一種陶粒透水磚及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種陶粒透水磚，按重量份計，包括如下組分：陶粒80-100份、硅砂10-15份、水泥20-40份、占陶粒重量2-4%的促凝劑、占陶粒重量2-4%的減水劑。本發(fā)明將硅砂粉塵制造出的陶粒結(jié)合少量的水泥、促凝劑、減水劑以及硅砂面料制造出陶粒透水磚，這種透水磚，用陶粒代替石子，一方面外觀漂亮，兩一方面結(jié)合了此陶粒質(zhì)輕高強的特點，同時陶粒是圓形石子是多角形，通常情況下圓形物體較多角形的物體之間的空隙大，制成的透水磚透水效果好。用次方法制備的透水磚，抗壓強度度≥30Mpa，透水系數(shù)≥0.05cm/s，其他性能符合JCT945-2005行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
【專利說明】一種陶粒透水磚及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硅砂粉塵的再利用技術(shù)，具體涉及利用硅砂粉塵制造陶粒透水磚的技術(shù)方案。
【背景技術(shù)】
[0002]鑄造廢砂在再生過程中會產(chǎn)生一部分的粉塵物，據(jù)統(tǒng)計，每處理I噸的廢砂就會產(chǎn)生0.3噸的粉塵物，這些粉塵物的長期堆積不僅占用土地資而且造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此對于粉塵物的再利用，不僅可以減少環(huán)境污染而且提高了再生砂的利用率，進一步的提高的經(jīng)濟效益。專利201110314495.1以工業(yè)型砂粉塵為原料加入適量的煤粉、粉煤灰或煤矸石粉，經(jīng)過預(yù)熱，12200C -1350°C高溫?zé)Y(jié)2-2.6小時，冷卻、篩分得到工業(yè)型粉砂粉塵陶粒，達到了利廢環(huán)保的目的，然而用其方法制備陶粒，需要燒結(jié)2-2.6小時，燒制時間過長必然浪費能源，生產(chǎn)效率較低，同時得到的陶粒膨脹效果差，堆積密度普遍較高。通常高于850kg/m3，可推廣性不強。
[0003]有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的第一目的在于提供一種真正意義上的無廢化技術(shù)，具體為提供一種利用娃砂粉塵制造的陶粒透水磚，以減少環(huán)境污染，提聞再生砂的利用率。
[0005]為實現(xiàn)該目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種陶粒透水磚，按重量份計，包括如下組分:陶粒80-100份、硅砂10-15份、水泥20-40份、占陶粒重量2-4%的促凝劑、占陶粒重量2-4%的減水劑。
[0007]本發(fā)明陶粒透水磚的配方是經(jīng)發(fā)明人大量試驗研究確定的，其中，陶粒、水泥與硅砂的組合使用，配以適宜的促凝劑與減水劑能夠維持理想的磚體強度及透水性。
[0008]其中，優(yōu)選包括如下組分:陶粒85-95份、硅砂12-14份、水泥24_32份、占陶粒重量2.5%的促凝劑、占陶粒重量2.5%的減水劑。
[0009]本發(fā)明所述的陶粒透水磚，可以采用現(xiàn)有技術(shù)公開的陶粒來制備，但為了獲得更理想的透水性能，同時兼顧強度和性能需要，本發(fā)明優(yōu)選采用由硅砂粉塵物特制的陶粒。
[0010]本發(fā)明所述陶粒由包括以下組分的原料制備而成:硅砂粉塵物:80-98份，粘土2-10份，粉煤灰0-10份，發(fā)泡劑適量。所述發(fā)泡劑的用量可根據(jù)實際情況由本領(lǐng)域技術(shù)人員斟酌確定，使最終形成所需的陶粒即可。
[0011]優(yōu)選制備陶粒的物料包括:硅砂粉塵物:84-88份，粘土 6-8份，粉煤灰6_8份，發(fā)泡劑布屑、牛糞和/或煤粉1-3份。
[0012]更具體地，本發(fā)明還提供了上述陶粒的制備方法，所述陶粒的制備過程包括:
[0013]步驟1:稱取配方量的硅砂粉塵物、粘土、粉煤灰、以及布屑、牛糞或煤粉，備用；
[0014]步驟2:均勻混合各物料,造粒成5-10mm的球體；
