CN106082894A - 一种半刚性环保透水面砖及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半刚性环保透水面砖及制造方法，所述透水面砖包括的组分及所述组分的重量百分比为：粒化钢渣50％～60％、酸处理钢渣磨细粉20％～30％、矿渣磨细粉10％～15％、酸处理电厂粉煤灰水洗料5％～10％、工业废塑料粉2％～7％、三乙醇胺聚合物1％～3％和木质素磺酸钙0.5％～1.5％。本发明提供的透水面砖及制造方法，用以解决现有技术中的透水面砖存在的成本高和强度不适宜的技术问题。提供了一种成本低且强度适宜的半刚性环保透水面砖。

Description

一种半刚性环保透水面砖及制造方法

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种半刚性环保透水面砖及制造方法。

背景技术

我国工业经过几十年快速发展取得了举世瞩目的成就，同时也产生了大量的工业固体废弃物，如钢渣、水渣、工业废旧塑料以及粉煤灰等。这些废弃物随着工业化进程的推进，日渐引起了突出的社会矛盾。另一方面，随着城市化工业化进程的推进，城市建设用或者市政工程用材料消耗了大量的原材料，全社会逐渐关注着生态环境破坏与社会发展的突出矛盾问题。

当前，现有的城市建设用透水面砖通常分为两种：一种是柔性材料，另一种是刚性材料。其中，第一种是通过加强纤维或者辅以滤网的形式，达到透水的目的，这种材料透水性很好，但是普遍强度偏低，在使用过程中不易找平，容易引起坑洞，影响使用，另外其对原辅材料的要求以及造价也相对较高，不利于大批量推广和工业化生产；第二种则是依靠单一粒级控制骨料来实现刚性材料内部孔隙率的提升，来提高其透水性，这种材料本身透水效果一般，需加入大量高品质胶凝材料，成本上升较大，而且其质量提升有限。

综上，现有技术中的透水面砖，普遍存在成本高和强度不适宜的技术问题。

发明内容

本发明通过提供一种半刚性环保透水面砖及制造方法，解决了现有技术中的透水面砖存在的成本高和强度不适宜的技术问题。

一方面，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种半刚性环保透水面砖，所述透水面砖包括的组分及所述组分的重量百分比为：

粒化钢渣50％～60％、酸处理钢渣磨细粉20％～30％、矿渣磨细粉10％～15％、酸处理电厂粉煤灰水洗料5％～10％、工业废塑料粉2％～7％、三乙醇胺聚合物1％～3％和木质素磺酸钙0.5％～1.5％；

其中，所述粒化钢渣为所述透水面砖的骨架支撑，并用于提高耐磨能力；

所述酸处理钢渣磨细粉用于控制所述透水面砖的碱性环境和提升强度性能；

所述矿渣磨细粉与所述酸处理钢渣磨细粉形成胶凝材料；

所述酸处理电厂粉煤灰水洗料用于提升所述透水面砖的矿化性；

所述工业废塑料粉在热作用下软化成片，以控制所述透水面砖的韧性；

所述三乙醇胺聚合物用于降低所述透水面砖的表面张力，以促进所述透水面砖中离子的分散效果；

所述木质素磺酸钙与所述三乙醇胺聚合物配合降低所述透水面砖的表面张力。

可选的，所述三乙醇胺聚合物的分子量为50000～70000。

可选的，所述粒化钢渣的粒径为10mm～20mm。

可选的，所述矿渣磨细粉为95级矿渣微粉。

可选的，所述矿渣磨细粉与所述酸处理钢渣磨细粉的质量配比为1:1～1:3。

可选的，所述木质素磺酸钙与所述三乙醇胺的质量配比为1:2。

另一方面，提供一种半刚性环保透水面砖的制造方法，包括：

称取原料，所述原料及所述原料的重量百分比为：粒化钢渣50％～60％、酸处理钢渣磨细粉20％～30％、矿渣磨细粉10％～15％、酸处理电厂粉煤灰水洗料5％～10％、工业废塑料粉2％～7％、三乙醇胺聚合物1％～3％和木质素磺酸钙0.5％～1.5％；

