CN102942328A - 一种含有钢渣和沙漠沙的渗水材料及其制备和应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含有钢渣和沙漠沙的渗水材料及其制备和应用方法，其特征在于所述的渗水材料为上下层结构，所述上层材料按重量份包含以下组分：细钢渣5-50，沙漠沙5-50，水性高分子粘结剂1-10；所述下层材料按重量份由以下组分组成：粗钢渣1-50，沙漠沙1-50，石子1-50，硅酸盐水泥5-20，水5-30。所述渗水材料的制备方法，由以下步骤组成：(a)将下层材料在混砂机中搅拌均匀，注入模具中，压制成型；(b)将上层材料在混砂机中搅拌均匀，均匀涂敷于压制成型的下层材料上；(c)采用成型激振力为8吨的加压振动成型，常温养护24小时，然后脱模。该渗水材料应用在制备渗水路面砖、渗水板方面，渗水性效果好，耐磨性优，抗压强度显著提高耐磨性优，28天抗压强度可以达到53.7MPa。

Description

一种含有钢渣和沙漠沙的渗水材料及其制备和应用方法
技术领域
本发明涉及一种含有钢渣和沙漠沙的渗水材料及其制备和应用方法。
背景技术
钢渣是炼钢过程中的副产物，其排放量大，占钢产量的15-20％，每生产1吨粗钢都会排放约180Kg的钢渣。我国积存钢渣已有2亿吨以上，占地1万多亩，大量的钢渣，若不加以综合利用，这些废弃物将淤积河流、填塞水道、侵占土地、污染水源和空气，造成环境污染。有效利用钢渣是钢铁工业健康发展的必要条件。
据统计，中国荒漠化土地面积已达267.4万平方公里，占国土面积的27.8％，近4亿人口受到沙漠化影响，占全世界受沙漠和荒漠化的困扰人口的40％。每年我国荒漠化危害的直接经济损失约642亿元，平均每天损失1.76亿元。每年荒漠化及其衍生危害造成的间接经济损失约2889亿元。沙漠化不仅耕地面积缩小，还加剧了当地环境的恶化，对于我国未来大的发展已构成严重的威胁，治理沙漠已经刻不容缓。
与此同时，随着城市化建设步伐加快，城市的生态环境承受着巨大的压力。现代化城市的地表逐步被建筑物和混凝土等阻水材料硬化覆盖，形成了生态学上的“人造沙漠”。这些不透水的路面给城市的生态环境带来极大的负面影响。因此，如何在城市建设中实现环境保护与经济、社会的和谐发展日益引起人们的重视。利用钢渣、沙漠沙的渗水路面砖应用而生，它具有较高的抗压强度、耐磨性优良和较好的水渗透性能，可以装饰城市，补充城市地下水资源，对提高企业经济效益、保护生态环境均有重大的经济和社会效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种含有钢渣和沙漠沙的渗水材料及其制备和应用方法，解决了上述问题。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：
一种含有钢渣和沙漠沙的渗水材料，其特征在于所述的渗水材料为上下层结构，所述上层材料按重量份包含以下组分：细钢渣5-50，沙漠沙5-50，水性高分子粘结剂1-10；所述下层材料按重量份由以下组分组成：粗钢渣1-50，沙漠沙1-50，石子1-50，硅酸盐水泥5-20，水5-30。
优选所述上层材料按重量份包含以下组分：细钢渣15-45，沙漠沙10-40，水性高分子粘结剂2.5-8.5；所述下层材料按重量份由以下组分组成：粗钢渣15-50，沙漠沙15-50，石子5-50，硅酸盐水泥10-20，水10-30。
所述上层材料还含有着色剂，着色剂占上层材料的1-3wt％；所述着色剂选自中铬黄、钼铬大红类无机颜料。
