CN106747058A - 以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖及其制备方法 - Google Patents

以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖及其制备方法。其技术方案是：面层与基层的厚度比为1∶8~15。面层以55~70wt%的粒度为0.063~0.34mm的水淬硅锰合金废渣、20~35wt%的硅酸盐水泥、5~15wt%的水、0~0.3wt%的减水剂和0.5~3wt%的颜料为原料；基层以50~70wt%的粒度为0.34~3mm的水淬硅锰合金废渣、20~35wt%的硅酸盐水泥、0~15wt%的碎石、5~15wt%的水、0~0.3wt%的减水剂为原料。先将基层原料混匀，装入模具底部，捣实；再将所述面层原料混匀，倒入装有基层原料的模具中，捣实；静压成型，保压30~40s，脱模，养护，制得以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖。本发明具有能耗少、成本低、外观美和废渣变废为宝等优点。

Description

以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖及其制备方法
技术领域
本发明属于免烧透水砖技术领域。尤其涉及一种以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖及其制备方法。
背景技术
目前，在修建人行道、步行街、广场等公共场所时所用到的陶瓷砖、水泥砖等存在透水性差的问题，不仅会引起路面积水影响通行，且由于雨水不能渗透到地下而引起地下水位下降、地面下沉和“热岛”效应等问题。透水砖就是海绵城市建设的一个关键有机体，同时也是一种生态型路面建筑材料，采用透水砖可以截流部分雨水，使之渗透于地表层，补偿地下水资源，并且渗透的水容易与空气进行热量、水分的交换，从而达到对城市地表温度、湿度的调节。故透水砖的研究引起技术人员的关注：如“一种烧结透水砖及其制备方法”（CN105601254A）专利技术，所述透水砖的透水性和抗折强度虽可达国家标准，但是需要压制成型和高温煅烧，能耗多和成本高。如“一种利用钢渣作骨料的混凝土透水砖”（CN101007723A）所述透水砖虽无需高温烧结，但是砖颜色单一、表面粗糙，不利于美化环境。
硅锰合金废渣是生产硅锰合金时产生的废渣，目前主要用于制造水泥、小型空心砌块、隔热材料和混凝土粗细骨料等方面，但由于硅锰渣活性小于粒化高炉矿渣，易磨性差，其利用率很低，迄今为止铁合金厂仍有大量的硅锰合金渣未能处理和被利用。这些堆积的废渣不仅占用土地、耗费管理费，还会引起环境污染等问题。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，目的是提供一种生产成本低、能变废为宝和能减少环境污染的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
所述双层免烧透水砖是由基层和面层构成的整体透水砖，面层与基层的厚度比为1∶8~15。
面层原料及其含量是：55~70wt%的粒度为0.063~0.34mm的水淬硅锰合金废渣、20~35wt%的硅酸盐水泥、5~15wt%的水、0~0.3wt%的减水剂和0.5~3wt%的颜料。
基层原料及其含量为：50~70wt%的粒度为0.34~3mm的水淬硅锰合金废渣、20~35wt%的硅酸盐水泥、0~15wt%的碎石、5~15wt%的水、0~0.3wt%的减水剂。
所述双层免烧透水砖的制备方法是：根据所述面层与基层的厚度比，按所述基层原料及其含量和所述面层原料及其含量分别配料。先将所述基层原料搅拌3~5min，装入成型模具底部，捣实，整平；再将所述面层原料搅拌3~5min，倒入装有基层原料的成型模具中，捣实，整平；然后静压成型，保压30~40s，脱模，在室温条件下养护25~30天，制得以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖。
所述硅酸盐水泥为市售的C42.5硅酸盐水泥和C52.5硅酸盐水泥中的一种。
所述减水剂为市售的早强型减水剂和聚羧酸盐系减水剂中的一种。
所述颜料为市售的氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁橙、氧化铁绿、氧化铁蓝、氧化铁黑、氧化铁棕、铬黄和钡白中的一种。
所述成型压力为1~15MPa。
所述碎石的粒径为2~6mm。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
（1）本发明在原料利用方面，使用了大量堆积的硅锰合金废渣，不仅解决了硅锰合金废渣堆放产生的占用土地和环境污染等问题，还创造了一定的经济价值。
（2）本发明在制备方法方面，摒弃了现有透水砖需要高温烧结工序，不仅减少对环境造成的污染，还减少能耗、降低了生产成本。
