專利名稱：：可凈化空氣的混凝土鋪路磚及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域混凝土類，涉及一種利用建筑廢物和回收玻璃制造的可凈化空氣的混凝土鋪路磚，以及該鋪路磚的制造方法。
背景技術(shù)：
：在香港，每天都要產(chǎn)生大量的建筑廢料和廢玻璃瓶，處理這些建筑廢料和廢玻璃瓶己經(jīng)變成嚴(yán)重的社會和環(huán)境問題。隨著經(jīng)濟(jì)的高速增長和人們生活水平的提高，在國內(nèi)的大中城市中，建筑廢物和廢玻璃瓶的管理和處理同樣在變?yōu)橹饕沫h(huán)境問題，并嚴(yán)重的影響國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。因此，開發(fā)回收和利用建筑廢物和廢玻璃的新技術(shù)變得越來越重要。建筑廢物一般是由混凝土碎塊、磚和瓷磚、砂、灰塵、木頭、塑料和廢鐵等組成?；炷了閴K一般是建筑廢物的最大組成部分，經(jīng)過破碎篩分的混凝土碎塊可以用來取代混凝土中的天然骨料或者被用做道路基礎(chǔ)，這一類回收材料叫做再生骨料。再生骨料在歐美發(fā)達(dá)國家的建筑工業(yè)中部已經(jīng)成功利用，主要應(yīng)用在非結(jié)構(gòu)混凝土和道路的基礎(chǔ)上。再生骨料在結(jié)構(gòu)混凝土中的應(yīng)用被限制在20%以內(nèi)，主要是因為再生骨料與天然石頭相比強(qiáng)度較低，多孔和較高的吸水率，從而導(dǎo)致混凝土的流動性較難控制。機(jī)壓成型的混凝土鋪路磚塊屬于干硬混凝土，對流動性要求不高，因此，利用機(jī)壓成型的方法制造混凝土鋪路磚和隔墻磚可以用100%再生骨料取代天然石子，同時回收的廢玻璃瓶經(jīng)過破碎和篩分也可以作為制造鋪路磚的骨料(即廢玻璃骨料)。汽車排放的有毒尾氣是大城市的主要空氣污染源之一，如果鋪路磚具有凈化空氣的功能將有一舉兩得的功效。很多研究表明二氧化鈦在光催化的作用下具有吸收汽車尾氣中毒氣(N(X—N03，CO—C02)的功能。因此，將鋪路磚制造成可吸收空氣的吸收層和可以承重的基礎(chǔ)層，在吸收層中加入二氧化鈦，鋪路磚就具有吸收汽車尾氣的功能從而起到凈化空氣的作用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種利用建筑廢物和回收玻璃制造的可凈化空氣的混凝土鋪路磚及其制造方法。由于使用了建筑廢物和廢玻璃，一方面給建筑廢物的利用提供了新途徑，另一方面節(jié)約了天然石子的開采，第三保護(hù)了環(huán)境，治理環(huán)境污染凈化城市空氣，因此，本發(fā)明的可凈化空氣的混凝土鋪路磚及其制造方法是可持續(xù)發(fā)展的新技術(shù)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的混凝土鋪路磚包括吸收層和基礎(chǔ)層。所述的吸收層位于鋪路磚的上層，其中含有二氧化鈦(Ti02)，以吸收空氣中的有害氣體。所述的基礎(chǔ)層位于鋪路磚的下層，起到承重的作用。本發(fā)明鋪路磚的吸收層包括水泥、骨料、二氧化鈦和粉煤灰或高嶺粉；其中的骨料包括再生骨料、廢玻璃骨料和沙或石子。本發(fā)明鋪路磚的基礎(chǔ)層包括水泥、骨料和粉煤灰或高嶺粉；其中的骨料包括再生骨料、廢玻璃骨料和沙或石子。本發(fā)明的鋪路磚的各成分配比可參考本領(lǐng)域的常規(guī)方案。優(yōu)選地，本發(fā)明鋪路磚的所述吸收層中，水泥與骨料的重量比為1:41:2，二氧化鈦為水泥量的l~10wt%，粉煤灰為水泥量的550wt%，高嶺粉為水泥量的l20wt%，再生骨料為骨料總量的0~100wt%，廢玻璃骨料為骨料總量的050wt%;所述基礎(chǔ)層中，水泥與骨料的重量比為1:5-1:2，粉煤灰為水泥量的050wt%，高嶺粉為水泥量的020wt%，再生骨料為骨料總量的0100wt%，廢玻璃骨料為骨料總量的050wt%。