CN103553448A - 一种陶粒透水砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种陶粒透水砖,按重量份计,包括如下组分:陶粒80-100份、硅砂10-15份、水泥20-40份、占陶粒重量2-4%的促凝剂、占陶粒重量2-4%的减水剂。本发明将硅砂粉尘制造出的陶粒结合少量的水泥、促凝剂、减水剂以及硅砂面料制造出陶粒透水砖,这种透水砖,用陶粒代替石子,一方面外观漂亮,两一方面结合了此陶粒质轻高强的特点,同时陶粒是圆形石子是多角形,通常情况下圆形物体较多角形的物体之间的空隙大,制成的透水砖透水效果好。用次方法制备的透水砖,抗压强度度≥30Mpa,透水系数≥0.05cm/s,其他性能符合JCT945-2005行业标准。

Description

一种陶粒透水砖及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种硅砂粉尘的再利用技术,具体涉及利用硅砂粉尘制造陶粒透水砖的技术方案。
背景技术
[0002] 铸造废砂在再生过程中会产生一部分的粉尘物,据统计,每处理I吨的废砂就会产生0.3吨的粉尘物,这些粉尘物的长期堆积不仅占用土地资而且造成严重的环境污染,因此对于粉尘物的再利用,不仅可以减少环境污染而且提高了再生砂的利用率,进一步的提高的经济效益。专利201110314495.1以工业型砂粉尘为原料加入适量的煤粉、粉煤灰或煤矸石粉,经过预热,12200C -1350°C高温烧结2-2.6小时,冷却、筛分得到工业型粉砂粉尘陶粒,达到了利废环保的目的,然而用其方法制备陶粒,需要烧结2-2.6小时,烧制时间过长必然浪费能源,生产效率较低,同时得到的陶粒膨胀效果差,堆积密度普遍较高。通常高于850kg/m3,可推广性不强。
[0003] 有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
[0004] 本发明的第一目的在于提供一种真正意义上的无废化技术,具体为提供一种利用娃砂粉尘制造的陶粒透水砖,以减少环境污染,提闻再生砂的利用率。
[0005] 为实现该目的,本发明采用如下技术方案:
[0006] 一种陶粒透水砖,按重量份计,包括如下组分:陶粒80-100份、硅砂10-15份、水泥20-40份、占陶粒重量2-4%的促凝剂、占陶粒重量2-4%的减水剂。
[0007] 本发明陶粒透水砖的配方是经发明人大量试验研究确定的,其中,陶粒、水泥与硅砂的组合使用,配以适宜的促凝剂与减水剂能够维持理想的砖体强度及透水性。
[0008] 其中,优选包括如下组分:陶粒85-95份、硅砂12-14份、水泥24_32份、占陶粒重量2.5%的促凝剂、占陶粒重量2.5%的减水剂。
[0009] 本发明所述的陶粒透水砖,可以采用现有技术公开的陶粒来制备,但为了获得更理想的透水性能,同时兼顾强度和性能需要,本发明优选采用由硅砂粉尘物特制的陶粒。
[0010] 本发明所述陶粒由包括以下组分的原料制备而成:硅砂粉尘物:80-98份,粘土2-10份,粉煤灰0-10份,发泡剂适量。所述发泡剂的用量可根据实际情况由本领域技术人员斟酌确定,使最终形成所需的陶粒即可。
[0011] 优选制备陶粒的物料包括:硅砂粉尘物:84-88份,粘土 6-8份,粉煤灰6_8份,发泡剂布屑、牛粪和/或煤粉1-3份。
[0012] 更具体地,本发明还提供了上述陶粒的制备方法,所述陶粒的制备过程包括:
[0013] 步骤1:称取配方量的硅砂粉尘物、粘土、粉煤灰、以及布屑、牛粪或煤粉,备用;
[0014] 步骤2:均匀混合各物料,造粒成5-10mm的球体;