（3）本发明在结构和色彩方面，采用彩色双层结构，不仅使透水率衰减得到有效控制，同时还易制成彩色表面，有利于美化城市。
本发明制备的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖经检测：抗压强度为16~38MPa；透水系数为0.7×10-2~3.1×10-2cm/s。
因此，本发明具有能源消耗少、生产成本低、外观美和废渣变废为宝等优点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。并非对其保护范围的限制。
本具体实施方式中：
所述成型压力为1~15MPa；
所述碎石的粒径为2~6mm；
实施例中不再赘述。
实施例1
一种以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
所述双层免烧透水砖是由基层和面层构成的整体透水砖，面层与基层的厚度比为1∶8~12。
面层原料及其含量是：55~60wt%的粒度为0.063~0.34mm的水淬硅锰合金废渣、30~35wt%的硅酸盐水泥、9~15wt%的水和0.5~2wt%的颜料。
基层原料及其含量为：50~57wt%的粒度为0.34~3mm的水淬硅锰合金废渣、30~35wt%的硅酸盐水泥、0.01~9wt%的碎石、8~15wt%的水和0.01~0.2wt%的减水剂。
所述双层免烧透水砖的制备方法是：根据所述面层与基层的厚度比，按所述基层原料及其含量和所述面层原料及其含量分别配料。先将所述基层原料搅拌3~5min，装入成型模具底部，捣实，整平；再将所述面层原料搅拌3~5min，倒入装有基层原料的成型模具中，捣实，整平；然后静压成型，保压30~40s，脱模，在室温条件下养护25~30天，制得以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖。
所述硅酸盐水泥为市售C52.5硅酸盐水泥。
所述颜料为市售氧化铁红。
所述减水剂为市售聚羧酸盐系减水剂。
本实施例制备的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖经检测：抗压强度为34~38MPa；透水系数为0.7×10-2~1.3×10-2cm/s。
实施例2
一种以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
所述双层免烧透水砖是由基层和面层构成的整体透水砖，面层与基层的厚度比为1∶8~12。
面层原料及其含量是：55~60wt%的粒度为0.063~0.34mm的水淬硅锰合金废渣、30~35wt%的硅酸盐水泥、9~15wt%的水和0.5~2wt%的颜料。
基层原料及其含量为：57~63wt%的粒度为0.34~3mm的水淬硅锰合金废渣、25~30wt%的硅酸盐水泥、2~15wt%的碎石和9~13wt%的水。
所述双层免烧透水砖的制备方法与实施例1相同。
所述硅酸盐水泥为市售C42.5硅酸盐水泥。
所述颜料为市售氧化铁黄。
所述减水剂为市售聚羧酸盐系减水剂。
本实施例制备的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖经检测：抗压强度为27~33MPa；透水系数为1.5×10-2~2.0×10-2cm/s。
实施例3
一种以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
所述双层免烧透水砖是由基层和面层构成的整体透水砖，面层与基层的厚度比为1∶8~12。
面层原料及其含量是：55~60wt%的粒度为0.063~0.34mm的水淬硅锰合金废渣、30~35wt%的硅酸盐水泥、9~15wt%的水和0.5~2wt%的颜料。
基层原料及其含量为：63~70wt%的粒度为0.34~3mm的水淬硅锰合金废渣、20~25wt%的硅酸盐水泥、5~11wt%的水和0.1~0.3wt%的减水剂。
所述双层免烧透水砖的制备方法与实施例1相同。
所述硅酸盐水泥为市售的C42.5硅酸盐水泥。
所述颜料为市售氧化铁橙。
所述减水剂为市售早强型减水剂。
本实施例制备的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖经检测：抗压强度为17~22MPa；透水系数为2.2×10-2~2.8×10-2cm/s。
实施例4
一种以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
所述双层免烧透水砖是由基层和面层构成的整体透水砖，面层与基层的厚度比为1∶12~15。
面层原料及其含量是：60~65wt%的粒度为0.063~0.34mm的水淬硅锰合金废渣、25~30wt%的硅酸盐水泥、8~13wt%的水、0.1~0.3wt%的减水剂和1.5~3wt%的颜料。
基层原料及其含量为：50~57wt%的粒度为0.34~3mm的水淬硅锰合金废渣、30~35wt%的硅酸盐水泥、0.01~9wt%的碎石、8~15wt%的水和0.01~0.2wt%的减水剂。