上述二氧化鈦優(yōu)選為水泥量的2-8wt%，進(jìn)一步優(yōu)選為水泥量的6wt%。更優(yōu)選地，本發(fā)明鋪路磚的所述吸收層中，水泥與骨料的重量比為1:3，二氧化鈦為水泥量的6wt%，粉煤灰為水泥量的20wt%，高嶺粉為水泥量的10wt%，再生骨料為骨料總量的50wt%，廢玻璃骨料為骨料總量的25wt%;以及，所述基礎(chǔ)層中，水泥與骨料的重量比為1:41:3，粉煤灰為水泥量的20wt%，高嶺粉為水泥量的10wt%，再生骨料為骨料總量的50wt%，廢玻璃骨料為骨料總量的20wt%。本發(fā)明的鋪路磚包括吸收層和基礎(chǔ)層，兩層的厚度可以按本領(lǐng)域的技術(shù)常識確定，也可以根據(jù)所制成的鋪路磚的實際用途等因素而調(diào)整。優(yōu)選的本發(fā)明鋪路磚的吸收層厚度為3~8毫米，進(jìn)一步優(yōu)選為5毫米。基礎(chǔ)層的厚度為40~80毫米。本發(fā)明鋪路磚所使用的水泥為混凝土技術(shù)中通常采用的任何水泥。進(jìn)一步地，所述的水泥可以選自硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、石灰石硅酸鹽水泥、白色水泥或礦渣水泥。本發(fā)明的鋪路磚所使用的粉煤灰為粒徑小于或等于45微米、且含碳量小于7%重量百分比的粉煤灰。根據(jù)本發(fā)明鋪路磚，其吸收層的再生骨料的粒徑范圍為<5毫米，優(yōu)選為<2.36毫米?；A(chǔ)層的再生骨料的粒徑范圍為<10毫米。根據(jù)本發(fā)明鋪路磚，其吸收層的廢玻璃骨料的粒徑范圍為<5毫米，優(yōu)選為<2.36毫米?；A(chǔ)層的廢玻璃骨料的粒徑范圍為<10毫米。本發(fā)明鋪路磚中所使用的石子、砂和水與制造普通水泥混凝土的相同，無須特別說明。本發(fā)明還提供了上述混凝土鋪路磚的制造方法，其包括將水泥、粉煤灰或高嶺粉、骨料、二氧化鈦和水按照一定比例配合制成吸收層混合物攪拌均勻；再將水泥、粉煤灰或高嶺粉、骨料和水按照一定比例配合制成基礎(chǔ)層混合物，攪拌均勻；用機(jī)壓成型的方法分兩層壓制(基礎(chǔ)層和吸收層)(如圖1)，即可制造出本發(fā)明技術(shù)提供的混凝土鋪路磚。本發(fā)明鋪路磚的制造方法中所使用的水的用量可根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)常識或根據(jù)實際需要確定，優(yōu)選地，吸收層或基礎(chǔ)層中水的用量分別為材料總重量的1015%。更優(yōu)選地，配制吸收層時水的用量為材料總重量的13%，配制基礎(chǔ)層時水的用量為材料總重量的12%。圖1為本發(fā)明的可凈化空氣的混凝土鋪路磚構(gòu)造及工作原理示意圖。具體實施例方式下面，結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實施例l:按表1配比生產(chǎn)混凝土鋪路磚。抗壓強(qiáng)度和NOx的減低率的測定方法是本領(lǐng)域公知的。從表1所列的配比和所生產(chǎn)的混凝土鋪路磚特性可以看出，由于廢玻璃骨料用量的增加，鋪路磚的強(qiáng)度有所下降，但所有混凝土鋪路磚的強(qiáng)度仍然達(dá)到49MPa以上。完全達(dá)到了香港建筑規(guī)范和英國標(biāo)準(zhǔn)的要求。在相同的二氧化鈦的摻量下，當(dāng)有廢玻璃骨料摻入時，磚對NOx的減低率增加，這主要是由于玻璃對光的折射使二氧化鈦參與反應(yīng)的幾率增加。表l、混凝土鋪路磚的配比及性能測定結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注表1中，粉煤灰(％):指粉煤灰為水泥量的Wt%，下述表中高嶺粉(％)的含義與此相似；再生骨料(％):指該骨料為骨料總量的Wt%;廢玻璃骨料(％):指該骨料為骨料總量的Wt%。