CN108439886A - 一种以废弃物为原料的透水路面砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以废弃物为原料的透水路面砖，包括以下重量份的原料：湖泊淤泥10～20份、改性粉煤灰18～25份、钢渣5～12份、甘蔗渣6～14份、硅灰9～13份、建筑垃圾10～20份、水泥20～40份、石子7～11份、纳米二氧化钛2～3份、木素磺酸钙1～3份、早强剂2～4份。所述以废弃物为原料的透水路面砖具有很好的耐污性和透水性，并且利用大量废弃物为原料，降低了天然砾石的使用比例，利于生态环境的保护。

Description

一种以废弃物为原料的透水路面砖及其制备方法
技术领域
本发明属于路面砖技术领域，具体涉及一种以废弃物为原料的透水路面砖及其制备方法。
背景技术
目前，在我国，以天然砂石为主要资源，可以制得透水砖；这种透水砖主要通过砂粒与石粒之间的缝隙，实现透水功能。但是，在雨雪天气，这种砖遇到泥水时，由于泥水中的泥浆会阻塞砂粒与石粒之间的缝隙，降低透水性能，影响道路交通。
近几年，虽然我国在环境治理方面取得了长足进步，但与北欧、澳大利亚和新西兰等发达国家相比，还有很大差距，空气的含尘量仍然较大，还有沙尘暴，雨雪后的污泥污水，会使上述透水砖的透水通道在不足一年的时间内，完全失去透水功能。
可见，上述透水砖的耐污和透水问题，依然成为阻碍透水砖推广应用的瓶颈；而且，以天然砂石为主料，需要开采大量天然砾石，不利于生态环境的保护。
发明内容
本发明提供了一种以废弃物为原料的透水路面砖及其制备方法，解决了背景技术中的问题，所述以废弃物为原料的透水路面砖具有很好的耐污性和透水性，并且利用大量废弃物为原料，降低了天然砾石的使用比例，利于生态环境的保护。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种以废弃物为原料的透水路面砖，包括以下重量份的原料：湖泊淤泥10～20份、改性粉煤灰18～25份、钢渣5～12份、甘蔗渣6～14份、硅灰9～13份、建筑垃圾10～20份、水泥20～40份、石子7～11份、纳米二氧化钛2～3份、木素磺酸钙1～3份、早强剂2～4份。
优选的，所述以废弃物为原料的透水路面砖，包括以下重量份的原料：湖泊淤泥12～18份、改性粉煤灰20～23份、钢渣7～11份、甘蔗渣9～13份、硅灰10～12份、建筑垃圾14～16份、水泥25～35份、石子8～10份、纳米二氧化钛2.3～2.6份、木素磺酸钙1.5～2.5份、早强剂2.2～3.7份。
优选的，所述以废弃物为原料的透水路面砖，包括以下重量份的原料：湖泊淤泥17份、改性粉煤灰22份、钢渣9份、甘蔗渣10份、硅灰11份、建筑垃圾15份、水泥30份、石子9份、纳米二氧化钛2.4份、木素磺酸钙1.8份、早强剂3.2份。
优选的，所述改性粉煤灰的的制备方法如下：
（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理3h，再向其中加入相当于其重量3%的烷基糖苷、2%的磷酸三甲苯酯和8%的去离子水，于60～70℃恒温水浴中搅拌加热40min，得分散液；
（2）向分散液里面加入相当于其重量15%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9～10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在480～560℃温度下烧结2h，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述改性粉煤灰。
优选的，所述石子为粒径为2～3cm的石子与粒径为0.5～1cm的石子的混合物，其中质量比为1:2。
优选的，所述早强剂为硫酸钠、硫酸钾和硫酸钙中的任一种。
一种制备所述以废弃物为原料的透水路面砖的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取湖泊淤泥、改性粉煤灰、钢渣、甘蔗渣、硅灰、建筑垃圾、水泥、石子、纳米二氧化钛、木素磺酸钙、早强剂，备用；
