本發(fā)明涉及免燒透水磚技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用工業(yè)固體廢棄物微粉為原料的免燒透水磚及其制備方法。

背景技術(shù)：

城市內(nèi)澇是近期極端天氣條件下經(jīng)常發(fā)生的城市災(zāi)害問(wèn)題，為解決我國(guó)城市內(nèi)澇問(wèn)題，國(guó)家提出建設(shè)海綿城市，并提出到2030年我國(guó)建成80％海綿城市的目標(biāo)。海綿城市建設(shè)的核心內(nèi)涵就是要透水、蓄水，實(shí)現(xiàn)城市水資源循環(huán)利用，解決城市揚(yáng)塵、降低城市噪音，避免城市內(nèi)澇等系列城市問(wèn)題。海綿城市建設(shè)離不開(kāi)透水材料和蓄水材料，其中透水磚就是最主要的需求產(chǎn)品之一。

透水磚從材質(zhì)和生產(chǎn)工藝上可分為燒結(jié)透水磚和免燒透水磚。燒結(jié)透水磚由于制備過(guò)程復(fù)雜，高溫?zé)Y(jié)消耗大量能源，而且產(chǎn)生大氣污染問(wèn)題，使得其產(chǎn)品造價(jià)較高，通常是免燒透水磚產(chǎn)品造價(jià)的幾倍，難以滿足市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)需要。

免燒透水磚是以無(wú)機(jī)非金屬材料為主要原料，利用有機(jī)或無(wú)機(jī)黏結(jié)劑通過(guò)成型、固化而成的具有透水磚功能的鋪地磚。免燒透水磚根據(jù)其膠凝材料不同，又分為無(wú)機(jī)膠凝型透水磚及樹(shù)脂膠凝型透水磚。無(wú)機(jī)膠凝型透水磚是以硅酸鹽類物質(zhì)為膠凝材料，配以顆粒骨料壓制而成。樹(shù)脂型路面透水磚是以高分子樹(shù)脂為膠凝材料，配以顆粒骨料壓制而成。由于樹(shù)脂型透水磚存在成本高、耐候性差等問(wèn)題，市場(chǎng)應(yīng)用較少；市場(chǎng)主要應(yīng)用無(wú)機(jī)膠凝型免燒透水磚。

現(xiàn)有無(wú)機(jī)膠凝型免燒透水磚，大多采用無(wú)機(jī)膠凝料和顆粒骨料為原料，經(jīng)過(guò)震蕩壓制成型和自然養(yǎng)護(hù)的技術(shù)方法制備而成。

“一種含有中草藥的免燒透水磚”(授權(quán)公告號(hào)：CN104788075B)，提出采用80-90份以上的中草藥廢舊陶瓷為骨料，30-60份高鋁礬土和20-30份石膏配制而成。

“一種免燒透水磚及其制備方法”(授權(quán)公告號(hào)：CN104098306B)，提出以脫硫渣為骨料，水泥為增強(qiáng)劑和粘結(jié)劑，Na₂SiO₃·9H₂O和NaOH為激發(fā)劑，常溫固結(jié)成型。

“一種雙層免燒透水磚及其制造方法”(申請(qǐng)公布號(hào)：CN101956357A)，提出面層主要由石粉、粘接劑組成；基層主要由天然砂石、粘接劑組成。

“一種免燒透水磚及其制造方法”(申請(qǐng)公布號(hào)：CN101591884)，提出以建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、建筑材料的廢棄品為骨料60～75％、速凝無(wú)機(jī)膠粘劑25～40％為原料，制備免燒透水磚。

“一種利用沙漠沙作為骨料的滲水材料及其制備方法和應(yīng)用”(授權(quán)公告號(hào)：CN102775107B)，其特征在于采用沙漠沙70-95，水性高分子粘結(jié)劑1-10，無(wú)機(jī)粘結(jié)劑2-10，著色劑0-3的原料配方制備免燒透水磚。

綜上所述，現(xiàn)有免燒透水磚工藝技術(shù)中普遍存在顆粒骨料添加量大，粉煤灰類粉體固廢的添加量較小，不利于大宗工業(yè)固廢粉煤灰的消納和利用的問(wèn)題，骨料成孔的孔徑較小、孔型交叉不規(guī)則、易堵塞等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有免燒透水磚工藝技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種以固體廢棄物微粉為主要原料，且成本低、防堵塞、耐磨性好的免燒透水磚及其制備方法。

本發(fā)明提供的一種固廢免燒磚，其原料組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)：鋼渣微粉50-70份，脫硫石膏粉8-15份，粉煤灰20-40份，自來(lái)水18-20份。

本發(fā)明提供的一種固廢免燒透水磚的制備方法，包括如下步驟：

1)定量混合：按上述配比，先將粉體物料混合攪拌3-5分鐘，再加入自來(lái)水?dāng)嚢杌旌?0-20分鐘，制備成磚坯原料；

2)靜壓成型：將制備好的磚坯原料添加到帶有透水磚模具的壓力成型機(jī)中，成型壓力為20-25MPa，靜壓成型，制成透水磚生坯；

3)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)：將透水磚生坯置于溫度為20±2℃、蒸汽壓力為98％的條件下，養(yǎng)護(hù)28天，制得免燒透水磚成品。

所述的鋼渣微粉、粉煤灰和脫硫石膏粉體固廢物料，分別來(lái)自鋼鐵廠鋼渣磨制粉，燃煤電廠粉煤灰和煙氣脫硫石膏粉，其粒度為200目篩下物。

所述的透水磚模具(參見(jiàn)ZL201520915408.1)為帶有5-15根圓臺(tái)形鋼制型芯，該圓臺(tái)形型芯上圓直徑為3-6毫米，下圓直徑為5-10毫米；模具底板設(shè)有與型芯相連接的半徑為10-15毫米的拱形凸起，型芯數(shù)量應(yīng)滿足透水磚透水率大于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)0.02cm/s。

