CN107434431A - 一种新型石英渣透水砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建材技术领域，特别涉及一种新型石英渣透水砖及其制备方法；原料组成重量份为：石英尾渣80～120份、水泥40～60份、海泡石10～20份、改性凹凸棒土20～30份、表面活性剂15～25份、粘接剂12～18份、强化剂12～18份；本发明中，以石英尾渣为原料，减轻了工业废料对环境造成的污染，对原料的颗粒度进行控制，有效的保证了其良好的透水性能，在配料过程中加入了合理配比的粘接剂，使得原料各组分之间有效的结合，提高紧实度和强度，有效的改善了透水砖的品质，本发明透水效果显著，15℃下透水系数达到1.05×10‑2cm/s以上。

Description

一种新型石英渣透水砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及建材技术领域，特别涉及一种新型石英渣透水砖及其制备方法。
背景技术
目前，全球能源、水资源匮乏，同时沙化面积扩大和风沙的频繁发生，使人类生存的环境日趋恶劣，目前城市居民居住的地方主要被用花岗岩、大理石、釉面砖、水泥和柏油等不透水的材质铺设的城市广场、商业街、人行道、社区活动地、停车场等的地面包围着，硬化地面对城市环境的危害非常大，下雨时，硬化地面完全阻止了雨水直接渗透入地，满地积水使人们的出行变得很不方便；宝贵的水资源最后随着排水管道流走，加重了城市排水设施的负担；雨水的大量流失导致地下水位难以回升，直接影响到城市植被的健康，使得城市中的地表植物难以正常生长，加重市政绿化负担；雨水的大量流失进一步加重城市的干旱、缺水问题，开发新型的环保建筑材料，改善和美化人类生存环境势在必行，目前市场上建材领域的一些透水砖、透水路面等的透水性材料主要原料采用陶瓷或混凝土，陶瓷透水砖要采用大量的矿土资源，原料的开采造成对环境的破坏，陶瓷型透水砖生产工艺复杂，而且陶瓷基砖在成型烧结时需要耗费大量的能源，成本高，生产效率低，环保投入大，一次性投资规模大；混凝土透水砖虽然成本低，但现有的混凝土透水砖表面的颗粒粗大(一般骨料颗粒粒径为3mm-6mm)，靠表面的大孔隙透水，空隙率在20％以上，容易被灰尘堵死，因此不能持续保持高透水性能；而且由于空隙较大，其用于水过滤效果也较差；同时混凝土透水砖的颜色单一，表面粗糙，不美观，韧性不好，抗压能力差，目前出现的高分子聚合物透水砖，由于树脂等原料成本较高，很难大面积推广。
石英尾渣是化工厂从莹石矿中提取氟化钙排出的废渣，其大量的被作为废物堆放，不仅会造成环境污染严重，而且还会使得废渣中大量的有用成分得不到综合的利用，造成化工厂原料以及中间产物的浪费，使得地球上的资源得不到合理的开发与利用。为此，有研究者对化工厂排除的废渣进行综合分析与研究，将其利用与建筑行业，使得化工厂的废渣得到了较好的综合利用，不但解决了废渣的长期堆放所形成的对环境的威胁，而且还使废渣中的有用成分得到了综合利用，节约了原材料，使得地球上的自然资源得到了合理的开发与利用；因此，将石英尾渣作为建筑原材料运用到新型透水砖材料的生产中，既能实现废物再利用，又能对目前透水砖的进行改进，具有重要的经济意义和环保意义。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种新型石英渣透水砖及其制备方法。
具体是通过以下技术方案来实现的：
一种新型石英渣透水砖，原料组成重量份为：石英尾渣80～120份、水泥40～60份、海泡石10～20份、改性凹凸棒土20～30份、表面活性剂15～25份、粘接剂12～18份、强化剂12～18份；
所述新型石英渣透水砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：将石英尾渣、水泥、海泡石、改性凹凸棒土、表面活性剂、粘接剂和强化剂按配方称取后，粉碎，超声处理，得料1；
(2)制坯：将料1加水搅拌，在320～380r/min的搅拌速度下拌匀，放入模具中，压制成型，即制得初坯；
(3)养护：将制备的初坯在155～185℃下养护8～12h，将温度降至120～130℃，保温1～2h，再在室温下养护1～2周，即得本发明透水砖。
进一步，原料组成重量份为：石英尾渣100份、水泥50份、海泡石15份、改性凹凸棒土25份、表面活性剂20份、粘接剂15份、强化剂15份。