（2）将建筑垃圾进行除杂，然后粉碎成颗粒，过20～60目筛，备用；
（3）将湖泊淤泥干燥至含水量低于5%，然后研磨成粉末，过100～200目筛，备用；
（4）将步骤（2）所得的建筑垃圾颗粒、步骤（3）所得的湖泊淤泥粉末及除了纳米二氧化钛、木素磺酸钙、早强剂以外的其他原料混合均匀，得混合物料；
（5）向步骤（4）所得的混合物料中加入水和木素磺酸钙、早强剂，至物料中含水量为27～35%，搅拌混合，然后进行超声震荡10～20分钟，即得混合浆料；
（6）将步骤（5）所得的混合浆料置于模具中，然后进行微波固化，脱模，得砖坯；
（7）将纳米二氧化钛喷射在砖坯表面，然后进行烘烤，即得所述以废弃物为原料的透水路面砖。
优选的，所述步骤（6）中微波固化时间为10～20分钟。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述以废弃物为原料的透水路面砖具有很好的耐污性和透水性，并且利用大量废弃物为原料，降低了天然砾石的使用比例，利于生态环境的保护，具体如下：
（1）本发明所述的以废弃物为原料的透水路面砖利用湖泊淤泥、改性粉煤灰、钢渣、甘蔗渣、硅灰、建筑垃圾等废弃物为原料，降低了水泥、石子等以天然砾石为原料的材料的含量，利用生态保护；
（2）本发明所述以废弃物为原料的透水路面砖原料配比合理，粒径之间相互匹配，制备出的产品在不影响其抗压强度等性能的同时，还具有很好的透水性和耐污性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种以废弃物为原料的透水路面砖，包括以下重量份的原料：湖泊淤泥10份、改性粉煤灰18份、钢渣5份、甘蔗渣6份、硅灰9份、建筑垃圾10份、水泥20份、石子7份、纳米二氧化钛2份、木素磺酸钙1份、早强剂2份。
其中，所述改性粉煤灰的的制备方法如下：
（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理3h，再向其中加入相当于其重量3%的烷基糖苷、2%的磷酸三甲苯酯和8%的去离子水，于60℃恒温水浴中搅拌加热40min，得分散液；
（2）向分散液里面加入相当于其重量15%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9～10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在480℃温度下烧结2h，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述改性粉煤灰。
其中，所述石子为粒径为2～3cm的石子与粒径为0.5～1cm的石子的混合物，其中质量比为1:2。
其中，所述早强剂为硫酸钠。
一种制备所述以废弃物为原料的透水路面砖的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取湖泊淤泥、改性粉煤灰、钢渣、甘蔗渣、硅灰、建筑垃圾、水泥、石子、纳米二氧化钛、木素磺酸钙、早强剂，备用；
（2）将建筑垃圾进行除杂，然后粉碎成颗粒，过20～60目筛，备用；
（3）将湖泊淤泥干燥至含水量低于5%，然后研磨成粉末，过100～200目筛，备用；
（4）将步骤（2）所得的建筑垃圾颗粒、步骤（3）所得的湖泊淤泥粉末及除了纳米二氧化钛、木素磺酸钙、早强剂以外的其他原料混合均匀，得混合物料；
（5）向步骤（4）所得的混合物料中加入水和木素磺酸钙、早强剂，至物料中含水量为27%，搅拌混合，然后进行超声震荡10分钟，即得混合浆料；
（6）将步骤（5）所得的混合浆料置于模具中，然后进行微波固化，脱模，得砖坯；
（7）将纳米二氧化钛喷射在砖坯表面，然后进行烘烤，即得所述以废弃物为原料的透水路面砖。
其中，所述步骤（6）中微波固化时间为10分钟。
实施例2
本实施例涉及一种以废弃物为原料的透水路面砖，包括以下重量份的原料：湖泊淤泥20份、改性粉煤灰25份、钢渣12份、甘蔗渣14份、硅灰13份、建筑垃圾20份、水泥40份、石子11份、纳米二氧化钛3份、木素磺酸钙3份、早强剂4份。
其中，所述改性粉煤灰的的制备方法如下：