特制透水磚模具制成的磚具有以下特征：磚的上下表面均有5-15個(gè)直通圓孔，且磚上表面圓孔直徑為3-6毫米，下表面圓孔直徑為5-10毫米，便于透水和防堵塞；在磚的下表面開(kāi)孔處具有向上凹進(jìn)的拱形聯(lián)通排水孔，且拱半徑為10-15毫米，便于及時(shí)排水。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明以廉價(jià)的工業(yè)固廢微粉為原料，降低了產(chǎn)品的原料成本；采用特殊模具靜壓成型制備大孔徑、變徑直通孔，提高了產(chǎn)品的透水性能和防堵塞性能；配加鋼渣微粉，提高了產(chǎn)品的抗磨損性能。特別是，本發(fā)明全部以工業(yè)固體廢棄物微粉為原料，利于實(shí)現(xiàn)粉煤灰類工業(yè)固體廢棄物微粉的資源化綜合利用，可有效減少天然巖石的開(kāi)采，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明透水磚主視示意圖；

圖2為本發(fā)明透水磚俯視示意圖；

圖3為本發(fā)明透水磚側(cè)視示意圖。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例中使用的特制模具，其內(nèi)腔尺寸為：200X100X80mm，圓臺(tái)形型芯數(shù)為11個(gè)，型芯尺寸：上圓直徑為5毫米，下圓直徑為10毫米；模具底板設(shè)有與型芯相連接的半徑為10毫米的拱形凸起。

實(shí)施例1

免燒透水磚的制備：

1、定量混合：先分別定量稱取鋼渣微粉1.0kg，粉煤灰0.8kg，脫硫石膏0.2kg，自來(lái)水0.4kg；先將定量稱取的粉體物料同時(shí)加入到攪拌混合機(jī)中，以每分鐘300轉(zhuǎn)的速度攪拌5分鐘；然后將定量稱取的自來(lái)水一次性加入攪拌機(jī)中，繼續(xù)攪拌10分鐘，制得磚坯原料備用。

2、靜壓成型：將制備好的磚坯原料全部一次性加入特制模具中，并將裝料后的特制模具放入壓力成型機(jī)中自動(dòng)施壓，壓力設(shè)置為20MPa，穩(wěn)壓時(shí)間為30秒；然后，自動(dòng)脫模，取出成型磚坯。

3、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)：將成型磚坯放入養(yǎng)護(hù)箱中，在養(yǎng)護(hù)溫度為20±2℃，濕度為98％，養(yǎng)護(hù)28天。

4、出品測(cè)試：將磚坯從養(yǎng)護(hù)箱中取出，分別測(cè)試透水磚產(chǎn)品性能。

所制得的產(chǎn)品性能指標(biāo)如下表所示：

實(shí)施例2

免燒透水磚的制備：

1、定量混合：先分別定量稱取鋼渣微粉1.25kg，粉煤灰0.6kg，脫硫石膏0.15kg，自來(lái)水0.4kg；先將定量稱取的粉體物料同時(shí)加入到攪拌混合機(jī)中，以每分鐘300轉(zhuǎn)的速度攪拌5分鐘；然后將定量稱取的自來(lái)水一次性加入攪拌機(jī)中，繼續(xù)攪拌10分鐘，制得磚坯原料備用。

2、靜壓成型：將制備好的磚坯原料全部一次性加入特制模具中，并將裝料后的特制模具放入壓力成型機(jī)中自動(dòng)施壓，壓力設(shè)置為20MPa，穩(wěn)壓時(shí)間為30秒鐘；然后，自動(dòng)脫模，取出成型磚坯。

3、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)：將成型磚坯放入養(yǎng)護(hù)箱中，在養(yǎng)護(hù)溫度為20±2℃，濕度為98％，養(yǎng)護(hù)28天。

4、出品測(cè)試：將磚坯從養(yǎng)護(hù)箱中取出，分別測(cè)試透水磚產(chǎn)品性能。

所制得的產(chǎn)品性能指標(biāo)如下表所示：

實(shí)施例3

免燒透水磚的制備：

1、定量混合：先分別定量稱取鋼渣微粉1.4kg，粉煤灰0.4kg，脫硫石膏0.2kg，自來(lái)水0.4kg；先將定量稱取的粉體物料同時(shí)加入到攪拌混合機(jī)中，以每分鐘300轉(zhuǎn)的速度攪拌5分鐘；然后將定量稱取的自來(lái)水一次性加入攪拌機(jī)中，繼續(xù)攪拌10分鐘，制得磚坯原料備用。

2、靜壓成型：將制備好的磚坯原料全部一次性加入特制模具中，并將裝料后的特制模具放入壓力成型機(jī)中自動(dòng)施壓，壓力設(shè)置為20MPa，穩(wěn)壓時(shí)間為30秒鐘；然后，自動(dòng)脫模，取出成型磚坯。

3、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)：將成型磚坯放入養(yǎng)護(hù)箱中，在養(yǎng)護(hù)溫度為20±2℃，濕度為98％，養(yǎng)護(hù)28天。

4、出品測(cè)試：將磚坯從養(yǎng)護(hù)箱中取出，分別測(cè)試透水磚產(chǎn)品性能。

所制得的產(chǎn)品性能指標(biāo)如下表所示：