[0015] 步骤3、101-110°C烘干除去游离水分,350-450°C预烧15_20min除去结合水;[0016] 步骤4、1150-1220°C高温烧8-15min ;冷却筛选,得陶粒。
[0017] 本发明所述的硅砂粉尘物可选自现有技术公开的多种,优选含有:Si0260%_65%、Al20310%-15%、Fe2033%-5%、Ca0+Mg08%_10%、K20+Na203%_5%。
[0018] 本发明所述的硅砂粉尘物主要是由硅、铝及铁组成,在有水的情况下自身具有一定的黏结性,只需要加入少量的黏结剂就可以造出粒来,因此减少了黏结剂的使用。通过粉尘物与少量的黏结剂在不加其他材料的情况下,可制造烧结陶粒。在硅砂粉尘物,黏结剂中加入少量的外加剂,可以制造出不同性能的烧胀陶粒。因此,通过对硅砂粉尘物,粘结剂、其他外加剂的选择及用量的优化调整,制造出了陶粒透水砖用的陶粒。此外,粉尘物中无机成分如K2O与Na2O含量充足,能够很好的降低焙烧时的温度,节约能源,同时也不需要加入其他助熔剂,大大节约成本。
[0019] 本发明所述的陶粒是经过高温烧制的,里面的各种化学组分都是以氧化物形式存在,其成分主要为硅、铝、铁的氧化物,同时含有少量的其他金属氧化物,经过高温部分氧化物的化学键活性增强,尤其是硅氧键的活性大大提高,这样在制备的陶粒过程中成分之间的反应也比较完全,制得的陶粒产品强度较高。同时经过高温,粉尘物不含有二噁英,甲醛等有毒的有害物质,因此制得陶粒广品为环保型广品。
[0020] 本发明所述陶粒尺寸为5-10mm,堆积密度为400_900kg/m3,陶粒筒压强度为
3.0-7.5Mpa,所制备的陶粒透水砖达到JCT945-2005透水砖行业标准。
[0021] 本发明所述的陶粒透水砖,促凝剂为水玻璃、氯化钠、氯化钙、硝酸钙、硝酸钠、亚硝酸钠、亚硝酸钙、硫酸钠、硫酸铝、碳酸钠、碳酸氢钠等一种或者多种,优选水玻璃。
[0022] 本发明所述的陶粒透水砖,所述减水剂为萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、密胺系减水剂、氨基超速高性能减水剂、葡萄糖酸钠、木质素磺酸钠、木质素磺酸胺、聚羧酸系减水剂中一种或多种复合,优选聚`羧酸系减水剂,上述减水剂均为现有技术市售物质,具体的选择为本领域技术人员所掌握。
[0023] 上述促凝剂和减水剂能够促进陶粒水泥的固化,提高固化后的强度,保证了透水砖的透水性性能优越情况下保持较高的强度,有利于形成更高质量的透水砖。其中以水玻璃与木质素磺酸钠的配合使用效果最佳。
[0024] 此外,本发明对透水砖的体积也作出了优化调整,原则上所述陶粒透水砖的体积不限,可依据实际需求制备出不同尺寸的透水砖,但本发明优选尺寸为300*150*80(mm),该尺寸最能体现本发明所述陶粒透水砖的透水性、强度等性能。
[0025] 此外,本发明所述透水砖砖体的至少一面有相当于砖体高度1/5-1/4的娃砂面料层,该硅砂面层可进一步为透水砖改善外观及增强强度等,具体的设置为本领域技术人员所掌握。
[0026] 作为本发明的第二目的,进一步提供了上述陶粒透水砖的制备方法,具体技术方案如下:
[0027] 如上所述陶粒透水砖的制备方法,包括:
[0028] 步骤1、称取配方量的陶粒、水泥、胶凝剂和减水剂,混合均匀;
[0029] 步骤2、在制砖模盒内铺一层2-5mm的娃砂面料,将混合物料压入模盒内;此外,步骤2中也可直接将混合物料压入模盒内形成无硅砂面料层的陶粒透水砖;
[0030] 步骤3、养护1-2天后脱模制成陶粒透水砖,检验入库。[0031] 将本发明制造出的硅砂粉尘陶粒结合少量的水泥、促凝剂、减水剂以及硅砂面料制造出陶粒透水砖,这种透水砖,用陶粒代替石子,一方面外观漂亮,两一方面结合了此陶粒质轻高强的特点,同时陶粒是圆形石子是多角形,通常情况下圆形物体较多角形的物体之间的空隙大,制成的透水砖透水效果好。用次方法制备的透水砖,抗压强度度≥ 30Mpa,透水系数> 0.05cm/s,其他性能符合JCT945-2005行业标准。