（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理3h，再向其中加入相当于其重量3%的烷基糖苷、2%的磷酸三甲苯酯和8%的去离子水，于70℃恒温水浴中搅拌加热40min，得分散液；
（2）向分散液里面加入相当于其重量15%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9～10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在560℃温度下烧结2h，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述改性粉煤灰。
其中，所述石子为粒径为2～3cm的石子与粒径为0.5～1cm的石子的混合物，其中质量比为1:2。
其中，所述早强剂为硫酸钾。
一种制备所述以废弃物为原料的透水路面砖的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取湖泊淤泥、改性粉煤灰、钢渣、甘蔗渣、硅灰、建筑垃圾、水泥、石子、纳米二氧化钛、木素磺酸钙、早强剂，备用；
（2）将建筑垃圾进行除杂，然后粉碎成颗粒，过20～60目筛，备用；
（3）将湖泊淤泥干燥至含水量低于5%，然后研磨成粉末，过100～200目筛，备用；
（4）将步骤（2）所得的建筑垃圾颗粒、步骤（3）所得的湖泊淤泥粉末及除了纳米二氧化钛、木素磺酸钙、早强剂以外的其他原料混合均匀，得混合物料；
（5）向步骤（4）所得的混合物料中加入水和木素磺酸钙、早强剂，至物料中含水量为35%，搅拌混合，然后进行超声震荡20分钟，即得混合浆料；
（6）将步骤（5）所得的混合浆料置于模具中，然后进行微波固化，脱模，得砖坯；
（7）将纳米二氧化钛喷射在砖坯表面，然后进行烘烤，即得所述以废弃物为原料的透水路面砖。
其中，所述步骤（6）中微波固化时间为20分钟。
实施例3
本实施例涉及一种以废弃物为原料的透水路面砖，包括以下重量份的原料：湖泊淤泥12份、改性粉煤灰20份、钢渣7份、甘蔗渣9份、硅灰10份、建筑垃圾14份、水泥25份、石子8份、纳米二氧化钛2.3份、木素磺酸钙1.5份、早强剂2.2份。
其中，所述改性粉煤灰的的制备方法如下：
（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理3h，再向其中加入相当于其重量3%的烷基糖苷、2%的磷酸三甲苯酯和8%的去离子水，于62℃恒温水浴中搅拌加热40min，得分散液；
（2）向分散液里面加入相当于其重量15%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9～10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在500℃温度下烧结2h，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述改性粉煤灰。
其中，所述石子为粒径为2～3cm的石子与粒径为0.5～1cm的石子的混合物，其中质量比为1:2。
其中，所述早强剂为硫酸钙。
一种制备所述以废弃物为原料的透水路面砖的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取湖泊淤泥、改性粉煤灰、钢渣、甘蔗渣、硅灰、建筑垃圾、水泥、石子、纳米二氧化钛、木素磺酸钙、早强剂，备用；
（2）将建筑垃圾进行除杂，然后粉碎成颗粒，过20～60目筛，备用；
（3）将湖泊淤泥干燥至含水量低于5%，然后研磨成粉末，过100～200目筛，备用；
（4）将步骤（2）所得的建筑垃圾颗粒、步骤（3）所得的湖泊淤泥粉末及除了纳米二氧化钛、木素磺酸钙、早强剂以外的其他原料混合均匀，得混合物料；
（5）向步骤（4）所得的混合物料中加入水和木素磺酸钙、早强剂，至物料中含水量为29%，搅拌混合，然后进行超声震荡13分钟，即得混合浆料；
（6）将步骤（5）所得的混合浆料置于模具中，然后进行微波固化，脱模，得砖坯；
（7）将纳米二氧化钛喷射在砖坯表面，然后进行烘烤，即得所述以废弃物为原料的透水路面砖。
