CN106045472A

CN106045472A - 一种复合材料生态陶瓷透水砖的制备方法

Info

Publication number: CN106045472A
Application number: CN201610358856.5A
Authority: CN
Inventors: 罗德平
Original assignee: Jiangxi Weilong Collaborative Innovation Co Ltd
Current assignee: JIANGXI PINGXIANG LONGFA ENTERPRISE CO., LTD.
Priority date: 2016-05-27
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2036-05-27
Also published as: CN106045472B

Abstract

本发明公开了一种复合材料生态陶瓷透水砖的制备方法，用含量为30‑50wt%的废混凝土，含量为20‑30wt%的萍钢钢渣，含量为10‑20wt%的煤矸石和含量为10‑20wt%的高温粘接剂混合制成基料；用王仙石，宜春洗泥，废瓷粒，氧化铝颗粒，含量为的煤渣和5‑10wt%的高温粘接剂混合制成准面料；在模压机中先加入基料，再在基料上加入面料，在面料和基料之间设置金属丝网，经模压成型制成透水砖坯，将透水砖坯干燥定型后送入窑炉，在1000‑1300℃温度下保温烧制而成。本发明通过颗粒级配，并充分利用多种废旧材料，不仅具有高的透水性、抗压强度和耐磨性，又能降低能耗和成本的复合材料生态陶瓷透水砖的制备方法。

Description

一种复合材料生态陶瓷透水砖的制备方法

技术领域

本发明涉及一种地面砖的制备方法，尤其是涉及一种不仅耐污防滑，而且吸水透水性好的复合材料生态陶瓷透水砖的制备方法。

背景技术

当前在城镇人行道、步行商业街、广场、公园、机场、码头、社区、娱乐和休闲场所以及停车场等公共场所的地面铺设大都采用花岩石、大理石、水泥、柏油等不透水的材料铺设而成，这些不透水材料对城市的环境影响和危害大，雨水不能直渗透入地，容易造成地面积水，不仅地面湿滑，使人们出行很不方便，还会加重了排水设施的负担，影响城市的正常社会秩序。为了解决上述问题，人们研发出了一种不仅孔隙率高，吸水透水性好、而且耐磨防滑性又好的陶瓷透水砖。这种陶瓷透水砖比重大，强度高、不易损坏，空隙率能达到20%以上，内部有网状海绵式孔洞，具有很好的吸水和透水性，表面较为粗糙，防滑性好，能方便人们安全行走。目前制造陶瓷透水砖的主要原料大都用陶瓷或混凝土，由于透水砖需求量大，因而需要消耗大量的矿产资源，对造成环境污染，会破坏生态平衡，不符合国家相关经济政策。针对上述种情况，人们开始利用一些工业废料来代替陶瓷作为主要原料来制造透水砖，如有人用废墙面砖、废地板砖、或用废陶器粉碎成粒状、或用煤渣或煤矸石粉碎成粒状作为原料与高温粘接剂混合模压成型高温烧制而成。但这些用工业废料制成的透水砖的比重、抗压强度、透水率和耐磨性等综合性能还不够好。如有些虽然透水率还高，但抗压强度较低，耐磨性不高；有些虽然抗压强度较高，但透水率较低，还有一些是防滑性较差，还有一些能耗和成本比较高。

发明内容

针对上述现有技术中透水砖所存在的问题，本发明提出了一种通过优选组份和颗粒级配，并充分利用多种废旧材料，不仅具有高的透水性、抗压强度和耐磨性，又能降低能耗和成本的复合材料生态陶瓷透水砖的制备方法。

本发明所述复合材料生态陶瓷透水砖的制备方法是：

1、用含量为30-50wt%、粒度为2-6mm的废混凝土，含量为20-30wt%、粒度为2-5mm的萍钢钢渣，含量为10-20wt%、粒度为2-6mm的煤矸石和含量为10-20wt%的高温粘接剂混合制成基料；

2、用含量为3-5 wt %的王仙石，含量为3-5 wt %的宜春洗泥，含量为40-60wt%、粒度为0.5-2mm的废瓷粒，含量为20-40wt%、用废惰性氧化铝瓷球加工而成且粒度为0.5-2mm的氧化铝颗粒，含量为5-10wt%、粒度为0.3-0.5mm的煤渣和5-10wt%的高温粘接剂混合制成准面料；

3、在准面料中加入准面料重量0.1-0.3wt%的、用废锆管或废锆砖加工成的氧化锆粉粒和适量的调色剂混合制成面料；

4、在模压机中按高温烧制后基料层和面料层厚度比为8-10：1先加入基料，再在基料中放置一层耐高温金属丝网，再在基料上加入面料，经模压成型制成透水砖坯，将透水砖坯干燥定型后，送入窑炉，在1000-1300℃温度下烧制而成。