下述表中再生骨料(％)和廢玻璃骨料(％)的含義與此相同。實施例2按表2配比生產(chǎn)混凝土鋪路磚。并測定抗壓強(qiáng)度和NOx的減低率。從表2的所列的配比和所制造的混凝土鋪路磚的特性可以看出，由于水泥用量的增加磚的抗壓強(qiáng)度增加，，與實例1相比，二氧化鈦的含量增加，N(X的減低率增加，但是當(dāng)二氧化鈦超過6%時，吸收率的增加并不明顯。表2、混凝土鋪路磚的配比及性能測定結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例3按表3配比生產(chǎn)混凝土鋪路磚。并測定抗壓強(qiáng)度和NOx的減低率?？梢?，按表中配比制造的鋪路磚可獲得良好的抗壓強(qiáng)度和NOx減低率。表3、混凝土鋪路磚的配比及性能測定結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例4按表4配比生產(chǎn)混凝土鋪路磚。并測定抗壓強(qiáng)度和NOx的減低率?？梢?，按表中配比制造的鋪路磚可獲得良好的抗壓強(qiáng)度和NOx減低率。表4、混凝土鋪路磚的配比及性能測定結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例5在吸收層中，水泥與骨料的重量比為1:3，二氧化鈦為水泥量的6wt%，粉煤灰為水泥量的20wt%(實例5)，或高嶺粉為水泥量的10wt%(實例6)，再生骨料(〈2.36mm或〈5mm)為骨料總量的50wt%，廢玻璃骨料(〈2.36mm或〈5mm)為骨料總量的25wtn/。;在基礎(chǔ)層中，水泥與骨料的重量比為l:4l:3(分別為l:3、l:3.5、l:4)，粉煤灰為水泥量的20wtn/。，或高嶺粉為水泥量的10wt。/。，再生骨料(〈10mm)為骨料總量的50wt%，廢玻璃骨料(〈10mm)為骨料總量的20wt%。具體配料比及抗壓強(qiáng)度和NOx的減低率測定結(jié)果如表5和表6。從結(jié)果可見，按表中配比制造的鋪路磚可獲得良好的抗壓強(qiáng)度和NOx減低率。表5、混凝土鋪路磚的配比及性能測定結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表6、混凝土鋪路磚的配比及性能測定結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>另外，將實施例1至5所列的配合比所制造的鋪路磚按照美國標(biāo)準(zhǔn)(ASTMC1260-01)進(jìn)行堿骨料反應(yīng)實驗，摻入粉煤灰或者高嶺粉的鋪路磚14天的膨脹率都小于0.02%，遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)0.1%的要求。權(quán)利要求1.可凈化空氣的混凝土鋪路磚，其包括(a)吸收層，包括(i)水泥，(ii)骨料，其包括再生骨料、廢玻璃骨料和沙或石子，(iii)二氧化鈦，和(iv)粉煤灰或高嶺粉；以及(b)基礎(chǔ)層，包括(i)水泥，(ii)骨料，其包括再生骨料、廢玻璃骨料和沙或石子，和(iii)粉煤灰或高嶺粉。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋪路磚，所述吸收層中，水泥與骨料的重量比為1:41:2，二氧化鈦為水泥量的l10wt%，粉煤灰為水泥量的550wt%，高嶺粉為水泥量的l20wt%，再生骨料為骨料總量的0100wt%，廢玻璃骨料為骨料總量的050wt%;所述基礎(chǔ)層中，水泥與骨料的重量比為1:51:2，粉煤灰為水泥量的050wt%，高嶺粉為水泥量的020wt%，再生骨料為骨料總量的0100wt%，廢玻璃骨料為骨料總量的0~50wt%。