其中，所述步骤（6）中微波固化时间为11分钟。
实施例4
本实施例涉及一种以废弃物为原料的透水路面砖，包括以下重量份的原料：湖泊淤泥18份、改性粉煤灰23份、钢渣11份、甘蔗渣13份、硅灰12份、建筑垃圾16份、水泥35份、石子10份、纳米二氧化钛2.6份、木素磺酸钙2.5份、早强剂3.7份。
其中，所述改性粉煤灰的的制备方法如下：
（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理3h，再向其中加入相当于其重量3%的烷基糖苷、2%的磷酸三甲苯酯和8%的去离子水，于65℃恒温水浴中搅拌加热40min，得分散液；
（2）向分散液里面加入相当于其重量15%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9～10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在520℃温度下烧结2h，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述改性粉煤灰。
其中，所述石子为粒径为2～3cm的石子与粒径为0.5～1cm的石子的混合物，其中质量比为1:2。
其中，所述早强剂为硫酸钠。
一种制备所述以废弃物为原料的透水路面砖的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取湖泊淤泥、改性粉煤灰、钢渣、甘蔗渣、硅灰、建筑垃圾、水泥、石子、纳米二氧化钛、木素磺酸钙、早强剂，备用；
（2）将建筑垃圾进行除杂，然后粉碎成颗粒，过20～60目筛，备用；
（3）将湖泊淤泥干燥至含水量低于5%，然后研磨成粉末，过100～200目筛，备用；
（4）将步骤（2）所得的建筑垃圾颗粒、步骤（3）所得的湖泊淤泥粉末及除了纳米二氧化钛、木素磺酸钙、早强剂以外的其他原料混合均匀，得混合物料；
（5）向步骤（4）所得的混合物料中加入水和木素磺酸钙、早强剂，至物料中含水量为31%，搅拌混合，然后进行超声震荡15分钟，即得混合浆料；
（6）将步骤（5）所得的混合浆料置于模具中，然后进行微波固化，脱模，得砖坯；
（7）将纳米二氧化钛喷射在砖坯表面，然后进行烘烤，即得所述以废弃物为原料的透水路面砖。
其中，所述步骤（6）中微波固化时间为15分钟。
实施例5
本实施例涉及一种以废弃物为原料的透水路面砖，包括以下重量份的原料：湖泊淤泥17份、改性粉煤灰22份、钢渣9份、甘蔗渣10份、硅灰11份、建筑垃圾15份、水泥30份、石子9份、纳米二氧化钛2.4份、木素磺酸钙1.8份、早强剂3.2份。
其中，所述改性粉煤灰的的制备方法如下：
（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理3h，再向其中加入相当于其重量3%的烷基糖苷、2%的磷酸三甲苯酯和8%的去离子水，于68℃恒温水浴中搅拌加热40min，得分散液；
（2）向分散液里面加入相当于其重量15%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9～10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在540℃温度下烧结2h，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述改性粉煤灰。
其中，所述石子为粒径为2～3cm的石子与粒径为0.5～1cm的石子的混合物，其中质量比为1:2。
其中，所述早强剂为硫酸钠。
一种制备所述以废弃物为原料的透水路面砖的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取湖泊淤泥、改性粉煤灰、钢渣、甘蔗渣、硅灰、建筑垃圾、水泥、石子、纳米二氧化钛、木素磺酸钙、早强剂，备用；
（2）将建筑垃圾进行除杂，然后粉碎成颗粒，过20～60目筛，备用；
（3）将湖泊淤泥干燥至含水量低于5%，然后研磨成粉末，过100～200目筛，备用；