所述沙漠沙的沙粒粒径为0.125-0.45毫米，细钢渣粒径为0.125-0.45毫米，粗钢渣粒径为0.2-0.5毫米，石子粒径为0.2-5.0毫米。
所述水性高分子粘结剂为水性环氧树脂、聚醋酸乙烯树脂、聚乙烯醇或其组合。
所述水性环氧树脂为含亲水羟基的氢化双酚A环氧树脂；聚醋酸乙烯树脂为固含量40-55wt％的水乳液，优选50wt％；聚乙烯醇分子量800。
所述组合按照重量份由以下组分组成：水性氢化双酚A环氧树脂50-70，聚醋酸乙烯树脂10-30，聚乙烯醇5-20。
所述组合为水性氢化双酚A环氧树脂和聚醋酸乙烯树脂，其中水性氢化双酚A环氧树脂20-70wt％。
所述的含有钢渣和沙漠沙的渗水材料的制备方法，由以下步骤组成：
(a)将下层材料在混砂机中搅拌均匀，注入模具中，压制成型；
(b)将上层材料在混砂机中搅拌均匀，均匀涂敷于压制成型的下层材料上；
(c)采用成型激振力为8吨的加压振动成型，常温养护24小时，然后脱模。
所述的含有钢渣和沙漠沙的渗水材料在制备渗水路面砖、渗水板方面的应用；所述渗水路面砖的上层厚度为2-10毫米，下层厚度为5-10厘米。
本发明利用炼钢废渣，变废为宝，不呢申请的的节能、环保渗水材料价格低廉，制备工艺简单，用该渗水材料制备的渗水路面砖、渗水板，其渗水性效果好，耐磨性优，抗压强度显著提高，28天抗压强度可以达到53.7MPa。
具体实施方式
实施例1
准确称量原料(Kg)：细钢渣15，沙漠沙10，氢化双酚A环氧树脂2.5；粗钢渣15，沙漠沙15，石子5，硅酸盐水泥10，水10。
制备方法，由以下步骤组成：
(a)将粗钢渣，沙漠沙，石子，硅酸盐水泥和水在混砂机中搅拌均匀，注入模具中，压制成型；
(b)将细钢渣，沙漠沙和水性高分子粘结剂在混砂机中搅拌均匀，均匀涂敷于压制成型的(a)上；
(c)采用成型激振力为8吨的加压振动成型，常温养护24小时，然后脱模。
实施例2
准确称量原料(Kg)：细钢渣45，沙漠沙40，浓度50wt％的聚醋酸乙烯树脂8.5，着色剂占以上材料的0.935；
粗钢渣50，沙漠沙50，石子50，硅酸盐水泥20，水30。
制备方法，由以下步骤组成：
(a)将粗钢渣，沙漠沙，石子，硅酸盐水泥和水在混砂机中搅拌均匀，注入模具中，压制成型；
(b)将细钢渣，沙漠沙、着色剂和水性高分子粘结剂在混砂机中搅拌均匀，均匀涂敷于压制成型的(a)上；
(c)采用成型激振力为8吨的加压振动成型，常温养护24小时，然后脱模。
实施例3
准确称量原料(Kg)：细钢渣5，沙漠沙5，聚乙烯醇1，着色剂0.33；
粗钢渣1，沙漠沙1，石子1，硅酸盐水泥5，水5。
制备方法，由以下步骤组成：
(a)将粗钢渣，沙漠沙，石子，硅酸盐水泥和水在混砂机中搅拌均匀，注入模具中，压制成型；
(b)将细钢渣，沙漠沙、着色剂和水性高分子粘结剂在混砂机中搅拌均匀，均匀涂敷于压制成型的(a)上；
(c)采用成型激振力为8吨的加压振动成型，常温养护24小时，然后脱模。
实施例4
准确称量原料(Kg)：细钢渣50，沙漠沙50，水性氢化双酚A环氧树脂7，聚醋酸乙烯树脂3，着色剂3.3；
粗钢渣50，沙漠沙50，石子50，硅酸盐水泥20，水30。
制备方法，由以下步骤组成：
(a)将粗钢渣，沙漠沙，石子，硅酸盐水泥和水在混砂机中搅拌均匀，注入模具中，压制成型；
(b)将细钢渣，沙漠沙、着色剂和水性高分子粘结剂在混砂机中搅拌均匀，均匀涂敷于压制成型的(a)上；
(c)采用成型激振力为8吨的加压振动成型，常温养护24小时，然后脱模。
实施例5
准确称量原料(Kg)：细钢渣50，沙漠沙50，水性氢化双酚A环氧树脂5，聚醋酸乙烯树脂3，聚乙烯醇2，着色剂3.3；
