CN102320791B

CN102320791B - 光触媒生态砖的制备方法

Info

Publication number: CN102320791B
Application number: CN2011101319773A
Authority: CN
Inventors: 董金傍; 董清达; 李火金; 王秀兰
Original assignee: FUJIAN YAOZHONG BUILDING MATERIALS INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: Fujian Glory Logistics Co ltd; S_qbee Shishi Environmental Protective Building Materials Co ltd
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2031-05-20
Also published as: CN102320791A

Abstract

本发明涉及建筑材料的制备工艺，尤其涉及透水砖或地砖或混凝土砌块等类似的砖块基材的制备工艺。光触媒生态砖的制备方法，包括如下步骤：A.将废弃陶瓷的杂质清理后，然后将其破碎成陶瓷碎料；B.将主要成分为硅藻土及膨胀珍珠岩的废弃滤料干燥，然后进行筛分出粗质滤料再生料和细质滤料再生料；C.先将上述步骤A、B制得的陶瓷碎料、粗质滤料再生料和普通硅酸盐水泥和水混合按照一定质量份数配比搅拌成干性混凝土，并制成砖块基材，再将细质滤料再生料、沙或石粉、矿物颜料、白水泥、纳米级二氧化钛粉末和水进行混合搅拌，制成砖块基材的面料，与砖块基材一同压制成型；D.将上述步骤C制得的光触媒生态砖进行养护至设计强度为止。

Description

光触媒生态砖的制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料的制备工艺，尤其涉及透水砖或地砖或混凝土砌块等类似的砖块基材的制备工艺。

背景技术

问题一：陶瓷是广泛应用于生产生活领域的消耗品。近年来,建陶产品生产中所产生的废弃陶瓷对环境的污染问题日益严重。据统计,自1997年以来,废弃陶瓷每年以12%-20%的速度增长。例如，以晋江市为例，其是陶瓷生产重地，2008年当地日均产量达到200余吨,废弃陶瓷因无法有效利用,随地倾倒,已严重破坏了当地的镇容镇貌,阻碍了地方建设。

问题二：主要以硅藻土（较大量）及膨胀珍珠岩（较少量）为主要成分的滤料，广泛应用于食品生产加工企业的过滤工艺环节，也是一种用量很大的消耗品。食品厂的废弃滤料同样也存在对环境的污染问题。

问题三：透水砖或部分彩色地砖或微孔的混凝土砌块等类似的一些砖块基材虽然具有通过砖块基材内密布的微孔组织结构实现透水、保湿功能，但是其吸水，保湿效果有待进一步提高。

问题四：由于城市地面被大量混凝土铺设的路面或砖块铺设的地面覆盖，无法大量种植绿色植物。因此，城市空气污染指数较高，城市自净能力较差。特别是主要交通道路、商业街道由于车多、人多，空气中含有较大量的汽车尾气，及人体呼吸传播的病菌，需要通过一定的途径来进一步提升城市空气净化能力。

发明内容

因此，本发明针对上述存在的4个主要问题，提出一种解决方案。本发明光触媒生态砖的制备方法可以将废弃陶瓷和废弃滤料重新再加工利用，变废为宝，制备出一种光触媒生态砖，该光触媒生态砖除具备调节、净化空气的功能外，其透水、保湿性能相比与原来的透水砖或部分彩色地砖或微孔的混凝土砌等砖块基材更佳。

光触媒生态砖的制备方法，包括如下步骤：

A.将废弃陶瓷的杂质清理后，然后将其破碎成陶瓷碎料；

B.将主要成分为硅藻土及膨胀珍珠岩的废弃滤料干燥，然后进行筛分出粗质滤料再生料和细质滤料再生料；

C.先将上述步骤A、B制得的陶瓷碎料、粗质滤料再生料和普通硅酸盐水泥和水混合搅拌成干性混凝土，并制成砖块基材，再将细质滤料再生料、沙或石粉、矿物颜料、白水泥、纳米级二氧化钛粉末和水进行混合搅拌，制成砖块基材的面料，与砖块基材一同压制成型；上述的各材料（不包括水）的质量份数配比是：