所述的改性凹凸棒土，先将凹凸棒土粉碎，过80～100目筛，浸泡在含量为10～20％的盐水溶液中，在80～100KHz的频率下超声20～30min，过滤，将滤渣浸泡在浓度为0.35～0.45mol/L的氢氧化钠溶液中，1～2h二次过滤，在氮气保护下，将滤渣在400～450℃下煅烧1～2h，冷却即可。
所述的表面活性剂，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵和月桂醇硫酸钠中的任一种。
所述的粘接剂，是将仙人掌捣碎压榨得汁液，在28～32℃下，加入所述汁液质量20～30％的生淀粉，搅拌20～30min后，再加入所述汁液质量的10～20％的黏土，搅拌20～30min即可。
所述的强化剂，是炼钢尾渣和铁矿尾渣中的任一种。
所述的石英尾渣，使用前，先将工厂回收的石英尾渣、二氧化硅和活性氧化铝按1～2:0.5～0.8:0.2～0.3的质量比混合，氮气保护下，在325～385℃下煅烧1～2h，冷却即可。
所述的新型石英渣透水砖，在步骤(1)中的粉碎，是将原料粉碎成粒径为0.45～0.85mm的颗粒。
所述的新型石英渣透水砖，在步骤(1)中的超声处理，超声频率为100～120KHz，超声时间为15～25min。
所述的压制成型，是在0.8～1.2Mpa下进行压制，压制时间为8～10min。
综上所述，本发明的有益效果在于：本发明中，以石英尾渣为原料，减轻了工业废料对环境造成的污染，对原料的颗粒度进行控制，有效的保证了其良好的透水性能，在配料过程中加入了合理配比的粘接剂，使得原料各组分之间有效的结合，提高紧实度和强度，有效的改善了透水砖的品质，所以本发明用改性凹凸棒土和海泡石，通过合理的配比，有效的提高了砖体的孔隙，达到增大透水率的目的，本发明透水效果显著，15℃下透水系数达到1.05×10-2cm/s以上。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种新型石英渣透水砖，原料组成重量份为：石英尾渣80kg、水泥40kg、海泡石10kg、改性凹凸棒土20kg、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠15kg、粘接剂12kg、炼钢尾渣12kg；其中所述的石英尾渣，使用前，先将工厂回收的石英尾渣、二氧化硅和活性氧化铝按1:0.5:0.2的质量比混合，氮气保护下，在325℃下煅烧1h，冷却即可；所述的改性凹凸棒土，先将凹凸棒土粉碎，过80目筛，浸泡在含量为10％的盐水溶液中，在80KHz的频率下超声20min，过滤，将滤渣浸泡在浓度为0.35mol/L的氢氧化钠溶液中，1h二次过滤，在氮气保护下，将滤渣在400℃下煅烧1h，冷却即可；所述的粘接剂，是将仙人掌捣碎压榨得汁液，在28℃下，加入所述汁液质量20％的生淀粉，搅拌20min后，再加入所述汁液质量的10％的黏土，搅拌20min即可；
所述新型石英渣透水砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：将石英尾渣、水泥、海泡石、改性凹凸棒土、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、粘接剂和炼钢尾渣按配方称取后，粉碎成粒径为0.85mm的颗粒，在120KHz的频率下超声处理25min，得料1；
(2)制坯：将料1加水搅拌，在380r/min的搅拌速度下拌匀，放入模具中，在1.2Mpa下，压制8～10min，即制得初坯；
(3)养护：将制备的初坯在185℃下养护12h，将温度降至130℃，保温2h，再在室温下养护2周，即得本发明透水砖。
实施例2
一种新型石英渣透水砖，原料组成重量份为：石英尾渣120kg、水泥60kg、海泡石20kg、改性凹凸棒土30kg、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵25kg、粘接剂18kg、铁矿尾渣18kg；其中所述的石英尾渣，使用前，先将工厂回收的石英尾渣、二氧化硅和活性氧化铝按2:0.8:0.3的质量比混合，氮气保护下，在385℃下煅烧2h，冷却即可；所述的改性凹凸棒土，先将凹凸棒土粉碎，过100目筛，浸泡在含量为20％的盐水溶液中，在100KHz的频率下超声30min，过滤，将滤渣浸泡在浓度为0.45mol/L的氢氧化钠溶液中，2h二次过滤，在氮气保护下，将滤渣在450℃下煅烧2h，冷却即可；所述的粘接剂，是将仙人掌捣碎压榨得汁液，在32℃下，加入所述汁液质量30％的生淀粉，搅拌30min后，再加入所述汁液质量的20％的黏土，搅拌30min即可；