[0015]步驟3、101-110°C烘干除去游離水分，350-450°C預(yù)燒15_20min除去結(jié)合水；[0016]步驟4、1150-1220°C高溫?zé)?-15min ;冷卻篩選，得陶粒。
[0017]本發(fā)明所述的硅砂粉塵物可選自現(xiàn)有技術(shù)公開的多種，優(yōu)選含有:Si0260%_65%、Al20310%-15%、Fe2033%-5%、Ca0+Mg08%_10%、K20+Na203%_5%。
[0018]本發(fā)明所述的硅砂粉塵物主要是由硅、鋁及鐵組成，在有水的情況下自身具有一定的黏結(jié)性，只需要加入少量的黏結(jié)劑就可以造出粒來，因此減少了黏結(jié)劑的使用。通過粉塵物與少量的黏結(jié)劑在不加其他材料的情況下，可制造燒結(jié)陶粒。在硅砂粉塵物，黏結(jié)劑中加入少量的外加劑，可以制造出不同性能的燒脹陶粒。因此，通過對硅砂粉塵物，粘結(jié)劑、其他外加劑的選擇及用量的優(yōu)化調(diào)整，制造出了陶粒透水磚用的陶粒。此外，粉塵物中無機成分如K2O與Na2O含量充足，能夠很好的降低焙燒時的溫度，節(jié)約能源，同時也不需要加入其他助熔劑，大大節(jié)約成本。
[0019]本發(fā)明所述的陶粒是經(jīng)過高溫?zé)频?，里面的各種化學(xué)組分都是以氧化物形式存在，其成分主要為硅、鋁、鐵的氧化物，同時含有少量的其他金屬氧化物，經(jīng)過高溫部分氧化物的化學(xué)鍵活性增強，尤其是硅氧鍵的活性大大提高，這樣在制備的陶粒過程中成分之間的反應(yīng)也比較完全，制得的陶粒產(chǎn)品強度較高。同時經(jīng)過高溫，粉塵物不含有二噁英，甲醛等有毒的有害物質(zhì)，因此制得陶粒廣品為環(huán)保型廣品。
[0020]本發(fā)明所述陶粒尺寸為5-10mm，堆積密度為400_900kg/m3，陶粒筒壓強度為
3.0-7.5Mpa，所制備的陶粒透水磚達到JCT945-2005透水磚行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0021]本發(fā)明所述的陶粒透水磚，促凝劑為水玻璃、氯化鈉、氯化鈣、硝酸鈣、硝酸鈉、亞硝酸鈉、亞硝酸鈣、硫酸鈉、硫酸鋁、碳酸鈉、碳酸氫鈉等一種或者多種，優(yōu)選水玻璃。
[0022]本發(fā)明所述的陶粒透水磚，所述減水劑為萘系高效減水劑、脂肪族高效減水劑、密胺系減水劑、氨基超速高性能減水劑、葡萄糖酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸胺、聚羧酸系減水劑中一種或多種復(fù)合，優(yōu)選聚`羧酸系減水劑，上述減水劑均為現(xiàn)有技術(shù)市售物質(zhì)，具體的選擇為本領(lǐng)域技術(shù)人員所掌握。
[0023]上述促凝劑和減水劑能夠促進陶粒水泥的固化，提高固化后的強度，保證了透水磚的透水性性能優(yōu)越情況下保持較高的強度，有利于形成更高質(zhì)量的透水磚。其中以水玻璃與木質(zhì)素磺酸鈉的配合使用效果最佳。
[0024]此外，本發(fā)明對透水磚的體積也作出了優(yōu)化調(diào)整，原則上所述陶粒透水磚的體積不限，可依據(jù)實際需求制備出不同尺寸的透水磚，但本發(fā)明優(yōu)選尺寸為300*150*80(mm)，該尺寸最能體現(xiàn)本發(fā)明所述陶粒透水磚的透水性、強度等性能。
[0025]此外,本發(fā)明所述透水磚磚體的至少一面有相當(dāng)于磚體高度1/5-1/4的娃砂面料層，該硅砂面層可進一步為透水磚改善外觀及增強強度等，具體的設(shè)置為本領(lǐng)域技術(shù)人員所掌握。
[0026]作為本發(fā)明的第二目的，進一步提供了上述陶粒透水磚的制備方法，具體技術(shù)方案如下:
[0027]如上所述陶粒透水磚的制備方法，包括:
[0028]步驟1、稱取配方量的陶粒、水泥、膠凝劑和減水劑，混合均勻；
[0029]步驟2、在制磚模盒內(nèi)鋪一層2-5mm的娃砂面料,將混合物料壓入模盒內(nèi)；此外,步驟2中也可直接將混合物料壓入模盒內(nèi)形成無硅砂面料層的陶粒透水磚；
