CN103360010A - 一种透水砖的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了一种透水砖的制备方法,所述制备方法包含：制取胶凝材料，所述胶凝材料的原料包含硅钙渣。本发明提供的透水砖的制备方法，首先对硅钙渣进行热活化处理，然后以热活化硅钙渣为主要原料制备胶凝材料，最后以硅钙渣胶凝材料为粘结剂，与石子骨料混合、搅拌、成型制备出透水砖。由于所制备的硅钙渣胶凝材料是一种碱激发材料，可与石子骨料发生反应，形成终水化产物为C-S-A-α（Na、K等碱金属离子）-H体系凝胶，使得胶凝材料与石子骨料形成整体，从而使透水砖的制备工艺免烧免蒸养，在常温条件下成型，具有较高的抗压强度、透水效果好。

Description

一种透水砖的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种透水砖的制备方法。
背景技术
为了响应国家“西电东送”战略的实施，以内蒙古中西部晚生代煤炭为燃料的大型火力发电厂在内蒙及其周边地区得到了大力发展。伴随着电力的输送，每年将排放出大约1200万吨Al2O3含量高达50%左右的高铝粉煤灰，且其历年的存积量已超过1亿吨。为资源化利用我国西北地区宝贵的高铝粉煤灰资源，国家发改委2011年颁布了《关于加强高铝粉煤灰资源化利用的指导意见》。大唐国际经八年的科技攻关与产业化摸索，自主开发出了预脱硅-碱-石灰烧结法高铝粉煤灰提铝工艺，围绕准格尔等高铝煤炭高集区布局了具有重大战略意义的煤-电-灰-铝-建材的循环经济产业链条。在每生产1吨Al2O3的同时，伴随产生2.2-2.5吨的主要成分为C2S的硅钙渣，如何能有效处理掉硅钙渣成为高铝粉煤灰提铝工艺中亟需解决的问题。
与此同时，随着城市化建设步伐的加快，城市生态环境承受着巨大的压力。城市地表被建筑物和阻水材料覆盖，形成了生态学意义上的“人造沙漠”，这些不透水的路面给城市生态环境带来了极大的负面影响。因此，开发一种透水性能好、强度高、成本低的道路透水砖非常重要。
目前常见的路面透水砖大致分烧结型的陶瓷类透水砖和水泥透水砖，但由于烧结型陶瓷透水砖能耗大、成本高限制了其大范围推广应用。而水泥透水砖存在透水性和抗压强度二者难以兼顾的缺陷，致使其使用寿命受到了极大的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种透水砖的制备方法,解决了现有的透水砖的制备方法存在的能耗大、成本高、透水性和抗压强度二者难以兼顾的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种透水砖的制备方法,所述制备方法包含：
步骤一：制取胶凝材料，所述胶凝材料的原料包含硅钙渣。
进一步地，所述步骤一还包含：对所述硅钙渣进行热活化处理。
进一步地，所述热活化处理包含：在105℃下对所述硅钙渣进行烘干，然后在400-800℃下对所述硅钙渣进行灼烧30-120min。
进一步地，所述步骤一还包含：按质量份，将活化后的30-60份的所述硅钙渣、5-45份的粉煤灰、10-30份水泥熟料、5-30份的矿渣、3-10份的脱硫石膏和0.5-3份的添加剂进行混合和研磨，使所述胶凝材料的粒度达到400-800m2/kg。
进一步地，所述添加剂包含硫酸钾、碳酸钠、氯化钠、氯化钾、铝酸钠、磷酸钠、硫酸钠、氯化钙、多聚磷酸钠、硼酸盐、活性氢氧化铝中的一种或两种以上。
进一步地，所述制备方法还包含：
步骤二：将所述胶凝材料与石子骨料进行混合，制备透水砖。
进一步地，所述步骤二还包含：将所述石子骨料和所述胶凝材料按照比例进行混合；经压制成型后，放入20℃±1℃、R.H.=95±1%的养护箱内养护，养护满1天后，浸入水中进行常温水养28天，最后自然晾干即可。
进一步地，所述比例包含：所述石子骨料的级配比例为：粒径为5-10mm的所述石子骨料0-60份，粒径为2.5-5mm的所述石子骨料10-100份，粒径为1.25-2.5mm的所述石子骨料0-50份；所述石子骨料与所述胶凝材料的质量比例为1-5；所述胶凝材料与水的质量比例为0.25-0.4。
进一步地，所述硅钙渣是以高铝粉煤灰提取氧化铝后生成的副产物。
由于硅钙渣的主要成分C2S是一种水化后可产生胶凝性的物质，且硅钙渣中含有一定量的碱金属氧化物，使硅钙渣可以作为碱激发剂与粉煤灰混合制备碱激发胶凝材料。因此利用硅钙渣和粉煤灰等配制的碱激发胶凝材料非常适宜用于透水砖的制备。
本发明提供的透水砖的制备方法，首先对硅钙渣进行热活化处理，然后以热活化硅钙渣为主要原料制备胶凝材料，最后以硅钙渣胶凝材料为粘结剂，与石子骨料混合、搅拌、成型制备出透水砖。由于所制备的硅钙渣胶凝材料是一种碱激发材料，可与石子骨料发生反应，形成终水化产物为C-S-A-α（Na、K等碱金属离子）-H体系凝胶，使得胶凝材料与石子骨料形成整体，从而使透水砖的制备工艺免烧免蒸养，在常温条件下成型，具有较高的抗压强度、透水效果好。
