CN107963874B - 一种利用风积沙挤出成型制备透水砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用风积沙挤出成型制备透水砖的方法，主要是利用风积沙、膨润土、方解石、锯末制备透水砖，其配置重量比例：风积沙50～80%，膨润土10～40%，方解石0～15%，锯末0～10%，加入适量的cmc溶胶、甘油，搅拌均匀，再经挤出成型，干燥，烧制而成，烧结温度1180℃，制得的透水砖透水系数为1.0～1.5×10‑2cm/s，具有透水、透气、保水性，还能降温、降噪、调节气候，提高空气质量、保持地表水循环的多项功能，解决了城市因下雨，导致路面积水，影响人们行走的问题。

Description

一种利用风积沙挤出成型制备透水砖的方法
技术领域
本发明属于无机非金属材料领域，具体涉及一种利用风积沙制备透水砖的方法。
背景技术
近年来，国家提出的海绵城市概念，能充分发挥城市绿地、道路、系等对雨水吸纳、蓄渗和缓释作用，有效缓解城市内涝，削减城市径流污染负荷，节约水资源，保护和改善城市生态环境。其主要特征是道路透水铺装形成海绵体，而陶瓷透水砖就是很好的道路铺装材料。由此透水砖的研究及市场需求极具增长，透水砖越来越多的用于海绵城市建设之中，一方面雨水通过透水砖，水不会像在水泥路面上一样四处横流，保证了砖面的干燥；另一方面雨后的透水砖因为里面储存的水的慢慢挥发起到调节空气湿度、降低大气温度，消除城市“热导”作用。
风积沙是经过自然风搬运、分级、沉淀后在地表形成的沙土，它颗粒均匀、细小，成分稳定，以长石为主要矿物夹杂着石英、云母等。在中国专利CN106348650A公开了一种树脂砂基透水砖的工艺，这种技术是按一定的比例将环氧树脂、固化剂和风积沙经混合、入模、振动成型、抹面、脱模、自然养护，一系列步骤后形成透水砖。这种工艺的不足之处是生产周期长、生产过程中使用的环氧树脂和固化剂粘性高，操作困难。
在中国专利CN105439612A公开了一种利用氟硅树脂砂基透水砖的制备方法，这种技术所用主要原料有沙漠沙、粘土、蒙脱石、氟硅树脂、糖滤泥等，原料处理后球磨喷雾后造粒，干压后烧制而成。这种技术所用原料众多，生产过程复杂，而且沙漠沙使用量也不大。
查阅资料得知，当今中国风积沙面积已经达到262万平方公里，占国土面积的27%，而且呈扩展的态势。同时中国也是世界上风积沙面积较大，分布较广，风积沙危害严重的国家之一。风积沙已经不再是一个单纯的生态环境问题，而且演变为经济问题和社会问题，它给人类带来贫困和不稳定。风积沙的开发应用一方面缓解了矿石资源的紧缺，另一方面对环境的治理也是有益的。本发明主要利用腾格里风积沙为主要原料，原料取材方便，成本低廉，变废为宝，同时也是沙漠治理利用的一个方向。
发明内容
本发明的目的提供一种利用风积沙制备透水砖的方法，制得的透水砖透水系数1.0～1.5×10-2cm/s，并且抗劈裂强度和抗压强度都满足国家标准要求。
基于以上目的，本发明提供的一种利用风积沙挤出成型制备透水砖的方法，包括以下步骤：
（1）原料制备：将风积沙破碎、筛分成80目以下的原料颗粒，将膨润土、方解石破碎、筛分成80目以下，将锯末筛分成30目以下待用；
（2）配料：选取步骤（1）制备的原料，按以下重量百分比称取原料：风积沙50～80%，膨润土10～40%，方解石0～15%，锯末0～10%，搅拌均匀，待用；
（3）陈腐处理：将浓度3～4%的cmc溶胶和甘油加入到步骤（2）的配料中，cmc溶胶加入重量百分比12～18%，甘油加入重量百分比0.1～1%，搅拌均匀，陈腐24小时后，待用；
（4）挤出成型：将步骤（3）得到的陈腐原料通过挤出机挤出成型，得到砖胚体；