（4）将步骤（2）所得的建筑垃圾颗粒、步骤（3）所得的湖泊淤泥粉末及除了纳米二氧化钛、木素磺酸钙、早强剂以外的其他原料混合均匀，得混合物料；
（5）向步骤（4）所得的混合物料中加入水和木素磺酸钙、早强剂，至物料中含水量为33%，搅拌混合，然后进行超声震荡18分钟，即得混合浆料；
（6）将步骤（5）所得的混合浆料置于模具中，然后进行微波固化，脱模，得砖坯；
（7）将纳米二氧化钛喷射在砖坯表面，然后进行烘烤，即得所述以废弃物为原料的透水路面砖。
其中，所述步骤（6）中微波固化时间为17分钟。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种以废弃物为原料的透水路面砖，其特征在于，包括以下重量份的原料：湖泊淤泥10～20份、改性粉煤灰18～25份、钢渣5～12份、甘蔗渣6～14份、硅灰9～13份、建筑垃圾10～20份、水泥20～40份、石子7～11份、纳米二氧化钛2～3份、木素磺酸钙1～3份、早强剂2～4份。
2.根据权利要求1所述的以废弃物为原料的透水路面砖，其特征在于，包括以下重量份的原料：湖泊淤泥12～18份、改性粉煤灰20～23份、钢渣7～11份、甘蔗渣9～13份、硅灰10～12份、建筑垃圾14～16份、水泥25～35份、石子8～10份、纳米二氧化钛2.3～2.6份、木素磺酸钙1.5～2.5份、早强剂2.2～3.7份。
3.根据权利要求1所述的以废弃物为原料的透水路面砖，其特征在于，包括以下重量份的原料：湖泊淤泥17份、改性粉煤灰22份、钢渣9份、甘蔗渣10份、硅灰11份、建筑垃圾15份、水泥30份、石子9份、纳米二氧化钛2.4份、木素磺酸钙1.8份、早强剂3.2份。
4.根据权利要求1所述的以废弃物为原料的透水路面砖，其特征在于，所述改性粉煤灰的的制备方法如下：
（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理3h，再向其中加入相当于其重量3%的烷基糖苷、2%的磷酸三甲苯酯和8%的去离子水，于60～70℃恒温水浴中搅拌加热40min，得分散液；
（2）向分散液里面加入相当于其重量15%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9～10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在480～560℃温度下烧结2h，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述改性粉煤灰。
5.根据权利要求1所述的以废弃物为原料的透水路面砖，其特征在于，所述石子为粒径为2～3cm的石子与粒径为0.5～1cm的石子的混合物，其中质量比为1:2。
6.根据权利要求1所述的以废弃物为原料的透水路面砖，其特征在于，所述早强剂为硫酸钠、硫酸钾和硫酸钙中的任一种。
7.一种制备权利要求1～6任一项所述以废弃物为原料的透水路面砖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取湖泊淤泥、改性粉煤灰、钢渣、甘蔗渣、硅灰、建筑垃圾、水泥、石子、纳米二氧化钛、木素磺酸钙、早强剂，备用；
（2）将建筑垃圾进行除杂，然后粉碎成颗粒，过20～60目筛，备用；
（3）将湖泊淤泥干燥至含水量低于5%，然后研磨成粉末，过100～200目筛，备用；
（4）将步骤（2）所得的建筑垃圾颗粒、步骤（3）所得的湖泊淤泥粉末及除了纳米二氧化钛、木素磺酸钙、早强剂以外的其他原料混合均匀，得混合物料；
（5）向步骤（4）所得的混合物料中加入水和木素磺酸钙、早强剂，至物料中含水量为27～35%，搅拌混合，然后进行超声震荡10～20分钟，即得混合浆料；
（6）将步骤（5）所得的混合浆料置于模具中，然后进行微波固化，脱模，得砖坯；
（7）将纳米二氧化钛喷射在砖坯表面，然后进行烘烤，即得所述以废弃物为原料的透水路面砖。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中微波固化时间为10～20分钟。
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