本发明所述方法制成的透水砖各项性能指标为：

1、透水系数：4.2-5.5×10^-2cm/s （CC4、CC5级）

2、抗压强度：40-60MPa

3、保水性：1-1.45g/cm²

4、抗冻性：抗压强度损失率：≤17

5、耐磨性：磨坑长度≤28mm

6、比重：2-2.5 T/m³。

本发明所述的萍钢钢渣为江西省萍乡钢铁有限责任公司生产中的转炉热焖钢渣，年钢渣排量为50万能吨以上，萍钢钢渣中主要成份特点是：氧化钙含量偏低，氧化硅和氧化铝含量偏高，在确保透水砖不会鼓胀下，加入合适量的萍钢钢渣不仅能充分利用本地废料，而且可明显提高其抗压强度，同时由于钢渣圆整度较好，相互挤压堆积时其堆积空隙大，可有利于提高透水性；所述的煤矸石和煤渣也是萍乡作为我国南方最大产煤基地丰富的廉价废料，由于煤矸石或煤渣中含约20%的碳量，因而在高温烧结时可减少外加燃料消耗，降低生产成本；所述的废惰性氧化铝瓷球是萍乡作为全国最大惰性氧化铝瓷球工业陶瓷生产基地的废料，由于惰性氧化铝瓷球氧化铝含量高（一般在30-50%，高时可达70%），因而可明显地提高面料的强度和耐磨性；宜春洗泥即为江西省宜春市上高县出产的高岭土（主要含66.7%的二氧化硅和23.5%的氧化铝），加入宜春洗泥不仅可提高面料的强度，而且可提高面料充型能力。王仙石为湖南省醴陵市浦口乡仙石村出产的一种热稳定性高，收缩小的瓷石，可提高面料的高温烧结热稳定性，使面料烧结后平整。

本发明除大量利用本地废旧物料外，在方法上采用了一些新的技术措施；

一是：为了确保透水砖达到综合的优良性能，在面料中还加入了少量氧化锆废料加工而成的颗粒，利用挤压后的氧化锆在500-1000℃可在表面上形成一层氧化锆坚韧的丝膜来提高其透水砖防滑性和增强耐磨性，使透水砖的防滑性能提高20-30%以上，所述氧化锆粉粒加入量为面料的0.1-0.3wt%，相当于透水砖重量的0.01-0.03%（按面料与基料和面料之和的比约为10%），即每吨透水砖中氧化锆加入量约为0.1-0.3Kg，目前氧化锆市场价35000元/吨，按废锆管或废锆砖15000元/吨计算，每吨成本仅仅只增加1.5-4.5元（平均为3元/吨），因而对每吨透水砖的生产成本影响很小。

二是为了确保透水砖抗压和抗折强度，使透水砖不易断裂，在基层上表面上设有一层耐高温的金属丝网，金属丝网面积为透水砖面积的二分之一至三分之一，增加金属丝网后，透水砖抗压强度提高10%以上，抗折强度提高了20%以上。

三是透水砖采用面料和基料用不同的废料和不同的粒度级配，基料选用圆度好、颗粒大、强度高的萍钢钢渣、耐高温的废混凝土及烧制时不融断的煤矸石相互配合形成网状骨架，通过高温熔剂熔融连接但又不占用空间和部份煤矸石中碳的燃烧所形成的具有高连接强度和较大的气孔来形成强度高、透水性和保水性好的基料层；采用高强度、耐磨性好的废瓷粒、惰性氧化铝颗粒面料的骨料和氧化锆可形成网状防滑膜层，在提高透水性下，提高其耐磨性和防滑性。

本发明所述高温粘接剂为由石灰石、白云石、长石、石英粉和膨润土按一定比例混合破碎而成的粉粒料。

具体实施方式

实施例1，具体用下述方法：

1、用含量为40wt%、粒度为2-6mm的废混凝土，含量为30wt%、粒度为2-5mm的萍钢钢渣，含量为15wt%、粒度为2-6mm的煤矸石和含量为15wt%的高温粘接剂混合制成基料；

2、用含量为4 wt %、粒度为0.5-2mm的王仙石，含量为4 wt %的宜春洗泥（50-100目），含量为52wt%、粒度为0.5-2mm的废瓷粒，含量为25wt%、用废惰性氧化铝瓷球加工而成且粒为0.5-2mm的氧化铝颗粒，含量为7wt%、粒度为0.3-0.5mm的煤渣和8wt%的高温粘接剂混合制成准面料；

3、在准面料中加入准面料重量0.2wt%的、用废锆管或废锆砖加工成的氧化锆粉粒和适量（以烧成后目测颜色清楚的量）的调色剂（或工业颜料）混合制成面料；

4、在模压机中按高温烧制后基料层和面料层厚度比为8-10：1先加入基料，再在基料中放置一层耐高温金属丝网，再在基料上加入面料，经模压成型制成透水砖坯，将透水砖坯干燥定型后，送入窑炉，在1100-1300℃温度下保温烧制1-2小时而成。

