本發明屬于建筑材料
技術領域：
，具體涉及一種具有孔梯度結構的變色透水磚及其制備方法。
背景技術：
：透水磚是近幾年發展起來的一種城市透水鋪裝材料，受到各城市市政部門的青睞。隨著海綿城市建設的興起和發展，對透水磚的需求日益旺盛。材質也逐漸發展出陶瓷透水磚、混凝土透水磚、砂基透水磚、鋼渣透水磚、尾礦透水磚等；并逐漸在關注透水磚的功能化，如具有光催化功能的透水磚、夜光效果透水磚等，但目前尚無具有變色效果的透水磚。目前在變色玻璃的研發方面相對比較成熟，品種也有有機變色玻璃和無機變色玻璃等品種，變色機理有光致變色、熱致(28-35℃)變色和電致變色等品種。結合透水磚的生產工藝，無機變色玻璃均為經過高溫熔制而成，能夠承受透水磚生產中相對較低的燒制溫度，可以用這類無機變色玻璃顆粒作為添加成分，和其它原料一起燒制成磚，從而獲得具有變色效果的透水磚。制備這種變色透水磚的難點之一是需要研究合適的基體和面層混合料配方，使二者的燒成溫度基本一致，并控制在變色玻璃的熔點范圍附近。技術實現要素：本發明的目的是提供一種具有孔梯度結構的變色透水磚，可以使透水磚在環境光照或溫度變化的情況下，顏色發生變化；本發明同時提供了具有孔梯度結構的變色透水磚的制備方法，科學合理、簡單易行。本發明所述的具有孔梯度結構的變色透水磚，包括變色面層和基體層，變色面層由無機固體廢料顆粒、變色玻璃顆粒、粘土、鈉長石和水玻璃溶液制成，基體層由無機固體廢料顆粒、粘土、鈉長石和水玻璃溶液制成。所述的變色面層中無機固體廢料顆粒的粒度為1-2.5mm。所述的無機固體廢料顆粒為陶瓷廢料顆粒或耐火材料廢料顆粒。所述的變色玻璃顆粒為無機光致變色玻璃顆粒或無機熱致變色玻璃顆粒。所述的變色玻璃顆粒的粒度為3-5mm。所述的粘土為高嶺土。所述的水玻璃溶液的質量濃度為30-35％。所述的基體層中無機固體廢料顆粒的粒度為3-5mm。所述的變色面層中無機固體廢料顆粒、變色玻璃顆粒、粘土、鈉長石和水玻璃溶液的重量比為60-70：10-20：1-5：1-5：1-10。所述的基體層中無機固體廢料顆粒、粘土、鈉長石和水玻璃溶液的重量比60-85：1-5：1-5：1-10。本發明所述的具有孔梯度結構的變色透水磚的制備方法，步驟如下：(1)將無機固體廢料顆粒、變色玻璃顆粒、粘土、鈉長石和水玻璃溶液混合均勻，得到變色面層混合料；(2)將無機固體廢料顆粒、粘土、鈉長石和水玻璃溶液混合均勻，得到基體層混合料；(3)先在金屬模具里填布變色面層混合料5-8mm，再在其上填布基體層混合料，然后一次加壓成型，壓力20-25mpa；(4)將壓好的磚坯在110-150℃下烘干8-12h后，放入950-1050℃下燒制1-2h，自然冷卻后，即得。本發明采用陶瓷、耐火材料等無機固體廢料顆粒為骨料，光致變色或熱致變色玻璃顆粒為變色成分，粘土和鈉長石為高溫粘結劑，水玻璃溶液為輔助粘結劑。本發明透水磚具有孔梯度結構，即表層變色面層的孔徑較小，基體層孔徑較大，這種孔梯度結構主要是由于這兩層采用的骨料粒度差異產生的。本發明將變色面層混合料和基體層混合料壓制成磚坯時采用兩次布料，一次壓制成型；制得的透水磚可以滿足市政部門建設海綿城市的需要。由于一般陶瓷顆粒和耐火材料顆粒的燒成溫度較無機變色玻璃顆粒的熔融溫度相對較高。故本發明中主要利用低熔點鈉長石和水玻璃含量來調節基體層和變色面層混合料的燒成溫度降低到無機變色玻璃顆粒的熔融溫度范圍附近，并使兩種混合料的燒成溫度基本達到一致。