CN105330331A - 一种添加煤矸石的节能型烧结透水砖 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种添加煤矸石的节能型烧结透水砖，由下列重量份的原料制备制成：污水厂污泥40-43、稻壳6-7、钾长石粉4-5、粉煤灰10-12、水玻璃10-12、氟化钙3-4、甘油5-6、页岩18-20、煤矸石14-16、焦炭粉2.5-3.5、石蜡1.5-2、铝铬渣9-11、碳酸钙5-6。本发明添加处理后的煤矸石页岩混合粗骨料，能够提高砖体的塑性指数，使砖坯更加致密，增加了砖坯的强度以及耐久性；本发明烧结制成的透水砖，能够利用煤矸石可燃烧的特点，节省煤炭资源，对环境友好，同时耐久性佳，透水系数高，节能环保。

Description

一种添加煤矸石的节能型烧结透水砖

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种添加煤矸石的节能型烧结透水砖。

背景技术

海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。众所周知，现有的城镇街道路面大都采用水泥混凝土、柏油、石材、陶瓷砖等不透水的材质铺设而成，这种硬化路面已经不适应建设海绵城市路面的趋势。

透水砖具有良好的透水性及保湿性能，能很好地缓解城市由于硬化路面所带来的“城市荒漠化”及“热岛效应”问题，有利于保持城市水平衡；自然降水能够迅速被透水砖吸收，并透过地表渗入地下，适时补充地下水位；透水砖能消除或减少地面积水，在产生防洪效益的同时，众多城市污染物不通过流水迁移而造成更大面积的环境污染；降雨结束后，透水砖中的水分又逐渐释放到空气中，调节地表温度和湿度，减轻城市“热岛效应”，维护地表生态平衡；同时透水砖具有吸音和防滑功能，可改善行走的安全性与舒适性，吸收车辆行驶所产生的噪音，创造安静舒适的交通环境。透水地砖可广泛用于住宅、庭院、公园、广场、人行道及轻量交通公路等路面的铺设，能产生良好的社会、环境和生态效应。

长期以来，污水厂的污泥处理一直是一个环保问题。污泥填埋不能从根本上解决污泥对环境的污染问题，而污泥的再生回收利用的成本很高，因此污泥的资源化利用被认为是最经济合理的处置方式。污水厂污泥除含有少量的有机成分外，大部分二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁等无机成分跟粘土成分相似，粘结性较好，因而可以制作砖、水泥熟料、陶粒等建筑材料的原料。长期以来，粘土砖一直作为建筑行业用量最大最重要的墙体材料，每年不仅会毁坏大量土地农田，而且破坏了生态环境，所以将此制成建筑原料，是一种经济合理的处理方法。

煤矸石作为我国排放量最大的工业固体废弃物之一。而且每年煤矸石的排放量相当于当年煤炭产量的10%左右。年排放速度将大于1.6亿吨。堆放煤矸石不仅占用大量土地，而且污染环境，影响人们的生活和健康。另外，煤矸石自燃能释放多种有害气体等，同时还伴生大量的烟尘和有爆炸危险性。因此煤矸石山自燃给周围的大气环境人体健康、动植物生长等造成不同程度的影响。在国家墙改政策的推动下，我国北方大部分产煤区普遍采用煤矸石为主要原料制砖。利用煤矸石烧砖，它既可作原料，又可以作燃料，可以做到制砖不用土，烧砖不用煤。这是一个既处理废料，又节约耕地，且节约燃料的一举三得的综合利用项目。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种添加煤矸石的节能型烧结透水砖。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种添加煤矸石的节能型烧结透水砖，由下列重量份的原料制备制成：污水厂污泥40-43、稻壳6-7、钾长石粉4-5、粉煤灰10-12、水玻璃10-12、氟化钙3-4、甘油5-6、页岩18-20、煤矸石14-16、焦炭粉2.5-3.5、石蜡1.5-2、铝铬渣9-11、碳酸钙5-6。

所述一种添加煤矸石的节能型烧结透水砖，由以下具体步骤制成：

（1）将污水厂污泥自然干燥，粉碎处理过200目筛，得到污泥粉待用；将一半量的污泥粉、稻壳、钾长石粉混合，加入适量的水，放入搅拌机中以120转/分的速度搅拌成泥料，控制含水量为20%，然后送入造粒机中挤出造粒得到污泥颗粒，控制颗粒粒度为10目；

（2）将污泥颗粒放入干燥箱中，以100℃的温度干燥后送入电阻炉中进行烧结，升温至800℃，保温60分钟，然后继续升温至1100℃，保温60分钟，得到多孔污泥颗粒；

（3）将页岩、煤矸石放入破碎机中破碎，挑选出2毫米左右的颗粒，放入搅拌机中加入总量15%的水搅拌均匀，然后放入陈化库中陈化4-5天得到混合粗骨料；将铬渣粉、碳酸钙、甘油放入球磨机中混合球磨60分钟，取出后烘干，过200目筛得到混合细骨料；

（4）将上述混合粗骨料、混合细骨料、焦炭粉、石蜡以及其余剩余成分混合，加入适量的水拌合均匀，控制含水量15%，使得混合细骨料均匀地包裹在混合粗骨料表面，形成坯料，然后将坯料放入干压成型机干压成型，控制压力为30MPa，再将制好的坯体置于恒温干燥箱中在105℃的温度下干燥8小时，最后送入电阻炉中烧结（首先迅速升温至500℃，然后以4℃/min的速度升温至600℃，再继续升温至1150℃，总烧成时间控制为300分钟），冷却后取出即得。