[0030]步驟3、養(yǎng)護1-2天后脫模制成陶粒透水磚，檢驗入庫。[0031]將本發(fā)明制造出的硅砂粉塵陶粒結(jié)合少量的水泥、促凝劑、減水劑以及硅砂面料制造出陶粒透水磚，這種透水磚，用陶粒代替石子，一方面外觀漂亮，兩一方面結(jié)合了此陶粒質(zhì)輕高強的特點，同時陶粒是圓形石子是多角形，通常情況下圓形物體較多角形的物體之間的空隙大，制成的透水磚透水效果好。用次方法制備的透水磚，抗壓強度度≥ 30Mpa，透水系數(shù)> 0.05cm/s，其他性能符合JCT945-2005行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0032]作為本發(fā)明的一種最佳實施方式，優(yōu)選所述陶粒透水磚的制備方法如下:
[0033]步驟1:稱取配方量的硅砂粉塵物:85份，粘土 7份，粉煤灰7份，發(fā)泡劑布屑和/或牛糞煤粉2份，備用；
[0034]步驟2:均勻混合各物料,造粒成6-8_的球體；
[0035]步驟3、105°C烘干除去游離水分，400°C預(yù)燒18min除去結(jié)合水；
[0036]步驟4、1200°C高溫?zé)齀Omin ;冷卻篩選，得陶粒；
[0037]步驟5、稱取配方量的陶粒90份、硅砂13份、水泥28份、占陶粒重量2.5%的促凝劑水玻璃、占陶粒重量2.5%的減水劑木質(zhì)素磺酸鈉，混合均勻；
[0038]步驟6、在制磚模盒內(nèi)鋪一層為模合深度1/5的硅砂面料，將混合物料壓入模盒內(nèi)；
[0039]步驟7、養(yǎng)護5天后脫模制成陶粒透水磚，檢驗入庫。
[0040]本發(fā)明在陶粒制備過程中以木屑，牛糞代替煤粉，一方面降低成本，減少了環(huán)境污染；另一方面本方法燒制陶粒的總時間不到40分鐘，從而節(jié)約了時間提高了生產(chǎn)效率，制造的陶粒堆積密度在400-900kg/m3，強度普遍在3.0-7.5MPa。同時本發(fā)明以生產(chǎn)出的陶粒制造出陶粒磚，此陶粒磚不僅外觀相比其他透水磚(I)外觀漂亮，(2)陶粒相比石子之間的空隙大透水效果好，(3)同時陶粒具有一定的濾水功能。
【具體實施方式】
[0041]以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所用原料均為市售商品。
[0042]實施例1
[0043]( I)硅砂粉塵制備陶粒
[0044]備料:重量配比:硅砂粉塵90%
[0045]粘土:5%
[0046]煤粉:5%
[0047]制備:
[0048]混合物料制粒成球；110°C烘干；400°C預(yù)燒20min ;1150°C高溫焙燒20min ;冷卻
篩分得成品陶粒。
[0049]本實施例制備的陶粒平均粒徑5mm，堆積密度780kg/m3，筒壓強度6.0Mpa0
[0050](2)陶粒透水磚制造
[0051]備料:陶粒100份、硅砂10份、水泥30份、促凝劑氯化鈉及減水劑木質(zhì)素磺酸胺分別為陶粒的2.5% ；
[0052]制備:混合 陶粒、水泥、促凝劑、減水劑；在制磚模盒內(nèi)鋪一層料模盒深度的1/4的硅砂面料，將混合物料壓入模盒內(nèi)，養(yǎng)護1-2天，脫模制成陶粒透水磚。[0053]本實施例所得陶粒透水磚規(guī)格為300*150*80mm，透水磚抗壓強度36Mpa，透水系數(shù) 0.08cm/s。
[0054]實施例2
[0055]( I)硅砂粉塵制備陶粒
[0056]備料:重量配比:硅砂粉塵90%
[0057]粘土:5%
[0058]木屑:5%
[0059]制備:混合物料制粒成球；110°C烘干；400°C預(yù)燒20min ;1150°C高溫焙燒20min ；
冷卻篩分得成品陶粒。
[0060]本實施例制備的陶粒平均粒徑5mm，堆積密度500kg/m3，筒壓強度4.8Mpa
[0061](2)陶粒透水磚制造
[0062]備料:陶粒100份、硅砂10份、水泥30份、促凝劑亞硝酸鈉及減水劑葡萄糖酸鈉分別為陶粒的2%和4% ；
[0063]制備:混合陶粒、硅砂、水泥、促凝劑、減水劑；在制磚模盒內(nèi)鋪一層模盒深度的1/5硅砂面料，將混合物料壓入模盒內(nèi)；養(yǎng)護1-2天，脫模制成陶粒透水磚。
[0064]本實施例所制得透水 磚抗壓強度32.5Mpa、透水系數(shù)0.06cm/s。
[0065]實施例3
[0066]( I)硅砂粉塵制備陶粒
[0067]備料:重量配比:硅砂粉塵80%
[0068]
粘土: 10%
粉煤灰:2%