普通硅酸盐水泥，20%-25%

陶瓷碎料，50%-60%

粗、细质滤料再生料，5%-10%

沙或石粉，5%-10%

矿物颜料，2%-3%

白水泥，2%-5%

纳米级二氧化钛粉末，0.1%

D. 将上述步骤C制得的光触媒生态砖进行养护至设计强度为止。

或者，光触媒生态砖的制备方法，包括如下步骤：

A.将废弃陶瓷的杂质清理后，然后将其破碎成陶瓷碎料；

B.将主要成分为硅藻土及膨胀珍珠岩的废弃滤料干燥，然后进行筛分粗质滤料再生料和细质滤料再生料；

C.先将上述步骤A、B制得的陶瓷碎料、粗质滤料再生料和普通硅酸盐水泥和水混合搅拌成干性混凝土，并制成砖块基材，再将细质滤料再生料、沙或石粉、矿物颜料、白水泥和水进行混合搅拌，制成砖块基材的面料，与砖块基材一同压制成型，再将纳米级二氧化钛粉末和胶凝材料配制的粘结液喷涂于光触媒生态砖的面层上；上述的各材料（不包括水和胶凝材料）的质量份数配比是：

普通硅酸盐水泥，20%-25%

陶瓷碎料，50%-60%

粗、细质滤料再生料，5%-10%

沙或石粉，5%-10%

矿物颜料，2%-3%

白水泥，2%-5%

纳米级二氧化钛粉末，0.1%

进一步的，如上所述的步骤A中90%以上的陶瓷碎料的颗粒直径为0.2 cm -0.5cm。适当允许的，陶瓷碎料中存在有0-5%的颗粒直径为0.5cm-1.0cm 的大颗粒料和0-5%的颗粒直径为0.2cm以下的粉料。

进一步的，如上所述的步骤B中废弃滤料的干燥处理方式是晒干或者烘干。

进一步的，如上所述的步骤B中废弃滤料的筛分处理方式是以0.2cm-0.5cm为界进行筛分。筛分后0.2cm以下的废弃滤料为细质滤料再生料，0.2cm以上的废弃滤料为粗质滤料再生料。

进一步的，如上所述的步骤C中制成的砖块基材的抗压强度是C30等级以上。

进一步的，如上所述的步骤C中各材料的优选质量份数配比（剩余量为不可避免的杂质）是：

普通硅酸盐水泥，22%

陶瓷碎料，60%

粗、细质滤料再生料，7%

沙或石粉，5%

矿物颜料，3%

白水泥，2%

纳米级二氧化钛粉末，0.1%

进一步的，当想要制备深色产品的光触媒生态砖，如上所述的步骤C中砖块基材的面料的白水泥可用等质量份数的普通硅酸盐水泥代替。

进一步的，如上所述的步骤D中光触媒生态砖的养护处理方式是置于养护窑养护或在大气中自然养护。

本发明的光触媒生态砖的制备方法具有的优点是：

（1）本发明的光触媒生态砖的制备方法将建陶企业的废弃陶瓷、食品企业的废弃滤料充分利用起来，有效地处理了这些固体垃圾，减少了固体废弃物的排放，有效地降低环境污染。

（2）本发明的光触媒生态砖的制备方法相比于已有的透水砖或部分彩色地砖或微孔的混凝土砌块等类似的一些砖块基材，加入了含硅藻土的废弃滤料后，吸水、保湿、调节空气湿度的功能进一步增强。

（3）本发明的光触媒生态砖的制备方法还加入纳米级二氧化钛粉末，与砖块基材中硅藻土进行复合后，不仅可以自动调节空气湿度的同时，又能够长时间消除异味和吸收、分解有害化学物质。因此，本发明制备的光触媒生态砖可以吸附汽车尾气、降低空气中的有害物质，杀灭细菌，减少病毒传播，大大增加空气中负氧离子的含量，达到一个长效净化空气，改善环境的效果。可以铺设于无法大量种植绿色植物又急需通过其他途径来解决空气污染的城市交通道路、商业街道等场所。本发明的光触媒生态砖如果能够大量使用，对生态环境、居民健康起到良好的保护作用。

具体实施方式

光触媒生态砖的制备方法，包括如下步骤：

A.将废弃陶瓷的杂质清理后，然后将其破碎成陶瓷碎料。进一步的，步骤A中90%以上的陶瓷碎料的颗粒直径为0.2 cm -0.5cm。适当允许的，陶瓷碎料中存在有0-5%的颗粒直径为0.5cm-1.0cm 的大颗粒料和0-5%的颗粒直径为0.2cm以下的粉料。