将称取的所述原料搅拌均匀，形成第一混合物；

在加热环境下，对所述第一混合物振动压力成型，获得所述透水面砖；

冷却所述透水面砖。

可选的，所述在加热环境下，对所述第一混合物振动压力成型，获得所述透水面砖，包括：在250℃下，对所述第一混合物进行25吨振动压力成型，获得所述透水面砖。

可选的，所述称取原料之前，还包括：用盐酸浸泡钢渣和电厂粉煤灰，以侵蚀所述盐酸浸泡钢渣和所述电厂粉煤灰的惰性成分，进而激发所述钢渣和所述电厂粉煤灰的活性，获得酸处理粒化钢渣和酸处理电厂粉煤灰；将所述酸处理粒化钢渣磨为粉状，获得所述酸处理钢渣磨细粉；并水洗所述酸处理电厂粉煤灰，获得含碳量小于等于1％的所述酸处理电厂粉煤灰水洗料。

可选的，所述用盐酸浸泡钢渣和电厂粉煤灰包括：用浓度为15％的盐酸浸泡所述钢渣和所述电厂粉煤灰4个小时。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例提供的半刚性环保透水面砖及制造方法，采用钢渣、粉煤灰以及工业废塑料等工业废渣作为主原料，少量使用粉三乙醇胺聚合物和木质素磺酸钙，制备透水面砖，实现了工业废料的再利用，减少工业废料排放，实现了环保和降低成本的技术效果，进一步，通过采用不同颗粒大小的钢渣、钢粉、矿渣粉、水煤灰和塑料粉提高了透水面砖的强度和韧性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中的半刚性环保透水面砖的制造方法的流程图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种半刚性环保透水面砖及制造方法，解决了现有技术中的透水面砖存在的成本高和强度不适宜的技术问题。提供了一种成本低且强度适宜的环保透水面砖。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下：

本申请提供一种半刚性环保透水面砖，所述透水面砖包括的组分及所述组分的重量百分比为：

粒化钢渣50％～60％、酸处理钢渣磨细粉20％～30％、矿渣磨细粉10％～15％、酸处理电厂粉煤灰水洗料5％～10％、工业废塑料粉2％～7％、三乙醇胺聚合物1％～3％和木质素磺酸钙0.5％～1.5％；

其中，所述粒化钢渣为所述透水面砖的骨架支撑，并用于提高耐磨能力；

所述酸处理钢渣磨细粉用于控制所述透水面砖的碱性环境和提升强度性能；

所述矿渣磨细粉与所述酸处理钢渣磨细粉形成胶凝材料；

所述酸处理电厂粉煤灰水洗料用于提升所述透水面砖的矿化性；

所述工业废塑料粉在热作用下软化成片，以控制所述透水面砖的韧性；

所述三乙醇胺聚合物用于降低所述透水面砖的表面张力，以促进所述透水面砖中离子的分散效果；

所述木质素磺酸钙与所述三乙醇胺聚合物配合降低所述透水面砖的表面张力。

本申请实施例提供的半刚性环保透水面砖及制造方法，采用钢渣、粉煤灰以及工业废塑料等工业废渣作为主原料，少量使用粉三乙醇胺聚合物和木质素磺酸钙，制备透水面砖，实现了工业废料的再利用，减少工业废料排放，实现了环保和降低成本的技术效果，进一步，通过采用不同颗粒大小的钢渣、钢粉、矿渣粉、水煤灰和塑料粉提高了透水面砖的强度和韧性。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

在本实施例中，提供了一种半刚性环保透水面砖，所述透水面砖包括的组分及所述组分的重量百分比为：

粒化钢渣50％～60％、酸处理钢渣磨细粉20％～30％、矿渣磨细粉10％～15％、酸处理电厂粉煤灰水洗料5％～10％、工业废塑料粉2％～7％、三乙醇胺聚合物1％～3％和木质素磺酸钙0.5％～1.5％；