牛糞:4%
木屑:4%
[0069]制備:混合物料制粒成球，110°C烘干，400°C預(yù)燒20min，1150°C高溫焙燒20min，冷卻篩分得成品陶粒。
[0070]本實施例所制備的陶粒平均粒徑5mm，堆積密度380kg/m3，筒壓強度3.2Mpa。
[0071](2)陶粒透水磚制造
[0072]備料:陶粒100份、硅砂15份、水泥30份、促凝劑碳酸鈉及氨基超速高性能減水劑分別為陶粒的2.5% ；
[0073]制備:混合陶粒、硅砂、水泥、促凝劑、減水劑，在制磚模盒內(nèi)鋪一層模盒深度的1/5硅砂面料，將混合物料壓入模盒內(nèi)，養(yǎng)護1-2天，脫模制成陶粒透水磚。
[0074]本實施例所制備陶粒透水磚的抗壓強度30.5Mpa,透水系數(shù)0.05cm/s。
[0075]實施例4
[0076]( I)硅砂粉塵制備陶粒
[0077]備料:重量配比:硅砂粉塵80%
[0078]粘土:10%
[0079]粉煤灰:2%[0080]牛糞:8%[0081]制備:混合物料制粒成球，110°C烘干，400°C預(yù)燒20min，1180°C高溫焙燒15min，冷卻篩分得成品陶粒。
[0082]本實施例制備的陶粒平均粒徑5mm，堆積密度360kg/m3，筒壓強度3.2Mpa ；
[0083](2)陶粒透水磚制造
[0084]備料:陶粒85份、硅砂14份、水泥32份、促凝劑氯化鈉及脂肪族高效減水劑為陶粒的2.5% ；
[0085]制備:混合陶粒、硅砂、水泥、促凝劑、減水劑，在制磚模盒內(nèi)鋪一層模盒深度的1/5硅砂面料，將混合物料壓入模盒內(nèi)，養(yǎng)護1-2天，脫模制成陶粒透水磚。
[0086]本實施例所制備陶粒透水磚的抗壓強度31.5Mpa,透水系數(shù)0.06cm/s。
[0087]實施例5
[0088]( I)硅砂粉塵制備陶粒
[0089]備料:重量配比:硅砂粉塵90%
[0090]粉煤灰:5%
[0091]木屑:5%
[0092]制備:混合物料制粒成球，105°C烘干，400°C預(yù)燒20min，1180°C高溫焙燒15min，冷卻篩分得成品陶粒。
[0093]本實施例制備的陶粒平均粒徑5mm，堆積密度400kg/m3，筒壓強度4.0Mpa0
[0094](2)陶粒透水磚制造
[0095]備料:陶粒95份、硅砂12份、水泥24份、促凝劑硝酸鈉及減水劑木質(zhì)素磺酸鈉為陶粒的2.5% ；
[0096]制備:混合陶粒、硅砂、水泥、促凝劑、減水劑，在制磚模盒內(nèi)鋪一層模盒深度的1/5硅砂面料，將混合物料壓入模盒內(nèi)，養(yǎng)護1-2天，脫模制成陶粒透水磚。
[0097]本實施例所制備陶粒透水磚的抗壓強度30.0Mpa,透水系數(shù)0.05cm/s。
[0098]實施例6
[0099]( I)硅砂粉塵制備陶粒
[0100]稱取配方量的硅砂粉塵物:85份，粘土 7份，粉煤灰7份，發(fā)泡劑布屑和牛糞煤粉2
份(二者等量)，備用；
[0101]制備:均勻混合各物料，造粒成6-8mm的球體；105°C烘干除去游離水分，400°C預(yù)燒18min除去結(jié)合水；1200°C高溫?zé)齀Omin ;冷卻篩選，得陶粒。
[0102]本實施例制備的陶粒平均粒徑8mm，堆積密度650kg/m3，筒壓強度6.7Mpa。
[0103](2)陶粒透水磚制造
[0104]稱取配方量的陶粒90份、硅砂13份、水泥28份、占陶粒重量2.5%的促凝劑水玻璃、占陶粒重量2.5%的聚羧酸系減水劑，混合均勻；在制磚模盒內(nèi)鋪一層為模合深度1/5的硅砂面料，將混合物料壓入模盒內(nèi)；養(yǎng)護5天后脫模制成陶粒透水磚，檢驗入庫。
[0105]本實施例所制備陶粒透水磚規(guī)格為300*150*80mm，陶粒透水磚的抗壓強度32.8Mpa,透水系數(shù) 0.05cm/s。
[0106]比較例I
[0107]1、備料:石子100份、娃砂10份、水泥30份、促凝劑及減水劑為石子的2.5% ；[0108]2、制備:混合石子、硅砂、水泥、促凝劑、減水劑，在制磚模盒內(nèi)鋪一層模盒深度的1/4硅砂面料，將混合物料壓入模盒內(nèi)；養(yǎng)護1-2天，脫模制成透水磚
[0109]該對比例中，透水系數(shù)石子透水磚為0.03cm/s,陶粒透水磚為0.05cm/s。(此外，體積相同的情況下，該透水磚總量7.5Kg，而如實施例1-6所述陶粒透水磚基本只有3.5Kg)