所述新型石英渣透水砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：将石英尾渣、水泥、海泡石、改性凹凸棒土、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、粘接剂和铁矿尾渣按配方称取后，粉碎成粒径为0.85mm的颗粒，在120KHz的频率下超声处理25min，得料1；
(2)制坯：将料1加水搅拌，在380r/min的搅拌速度下拌匀，放入模具中，在1.2Mpa下，压制8～10min，即制得初坯；
(3)养护：将制备的初坯在185℃下养护12h，将温度降至130℃，保温2h，再在室温下养护2周，即得本发明透水砖。
实施例3
一种新型石英渣透水砖，原料组成重量份为：石英尾渣100kg、水泥50kg、海泡石15kg、改性凹凸棒土25kg、月桂醇硫酸钠20kg、粘接剂15kg、炼钢尾渣15kg；其中所述的石英尾渣，使用前，先将工厂回收的石英尾渣、二氧化硅和活性氧化铝按1.5:0.7:0.25的质量比混合，氮气保护下，在355℃下煅烧1.5h，冷却即可；所述的改性凹凸棒土，先将凹凸棒土粉碎，过90目筛，浸泡在含量为15％的盐水溶液中，在90KHz的频率下超声25min，过滤，将滤渣浸泡在浓度为0.4mol/L的氢氧化钠溶液中，1.5h二次过滤，在氮气保护下，将滤渣在430℃下煅烧1～2h，冷却即可；所述的粘接剂，是将仙人掌捣碎压榨得汁液，在30℃下，加入所述汁液质量25％的生淀粉，搅拌25min后，再加入所述汁液质量的15％的黏土，搅拌25min即可；
所述新型石英渣透水砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：将石英尾渣、水泥、海泡石、改性凹凸棒土、月桂醇硫酸钠、粘接剂和炼钢尾渣按配方称取后，粉碎成粒径为0.65mm的颗粒，在110KHz的频率下超声处理20min，得料1；
(2)制坯：将料1加水搅拌，在350r/min的搅拌速度下拌匀，放入模具中，在1Mpa下，压制9min，即制得初坯；
(3)养护：将制备的初坯在165℃下养护10h，将温度降至125℃，保温1.5h，再在室温下养护1～2周，即得本发明透水砖。
实施例4
一种新型石英渣透水砖，原料组成重量份为：石英尾渣80kg、水泥60kg、海泡石10kg、改性凹凸棒土30kg、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵15kg、粘接剂18kg、炼钢尾渣12kg；其中所述的石英尾渣，使用前，先将工厂回收的石英尾渣、二氧化硅和活性氧化铝按1:0.8:0.2的质量比混合，氮气保护下，在385℃下煅烧2h，冷却即可；所述的改性凹凸棒土，先将凹凸棒土粉碎，过80目筛，浸泡在含量为10％的盐水溶液中，在100KHz的频率下超声30min，过滤，将滤渣浸泡在浓度为0.35mol/L的氢氧化钠溶液中，1h二次过滤，在氮气保护下，将滤渣在450℃下煅烧1～2h，冷却即可；所述的粘接剂，是将仙人掌捣碎压榨得汁液，在28℃下，加入所述汁液质量30％的生淀粉，搅拌20min后，再加入所述汁液质量的20％的黏土，搅拌20min即可；
所述新型石英渣透水砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：将石英尾渣、水泥、海泡石、改性凹凸棒土、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、粘接剂和炼钢尾渣按配方称取后，粉碎成粒径为0.85mm的颗粒，在100KHz的频率下超声处理25min，得料1；
(2)制坯：将料1加水搅拌，在320r/min的搅拌速度下拌匀，放入模具中，在1.2Mpa下，压制10min，即制得初坯；
(3)养护：将制备的初坯在155℃下养护12h，将温度降至120℃，保温2h，再在室温下养护1～2周，即得本发明透水砖。
实施例5
一种新型石英渣透水砖，原料组成重量份为：石英尾渣120kg、水泥60kg、海泡石10kg、改性凹凸棒土20kg、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠25kg、粘接剂18kg、铁矿尾渣12kg；其中所述的石英尾渣，使用前，先将工厂回收的石英尾渣、二氧化硅和活性氧化铝按1:0.5:0.3的质量比混合，氮气保护下，在385℃下煅烧1h，冷却即可；所述的改性凹凸棒土，先将凹凸棒土粉碎，过100目筛，浸泡在含量为10％的盐水溶液中，在100KHz的频率下超声20min，过滤，将滤渣浸泡在浓度为0.45mol/L的氢氧化钠溶液中，1～2h二次过滤，在氮气保护下，将滤渣在450℃下煅烧1h，冷却即可；所述的粘接剂，是将仙人掌捣碎压榨得汁液，在32℃下，加入所述汁液质量20％的生淀粉，搅拌30min后，再加入所述汁液质量的10％的黏土，搅拌30min即可；