其中，所述粒化钢渣为所述透水面砖的骨架支撑，并用于提高耐磨能力；

所述酸处理钢渣磨细粉用于控制所述透水面砖的碱性环境和提升强度性能；

所述矿渣磨细粉与所述酸处理钢渣磨细粉形成胶凝材料；

所述酸处理电厂粉煤灰水洗料用于提升所述透水面砖的矿化性；

所述工业废塑料粉在热作用下软化成片，以控制所述透水面砖的韧性；

所述三乙醇胺聚合物用于降低所述透水面砖的表面张力，以促进所述透水面砖中离子的分散效果；

所述木质素磺酸钙与所述三乙醇胺聚合物配合降低所述透水面砖的表面张力。

在具体实施过程中，可以设置上述组分合计100％，也可以设置添加少量其他组分。

下面对各组分进行详细说明：

所述粒化钢渣的作用主要是：利用钢渣颗粒的耐磨性以及钢渣颗粒本身的硬度起到耐磨和骨架支撑作用。

在本申请实施例中，所述粒化钢渣的粒径为10mm～20mm。具体来讲，由于所述透水面砖本身在使用过程中有耐磨要求，同时也有强度要求，将粒化钢渣是粒径控制在10mm～20mm可以充分发挥其强度支撑和耐磨性能，如果粒化钢渣颗粒过大会影响透水面砖整体试件强度，颗粒过小则不利于透水面砖的透水性指标。另外，采用50％～60％的掺入量也是根据面砖整体性能要求设计的，能使透水面砖具有合适的强度和耐磨性。

所述酸处理钢渣磨细粉的作用主要是：作为胶凝材料碱基体，用于所述透水面砖的整个体系胶凝材料的碱性环境控制。

在本申请实施例中，所述酸处理钢渣磨细粉是先将粒化钢渣采用盐酸浸泡酸化，再采用球磨机磨细至200目以下。具体来讲，所述粒化钢渣经过酸处理后可以减少系统碱集料反应，同时可以增大钢渣材料自身的晶格凹陷度，有利于后期试件强度的提升。另外，采用20％～30％的掺入量，是本发明人付出创造性劳动获知：掺入量高于30％，会降低所述透水面砖的透水性指标，掺量低于20％，则会引起强度性能的下降。

所述矿渣磨细粉的作用主要是：所述矿渣磨细粉与所述酸处理钢渣磨细粉组合使用，组成整个体系的胶凝材料。

在本申请实施例中，所述矿渣磨细粉可以为95级矿渣微粉，为整个体系强度的形成提供胶凝作用，所述矿渣磨细粉与所述酸处理钢渣磨细粉的质量配比为1:1～1:3。

所述酸处理电厂粉煤灰水洗料的作用主要是：作为胶凝材料矿化剂与结构填充料，以提高胶凝材料的矿化性，用于降低胶凝物料界面反应热，减少材料的干缩指标，同时也是系统结构的填充料。

具体来讲，设置所述酸处理电厂粉煤灰水洗料的掺入量为5％～10％，是本发明人付出创造性劳动获知：所述酸处理电厂粉煤灰水洗料含量低于5％，矿化效果差，胶凝反应后体系干缩大，易形成裂缝导致强度降低，而所述酸处理电厂粉煤灰水洗料含量高于10％，透水通道容易被填充堵塞，对透水性指标影响较大，同时也降低系统本身的韧性指标。

所述工业废塑料粉的作用主要是：作为半刚性面砖塑性指标控制剂。

具体来讲，废旧塑料粉在热源作用下会软化，并连结成片，在面砖整体强度中起到韧性支撑以及桥链作用，在填充料共同作用下形成韧性控制键，对整个体系半刚性指标至关重要，而设置所述工业废塑料粉的掺入量为2％～7％，是本发明人付出创造性劳动获知：其掺入量低于2％，韧性控制作用明显下降，而掺入量高于7％，成本上升较快。

所述三乙醇胺聚合物的作用主要是：起分散作用，能降低表面张力，促进各种离子在体系中的分散效果。

在本申请实施例中，所述三乙醇胺聚合物的分子量为50000～70000。而设置所述三乙醇胺聚合物的掺入量为1％～3％，是本发明人付出创造性劳动获知：分子量为50000～70000的三乙醇聚合物含量低于1％，降低表面张力不明显，而含量高于3％，导致系统中粘度增加，影响固结物粘接的均匀性，且成本增加。