[0110]比較例2燒結(jié)透水磚
[0111]與比較例I相比，區(qū)別點僅在于本比較例在物料混合攪拌成型后，對其進行燒結(jié)，所述的燒結(jié)具體為1200°C -1500°C進行高溫焙燒，得燒結(jié)透水磚。
[0112]本對比例產(chǎn)品特點強度高≥35Mpa，質(zhì)輕≤ 5Kg，不足之處是需要燒結(jié)、耗能、生產(chǎn)成本高。
[0113]雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種陶粒透水磚，其特征在于:按重量份計，包括如下組分:陶粒80-100份、硅砂10-15份、水泥20-40份、占陶粒重量2-4%的促凝劑、占陶粒重量2_4%的減水劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶粒透水磚，其特征在于，按重量份計，包括如下組分:陶粒85-95份、硅砂12-14份、水泥24-32份、占陶粒重量2.5%的促凝劑、占陶粒重量2.5%的減水劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶粒透水磚，其特征在于，所述陶粒由包括以下組分的原料制備而成:硅砂粉塵物:80-98份，粘土 2-10份，粉煤灰0-10份，發(fā)泡劑適量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陶粒透水磚，其特征在于，制備陶粒的物料包括:硅砂粉塵物:84-88份，粘土 6-8份，粉煤灰6-8份，發(fā)泡劑布屑、牛糞和/或煤粉1_3份。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陶粒透水磚，其特征在于，所述陶粒堆積密度為400-900kg/m3,陶粒筒壓強度為3.0-7.5MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的陶粒透水磚，其特征在于，其特征在于:所述陶粒的制備過程包括: 步驟1:稱取配方量的硅砂粉塵物、粘土、粉煤灰、以及布屑、牛糞或煤粉，備用； 步驟2:均勻混合各物料,造粒成5-10_的球體； 步驟3、101-110°C烘 干除去游離水分，350-450°C預(yù)燒15_20min除去結(jié)合水； 步驟4、1150-1220°C高溫?zé)?-15min ;冷卻篩選，得陶粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的陶粒透水磚，其特征在于，所述的促凝劑凝劑為水玻璃、氯化鈉、氯化鈣、硝酸鈣、硝酸鈉、亞硝酸鈉、亞硝酸鈣、硫酸鈉、硫酸鋁、碳酸鈉、碳酸氫鈉等一種或者多種，優(yōu)選水玻璃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的陶粒透水磚，其特征在于，所述減水劑為萘系高效減水齊?、脂肪族高效減水劑、密胺系減水劑、氨基超速高性能減水劑、葡萄糖酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸胺、聚羧酸系減水劑中一種或多種復(fù)合，優(yōu)選聚羧酸系減水劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的陶粒透水磚，其特征在于，所述陶粒透水磚規(guī)格為300*150*80mm，優(yōu)選磚體的至少一面有相當(dāng)于磚體高度1/5-1/4的硅砂面料層。
10.權(quán)利要求1-9任一項所述陶粒透水磚的制備方法，包括: 步驟1、稱取配方量的陶粒、硅砂、水泥、膠凝劑和減水劑，混合均勻得混合物料； 步驟2、在制磚模盒內(nèi)鋪一層相當(dāng)于模盒深度的1/5-1/4的硅砂面料，將混合物料壓入模盒內(nèi)； 步驟3、養(yǎng)護1-7天后脫模制成陶粒透水磚，檢驗入庫。
【文檔編號】C04B28/00GK103553448SQ201310452532
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】秦升益, 賈屹海, 王宏斌, 劉志 申請人:北京仁創(chuàng)科技集團有限公司