（5）干燥：将步骤（4）得到的挤出砖坯体，放在室温中48h后，放入80～110℃烘箱中，烘干至水分低于1%；
（6）烧结：将步骤（5）得到的烘干坯体在1180℃的烧结温度下保温20分钟，然后随炉冷却至室温，得到透水砖。
上述制备方法中，所述步骤（6）烧结时升温速率如下：室温～350℃时升温速率1～2℃/min，350℃～850升温速率4～5℃/min，850～950℃升温速率1～2℃/min，950～1180℃升温速率4-5℃/min。
本发明还提供一种采用以上方法制备的透水砖，其透水砖透水系数1.0～1.5×10-2cm/s。
本发明主要是利用风积沙、膨润土、方解石、锯末制备透水砖，其配置重量比例：风积沙50～80%，膨润土10～40%，方解石0～15%，锯末0～10%，加入适量的cmc溶胶、甘油，搅拌均匀，再经挤出成型，干燥，烧制而成，烧结温度1180℃，制得的透水砖透水系数为1.0～1.5×10-2cm/s，具有透水、透气、保水性，还能降温、降噪、调节气候，提高空气质量、保持地表水循环的多项功能，解决了城市因下雨，导致路面积水，影响人们行走的问题。透水砖的出现很好的解决了地下水源问题，为城市环境和市区绿化植物得生产提供了条件。
具体实施方式
下面结合具体实施方式及对本发明作进一步的详细说明：以下的具体实施例用于说明本发明，实施例中涉及的操作均为本领域的常规操作，涉及到的原料均可在市面购得。
实施例1
（1）将风积沙破碎、筛分成80目以下的原料颗粒，膨润土、方解石破碎、筛分成80目以下，锯末筛分成30目以下待用；按以下重量百分比称取原料：风积沙70%，膨润土25%，方解石5%，锯末5%，搅拌均匀，待用；
（2）将浓度3.5%cmc溶胶加入到步骤（1）中，cmc溶胶加入量15%并加入甘油0.5%，搅拌均匀，陈腐24小时；
（3）将步骤（2）得到的陈腐料加入到挤泥机中，挤出成型；
（4）将步骤（3）得到的坯体，放在室温下48h后，放入100℃烘箱中，烘干至水分低于1%；
（5）室温至350℃时升温速率1-2℃/min,350℃-850升温速率4-5℃/min，850-950℃升温速率1-2℃/min，升温速率4-5℃/min烧制到 1180℃，保温20分钟，随炉冷却至室温，得到透水砖。
实施例2
（1）将风积沙破碎、筛分成80目以下的原料颗粒，膨润土、方解石破碎、筛分成80目以下，锯末筛分成30目以下待用；按以下重量百分比称取原料：风积沙65%，膨润土25%，方解石10%，锯末4%，搅拌均匀，待用；
（2）将浓度浓度4%cmc溶胶加入到步骤（1）中，cmc溶胶加入量18%并加入甘油0.8%，搅拌均匀，陈腐24小时；
（3）将步骤（2）得到的挤泥料加入到挤泥机中，挤出成型；
（4）将步骤（3）得到的坯体，放在室温下48h后，放入110℃烘箱中，烘干至水分低于1%；
（5）室温至350℃时升温速率1-2℃/min,350℃-850升温速率4-5℃/min,850-950℃升温速率1-2℃/min，升温速率4-5℃/min烧制到1180℃，保温20分钟，随炉冷却至室温得到透水砖。
实施例3
（1）将风积沙破碎、筛分成80目以下的原料颗粒，膨润土、方解石破碎、筛分成80目以下，锯末筛分成30目以下待用；按以下重量百分比称取原料：风积沙75%，膨润土20%，方解石5%，锯末10%，搅拌均匀，待用；
（2）将浓度3%cmc溶液加入到步骤（1）中，cmc溶胶加入量12%并加入甘油0.8%，搅拌均匀，陈腐；
（3）将步骤（2）得到的挤泥料加入到挤泥机中，挤出成型；
（4）将步骤（3）得到的坯体，放在室温下48h后，放入80℃烘箱中，烘干至水分低于1%；