所述木质素磺酸钙的作用主要是：作为主要表面活性剂，与所述三乙醇胺聚合物配合使用，在本申请实施例中，所述木质素磺酸钙与所述三乙醇胺的质量配比为1:2。

具体来讲，本发明采用废料作为原料，解决了城建需求以及工业废物资源化利用的问题，提供一种使用效果好、生产成本低、设备条件要求低、不造成二次水体污染的环保型透水面砖。

为了说明本发明提供的透水面砖的效果，下面列举了A、B和C三组透水面砖制备实例，其具体组分及配比见表1：

表1

对表1中A、B和C三组样品进行检测，检测结果如下表2所示：

表2

由表2可知，对比国家相关控制标准，A、B和C三组样品均满足透水砖设计标准DBJ13-104-2008的要求。

基于同一发明构思，本申请还提供了实施例一中透水面砖的制造方法，详见实施例二。

实施例二

在本实施例中，提供了一种半刚性环保透水面砖的制造方法，如图1所示，所述方法包括：

步骤S101，称取原料，所述原料及所述原料的重量百分比为：粒化钢渣50％～60％、酸处理钢渣磨细粉20％～30％、矿渣磨细粉10％～15％、酸处理电厂粉煤灰水洗料5％～10％、工业废塑料粉2％～7％、三乙醇胺聚合物1％～3％和木质素磺酸钙0.5％～1.5％；

步骤S102，将称取的所述原料搅拌均匀，形成第一混合物；

步骤S103，在加热环境下，对所述第一混合物振动压力成型，获得所述透水面砖；

步骤S104，冷却所述透水面砖。

下面对所述方法进行详细介绍：

首先，在执行步骤S101之前，需要准备各原料。

粒化钢渣的准备：将所述块状钢渣经破碎、筛分取10-20mm颗粒，并烘干至含水率≦1％备用。

酸处理钢渣磨细粉的准备：因为钢渣与粉煤灰都是高温过程产生的固体废弃物，其中很多钙、镁、硅、铝等金属氧化组成的不定相组织，该组织表面致密，不利于活性激发，用盐酸侵蚀后，有利于其活性激发。先用盐酸浸泡钢渣和电厂粉煤灰，以侵蚀所述盐酸浸泡钢渣和所述电厂粉煤灰的惰性成分，进而激发所述钢渣和所述电厂粉煤灰的活性，获得酸处理粒化钢渣和酸处理电厂粉煤灰。

在本申请实施例中，可以是用浓度为15％的盐酸浸泡所述钢渣和所述电厂粉煤灰4个小时。

再将所述酸处理粒化钢渣磨为粉状，获得所述酸处理钢渣磨细粉；具体来讲，可以是利用球磨机将所述酸处理粒化钢渣磨细至200目以下，以充分激发其潜在的火山灰活性，有利于其在水溶液中发生反应。

酸处理电厂粉煤灰水洗料的准备：水洗所述酸处理电厂粉煤灰，获得含碳量小于等于1％的所述酸处理电厂粉煤灰水洗料。

工业废旧塑料粉的准备：可以选取直径不大于1mm的工业废旧塑料粉。

而所述乙三醇胺聚合物与、所述木质素磺酸钙以及所述矿渣微粉则需购买工业成品，控制其分子量主要是为了保证处理效果的同时控制生产成本。

然后，执行步骤S101，称取原料，所述原料及所述原料的重量百分比为：粒化钢渣50％～60％、酸处理钢渣磨细粉20％～30％、矿渣磨细粉10％～15％、酸处理电厂粉煤灰水洗料5％～10％、工业废塑料粉2％～7％、三乙醇胺聚合物1％～3％和木质素磺酸钙0.5％～1.5％。

