新型生态高强路面砖的研制与应用

王 潇

（沧州市产品质量监督检验所， 河北 沧州 061000）

1 路面砖的国内外发展现状

1.1 国外发展现状

路面砖是一种混凝土材料，主要用于路面和地面，在国外已经有了较长的历史，在生产和运用方面都有比较成熟的经验。根据我国的路面实际情况，国外的路面砖运用有以下几个特点值得我们学习：

第一，根据地区的特性选择路面砖的材料。像在欧洲的挪威这些国家，因为花岗石出产比较丰富，所以在这些国家的市政道路中都会采用花岗石来作为路面砖的材质。

第二，保持路面砖原有材质的颜色。国外的一些国家，如澳大利亚、欧洲、新西兰和北美等，由于它们所使用的路面砖是混凝土，所以大部分的路面砖都是水泥原本的颜色，很少用带有其他颜色的路面砖或通体砖，这样的目的是能够防止路面砖的颜色出现褪色，并且可以避免产出色差而去维修。

第三，路面砖的表面是粗糙的。在国外的大部分国家，其生产出来的混凝土路面砖都是用的比较粗糙的毛面，几乎看不到有光面的路面砖，有的国家还将一些石米、石屑等铺满在路面砖上，原来这样是加大路面砖表面材料的摩擦，以防止路面湿滑，从而避免行人和行车滑倒，保证人身安全。

第四，欧洲大部分国家采用的是小砌块的混凝土路面砖。这种小砌块的路面砖，一般显现正方形、长方形或者S 形，其高度一般在4 到8 厘米之间，它们的特点是强度比较高，而且在进行路面铺设时也比较方便，在道路的承受能力和耐久性上能够有明显的优势。

第五，大部分国外的路面砖是属于生态环保型的。在国外的大部分国家，它们所使用的路面砖能够通过砖的缝隙快速地排出水分或者蒸发水气，这样能够有效地调节城市的空气温度。

1.2 国内发展现状

在我国，混凝土路面砖的生产也有一定的历史了，早期的混凝土路面砖比较薄，其强度、耐磨性和抗折上也比较低，因此使用的寿命较短。在我国的一部分城市所使用的混凝土路面砖材质是用塑料模进行浇上去的，这种路面砖虽然色彩鲜艳，但如果遇到雨雪天气，经常会生人行人滑倒受伤的情况，安全系数低。在后期的混凝土路面砖生产中，虽然一些企业引进了先进的生产技术和生产设备，并采用安全系数高的路面砖材料，产品的质量相对有所提升，其形状和日常养护也比较规范，不过这种路面砖的生产成本相对高许多，一般的生产企业负担不起；所以一些小型的生产厂家采用了相对比较落后的生产设备，使用一些不达标的便宜材料，以降低生产成本，跟一些质量过关、产品好的中、大企业进行竞争。这些小企业生产出来的不达标的路面砖，通常在两三年后就会出现表面层老化，砖体裂开，不能够再进行使用。

2 新型生态高强路面砖的试验研究

2.1 主要性能指标

抗压强度在Cc40 以上，抗冻性（D35）在20%以下，耐磨性（磨坑长度）在32 毫米以下。

2.2 原材料组成

由石英砂或机制砂、高标号水泥、矿物颜料、本地钢厂废矿渣和水组成了新型生态高强路面砖的原材料，（P.0）42.5 普通硅酸盐水泥是高标号水泥的成分，骨料一般采用矿渣，0-2.5、0-5.0、0-10mm 的单一粒级则组成了骨料粒径，自来水作为混凝土的拌制和养护。

2.3 试验的设计

混凝土的强度是关键，配备出最佳比例的混凝土是这次试验设计的关键所在，而混凝土与其他影响因素存在的关系则是这次试验的目的。要想得出正确骨灰比和水灰比，以及骨料粒径对混凝土的关系，需要用到正交设计的原理，这也是这次试验的设计原理所在。

2.4 试件的成型与养护

1、面层

面层主要由三种材料组成，分别是胶凝材料、细骨料和矿物颜料,由（P.0）42.5普通硅酸盐水泥组成了胶凝材料，而细骨料则是采用了上等的石英砂，它的模数在2.5～3.0 之间，而矿物颜料的比例为1.5%。

2、基层

基层是由胶凝材料和粗骨料组成，胶凝材料由（P.0）42.5 普通硅酸盐水泥组成，而粗骨料则由0-2.5mm、0-5.0mm、0-10.0mm 矿渣组成。

3、试模一般用于试件的制备，采用200×100×60mm 尺寸的抗压试体作为制备，它的成型需要经过震动与压制，需要将适当的混合料搅拌均匀后再装进试模中。试件需要经过基层的压制，然后在面层里铺开再压制，直到用14.0MPa 的压力压制成型；成型之后的二十四小时后再进行脱模，注意需要将室内温度调节在23+2℃，湿度控制在50%进行养护，养护时长可至二十八天。

2.5 试验结果

1、强度

经试验证明，水灰比和骨灰比的增大都会引起路面砖的强度最终减小，而骨料粒径的增大则会引起路面砖强度的增大。所以，在这次试验的条件下，经过验证后路面砖的最佳比例为：骨灰比5.0，水灰比0.5，而骨料粒径则为0-10.0mm，28 天的测试结果是路面砖的抗压强度为53.5Mpa，与同类产品标准的Cc40 等级一致，甚至还高一点。经过测试和试验的对比，最后的Cc40 配合比是：

水泥：矿渣：水=340：1700：170（kg/m3）=1:5:0.5

2、抗冻性

将五块新型生态高强路面砖进行强度测试后发现，其平均强度达到了52.3MPa，而另外的五块则进行冻融试验，最终的测试强度结果达到了50.0MPa，其强度缺失范围在4%<20%，符合标准的要求。

3、耐磨性

经试验，新型生态高强路面砖的磨坑长度为28mm<32.0mm,满足标准的要求。综上，这种新型生态高强路面砖具有高强度高、抗冻性强、防滑性好、耐风化等特点，整体铺设效果颇佳，美观、自然、质量好，受到广大生产企业的认可。

3 新型生态高强路面砖的关键技术及运用

这次试验的关键之处在于利用了路面砖的原材料进行了分析，最后得出了新型生态高强路面砖的最佳配合比，生产出满足高强度，抗冻性强、防滑性好、耐风化的路面砖产品。这次路面砖的试验得以成功是在参考了相关的文献后并对原材料的成分进行了充分的分析后完成的，经过多次的反复试验，最后检测的结果也是符合了国家的标准。

经过多次的试验后，新型生态高强路面砖变废为宝，将废弃的钢废矿渣跟石英砂、高标号水泥和矿物颜料等混合在一起作为原材料，使用了国外的大型成套生产设备制造出了符合我国标准的路面砖产品。一方面，利用废弃的钢废矿渣能够改善周边的生态环境，使生产成本也降低，并提高了产品的质量；另一方面，使用工业化的生产设备还能节约大量人力，提高生产效率，也能保证质量，并在市场上得到广泛的应用。

4 结束语

总的来说，这种新型生态高强生产路面砖相比传统的路面砖，在其强度、防滑性、耐磨性和抗冻性等特征上都强很多，而且这种路面砖符合混凝土路面砖新标准，并且使用节能环保原料进行制作，符合国家的环保建材发展理念。更重要的是，这种新型生态高强路面砖能在大大降低生产企业生产成本的同时，能生产出高质量符合新标准的路面砖，因此在市场上的综合竞争力大大提高，是今后混凝土路面砖的一个重要研究方向。