[0032] 作为本发明的一种最佳实施方式,优选所述陶粒透水砖的制备方法如下:
[0033] 步骤1:称取配方量的硅砂粉尘物:85份,粘土 7份,粉煤灰7份,发泡剂布屑和/或牛粪煤粉2份,备用;
[0034] 步骤2:均匀混合各物料,造粒成6-8_的球体;
[0035] 步骤3、105°C烘干除去游离水分,400°C预烧18min除去结合水;
[0036] 步骤4、1200°C高温烧IOmin ;冷却筛选,得陶粒;
[0037] 步骤5、称取配方量的陶粒90份、硅砂13份、水泥28份、占陶粒重量2.5%的促凝剂水玻璃、占陶粒重量2.5%的减水剂木质素磺酸钠,混合均匀;
[0038] 步骤6、在制砖模盒内铺一层为模合深度1/5的硅砂面料,将混合物料压入模盒内;
[0039] 步骤7、养护5天后脱模制成陶粒透水砖,检验入库。
[0040] 本发明在陶粒制备过程中以木屑,牛粪代替煤粉,一方面降低成本,减少了环境污染;另一方面本方法烧制陶粒的总时间不到40分钟,从而节约了时间提高了生产效率,制造的陶粒堆积密度在400-900kg/m3,强度普遍在3.0-7.5MPa。同时本发明以生产出的陶粒制造出陶粒砖,此陶粒砖不仅外观相比其他透水砖(I)外观漂亮,(2)陶粒相比石子之间的空隙大透水效果好,(3)同时陶粒具有一定的滤水功能。
具体实施方式
[0041] 以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。若未特别指明,实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段,所用原料均为市售商品。
[0042] 实施例1
[0043] ( I)硅砂粉尘制备陶粒
[0044] 备料:重量配比:硅砂粉尘90%
[0045]粘土:5%
[0046]煤粉:5%
[0047]制备:
[0048] 混合物料制粒成球;110°C烘干;400°C预烧20min ;1150°C高温焙烧20min ;冷却
筛分得成品陶粒。
[0049] 本实施例制备的陶粒平均粒径5mm,堆积密度780kg/m3,筒压强度6.0Mpa0
[0050] (2)陶粒透水砖制造
[0051] 备料:陶粒100份、硅砂10份、水泥30份、促凝剂氯化钠及减水剂木质素磺酸胺分别为陶粒的2.5% ;
[0052] 制备:混合 陶粒、水泥、促凝剂、减水剂;在制砖模盒内铺一层料模盒深度的1/4的硅砂面料,将混合物料压入模盒内,养护1-2天,脱模制成陶粒透水砖。[0053] 本实施例所得陶粒透水砖规格为300*150*80mm,透水砖抗压强度36Mpa,透水系数 0.08cm/s。
[0054] 实施例2
[0055] ( I)硅砂粉尘制备陶粒
[0056] 备料:重量配比:硅砂粉尘90%
[0057]粘土:5%
[0058]木屑:5%
[0059] 制备:混合物料制粒成球;110°C烘干;400°C预烧20min ;1150°C高温焙烧20min ;
冷却筛分得成品陶粒。
[0060] 本实施例制备的陶粒平均粒径5mm,堆积密度500kg/m3,筒压强度4.8Mpa
[0061] (2)陶粒透水砖制造
[0062] 备料:陶粒100份、硅砂10份、水泥30份、促凝剂亚硝酸钠及减水剂葡萄糖酸钠分别为陶粒的2%和4% ;
[0063] 制备:混合陶粒、硅砂、水泥、促凝剂、减水剂;在制砖模盒内铺一层模盒深度的1/5硅砂面料,将混合物料压入模盒内;养护1-2天,脱模制成陶粒透水砖。
[0064] 本实施例所制得透水 砖抗压强度32.5Mpa、透水系数0.06cm/s。
