本發(fā)明涉及一種透水磚，尤其是涉及一種污泥陶粒透水磚及其制備方法。

背景技術：

近年來，城市內澇問題日益突出，具有透水性能的透水磚廣泛應用于海綿城市建設中。目前透水磚的種類主要有混凝土透水磚、生態(tài)砂基透水磚、鋼渣透水磚、聚合物纖維混凝土透水磚、彩石環(huán)氧通體透水磚等，但其普遍存在的問題是：制作成本偏高、強度較低或透水性能不佳。此外有研究利用污泥、粘土等混合壓制成型后經(jīng)高溫煅燒制作透水磚，但是抗壓強度達不到國家標準。

陶粒是一種外面有一層堅硬的陶質、釉質外殼，內部多孔的輕集料，多用于制作陶粒混凝土、陶?；炷疗鰤K，或作為地基填充料。近來有利用陶粒制作透水磚的報道，如CN 104452525 A公開了一種透水磚及其制備方法，包括表層和基層兩部分，其表層材料為陶砂60 ～ 70％，砂15～20％，水泥15～20％，占水泥質量的50～60％的水；其基層材料為建筑淤土免燒陶粒45～65 ％，水泥10～15％，粉煤灰5～10％，瓜子片10 ～ 15％，砂10～15％，占水泥和粉煤灰的總質量的30～40％的水和1～1.5％的減水劑。該發(fā)明用建筑淤土免燒陶粒代替天然骨料或煅燒陶粒來制備透水磚，但因使用建筑淤土免燒陶粒作為骨料，其強度難以達到要求，且成分和制作過程復雜。CN 103553448 B提供了一種陶粒透水磚，包括陶粒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。該發(fā)明將硅砂粉塵制造出的陶粒作為骨料，抗壓強度≥ 30Mpa，透水系數(shù)≥ 0.05cm/s，符合相關國家標準，其強度較大，但因沒有實現(xiàn)各組分及不同粒徑材料的合理配備，其透水性能不高，如遇較大降雨，則難以實現(xiàn)快速透水。

污泥是城市污水廠的廢棄物，產(chǎn)量大，難脫水，處理困難。研究表明，城市污水廠污泥中有機質含量大，且含有30~60%的無機物，主要是硅、鐵、鋁、鈣等。近年來，利用污泥、淤泥、建筑渣土、粉煤灰等材料按一定比例混合成球制作陶粒的技術已經(jīng)成熟，但是尚無利用污泥陶粒制作透水磚的報道。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種具有高強度、良好透水性能、防滑、耐磨的污泥陶粒透水磚及其制備方法。

本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種污泥陶粒透水磚，包括面層和基層，所述的面層由以下原料及重量份數(shù)組成：白水泥1份、氧化鐵顏料0.05份、粒徑為1～3mm陶粒砂1～2份、黃砂0.2～0.5份、減水劑0.02～0.04份和水0.3～0.4份；

所述的基層由以下原料及重量份數(shù)組成：42.5等級的硅酸鹽水泥1份、粒徑為3～5mm陶粒砂0～2份、粒徑為1～3mm陶粒砂0～2份、黃砂0.2～0.5份、減水劑0.02～0.04份和水0.3～0.4份。

所述的陶粒砂是將污泥陶粒破碎并過篩網(wǎng)得到的，所述的污泥陶粒為城市污泥、河道淤泥、建筑渣土中的至少一種與粉煤灰混合后高溫燒制的陶粒，所述的陶粒粒徑為5～20mm，筒壓強度≥2MPa。由于高強污泥陶粒外殼堅硬、內部粗糙、多孔，將其破碎制成不同粒徑陶粒砂后，陶粒砂表面呈不規(guī)則、多孔狀，使得污泥陶粒砂之間形成點狀接觸，水分可以從空隙中流過，從而達到透水效果。

所述的減水劑為萘系高效減水劑、脂肪族高效減水劑、氨基高效減水劑、聚羧酸高性能減水劑中的任意一種，所述的水為日常生活用水或工業(yè)用水。

上述污泥陶粒透水磚的制備方法，具體步驟如下：

（1）陶粒破碎與過篩：將污泥陶粒破碎并過篩，制備成粒徑分別為3～5mm和1～3mm的陶粒砂；

（2）材料稱?。喊磁浔确謩e稱取面層和基層的原料，備用；其中所述的面層由以下重份數(shù)原料組成：白水泥1份、氧化鐵顏料0.05份、粒徑為1～3mm陶粒砂1～2份、黃砂0.43份、減水劑0.02～0.04份和水0.3～0.4份；所述的基層由以下重量份數(shù)原料組成：42.5等級的硅酸鹽水泥1份、粒徑為3～5mm陶粒砂0～2份、粒徑為1～3mm陶粒砂0～2份、黃砂0.43份、減水劑0.02～0.04份和水0.3～0.4份；

（3）面層材料混合與攪拌：將稱好的粒徑為1～3mm陶粒砂以及一半的水加入到攪拌機中攪拌，半分鐘后再加入白水泥、氧化鐵顏料、黃砂和減水劑，攪拌60-90s，再加入剩下水繼續(xù)攪拌45-60s；使陶粒砂更好地包裹膠凝材料；