所述双层免烧透水砖的制备方法与实施例1相同。
所述硅酸盐水泥为市售的C52.5硅酸盐水泥。
所述颜料为市售氧化铁绿。
所述减水剂为市售聚羧酸盐系减水剂。
本实施例制备的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖经检测：抗压强度为33~38MPa；透水系数为0.8×10-2~1.3×10-2cm/s。
实施例5
一种以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
所述双层免烧透水砖是由基层和面层构成的整体透水砖，面层与基层的厚度比为1∶12~15。
面层原料及其含量是：60~65wt%的粒度为0.063~0.34mm的水淬硅锰合金废渣、25~30wt%的硅酸盐水泥、8~13wt%的水、0.1~0.3wt%的减水剂和1.5~3wt%的颜料。
基层原料及其含量为：57~63wt%的粒度为0.34~3mm的水淬硅锰合金废渣、25~30wt%的硅酸盐水泥、2~15wt%的碎石和9~13wt%的水。
所述双层免烧透水砖的制备方法与实施例1相同。
所述硅酸盐水泥为市售的C42.5硅酸盐水泥。
所述颜料为市售氧化铁蓝。
所述减水剂为市售聚羧酸盐系减水剂。
本实施例制备的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖经检测：抗压强度为27~32MPa；透水系数为1.6×10-2~2.1×10-2cm/s。
实施例6
一种以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
所述双层免烧透水砖是由基层和面层构成的整体透水砖，面层与基层的厚度比为1∶12~15。
面层原料及其含量是：60~65wt%的粒度为0.063~0.34mm的水淬硅锰合金废渣、25~30wt%的硅酸盐水泥、8~13wt%的水、0.1~0.3wt%的减水剂和1.5~3wt%的颜料。
基层原料及其含量为：63~70wt%的粒度为0.34~3mm的水淬硅锰合金废渣、20~25wt%的硅酸盐水泥、5~11wt%的水和0.1~0.3wt%的减水剂。
所述双层免烧透水砖的制备方法与实施例1相同。
所述硅酸盐水泥为市售的C42.5硅酸盐水泥。
所述颜料为市售氧化铁黑。
所述减水剂为市售早强型减水剂。
本实施例制备的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖经检测：抗压强度为16~21MPa；透水系数为2.3×10-2~3.1×10-2cm/s。
实施例7
一种以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
所述双层免烧透水砖是由基层和面层构成的整体透水砖，面层与基层的厚度比为1∶10~13。
面层原料及其含量是：65~70wt%的粒度为0.063~0.34mm的水淬硅锰合金废渣、20~25wt%的硅酸盐水泥、5~11wt%的水、0.01~0.2wt%的减水剂和1~2.5wt%的颜料。
基层原料及其含量为：50~57wt%的粒度为0.34~3mm的水淬硅锰合金废渣、30~35wt%的硅酸盐水泥、0.01~9wt%的碎石、8~15wt%的水和0.01~0.2wt%的减水剂。
所述双层免烧透水砖的制备方法与实施例1相同。
所述硅酸盐水泥为市售的C52.5硅酸盐水泥。
所述颜料为市售氧化铁棕。
所述减水剂为市售聚羧酸盐系减水剂。
本实施例制备的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖经检测：抗压强度为33~37MPa；透水系数为0.8×10-2~1.4×10-2cm/s。
实施例8
一种以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
所述双层免烧透水砖是由基层和面层构成的整体透水砖，面层与基层的厚度比为1∶10~13。
面层原料及其含量是：65~70wt%的粒度为0.063~0.34mm的水淬硅锰合金废渣、20~25wt%的硅酸盐水泥、5~11wt%的水、0.01~0.2wt%的减水剂和1~2.5wt%的颜料。
基层原料及其含量为：57~63wt%的粒度为0.34~3mm的水淬硅锰合金废渣、25~30wt%的硅酸盐水泥、2~15wt%的碎石和9~13wt%的水。
所述双层免烧透水砖的制备方法与实施例1相同。
所述硅酸盐水泥为市售的C42.5硅酸盐水泥。
所述颜料为市售铬黄。
所述减水剂为市售聚羧酸盐系减水剂。
本实施例制备的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖经检测：抗压强度为26~31MPa；透水系数为1.7×10-2~2.3×10-2cm/s。
实施例9
一种以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：