B.将主要成分为硅藻土及膨胀珍珠岩的废弃滤料干燥，然后进行筛分出粗质滤料再生料和细质滤料再生料。进一步的，步骤B中废弃滤料的干燥处理方式是晒干或者烘干。步骤B中废弃滤料的筛分处理方式是以0.2cm-0.5cm为界进行筛分。筛分后0.2cm以下的废弃滤料为细质滤料再生料，0.2cm以上的废弃滤料为粗质滤料再生料。

普通硅酸盐水泥，20%-25%

陶瓷碎料，50%-60%

粗、细质滤料再生料，5%-10%

沙或石粉，5%-10%

矿物颜料，2%-3%

白水泥，2%-5%

纳米级二氧化钛粉末，0.1%

或者，步骤C采用步骤C’代替实现：

C’.先将上述步骤A、B制得的陶瓷碎料、粗质滤料再生料和普通硅酸盐水泥和水混合搅拌成干性混凝土，并制成砖块基材，再将细质滤料再生料、沙或石粉、矿物颜料、白水泥和水进行混合搅拌，制成砖块基材的面料，与砖块基材一同压制成型，再将纳米级二氧化钛粉末和胶凝材料配制的粘结液喷涂于光触媒生态砖的面层上；上述的各材料（不包括水和胶凝材料）的质量份数配比是：

普通硅酸盐水泥，20%-25%

陶瓷碎料，50%-60%

粗、细质滤料再生料，5%-10%

沙或石粉，5%-10%

矿物颜料，2%-3%

白水泥，2%-5%

纳米级二氧化钛粉末，0.1%

进一步的，如上所述的步骤C和步骤C’中制成的砖块基材的抗压强度是C30等级以上，这样可以保证制得的光触媒生态砖的抗压强度较好，满足建筑要求。当想要制备深色产品的光触媒生态砖，如上所述的步骤C中砖块基材的面料的白水泥可用等质量份数的普通硅酸盐水泥代替。

D. 将上述步骤C制得的光触媒生态砖进行养护至设计强度为止。进一步的，步骤D中光触媒生态砖的养护处理方式是置于养护窑养护或在大气中自然养护。

本发明的光触媒生态砖的制备方法的步骤C或步骤C’中的各材料的质量份数配比（所有实施例中剩余量为不可避免的杂质）可以是选用以下几个实施例实现的：

实施例1：

普通硅酸盐水泥，23%

陶瓷碎料，55%

粗、细质滤料再生料，5%

沙或石粉，8%

矿物颜料，3%

白水泥，5%

纳米级二氧化钛粉末，0.1%

实施例2：

普通硅酸盐水泥，25%

陶瓷碎料，50%

粗、细质滤料再生料，10%

沙或石粉，10%

矿物颜料，2%

白水泥，2%

纳米级二氧化钛粉末，0.1%

实施例3：

普通硅酸盐水泥，20%

陶瓷碎料，59%

粗、细质滤料再生料，8%

沙或石粉，6%

矿物颜料，3%

白水泥，3%

纳米级二氧化钛粉末，0.1%

实施例4（最优实施例）：

普通硅酸盐水泥，22%

陶瓷碎料，60%

粗、细质滤料再生料，7%

沙或石粉，5%

矿物颜料，3%

白水泥，2%

纳米级二氧化钛粉末，0.1%

本发明的光触媒生态砖的制备方法是将建陶企业的废弃陶瓷、食品企业的废弃滤料充分利用来制备一种光触媒生态砖，有效地处理了这些固体垃圾，减少了固体废弃物的排放，实现了变废为宝，利于环境保护。加入纳米级二氧化钛（光触媒），可以在特定照射下，会产生类似植物中叶绿素光合作用的一系列能量转化过程，把光能转化为化学能而赋予光触媒表面很强的氧化能力。所以在光照射下，纳米级二氧化钛（光触媒）能吸收相当于带隙能量以下的光能，使其表面发生激励而产生电子(e-)和空穴(h+)。这些电子和空穴具有很强的还原和氧化能力，能与水或氧反应，产生氢氧根自由基（·OH）和超级阴氧离子（·O ）。这些空穴和氢氧根自由基的氧化能大于120kcal/mol，具有很强的氧化能力，几乎能将所有构成有机物分子的化学键切断分解、以及矿化部分无机物。而本发明的砖块基材和面料上含有硅藻土材质（废弃滤料的主要成分），利用硅藻土具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定以及提高附着力等特点，与纳米级二氧化钛粉末复合作用，大大增加空气中负氧离子的含量，达到一个长效净化空气，改善环境的效果。本发明制备的光触媒生态砖不仅可以自动调节空气湿度，而且能够长时间消除异味和吸收、分解有害化学物质。因此，可以将各种有害化学物质、恶臭物质分解或无害化处理，达到净化空气、抗菌除臭的作用。采用本发明制备的光触媒生态砖建造的建筑物在使用时，不仅其吸水、保湿、调节空气湿度的效果比已有的微孔的混凝土砌块或透水砖更佳，而且其能够吸附汽车尾气、降低空气中的有害物质，杀灭细菌，减少病毒传播。如果能够大量使用，对生态环境、居民健康将起到良好的保护作用。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims

1.光触媒生态砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.将废弃陶瓷的杂质清理后，然后将其破碎成陶瓷碎料；

C.先将上述步骤A、B制得的陶瓷碎料、粗质滤料再生料和普通硅酸盐水泥和水混合搅拌成干性混凝土，并制成砖块基材，再将细质滤料再生料、沙或石粉、矿物颜料、白水泥、纳米级二氧化钛粉末和水进行混合搅拌，制成砖块基材的面料，与砖块基材一同压制成型；上述的各材料的质量份数配比是：

普通硅酸盐水泥，20%-25%

陶瓷碎料，50%-60%

粗、细质滤料再生料，5%-10%

沙或石粉，5%-10%

矿物颜料，2%-3%

白水泥，2%-5%

纳米级二氧化钛粉末，0.1%

上述质量份数配比的计算不包括水，

2.光触媒生态砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.将废弃陶瓷的杂质清理后，然后将其破碎成陶瓷碎料；

C.先将上述步骤A、B制得的陶瓷碎料、粗质滤料再生料和普通硅酸盐水泥和水混合搅拌成干性混凝土，并制成砖块基材，再将细质滤料再生料、沙或石粉、矿物颜料、白水泥和水进行混合搅拌，制成砖块基材的面料，与砖块基材一同压制成型，再将纳米级二氧化钛粉末和胶凝材料配制的粘结液喷涂于光触媒生态砖的面层上；上述的各材料的质量份数配比是：

普通硅酸盐水泥，20%-25%

陶瓷碎料，50%-60%

粗、细质滤料再生料，5%-10%

沙或石粉，5%-10%

矿物颜料，2%-3%

白水泥，2%-5%

纳米级二氧化钛粉末，0.1%

上述质量份数配比的计算不包括水和凝胶材料，

3.根据权利要求1或2所述的光触媒生态砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤A中90%以上的陶瓷碎料的颗粒直径为0.2 cm -0.5cm。

4.根据权利要求3所述的光触媒生态砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤A中陶瓷碎料中存在有0-5%的颗粒直径为0.5cm-1.0cm 的大颗粒料和0-5%的颗粒直径为0.2cm以下的粉料。

5.根据权利要求1或2所述的光触媒生态砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤B中废弃滤料的干燥处理方式是晒干或者烘干。

6.根据权利要求1或2所述的光触媒生态砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤B中废弃滤料的筛分处理方式是以0.2cm-0.5cm为界进行筛分。

7.根据权利要求1或2所述的光触媒生态砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤C中制成的砖块基材的抗压强度是C30等级以上。

8.根据权利要求1或2所述的光触媒生态砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤C中各材料的优选质量份数配比是：

普通硅酸盐水泥，22%

陶瓷碎料，60%

粗、细质滤料再生料，7%

沙或石粉，5%

矿物颜料，3%

白水泥，2%

纳米级二氧化钛粉末，0.1%。

9.根据权利要求1或2所述的光触媒生态砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤C中砖块基材的面料的白水泥用等质量份数的普通硅酸盐水泥代替。

10.根据权利要求8所述的光触媒生态砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤C中砖块基材的面料的白水泥用等质量份数的普通硅酸盐水泥代替。

11.根据权利要求1或2所述的光触媒生态砖的制备方法，其特征在于：所述的步骤D中光触媒生态砖的养护处理方式是置于养护窑养护或在大气中自然养护。