
此外，在步骤6之后，还可包括：
步骤7，通过输送设备将压制好的砖送入蒸气养护窑养护，窑内静养40分钟，给蒸气升温至80度，恒温4小时，降温2小时，产品出窑，输送车将产品送至流水线进行码垛，进而包装和入库。
为了便于理解本发明，下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案。申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
表1、实施例1-6中所提供的耐磨防脱落混凝土透水砖面层的组分配方
实施例1-6中制备包括耐磨防脱落混凝土透水砖面层的透水砖的步骤：
步骤1，以水泥、4-8倍于水泥的重量份数的碎石，以及8-15％的碎石的重量份数的砂作为芯层原料进行投料搅拌，得到混合芯料；
步骤2，将所述混合芯料填入芯层模具内，得到待定型料；
步骤3，对所述待定型料进行振动加压，即得到混凝土含砂透水砖芯层；
步骤4，以1-5份的高标号凝胶料、5-50份的细骨料、0.1-2份的耐磨料和0.01-0.5份的颜料作为面层原料进行投料搅拌，得到混合面层料；
步骤5，将所述混合面层料中加入水，控制所述混合面层料的湿度为10-12％，得到混合湿面料；
步骤6，将所述混合湿面料覆盖所述混凝土含砂透水砖芯层的外层，并进行振动加压，使混凝土含砂透水砖芯层和耐磨防脱落混凝土透水砖面层结合在一起，得到透水砖。
上述，对所述芯层原料和所述面层原料进行投料搅拌的搅拌时间均为5分钟；
所述振动加压的振动频率为3800次/秒；
所述振动加压的压力为150kn/m2。
实施例1：
通过表1中的组分配方制备耐磨防脱落混凝土透水砖面层，并通过透水砖的制备方法进行制备，得到透水砖。其中，高标号凝胶料采用标号为52.5的硅酸盐白水泥；细骨料，为黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂在细骨料中各组分的比例为：2:1:1；耐磨料为jy-mo1水泥基耐磨料。
实施例1：
通过表1中的组分配方制备耐磨防脱落混凝土透水砖面层，并通过透水砖的制备方法进行制备，得到透水砖。其中，高标号凝胶料采用标号为52.5的硅酸盐白水泥；细骨料，为黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂在细骨料中各组分的比例为：2:1:1；耐磨料为jy-mo1水泥基耐磨料。
实施例2：
通过表1中的组分配方制备耐磨防脱落混凝土透水砖面层，并通过透水砖的制备方法进行制备，得到透水砖。其中，高标号凝胶料采用标号为42.5的硅酸盐白水泥；细骨料，为黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂在细骨料中各组分的比例为：2:1:1；耐磨料为jy-mo1水泥基耐磨料。
实施例3：
通过表1中的组分配方制备耐磨防脱落混凝土透水砖面层，并通过透水砖的制备方法进行制备，得到透水砖。其中，高标号凝胶料采用标号为52.5的硅酸盐白水泥；细骨料，为黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂在细骨料中各组分的比例为：2:1:1；耐磨料为jy-mo1水泥基耐磨料。
实施例4：
通过表1中的组分配方制备耐磨防脱落混凝土透水砖面层，并通过透水砖的制备方法进行制备，得到透水砖。其中，高标号凝胶料采用标号为52.5的硅酸盐白水泥；细骨料，为黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂在细骨料中各组分的比例为：2:1:1；耐磨料为jy-mo1水泥基耐磨料。
实施例5：
通过表1中的组分配方制备耐磨防脱落混凝土透水砖面层，并通过透水砖的制备方法进行制备，得到透水砖。其中，高标号凝胶料采用标号为52.5的硅酸盐白水泥；细骨料，为黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂在细骨料中各组分的比例为：2:1:1；耐磨料为jy-mo1水泥基耐磨料。
实施例6：
通过表1中的组分配方制备耐磨防脱落混凝土透水砖面层，并通过透水砖的制备方法进行制备，得到透水砖。其中，高标号凝胶料采用标号为52.5的硅酸盐白水泥；细骨料，为黑色花岗岩机制彩砂、白色大理石机制彩砂和机制石英砂在细骨料中各组分的比例为：2:1:1；耐磨料为jy-mo1水泥基耐磨料。
对比实验：
对于实施例1-6中所制备得到的混凝土含砂透水砖，通过jc/t945-2005的要求进行性能测试，其中，加入传统工艺制备的透水砖(传统的透水砖，其制备工艺中，面层配方是水泥加石英砂，配比为1：2，并且水泥标号小于32.5)进行比较，具体结果如下：
表2、实施例1-6及对比例的性能测试
实验总结：
对于实施例1-6中所制备得到的混凝土含砂透水砖，通过jc/t945-2005的要求进行性能测试，其中，加入传统工艺制备面层的透水砖进行比较，由表2中可见，相比于传统方法制备的透水砖，实施例1-6均可达到较好的抗压强度和耐磨性，并且可达到较为优秀的透水性能。本发明通过对凝胶料、细骨料、耐磨料和颜料设置特定配比，并且使用高标号凝胶料，减少其中凝胶料的用量，增加面层孔隙通道，从而既达到增加耐磨防脱落混凝土透水砖面层，以及透水砖的透水率，又不会降低耐磨防脱落混凝土透水砖面层的强度。