所述双层免烧透水砖是由基层和面层构成的整体透水砖，面层与基层的厚度比为1∶10~13。
面层原料及其含量是：65~70wt%的粒度为0.063~0.34mm的水淬硅锰合金废渣、20~25wt%的硅酸盐水泥、5~11wt%的水、0.01~0.2wt%的减水剂和1~2.5wt%的颜料。
基层原料及其含量为：63~70wt%的粒度为0.34~3mm的水淬硅锰合金废渣、20~25wt%的硅酸盐水泥、5~11wt%的水和0.1~0.3wt%的减水剂。
所述双层免烧透水砖的制备方法与实施例1相同。
所述硅酸盐水泥为市售的C42.5硅酸盐水泥。
所述颜料为市售钡白。
所述减水剂为市售早强型减水剂。
本实施例制备的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖经检测：抗压强度为16~20MPa；透水系数为2.3×10-2~3.1×10-2cm/s。
本具体实施方式与现有技术相比具有以下有益效果：
（1）本具体实施方式在原料利用方面，使用了大量堆积的硅锰合金废渣，不仅解决了硅锰合金废渣堆放产生的占用土地和环境污染等问题，还创造了一定的经济价值。
（2）本具体实施方式在制备方法方面，摒弃了现有透水砖需要高温烧结工序，不仅减少对环境造成的污染，还减少能耗、降低了生产成本。
（3）本具体实施方式在结构色彩方面，采用彩色双层结构，不仅使透水率衰减得到有效控制，同时还易制成彩色表面，有利于美化城市。
本具体实施方式制备的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖经检测：抗压强度为16~38MPa；透水系数为0.7×10-2~3.1×10-2cm/s。
因此，本具体实施方式具有能源消耗少、生产成本低、外观美和废渣变废为宝等优点。

Claims (7)

1.一种以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖的制备方法，其特征在于：
所述双层免烧透水砖是由基层和面层构成的整体透水砖，面层与基层的厚度比为1∶8~15；
面层原料及其含量是：55~70wt%的粒度为0.063~0.34mm的水淬硅锰合金废渣、20~35wt%的硅酸盐水泥、5~15wt%的水、0~0.3wt%的减水剂和0.5~3wt%的颜料；
基层原料及其含量为：50~70wt%的粒度为0.34~3mm的水淬硅锰合金废渣、20~35wt%的硅酸盐水泥、0~15wt%的碎石、5~15wt%的水、0~0.3wt%的减水剂；
所述双层免烧透水砖的制备方法是：根据所述面层与基层的厚度比，按所述基层原料及其含量和所述面层原料及其含量分别配料；先将所述基层原料搅拌3~5min，装入成型模具底部，捣实，整平；再将所述面层原料搅拌3~5min，倒入装有基层原料的成型模具中，捣实，整平；然后静压成型，保压30~40s，脱模，在室温条件下养护25~30天，制得以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖。
2.如权利要求1所述的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖的制备方法，其特征在于所述硅酸盐水泥为市售的C42.5硅酸盐水泥和C52.5硅酸盐水泥中的一种。
3.如权利要求1所述的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖的制备方法，其特征在于所述减水剂为市售的早强型减水剂和聚羧酸盐系减水剂中的一种。
4.如权利要求1所述的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖的制备方法，其特征在于所述颜料为市售的氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁橙、氧化铁绿、氧化铁蓝、氧化铁黑、氧化铁棕、铬黄和钡白中的一种。
5.如权利要求1所述的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖的制备方法，其特征在于所述成型压力为1~15MPa。
6.如权利要求1所述的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖的制备方法，其特征在于所述碎石的粒径为2~6mm。
7.一种以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖，其特征在于所述以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖是根据权利要求1~6项中任一项所述以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖的制备方法所制备的以硅锰合金废渣为骨料的双层免烧透水砖。
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