粗钢渣45，沙漠沙40，石子35，硅酸盐水泥18，水25。
制备方法，由以下步骤组成：
(a)将粗钢渣，沙漠沙，石子，硅酸盐水泥和水在混砂机中搅拌均匀，注入模具中，压制成型；
(b)将细钢渣，沙漠沙、着色剂和水性高分子粘结剂在混砂机中搅拌均匀，均匀涂敷于压制成型的(a)上；
(c)采用成型激振力为8吨的加压振动成型，常温养护24小时，然后脱模。
实施例6
实施例1-5中制备的渗水材料在制备渗水路面砖、渗水板方面的应用；制备的渗水路面砖的上层厚度为2-10毫米，下层厚度为5-10厘米。
与现用渗水砖相比，实施例砖的抗压强度显著提高。下表为性能结果：
  检测项目   28天抗压强度   透水系数
  实施例制品   53.7MPa   3.8×10-2cm/s
  对比例1(混凝上)制品   36.3MPa   2.7×10-2cm/s
  对比例2(陶粒)制品   45.6MPa   3.5×10-2cm/s
  对比例3(树脂)制品   41.7MPa   3.7×10-2cm/s

Claims (10)

1.一种含有钢渣和沙漠沙的渗水材料，其特征在于所述的渗水材料为上下层结构，所述上层材料按重量份包含以下组分：细钢渣5-50，沙漠沙5-50，水性高分子粘结剂1-10；
所述下层材料按重量份由以下组分组成：粗钢渣1-50，沙漠沙1-50，石子1-50，硅酸盐水泥5-20，水5-30。
2.如权利要求1所述的含有钢渣和沙漠沙的渗水材料，其特征在于：所述上层材料按重量份包含以下组分：细钢渣15-45，沙漠沙10-40，水性高分子粘结剂2.5-8.5；
所述下层材料按重量份由以下组分组成：粗钢渣15-50，沙漠沙15-50，石子5-50，硅酸盐水泥10-20，水10-30。
3.如权利要求1或2所述的含有钢渣和沙漠沙的渗水材料，其特征在于：所述上层材料还含有着色剂，着色剂占上层材料的1-3wt％；所述着色剂选自中铬黄、钼铬大红类无机颜料。
4.如权利要求1或2所述的含有钢渣和沙漠沙的渗水材料，其特征在于：所述沙漠沙的沙粒粒径为0.125-0.45毫米，细钢渣粒径为0.125-0.45毫米，粗钢渣粒径为0.2-0.5毫米，石子粒径为0.2-5.0毫米。
5.如权利要求1或2所述的含有钢渣和沙漠沙的渗水材料，其特征在于：所述水性高分子粘结剂为水性环氧树脂、聚醋酸乙烯树脂、聚乙烯醇或其组合。
6.如权利要求5所述的含有钢渣和沙漠沙的渗水材料，其特征在于：所述水性环氧树脂为含亲水羟基的氢化双酚A环氧树脂；聚醋酸乙烯树脂为固含量40-55wt％的水乳液，优选50wt％的水乳液；聚乙烯醇分子量800。
7.如权利要求5所述的含有钢渣和沙漠沙的渗水材料，其特征在于：所述组合按照重量份由以下组分组成：水性氢化双酚A环氧树脂50-70，聚醋酸乙烯树脂10-30，聚乙烯醇5-20。
8.如权利要求5所述的含有钢渣和沙漠沙的渗水材料，其特征在于：所述组合为水性氢化双酚A环氧树脂和聚醋酸乙烯树脂，其中水性氢化双酚A环氧树脂20-70wt％。
9.权利要求1-8之一所述的含有钢渣和沙漠沙的渗水材料的制备方法，由以下步骤组成：
(a)将下层材料在混砂机中搅拌均匀，注入模具中，压制成型；
(b)将上层材料在混砂机中搅拌均匀，均匀涂敷于压制成型的下层材料上；
(c)采用成型激振力为8吨的加压振动成型，常温养护24小时，然后脱模。
10.权利要求1-8之一所述的含有钢渣和沙漠沙的渗水材料在制备渗水路面砖、渗水板方面的应用。
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