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)害問題，為解決我國城市內(nèi)澇問題，國家提出建設(shè)海綿城市，并提出到2030年我國建成80％海綿城市的目標。海綿城市建設(shè)的核心內(nèi)涵就是要透水、蓄水，實現(xiàn)城市水資源循環(huán)利用，解決城市揚塵、降低城市噪音，避免城市內(nèi)澇等系列城市問題。海綿城市建設(shè)離不開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)透水磚由于制備過程復(fù)雜，高溫燒結(jié)消耗大量能源，而且產(chǎn)生大氣污染問題，使得其產(chǎn)品造價較高，通常是免燒透水磚產(chǎn)品造價的幾倍，難以滿足市場現(xiàn)實需要。

免燒透水磚是以無機非金屬材料為主要原料，利用有機或無機黏結(jié)劑通過成型、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，又分為無機膠凝型透水磚及樹脂膠凝型透水磚。無機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。樹脂型路面透水磚是以高分子樹脂為膠凝材料，配以顆粒骨料壓制而成。由于樹脂型透水磚存在成本高、耐候性差等問題，市場應(yīng)用較少；市場主要應(yīng)用無機膠凝型免燒透水磚。

現(xiàn)有無機膠凝型免燒透水磚，大多采用無機膠凝料和顆粒骨料為原料，經(jīng)過震蕩壓制成型和自然養(yǎng)護的技術(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：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：CN104098306B)，提出以脫硫渣為骨料，水泥為增強劑和粘結(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”(申請公布號：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”(申請公布號：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％、速凝無機膠粘劑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：CN102775107B)，其特征在于采用沙漠沙70-95，水性高分子粘結(jié)劑1-10，無機粘結(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題，骨料成孔的孔徑較小、孔型交叉不規(guī)則、易堵塞等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有免燒透水磚工藝技術(shù)中存在的上述問題，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：鋼渣微粉50-70份，脫硫石膏粉8-15份，粉煤灰20-40份，自來水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，再加入自來水攪拌混合10-20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中，成型壓力為20-25MPa，靜壓成型，制成透水磚生坯；

3)標準養(yǎng)護：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ZL201520915408.1)為帶有5-15根圓臺形鋼制型芯，該圓臺形型芯上圓直徑為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家標準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；在磚的下表面開孔處具有向上凹進的拱形聯(lián)通排水孔，且拱半徑為10-15毫米，便于及時排水。

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采，保護生態(tài)環(huán)境。

附圖說明

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。

具體實施方式

以下實施例中使用的特制模具，其內(nèi)腔尺寸為：200X100X80mm，圓臺形型芯數(shù)為11個，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，自來水0.4kg；先將定量稱取的粉體物料同時加入到攪拌混合機中，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水一次性加入攪拌機中，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中自動施壓，壓力設(shè)置為20MPa，穩(wěn)壓時間為30秒；然后，自動脫模，取出成型磚坯。

3、標準養(yǎng)護：將成型磚坯放入養(yǎng)護箱中，在養(yǎng)護溫度為20±2℃，濕度為98％，養(yǎng)護28天。

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

所制得的產(chǎn)品性能指標如下表所示：

實施例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，自來水0.4kg；先將定量稱取的粉體物料同時加入到攪拌混合機中，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水一次性加入攪拌機中，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中自動施壓，壓力設(shè)置為20MPa，穩(wěn)壓時間為30秒鐘；然后，自動脫模，取出成型磚坯。

3、標準養(yǎng)護：將成型磚坯放入養(yǎng)護箱中，在養(yǎng)護溫度為20±2℃，濕度為98％，養(yǎng)護28天。

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

所制得的產(chǎn)品性能指標如下表所示：

實施例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，自來水0.4kg；先將定量稱取的粉體物料同時加入到攪拌混合機中，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水一次性加入攪拌機中，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中自動施壓，壓力設(shè)置為20MPa，穩(wěn)壓時間為30秒鐘；然后，自動脫模，取出成型磚坯。

3、標準養(yǎng)護：將成型磚坯放入養(yǎng)護箱中，在養(yǎng)護溫度為20±2℃，濕度為98％，養(yǎng)護28天。

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

所制得的產(chǎn)品性能指標如下表所示：