所述高温粘接剂由重量比为20-30%的石灰石、10-20%的白云石、10-20%的长石、30-40%的石英粉和5-10%的膨润土组成，金属丝网目数为30-50目的不锈钢丝网。

本发明所述方法制成的透水砖各项性能指标为：

1、透水系数：4.85×10^-2cm/s

2、抗压强度：52.5MPa（CC5级）

3、保水性：1.35g/cm²

4、抗冻性：抗压强度损失率:14.6

5、耐磨性：磨坑长度23mm

6、比重：2.16 T/m³。

实施例2，具体用下述方法：

1、用含量为35wt%、粒度为2-6mm的废混凝土，含量为25wt%、粒度为2-5mm的萍钢钢渣，含量为20wt%、粒度为2-6mm的煤矸石和含量为20wt%的高温粘接剂混合制成基料；

2、用含量为3 wt %、粒度为0.5-2mm的王仙石，含量为45wt %的宜春洗泥（50-100目），含量为47wt%、粒度为0.5-2mm的废瓷粒，含量为30wt%、用废惰性氧化铝瓷球加工而成且粒为0.5-2mm的氧化铝颗粒，含量为10wt%、粒度为0.3-0.5mm的煤渣和5wt%的高温粘接剂混合制成准面料；

3、在准面料中加入准面料重量0.3wt%的、用废锆管或废锆砖加工成的氧化锆粉粒和适量的调色剂（或工业颜料）混合制成面料；

本发明所述方法制成的透水砖各项性能指标为：

1、透水系数：4.65×10^-2cm/s

2、抗压强度：48.5MPa（CC4级）

3、保水性：1.51g/cm²

4、抗冻性：抗压强度损失率:15.

5、耐磨性：磨坑长度28mm

6、比重：2.21T/m³。

从实施例中检测的结果得知：本发明主要技术指标不仅均大大高出透水砖行业标准，而且实际生产中能耗下降15-20%，生产成本也相应降低10%左右。

本发明的创新点和特点是：

1、本发明经过长时间的研究、调配试验，提出了一种综合性地利用了几种本地储量大的廉价废料作透水砖的主要原料来复合制备生态透水砖的方法，如萍钢钢渣、萍乡煤矸石和煤渣、废旧氧化铝瓷球以及混凝土颗粒，节约了大量的矿产资源，改善了环境生态保护；

2、本发明通过面料和基料的不同原料种类和级配组合，在基料中在确保基料具有较高的抗压强度外，使其具有较高的透水系数和保水性能；在面料中在确保面料同样具有较高抗压强度和透水系数外，还通过添加少量的、不影响生产成本的废旧氧化铝瓷球来提高面料表面防滑性。

3、本发明通过在面料和基料之间设置耐高温的金属丝网，每块透水砖成本仅增加0.2-0.3元，但透水砖的抗的强度可提高20%以上。

4、本发明除透水、耐磨、防滑和抗压外，还具有耐腐蚀、抗风化、融雪耐寒、吸音降噪等功能，通过在面料中添加颜料可制备出多种头颜色的透水砖，面料表面还可出带凸点、凸条的盲道透水砖，还可拼接成各种图案。

Claims

1.一种复合材料生态陶瓷透水砖的制备方法，其特征在于：它包括以下方法步骤：

a、用含量为30-50wt%、粒度为2-6mm的废混凝土，含量为20-30wt%、粒度为2-5mm的萍钢钢渣，含量为10-20wt%、粒度为2-6mm的煤矸石和含量为10-20wt%的高温粘接剂混合制成基料；

b、用含量为3-5wt%的王仙石，含量为3-5wt%的宜春洗泥，含量为40-60wt%、粒度为0.5-2mm的废瓷粒，含量为20-40wt%、用废惰性氧化铝瓷球加工而成且粒度为0.5-2mm的氧化铝颗粒，含量为5-10wt%、粒度为0.3-0.5mm的煤渣和5-10wt%的高温粘接剂混合制成准面料；

c、在准面料中加入准面料重量0.1-0.3wt%的、用废锆管或废锆砖加工成的氧化锆粉粒和适量的调色剂混合制成面料；

d、在模压机中按高温烧制后基料层和面料层厚度比为8-10：1先加入基料，再在基料中放置一层耐高温金属丝网，再在基料上加入面料，经模压成型制成透水砖坯，将透水砖坯干燥定型后送入窑炉，在1000-1300℃温度下保温烧制而成。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料生态陶瓷透水砖的制备方法，其特征在于：所述高温粘接剂由重量比为20-30%的石灰石、10-20%的白云石、10-20%的长石、30-40%的石英粉和5-10%的膨润土组成。

3.根据权利要求1所述的一种复合材料生态陶瓷透水砖的制备方法，其特征在于：所述金属丝网的面积为透水砖面积的二分之一至三分之一，金属丝网的目数为30-50目。