本發明與現有技術相比，具有如下有益效果：本發明透水磚具有兩個顯著的優點：一是使透水磚具有對環境光照或溫度變化而變色效果，豐富了透水磚的裝飾效果，同時可以作為對環境光照或溫度進行警示性監測；二是可以充分利用變色玻璃行業的玻璃廢料制成變色顆粒。附圖說明圖1是本發明的結構示意圖；圖中：1、變色面層；2、基體層。具體實施方式以下結合實施例對本發明做進一步描述。實施例11-2.5mm陶瓷廢料顆粒、光致變色玻璃顆粒為變色成分(3-5mm)、高嶺土、鈉長石、質量濃度為30％的水玻璃溶液，比例分別為65：15：5：5：10的重量比混合均勻，制成變色面層混合料。3-5mm陶瓷廢料顆粒、高嶺土、鈉長石、質量濃度為30％的水玻璃溶液分別按照80：5：5：10的重量比混合均勻，制成基體層混合料。將上述混合料壓制成磚坯時采用兩次布料，一次壓制成型，即先在金屬模具里填布變色面層混合料5mm；再在其上填布基體層混合料，然后一次加壓成型，壓力20mpa。將壓好的磚坯在110℃下烘干8h后，放入950℃下燒制2h，自然冷卻后得到具有孔梯度結構和變色效果的透水磚。透水磚性能指標見表1。實施例21-2.5mm陶瓷廢料顆粒、熱致變色玻璃顆粒為變色成分(3-5mm)、高嶺土、鈉長石、質量濃度為30％的水玻璃溶液，比例分別為65：15：5：5：10的重量比混合均勻，制成變色面層混合料。3-5mm陶瓷廢料顆粒、高嶺土、鈉長石、質量濃度為30％的水玻璃溶液分別按照80：5：5：10的重量比混合均勻，制成基體層混合料。將上述混合料壓制成磚坯時采用兩次布料，一次壓制成型，即先在金屬模具里填布變色面層混合料8mm；再在其上填布基體層混合料，然后一次加壓成型，壓力25mpa。將壓好的磚坯在150℃下烘干12h后，放入1050℃下燒制1h，自然冷卻后得到具有孔梯度結構和變色效果的透水磚。透水磚性能指標見表1。實施例31-2.5mm陶瓷廢料顆粒、光致變色玻璃顆粒為變色成分(3-5mm)、高嶺土、鈉長石、質量濃度為30％的水玻璃溶液，比例分別為70：12：4：4：10的重量比混合均勻，制成變色面層混合料。3-5mm陶瓷廢料顆粒、高嶺土、鈉長石、質量濃度為30％的水玻璃溶液分別按照82：4：4：10的重量比混合均勻，制成基體層混合料。將上述混合料壓制成磚坯時采用兩次布料，一次壓制成型，即先在金屬模具里填布變色面層混合料6mm；再在其上填布基體層混合料，然后一次加壓成型，壓力23mpa。將壓好的磚坯在120℃下烘干10h后，放入1000℃下燒制1.5h，自然冷卻后得到具有孔梯度結構和變色效果的透水磚。透水磚性能指標見表1。實施例41-2.5mm耐火材料廢料顆粒、光致變色玻璃顆粒為變色成分(3-5mm)、高嶺土、鈉長石、質量濃度為30％的水玻璃溶液，比例分別為65：15：5：5：10的重量比混合均勻，制成變色面層混合料。3-5mm耐火材料廢料顆粒、高嶺土、鈉長石、質量濃度為30％的水玻璃溶液分別按照80：5：5：10的重量比混合均勻，制成基體層混合料。將上述混合料壓制成磚坯時采用兩次布料，一次壓制成型，即先在金屬模具里填布變色面層混合料7mm；再在其上填布基體層混合料，然后一次加壓成型，壓力21mpa。將壓好的磚坯在120℃下烘干9h后，放入1050℃下燒制1h，自然冷卻后得到具有孔梯度結構和變色效果的透水磚。透水磚性能指標見表1。表1實施例1-4制備的透水磚性能指標案例編號抗壓強度，mpa透水系數，mm/s實施例11010.23實施例2960.25實施例3920.25實施例4840.28當前第1頁12