一种网球场用建筑垃圾红土材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑垃圾再生利用材料领域，具体涉及一种网球场用建筑垃圾红土材料及其制备方法。
背景技术
2019年2月中国环联发布的《建筑垃圾处理行业2018年度发展报告》称，到2020年，我国还将新建住宅300亿平方米，届时，建筑垃圾产生量将达到峰值，预计会突破30亿吨。目前，我国建筑垃圾大部分仍采用简单的填埋处理或露天堆放，利用率仅为10%，这种处理方式既侵占了大量的土地资源，同时又造成严重的资源浪费及环境污染问题。相反，欧盟国家的建筑垃圾资源化利用率已经超过90%，韩国、日本建筑垃圾资源化利用率已达97%以上，这意味着未来建筑垃圾处理行业的发展空间巨大。
建筑垃圾被认为是放错位置的资源，提高建筑垃圾资源化利用率关键在于多样化再生产品研发和应用技术的推广。目前，建筑垃圾资源化利用方法主要是将大块固体废弃物通过一定工艺生产出再生骨料用于制备砖、墙、混凝土和道路路基、垫层和基层材料等。建筑垃圾构成以各类拆墙砖为主，其破碎后小颗粒占大部分，在工程建设中这部分材料非常难以利用。
红土场是一种多孔渗水的网球场地，四大满贯之一的法网就是红土场。随着人们对红土场逐渐了解，许多俱乐部、单位及个人更倾向于建造红土场地，享受红土场地的乐趣。红土场表层材料一般由天然矿石、天然火山灰混合特殊的天然黏土精炼而成，其主要特点是球落地时与地面有较大的摩擦，球速较慢，球员在跑动中特别是在急停急回时会有很大的滑动余地。但目前我国一些高级的网球场所用的红土材料全部来源于进口，造价非常昂贵，且后续的维护保养费用极高，严重影响网球红土场在我国的推广应用。且目前尚未有人尝试过使用建筑垃圾用于制备红土场，这对于依赖进口的现状来说是难以想象的，对于本领域技术人员来说是难以实现的。
发明内容
本发明针对建筑垃圾破碎后砖混细粉、轻质砖粉利用率低，且资源化利用技术难度大等问题，并结合我国目前网球场用红土材料需从国外进口，造价成本过高等现状，通过大量的实验探索获得了将建筑垃圾用于制备高性能的红土场面层材料的可行方法和配方，所述网球场用建筑垃圾红土材料的制备过程简单，成本低，且产品性能优异。
本发明的技术方案
本发明的方案在于提供一种网球场用建筑垃圾红土材料，该材料包括砖混细粉、轻质砖粉、细砂、石墨烯、聚氨酯乳胶、氯丁乳胶以及单硬脂酸甘油酯；其中，以质量份计：
砖混细粉40~60份
轻质砖粉10~20份
细砂30~40份
石墨烯 0.05~0.1份
聚氨酯乳液 1~3份
氯丁乳胶2~4份
单硬脂酸甘油酯0.3~0.7份
上述材料中，所述砖混细粉为建筑垃圾中砖块、砂浆块和混凝土块混合破碎后，选取0~2.36mm粒径颗粒，在100~105℃高温环境中放置3~4h后所得。
上述材料中，所述轻质砖粉为建筑垃圾中轻质砖块破碎后，选取0~2.36mm粒径颗粒，在100~105℃高温环境中放置1~2h后所得。
上述材料中，所述细砂为普通河砂过2.36mm筛，在100~105℃高温环境中放置1~2h后所得。
上述材料中，所述石墨烯为工业级，粉末状，含碳量95%以上，过200目的筛。
一种网球场用建筑垃圾红土材料制备方法包括如下步骤：
（1）将上述材料中砖混细粉与轻质砖粉按规定比例倒入搅拌机，均匀搅拌60~90s；（2）将规定份量的单硬脂酸甘油酯倒入混合料中继续搅拌120~150s；
（3）随后将聚氨酯乳胶和氯丁乳胶按规定比例倒入搅拌机中，继续搅拌300~360s
（4）而后将石墨烯和细砂按规定比例倒入搅拌机中，继续搅拌20~25min，随即得到成品。
本发明的有益效果：
建筑垃圾用作网球场红土材料不仅仅是一般现有技术人员上不会做这种尝试的问题，其还需解决很多应用的实际技术难题，其中包括材料不耐磨、粘结性能较差等问题，本发明的发明人经过对红土材料所用胶材和功能型材料的种类和掺量进行比选验证，通过大量的实验探索，最终得到了性能优异的建筑垃圾红土材料组成比例。
（1）本发明的红土材料只需将原材料按上述步骤充分搅拌均匀即可，工艺简单，无需其他附加条件，且后续材料铺装便捷，有利于技术推广应用。