本发明的优点是：本发明采用污水厂污泥作为主要成分，能够解决污泥难以处理的问题，达到节能环保的要求；本发明在处理污水厂污泥时，采用二次烧结工艺，首先对一半量的污泥进行烧结，再将另一半以细粉的形态分别添加到砖坯的制备中，通过再次烧结，可以形成层层通孔的结构，有利于提高砖体的孔隙率，从而可以提高透水率。

本发明添加处理后的煤矸石页岩混合粗骨料，能够提高砖体的塑性指数，使砖坯更加致密，增加了砖坯的强度以及耐久性；本发明烧结制成的透水砖，能够利用煤矸石可燃烧的特点，节省煤炭资源，对环境友好，同时耐久性佳，透水系数高，节能环保。

具体实施方式

一种添加煤矸石的节能型烧结透水砖，由下列重量份（公斤）的原料制备制成：污水厂污泥40、稻壳6、钾长石粉4、粉煤灰10、水玻璃10、氟化钙3、甘油5、页岩18、煤矸石14、焦炭粉2.5、石蜡1.5、铝铬渣9、碳酸钙5。

所述一种添加煤矸石的节能型烧结透水砖，由以下具体步骤制成：

（1）将污水厂污泥自然干燥，粉碎处理过200目筛，得到污泥粉待用；将一半量的污泥粉、稻壳、钾长石粉混合，加入适量的水，放入搅拌机中以120转/分的速度搅拌成泥料，控制含水量为20%，然后送入造粒机中挤出造粒得到污泥颗粒，控制颗粒粒度为10目；

（2）将污泥颗粒放入干燥箱中，以100℃的温度干燥后送入电阻炉中进行烧结，升温至800℃，保温60分钟，然后继续升温至1100℃，保温60分钟，得到多孔污泥颗粒；

（3）将页岩、煤矸石放入破碎机中破碎，挑选出2毫米左右的颗粒，放入搅拌机中加入总量15%的水搅拌均匀，然后放入陈化库中陈化4天得到混合粗骨料；将铬渣粉、碳酸钙、甘油放入球磨机中混合球磨60分钟，取出后烘干，过200目筛得到混合细骨料；

（4）将上述混合粗骨料、混合细骨料、焦炭粉、石蜡以及其余剩余成分混合，加入适量的水拌合均匀，控制含水量15%，使得混合细骨料均匀地包裹在混合粗骨料表面，形成坯料，然后将坯料放入干压成型机干压成型，控制压力为30MPa，再将制好的坯体置于恒温干燥箱中在105℃的温度下干燥8小时，最后送入电阻炉中烧结（首先迅速升温至500℃，然后以4℃/min的速度升温至600℃，再继续升温至1150℃，总烧成时间控制为300分钟），冷却后取出即得。

对本发明实施例制成的透水地砖进行各项性能测试，保水性大于0.6g/cm²，透水系数为2.29×10^-2cm/s，抗弯强度为55.2MPa，25次冻融循环抗压强度损失小于20％，符合行业标准。

Claims (2)

1.一种添加煤矸石的节能型烧结透水砖，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：污水厂污泥40-43、稻壳6-7、钾长石粉4-5、粉煤灰10-12、水玻璃10-12、氟化钙3-4、甘油5-6、页岩18-20、煤矸石14-16、焦炭粉2.5-3.5、石蜡1.5-2、铝铬渣9-11、碳酸钙5-6。

2.根据权利要求1所述一种添加煤矸石的节能型烧结透水砖，其特征在于，由以下具体步骤制成：

（1）将污水厂污泥自然干燥，粉碎处理过200目筛，得到污泥粉待用；将一半量的污泥粉、稻壳、钾长石粉混合，加入适量的水，放入搅拌机中以120转/分的速度搅拌成泥料，控制含水量为20%，然后送入造粒机中挤出造粒得到污泥颗粒，控制颗粒粒度为10目；

（2）将污泥颗粒放入干燥箱中，以100℃的温度干燥后送入电阻炉中进行烧结，升温至800℃，保温60分钟，然后继续升温至1100℃，保温60分钟，得到多孔污泥颗粒；

（3）将页岩、煤矸石放入破碎机中破碎，挑选出2毫米左右的颗粒，放入搅拌机中加入总量15%的水搅拌均匀，然后放入陈化库中陈化4-5天得到混合粗骨料；将铬渣粉、碳酸钙、甘油放入球磨机中混合球磨60分钟，取出后烘干，过200目筛得到混合细骨料；

（4）将上述混合粗骨料、混合细骨料、焦炭粉、石蜡以及其余剩余成分混合，加入适量的水拌合均匀，控制含水量15%，使得混合细骨料均匀地包裹在混合粗骨料表面，形成坯料，然后将坯料放入干压成型机干压成型，控制压力为30MPa，再将制好的坯体置于恒温干燥箱中在105℃的温度下干燥8小时，最后送入电阻炉中烧结（首先迅速升温至500℃，然后以4℃/min的速度升温至600℃，再继续升温至1150℃，总烧成时间控制为300分钟），冷却后取出即得。