（4）基層材料混合與攪拌：將稱好的粒徑為1～3mm陶粒砂、粒徑為3～5mm陶粒砂以及一半的水加入到攪拌機中攪拌，半分鐘后再加入硅酸鹽水泥、黃砂和減水劑，攪拌60-90s，再加入剩下水繼續(xù)攪拌45-60s；使陶粒砂更好地包裹膠凝材料；

（5）磚體成形：先將表層拌合料投入模具，壓制成型，再將基層拌合料投入模具，壓制成型；

（6）磚體養(yǎng)護：磚體成形后自然養(yǎng)護1-7天即可脫模，脫模后繼續(xù)自然養(yǎng)護，共養(yǎng)護28天即為成品，或者通過蒸壓養(yǎng)護6-12小時即可。

所述的陶粒砂是將污泥陶粒破碎并過篩網(wǎng)得到的，所述的污泥陶粒為城市污泥、河道淤泥、建筑渣土中的至少一種與粉煤灰混合后高溫燒制的陶粒，所述的陶粒粒徑為5～20mm，筒壓強度≥2MPa。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明一種污泥陶粒透水磚及其制備方法，利用由污泥、淤泥、建筑渣土、粉煤灰等廢棄物燒制的陶粒、水泥、減水劑、水制作而成。該污泥陶粒透水磚各組分的合理搭配，解決了透水磚透水強度和透水性之間的矛盾。本發(fā)明具有強度高、透水性能好、制作成本低的特點。實際工程應用中可根據(jù)需要制作不同顏色、規(guī)格的透水磚。破碎的陶粒呈無規(guī)則多邊形狀，加上陶粒本身內部的多孔結構，在制作透水磚時，相比其他骨料，陶粒砂比表面積更大，陶粒砂之間接觸點更多，陶粒砂與水泥漿的膠凝能力變強，這樣的結構保證了透水磚的透水能力，并保證其具有足夠的強度。按以上配比和制備方法，本發(fā)明的污泥陶粒透水磚抗壓強度可達58Mp，透水系數(shù)可達0.88cm/s，遠遠超過國家標準《GBT25993-2010透水路面磚和透水路面板》規(guī)定的指標，也遠遠超過市場上現(xiàn)有各類透水磚指標。

具體實施方式

以下結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。

實施例1

一種污泥陶粒透水磚，包括面層和基層，其面層的由以下原料及重量份數(shù)組成：白水泥1份、氧化鐵顏料0.05份、粒徑為1～3mm陶粒砂1.3份、黃砂0.43份、減水劑0.03份和水0.35份；基層由以下原料及重量份數(shù)組成：42.5等級的硅酸鹽水泥1份、粒徑為1～3mm陶粒砂1.3份、黃砂0.43份、減水劑0.03份和水0.35份。其制備方法具體步驟如下：

（1）陶粒破碎與過篩：將污泥陶粒破碎并過篩，制備成粒徑分別為3～5mm和1～3mm的陶粒砂；

（2）材料稱?。喊瓷鲜雠浔确謩e稱取面層和基層的原料，備用；

（3）面層材料混合與攪拌：將稱好的粒徑為1～3mm陶粒砂以及一半的水加入到攪拌機中攪拌，半分鐘后再加入白水泥、氧化鐵顏料、黃砂和減水劑，攪拌60～90s，再加入剩下水繼續(xù)攪拌45-60s；

（4）基層材料混合與攪拌：將稱好的粒徑為1～3mm陶粒砂、粒徑為3～5mm陶粒砂以及一半的水加入到攪拌機中攪拌，半分鐘后再加入硅酸鹽水泥、黃砂和減水劑，攪拌60～90s，再加入剩下水繼續(xù)攪拌45-60s；

（5）磚體成形：先將表層拌合料投入模具，壓制成型，再將基層拌合料投入模具，壓制成型；

（6）磚體養(yǎng)護：磚體成形后自然養(yǎng)護1-7天即可脫模，脫模后繼續(xù)自然養(yǎng)護，共養(yǎng)護28天即為成品，或者通過蒸壓養(yǎng)護6-12小時即可。得到的陶粒透水磚的透水系數(shù)為0.88cm/s，抗壓強度為58.5MPa。

上述陶粒砂是將污泥陶粒破碎并過篩網(wǎng)得到的，污泥陶粒為城市污泥、河道淤泥、建筑渣土中的至少一種與粉煤灰混合后高溫燒制的陶粒，該陶粒粒徑為5～20mm，筒壓強度≥2MPa。

上述減水劑為萘系高效減水劑、脂肪族高效減水劑、氨基高效減水劑、聚羧酸高性能減水劑中的任意一種，水為日常生活用水或工業(yè)用水的任意一種。

實施例2

同上述實施例1，其區(qū)別在于：其面層的由以下原料及重量份數(shù)組成：白水泥1份、氧化鐵顏料0.05份、粒徑為1～3mm陶粒砂1.3份、黃砂0.43份、減水劑0.03份和水0.35份；基層由以下原料及重量份數(shù)組成：42.5等級的硅酸鹽水泥1份、粒徑為3～5mm陶粒砂1.05份、粒徑為1～3mm陶粒砂0.26份、黃砂0.43份、減水劑0.03份和水0.35份。得到的陶粒透水磚的透水系數(shù)為0.84cm/s，抗壓強度為40.5MPa。

當然，上述說明并非對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例。本技術領域的普通技術人員在本發(fā)明的實質范圍內做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發(fā)明保護范圍。