（2）本发明的网球场用建筑垃圾红土材料通过巧妙地加入单硬脂酸甘油酯，提高了材料的搅拌均匀性，减少了“团簇”现象的出现，可以使固体颗粒充分与乳胶材料粘接，提高了红土材料整体强度。
而石墨烯的掺入不仅有效提高了固体颗粒表面乳胶的耐磨性和抗老化性能，增加了材料整体的稳定性和耐久性。另外，通过在材料表层裹覆一层单硬脂酸甘油酯油膜，在很大程度上降低了材料的亲水性，减少了雨水的损坏。本发明材料无毒、无异味、无扬尘，所有性能满足国际顶尖赛事网球场技术要求。
（3）目前用于国内网球场的红土主要来源于进口，本发明以建筑垃圾为主要成分的红土材料具有明显价格优势。据市场报价，进口红土材料大于3000元/吨，而建筑垃圾原材料和加工成本共不到30元/吨，细砂200元/吨，工业级石墨烯约200元/kg，其他添加剂大约10000元/吨，因此本发明的红土材料成本不到1000元/吨，节约成本60%以上。需指出的是，本发明的应用还能够缓解建筑垃圾对城市环境产生的压力，其社会效益远大于经济效益，可促进城市社会与经济的可持续发展。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1：
一种网球场用建筑垃圾红土材料，该材料主要由以下质量分数的组分混合而成：
砖混细粉 45份
轻质砖粉 15份
细砂35份
石墨烯 0.05份
聚氨酯乳液2份
氯丁乳胶2.5份
单硬脂酸甘油酯0.45份
制备方法：
（1）将上述材料中砖混细粉与轻质砖粉按规定比例倒入搅拌机，均匀搅拌60；
（2）将规定份量的单硬脂酸甘油酯倒入混合料中继续搅拌120s；
（3）随后将聚氨酯乳胶和氯丁乳胶按规定比例倒入搅拌机中，继续搅拌300s；
（4）而后将石墨烯和细砂按规定比例倒入搅拌机中，继续搅拌20min，随即得到成品。
实施例2：
一种网球场用建筑垃圾红土材料，该材料主要由以下质量分数的组分混合而成：
砖混细粉50份
轻质砖粉 14份
细砂30份
石墨烯0.07份
聚氨酯乳液2.4份
氯丁乳液3份
单硬脂酸甘油酯0.53份
制备方法与实施例1相同。
实施例3：
一种网球场用建筑垃圾红土材料，该材料主要由以下质量分数的组分混合而成：
砖混细粉53份
轻质砖粉 10份
细砂 30份
石墨烯0.1份
聚氨酯乳液3份
氯丁乳胶3.3份
单硬脂酸甘油酯0.6份
制备方法与实施例1相同。
比较例1
为了得到本发明的材料组成及最佳配比，发明人进行了大量的实验探索，最初获取的材料并不能获得好的效果，例如，当各组分组成及含量为下述范围时：
砖混细粉50份
轻质砖粉15份
细砂 30份
石墨烯0.1份
聚氨酯乳液1.9份
氯丁乳胶3份
对比例1中各组分混合后，材料较难搅拌均匀，并且材料出现少量“团簇”现象，使材料性能受到影响。其抗雨水损坏性能差。对比例1与实施例1的差别在于未加入单硬脂酸甘油酯。
比较例2
为了得到本发明的材料组成及最佳配比，发明人进行了大量的实验探索，最初获取的材料并不能获得好的效果，例如，当各组分组成及含量为下述范围时：
砖混细粉50份
轻质砖粉14份
细砂 30份
聚氨酯乳液2.5份
氯丁乳胶3份
单硬脂酸甘油酯0.5份
对比例2中各组分混合后，材料中固体颗粒表面乳胶的耐磨性降低，且材料使用一定时间后，材料中胶体易老化，从而影响了材料整体的稳定性和耐久性。
比较例3
为了得到本发明的材料组成及最佳配比，发明人进行了大量的实验探索，最初获取的材料并不能获得好的效果，例如，当各组分组成及含量为下述范围时：
砖混细粉 45份
轻质砖粉 15份
细砂35份
石墨烯 0.05份
醋酸乙烯酯乳液2.5份
丙烯酸乳液3份
单硬脂酸甘油酯0.45份
对比例3中各组分混合后，材料中固体颗粒粘结力不强，容易脱落，严重影响材料的使用寿命。实施例1、实施例2与实施例3中胶材掺量逐渐增大，红土材料性能也逐渐变优，但并不是胶材掺量越大越好，胶材掺量增加，材料成本增加，且胶材过大影响红土材料的透水性和抗老化性能。同理，胶材掺量过少，材料粘结能力不足，容易造成粗颗粒脱落，影响材料使用寿命。本发明通过不断地探索，优化各组分配比及组成，获得了具有协调作用的网球场用建筑垃圾红土材料，不仅性能优异，成本低，且制备过程简单。
本发明的应用途径较多，以上实施例仅是本发明的优选实施方式，并且应当指出，其不能用于限制本发明的保护范围。