接下来，执行步骤S102，将称取的所述原料搅拌均匀，形成第一混合物；

具体来讲，为减少人力，可以按照各组分的重量百分比，将各个组分加入封闭的三轴搅拌机搅拌15～20min，形成第一混合物。

再下来，执行步骤S103，在加热环境下，对所述第一混合物振动压力成型，获得所述透水面砖。

具体来讲，所述在加热环境下，对所述第一混合物振动压力成型，获得所述透水面砖，包括：

在250℃下，对所述第一混合物进行25吨振动压力成型，获得所述透水面砖。

步骤S104，冷却所述透水面砖。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本申请实施例提供的半刚性环保透水面砖及制造方法，采用钢渣、粉煤灰以及工业废塑料等工业废渣作为主原料，少量使用粉三乙醇胺聚合物和木质素磺酸钙，制备透水面砖，实现了工业废料的再利用，减少工业废料排放，实现了环保和降低成本的技术效果，进一步，通过采用不同颗粒大小的钢渣、钢粉、矿渣粉、水煤灰和塑料粉提高了透水面砖的强度和韧性。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种半刚性环保透水面砖，其特征在于，所述透水面砖包括的组分及所述组分的重量百分比为：

粒化钢渣50％～60％、酸处理钢渣磨细粉20％～30％、矿渣磨细粉10％～15％、酸处理电厂粉煤灰水洗料5％～10％、工业废塑料粉2％～7％、三乙醇胺聚合物1％～3％和木质素磺酸钙0.5％～1.5％；

其中，所述粒化钢渣为所述透水面砖的骨架支撑，并用于提高耐磨能力；

所述酸处理钢渣磨细粉用于控制所述透水面砖的碱性环境和提升强度性能；

所述矿渣磨细粉与所述酸处理钢渣磨细粉形成胶凝材料；

所述酸处理电厂粉煤灰水洗料用于提升所述透水面砖的矿化性；

所述工业废塑料粉在热作用下软化成片，以控制所述透水面砖的韧性；

所述三乙醇胺聚合物用于降低所述透水面砖的表面张力，以促进所述透水面砖中离子的分散效果；

所述木质素磺酸钙与所述三乙醇胺聚合物配合降低所述透水面砖的表面张力。

2.如权利要求1所述的透水面砖，其特征在于，所述三乙醇胺聚合物的分子量为50000～70000。

3.如权利要求1所述的透水面砖，其特征在于，所述粒化钢渣的粒径为10mm～20mm。

4.如权利要求1所述的透水面砖，其特征在于，所述矿渣磨细粉为95级矿渣微粉。

5.如权利要求1所述的透水面砖，其特征在于，所述矿渣磨细粉与所述酸处理钢渣磨细粉的质量配比为1:1～1:3。

6.如权利要求1所述的透水面砖，其特征在于，所述木质素磺酸钙与所述三乙醇胺的质量配比为1:2。

7.一种半刚性环保透水面砖的制造方法，其特征在于，包括：

称取原料，所述原料及所述原料的重量百分比为：粒化钢渣50％～60％、酸处理钢渣磨细粉20％～30％、矿渣磨细粉10％～15％、酸处理电厂粉煤灰水洗料5％～10％、工业废塑料粉2％～7％、三乙醇胺聚合物1％～3％和木质素磺酸钙0.5％～1.5％；

将称取的所述原料搅拌均匀，形成第一混合物；

在加热环境下，对所述第一混合物振动压力成型，获得所述透水面砖；

冷却所述透水面砖。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在加热环境下，对所述第一混合物振动压力成型，获得所述透水面砖，包括：

在250℃下，对所述第一混合物进行25吨振动压力成型，获得所述透水面砖。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述称取原料之前，还包括：

用盐酸浸泡钢渣和电厂粉煤灰，以侵蚀所述盐酸浸泡钢渣和所述电厂粉煤灰的惰性成分，进而激发所述钢渣和所述电厂粉煤灰的活性，获得酸处理粒化钢渣和酸处理电厂粉煤灰；

将所述酸处理粒化钢渣磨为粉状，获得所述酸处理钢渣磨细粉；并水洗所述酸处理电厂粉煤灰，获得含碳量小于等于1％的所述酸处理电厂粉煤灰水洗料。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述用盐酸浸泡钢渣和电厂粉煤灰包括：

用浓度为15％的盐酸浸泡所述钢渣和所述电厂粉煤灰4个小时。