[0065] 实施例3
[0066] ( I)硅砂粉尘制备陶粒
[0067] 备料:重量配比:硅砂粉尘80%
[0068]
粘土: 10%
粉煤灰:2%
牛粪:4%
木屑:4%
[0069] 制备:混合物料制粒成球,110°C烘干,400°C预烧20min,1150°C高温焙烧20min,冷却筛分得成品陶粒。
[0070] 本实施例所制备的陶粒平均粒径5mm,堆积密度380kg/m3,筒压强度3.2Mpa。
[0071] (2)陶粒透水砖制造
[0072] 备料:陶粒100份、硅砂15份、水泥30份、促凝剂碳酸钠及氨基超速高性能减水剂分别为陶粒的2.5% ;
[0073] 制备:混合陶粒、硅砂、水泥、促凝剂、减水剂,在制砖模盒内铺一层模盒深度的1/5硅砂面料,将混合物料压入模盒内,养护1-2天,脱模制成陶粒透水砖。
[0074] 本实施例所制备陶粒透水砖的抗压强度30.5Mpa,透水系数0.05cm/s。
[0075] 实施例4
[0076] ( I)硅砂粉尘制备陶粒
[0077] 备料:重量配比:硅砂粉尘80%
[0078]粘土:10%
[0079] 粉煤灰:2%[0080]牛粪:8%[0081] 制备:混合物料制粒成球,110°C烘干,400°C预烧20min,1180°C高温焙烧15min,冷却筛分得成品陶粒。
[0082] 本实施例制备的陶粒平均粒径5mm,堆积密度360kg/m3,筒压强度3.2Mpa ;
[0083] (2)陶粒透水砖制造
[0084] 备料:陶粒85份、硅砂14份、水泥32份、促凝剂氯化钠及脂肪族高效减水剂为陶粒的2.5% ;
[0085] 制备:混合陶粒、硅砂、水泥、促凝剂、减水剂,在制砖模盒内铺一层模盒深度的1/5硅砂面料,将混合物料压入模盒内,养护1-2天,脱模制成陶粒透水砖。
[0086] 本实施例所制备陶粒透水砖的抗压强度31.5Mpa,透水系数0.06cm/s。
[0087] 实施例5
[0088] ( I)硅砂粉尘制备陶粒
[0089] 备料:重量配比:硅砂粉尘90%
[0090] 粉煤灰:5%
[0091]木屑:5%
[0092] 制备:混合物料制粒成球,105°C烘干,400°C预烧20min,1180°C高温焙烧15min,冷却筛分得成品陶粒。
[0093] 本实施例制备的陶粒平均粒径5mm,堆积密度400kg/m3,筒压强度4.0Mpa0
[0094] (2)陶粒透水砖制造
[0095] 备料:陶粒95份、硅砂12份、水泥24份、促凝剂硝酸钠及减水剂木质素磺酸钠为陶粒的2.5% ;
[0096] 制备:混合陶粒、硅砂、水泥、促凝剂、减水剂,在制砖模盒内铺一层模盒深度的1/5硅砂面料,将混合物料压入模盒内,养护1-2天,脱模制成陶粒透水砖。
[0097] 本实施例所制备陶粒透水砖的抗压强度30.0Mpa,透水系数0.05cm/s。
[0098] 实施例6
[0099] ( I)硅砂粉尘制备陶粒
[0100] 称取配方量的硅砂粉尘物:85份,粘土 7份,粉煤灰7份,发泡剂布屑和牛粪煤粉2
份(二者等量),备用;
[0101] 制备:均匀混合各物料,造粒成6-8mm的球体;105°C烘干除去游离水分,400°C预烧18min除去结合水;1200°C高温烧IOmin ;冷却筛选,得陶粒。
[0102] 本实施例制备的陶粒平均粒径8mm,堆积密度650kg/m3,筒压强度6.7Mpa。
[0103] (2)陶粒透水砖制造
[0104] 称取配方量的陶粒90份、硅砂13份、水泥28份、占陶粒重量2.5%的促凝剂水玻璃、占陶粒重量2.5%的聚羧酸系减水剂,混合均匀;在制砖模盒内铺一层为模合深度1/5的硅砂面料,将混合物料压入模盒内;养护5天后脱模制成陶粒透水砖,检验入库。