（5）室温至350℃时升温速率1-2℃/min,350℃--850升温速率4-5℃/min,850-950℃升温速率1-2℃/min，升温速率4-5℃/min烧制到1180℃，保温20分钟，随炉冷却至室温得到透水砖。
实施例4
（1）将风积沙破碎、筛分成80目以下的原料颗粒，膨润土、方解石破碎、筛分成80目以下，锯末筛分成30目以下待用；按以下重量百分比称取原料：风积沙80%，膨润土40%，方解石15%，锯末3%，搅拌均匀，待用；
（2）将浓度3%cmc溶液加入到步骤（1）中，cmc溶胶加入量16%并加入甘油0.6%，搅拌均匀，陈腐；
（3）将步骤（2）得到的挤泥料加入到挤泥机中，挤出成型；
（4）将步骤（3）得到的坯体，放在室温下48h后，放入80℃烘箱中，烘干至水分低于1%；
（5）室温至350℃时升温速率1-2℃/min,350℃-850升温速率4-5℃/min,850-950℃升温速率1-2℃/min，升温速率4-5℃/min烧制到1180℃，保温20分钟，随炉冷却至室温得到透水砖。
通过以上实施例及实验结果表明，方解石在原料中一方面起助熔作用，另一方面和锯末一样，作为成孔剂，当加入量增大时，试样的透水性增大，抗折强度变小，密度变小。当方解石加入量是10%时，随着膨润土加入量的增加，能够提高透水砖的强度。本发明公开的这种挤出成型透水砖制备方法，制得的产品规整，透水系数在1.0～1.5×10-2cm/s，试样砖的抗劈裂强度和抗压强度都满足国家标准要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各具体实施案例进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，并不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围。

Claims (3)

1.一种利用风积沙挤出成型制备透水砖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料制备：将风积沙破碎、筛分成80目以下的原料颗粒，将膨润土、方解石破碎、筛分成80目以下，将锯末筛分成30目以下待用；
(2)配料：选取步骤(1)制备的原料，按以下重量百分比称取原料：风积沙50～80％，膨润土10～40％，0＜方解石≤15％，0＜锯末≤10％，搅拌均匀，待用；
(3)陈腐处理：将浓度3～4％的cmc溶胶和甘油加入到步骤(2)的配料中，cmc溶胶加入重量百分比12～18％，甘油加入重量百分比0.1～1％，搅拌均匀，陈腐24小时后，待用；
(4)挤出成型：将步骤(3)得到的陈腐原料通过挤出机挤出成型，得到砖坯体；
(5)干燥：将步骤(4)得到的挤出砖坯体，放在室温中48h后，放入80～110℃烘箱中，烘干至水分低于1％；
(6)烧结：将步骤(5)得到的烘干坯体在1180℃的烧结温度下保温20分钟，然后随炉冷却至室温，得到透水砖。
2.根据权利要求1所述的一种利用风积沙挤出成型制备透水砖的方法，其特征在于，所述步骤(6)烧结时升温速率如下：室温～350℃时升温速率1～2℃/min，350℃～850℃升温速率4～5℃/min，850℃～950℃升温速率1～2℃/min，950℃～1180℃升温速率4-5℃/min。
3.一种根据权利要求1或2任意一项所述的利用风积沙挤出成型制备透水砖方法制备的透水砖，其特征在于，所述透水砖透水系数1.0～1.5×10-2cm/s。
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GR01 Patent grant
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