具体实施方式
以下是本发明提供的透水砖的制备方法的具体实施例，实施例中的硅钙渣是以高铝粉煤灰提取氧化铝后生成的副产物：
实施例一：
按质量份，以44份在600℃下灼烧120min进行活化处理后的硅钙渣、10份的粉煤灰、30份的预磨细水泥熟料（比表面积为380m2/kg）、10份的预磨细矿渣（比表面积为420m2/kg）、5份的脱硫石膏、1份的添加剂为比例，经管磨混磨20min，粒度达到500m2/kg，制备成硅钙渣胶凝材料，其中，添加剂包含硫酸钾、碳酸钠、氯化钠、氯化钾、铝酸钠、磷酸钠、硫酸钠、氯化钙、多聚磷酸钠、硼酸盐、活性氢氧化铝中的一种或两种以上。将石子骨料与硅钙渣胶凝材料和水配制成混合物，搅拌均匀后在成型压力15MPa下成型；其中石子骨料与硅钙渣胶凝材料的比例为3.5：1、水与硅钙渣胶凝材料的比例为0.3：1；其中，石子骨料级配比为5-10mm的石子50份，2.5-5mm的石子30份，1.25-2.5的石子20份的比例。经20℃±1℃、R.H.=95±1%的养护箱内养护和28天浸水养护。最终制得的透水砖的28天抗压强度为41.9MPa、透水系数1.4×10-2cm/s，完全达到JC/T945-2005中Cc40透水砖要求。
实施例二：
按质量份，以22份600℃灼烧120min进行活化处理后的活化硅钙渣、22份的粉煤灰、30份的预磨细水泥熟料（比表面积为380m2/kg）、20份的预磨细矿渣（比表面积为420m2/kg）、5份的脱硫石膏、1份的添加剂为比例，经管磨研磨20min，粒度达到480m2/kg，制备成硅钙渣胶凝材料，其中，添加剂包含硫酸钾、碳酸钠、氯化钠、氯化钾、铝酸钠、磷酸钠、硫酸钠、氯化钙、多聚磷酸钠、硼酸盐、活性氢氧化铝中的一种或两种以上。将石子骨料与硅钙渣胶凝材料和水配制成混合物，搅拌均匀后在成型压力15MPa下成型；其中石子骨料与硅钙渣胶凝材料的比例为4：1、水与硅钙渣胶凝材料的比例为0.28：1；石子骨料级配比为5-10mm的石子50份，2.5-5mm的石子50份。经20℃±1℃、R.H.=95±1%的养护箱内养护和28天浸水养护。最终制得的透水砖的28天抗压强度为45.6MPa、透水系数1.1×10-2cm/s，完全达到JC/T945-2005中Cc40透水砖要求。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种透水砖的制备方法,其特征在于，所述制备方法包含：
步骤一：制取胶凝材料，所述胶凝材料的原料包含硅钙渣。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于，所述步骤一还包含：对所述硅钙渣进行热活化处理。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于，所述热活化处理包含：
对所述硅钙渣进行烘干,并在400-800℃下对所述硅钙渣进行灼烧30-120min。
4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于，所述步骤一还包含：
按质量份，将活化后的20-60份的所述硅钙渣、5-45份的粉煤灰、10-30份水泥熟料、5-30份的矿渣、3-10份的脱硫石膏和0.5-3份的添加剂进行混合和研磨，使所述胶凝材料的粒度达到400-800m2/kg。
5.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于，所述添加剂包含硫酸钾、碳酸钠、氯化钠、氯化钾、铝酸钠、磷酸钠、硫酸钠、氯化钙、多聚磷酸钠、硼酸盐、活性氢氧化铝中的一种或两种以上。
6.如权利要求1至5任一项所述的制备方法,其特征在于，所述制备方法还包含：
步骤二：将所述胶凝材料与石子骨料进行混合，制备透水砖。
7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于，所述步骤二还包含：
将所述石子骨料和所述胶凝材料按照质量比例进行混合；
经压制成型后，放入20℃±1℃、R.H.=95±1%的养护箱内养护，养护满1天后，浸入水中进行常温水养28天，最后自然晾干即可。
8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于，所述质量比例包含：
所述石子骨料的级配比例为：粒径为5-10mm的所述石子骨料0-60份，粒径为2.5-5mm的所述石子骨料10-100份，粒径为1.25-2.5mm的所述石子骨料0-50份；
所述石子骨料与所述胶凝材料的质量比例为1-5；
所述胶凝材料与水的质量比例为0.25-0.4。
9.如权利要求1至5任一项所述的制备方法,其特征在于，所述硅钙渣是以高铝粉煤灰提取氧化铝后生成的副产物。
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