所述新型石英渣透水砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：将石英尾渣、水泥、海泡石、改性凹凸棒土、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、粘接剂和铁矿尾渣按配方称取后，粉碎成粒径为0.45mm的颗粒，在120KHz的频率下超声处理15min，得料1；
(2)制坯：将料1加水搅拌，在380r/min的搅拌速度下拌匀，放入模具中，在0.8Mpa下，压制10min，即制得初坯；
(3)养护：将制备的初坯在185℃下养护8h，将温度降至130℃，保温1h，再在室温下养护1～2周，即得本发明透水砖。
实施例6～10
在实施例1的基础上，制备一种新型石英渣透水砖，其原料组成的重量数据在实施例6～10中的变化如表1所示，其它步骤同实施例1：
表1
参照JC/T945-2005《透水砖》行业标准对实施例1～10制备的透水砖作进一步的说明，结果如表2所示：
表2

Claims (10)

1.一种新型石英渣透水砖，其特征在于，原料组成重量份为：石英尾渣80～120份、水泥40～60份、海泡石10～20份、改性凹凸棒土20～30份、表面活性剂15～25份、粘接剂12～18份、强化剂12～18份；
所述新型石英渣透水砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：将石英尾渣、水泥、海泡石、改性凹凸棒土、表面活性剂、粘接剂和强化剂按配方称取后，粉碎，超声处理，得料1；
(2)制坯：将料1加水搅拌，在320～380r/min的搅拌速度下拌匀，放入模具中，压制成型，即制得初坯；
(3)养护：将制备的初坯在155～185℃下养护8～12h，将温度降至120～130℃，保温1～2h，再在室温下养护1～2周，即得本发明透水砖。
2.如权利要求1所述的新型石英渣透水砖，其特征在于，原料组成重量份为：石英尾渣100份、水泥50份、海泡石15份、改性凹凸棒土25份、表面活性剂20份、粘接剂15份、强化剂15份。
3.如权利要求1所述的新型石英渣透水砖，其特征在于，所述的改性凹凸棒土，先将凹凸棒土粉碎，过80～100目筛，浸泡在含量为10～20％的盐水溶液中，在80～100KHz的频率下超声20～30min，过滤，将滤渣浸泡在浓度为0.35～0.45mol/L的氢氧化钠溶液中，1～2h二次过滤，在氮气保护下，将滤渣在400～450℃下煅烧1～2h，冷却即可。
4.如权利要求1所述的新型石英渣透水砖，其特征在于，所述的表面活性剂，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵和月桂醇硫酸钠中的任一种。
5.如权利要求1所述的新型石英渣透水砖，其特征在于，所述的粘接剂，是将仙人掌捣碎压榨得汁液，在28～32℃下，加入所述汁液质量20～30％的生淀粉，搅拌20～30min后，再加入所述汁液质量的10～20％的黏土，搅拌20～30min即可。
6.如权利要求1所述的新型石英渣透水砖，其特征在于，所述的强化剂，是炼钢尾渣和铁矿尾渣中的任一种。
7.如权利要求1所述的新型石英渣透水砖，其特征在于，所述的石英尾渣，使用前，先将工厂回收的石英尾渣、二氧化硅和活性氧化铝按1～2:0.5～0.8:0.2～0.3的质量比混合，氮气保护下，在325～385℃下煅烧1～2h，冷却即可。
8.如权利要求1所述的新型石英渣透水砖，其特征在于，步骤(1)中的粉碎，是将原料粉碎成粒径为0.45～0.85mm的颗粒。
9.如权利要求1所述的新型石英渣透水砖，其特征在于，步骤(1)中的超声处理，超声频率为100～120KHz，超声时间为15～25min。
10.如权利要求1所述的新型石英渣透水砖，其特征在于，所述的压制成型，是在0.8～1.2Mpa下进行压制，压制时间为8～10min。
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