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋪路磚，所述二氧化鈦為水泥量的2-10wtM。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋪路磚，所述二氧化鈦為水泥量的6wt%。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋪路磚，所述吸收層中，水泥與骨料的重量比為1:3，二氧化鈦為水泥量的6wt%，粉煤灰為水泥量的20wt%，高嶺粉為水泥量的10wt%，再生骨料為骨料總量的50wt%，廢玻璃骨料為骨料總量的25wt％；所述基礎(chǔ)層中，水泥與骨料的重量比為1:41:3，粉煤灰為水泥量的20wt％，高嶺粉為水泥量的10wt%，再生骨料為骨料總量的50wt%，廢玻璃骨料為骨料總量的20wt%。6、根據(jù)權(quán)利要求15任意一項所述的鋪路磚，其吸收層的再生骨料的粒徑范圍為<5毫米，其基礎(chǔ)層的再生骨料的粒徑范圍為<10毫米。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋪路磚，其吸收層的再生骨料的粒徑范圍為<2.36毫米。8、根據(jù)權(quán)利要求1~5任意一項所述的鋪路磚，其吸收層的廢玻璃骨料的粒徑范圍為<5毫米，其基礎(chǔ)層的廢玻璃骨料的粒徑范圍為<10毫米。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋪路磚，其吸收層的廢玻璃骨料的粒徑范圍為<2.36毫米。10、根據(jù)權(quán)利要求1~5任意一項所述的鋪路磚，所述的粉煤灰為粒徑小于或等于45微米、且含碳量小于7%重量百分比的粉煤灰。11、根據(jù)權(quán)利要求15任意一項所述的鋪路磚，所述的吸收層厚度為38毫米，基礎(chǔ)層厚度為4080毫米。12、根據(jù)權(quán)利要求1~5任意一項所述的鋪路磚，所述的水泥選自硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、石灰石硅酸鹽水泥、白色水泥或礦渣水泥。13、權(quán)利要求112任意一項所述的鋪路磚的制造方法，其包括a)將水泥，粉煤灰或高嶺粉，骨料，二氧化鈦和水按照一定比例配合制成吸收層混合物，攪拌均勻；b)再將水泥，粉煤灰或高嶺粉，骨料和水按照一定比例配合制成基礎(chǔ)層混合物，攪拌均勻；c)用機(jī)壓成型的方法分兩層壓制成基礎(chǔ)層和吸收層。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造方法，其中配制所述吸收層或基礎(chǔ)層的水的用量分別為材料總重量的1015%。15、根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，配制吸收層的水的用量為材料總重量的13%，配制基礎(chǔ)層的水的用量為材料總重量的12%。全文摘要本發(fā)明提供了一種利用建筑廢物和回收玻璃制造的可凈化空氣的混凝土鋪路磚及其制造方法，該鋪路磚包括吸收層和基礎(chǔ)層，所述的吸收層包括水泥、骨料、二氧化鈦和粉煤灰或高嶺粉，吸收層的骨料包括再生骨料、廢玻璃骨料和沙或石子；所述的基礎(chǔ)層包括水泥、骨料和粉煤灰或高嶺粉，基礎(chǔ)層的骨料包括再生骨料、廢玻璃骨料和沙或石子。本發(fā)明的鋪路磚具有良好的吸收廢氣的功能和強(qiáng)度。文檔編號E01C5/06GK101205697SQ20061016906公開日2008年6月25日申請日期2006年12月20日優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日發(fā)明者寇世聰,潘智生申請人:香港理工大學(xué)