[0105] 本实施例所制备陶粒透水砖规格为300*150*80mm,陶粒透水砖的抗压强度32.8Mpa,透水系数 0.05cm/s。
[0106] 比较例I
[0107] 1、备料:石子100份、娃砂10份、水泥30份、促凝剂及减水剂为石子的2.5% ;[0108] 2、制备:混合石子、硅砂、水泥、促凝剂、减水剂,在制砖模盒内铺一层模盒深度的1/4硅砂面料,将混合物料压入模盒内;养护1-2天,脱模制成透水砖
[0109] 该对比例中,透水系数石子透水砖为0.03cm/s,陶粒透水砖为0.05cm/s。(此外,体积相同的情况下,该透水砖总量7.5Kg,而如实施例1-6所述陶粒透水砖基本只有3.5Kg)
[0110]比较例2烧结透水砖
[0111] 与比较例I相比,区别点仅在于本比较例在物料混合搅拌成型后,对其进行烧结,所述的烧结具体为1200°C -1500°C进行高温焙烧,得烧结透水砖。
[0112] 本对比例产品特点强度高≥35Mpa,质轻≤ 5Kg,不足之处是需要烧结、耗能、生产成本高。
[0113] 虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种陶粒透水砖,其特征在于:按重量份计,包括如下组分:陶粒80-100份、硅砂10-15份、水泥20-40份、占陶粒重量2-4%的促凝剂、占陶粒重量2_4%的减水剂。
2.根据权利要求1所述的陶粒透水砖,其特征在于,按重量份计,包括如下组分:陶粒85-95份、硅砂12-14份、水泥24-32份、占陶粒重量2.5%的促凝剂、占陶粒重量2.5%的减水剂。
3.根据权利要求1所述的陶粒透水砖,其特征在于,所述陶粒由包括以下组分的原料制备而成:硅砂粉尘物:80-98份,粘土 2-10份,粉煤灰0-10份,发泡剂适量。
4.根据权利要求3所述的陶粒透水砖,其特征在于,制备陶粒的物料包括:硅砂粉尘物:84-88份,粘土 6-8份,粉煤灰6-8份,发泡剂布屑、牛粪和/或煤粉1_3份。
5.根据权利要求3所述的陶粒透水砖,其特征在于,所述陶粒堆积密度为400-900kg/m3,陶粒筒压强度为3.0-7.5MPa。
6.根据权利要求3或4所述的陶粒透水砖,其特征在于,其特征在于:所述陶粒的制备过程包括: 步骤1:称取配方量的硅砂粉尘物、粘土、粉煤灰、以及布屑、牛粪或煤粉,备用; 步骤2:均匀混合各物料,造粒成5-10_的球体; 步骤3、101-110°C烘 干除去游离水分,350-450°C预烧15_20min除去结合水; 步骤4、1150-1220°C高温烧8-15min ;冷却筛选,得陶粒。
7.根据权利要求1或3所述的陶粒透水砖,其特征在于,所述的促凝剂凝剂为水玻璃、氯化钠、氯化钙、硝酸钙、硝酸钠、亚硝酸钠、亚硝酸钙、硫酸钠、硫酸铝、碳酸钠、碳酸氢钠等一种或者多种,优选水玻璃。
8.根据权利要求1或3所述的陶粒透水砖,其特征在于,所述减水剂为萘系高效减水齐ϋ、脂肪族高效减水剂、密胺系减水剂、氨基超速高性能减水剂、葡萄糖酸钠、木质素磺酸钠、木质素磺酸胺、聚羧酸系减水剂中一种或多种复合,优选聚羧酸系减水剂。
9.根据权利要求1-8任一项所述的陶粒透水砖,其特征在于,所述陶粒透水砖规格为300*150*80mm,优选砖体的至少一面有相当于砖体高度1/5-1/4的硅砂面料层。
10.权利要求1-9任一项所述陶粒透水砖的制备方法,包括: 步骤1、称取配方量的陶粒、硅砂、水泥、胶凝剂和减水剂,混合均匀得混合物料; 步骤2、在制砖模盒内铺一层相当于模盒深度的1/5-1/4的硅砂面料,将混合物料压入模盒内; 步骤3、养护1-7天后脱模制成陶粒透水砖,检验入库。
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