CN109516768A - 一种烧结式透水砖的生产方法 - Google Patents

一种烧结式透水砖的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种烧结式透水砖的生产方法，所述透水装的生产方法至少包括：步骤1：原料初处理；步骤2：混料均质；步骤3：陈化处理；步骤4：初步成型；步骤5：治污颗粒制备；步骤6：透水砖成型；步骤7：焙烧。本发明中的透水砖采用烧结式制得，从而使得透水砖强度远大于传统式自固型透水砖，从而提升了砖体实用寿命。同时，通过将光催化剂充填于陶粒或瓷粒中制得租屋颗粒，使得制得透水砖具备治污能力。并且在砖体烧结的过程中完成了治污颗粒球于砖体表部的固化，通过将硬度大于烧结后透水砖的陶粒或瓷粒设置于砖体表部，进一步增强了烧结后透水砖表部强度，增加了砖体的抗磨损能力，也即是增加了砖体使用寿命。

Description

一种烧结式透水砖的生产方法
技术领域
本发明涉及建材制造领域，尤其涉及一种烧结式透水砖的生产方法。
背景技术
随着城市水资源的不断匾乏，以及城市环境人性化的追求，透水砖的研发引起了材料、环境和市政工程专家的广泛关注。透水砖起源于荷兰,在荷兰人围海造城的过程中，发现排开海水后的地面会因为长期接触不到水分而造成持续不断的地面沉降。一旦海岸线上的堤坝被冲开，海水会迅速冲到比海平面低很多的城市把整个临海城市全部淹没。为了使地面不再下沉，荷兰人制造了一种长200毫米宽100毫米50或60毫米高的小型路面砖铺设在街道路面上，并使砖与砖之间预留了2毫米的缝隙。这样下雨时雨水会从砖之间的缝隙中渗入地下。
之后美国舒布洛科公司发明了一种砖体本身具有很强吸水功能的路面砖。当砖体被吸满水时水分就会向地下排去，但是这种砖的排水速度很慢，在暴雨的天气这种砖几乎帮不上什么忙，这种砖也被叫作舒布洛科路面砖。
九十年代中国出现了舒布洛科砖，北京市政部门的技术人员根据舒布洛科砖的原理发明了一种砖体本身布满透水孔洞，渗水性很好的路面砖。雨水会从砖体中的微小孔洞中流向地下。又过了一段时间,为了加强砖体的抗压和抗折强度,技术人员用碎石作为原料加入水泥和胶性外加剂使其透水速度和强度都能满足城市路面的需要,这种砖才是市政路面上使用的透水砖,这种砖的价格比起用陶瓷烧制得陶瓷透水砖相对便宜,适用于大多数地区工程。
透水砖具有良好的渗水性及保湿性，能很好的缓解城市由于被非透水地面铺装覆盖造成的“城市荒漠化”及“热岛效应”，还可以在一定程度上缓解城市内涝，补充城市地下水，调节城市环境，有利于保持城市水平衡。现有的透水砖向高密实、高强度方向发展，其抗压强度比较高，但依然存在诸多缺陷，一方面是透水性非常差，即使有透水性能好的砖块，但其抗压强度达不到路面铺装要求，同时透水砖经过长期使用，表面以及孔隙很容易落入各种污物形成堵塞而不能自动清除，削弱了透水效果，生态效果较差，并且使用中对排水设施的要求较高，如遇到雨后排水不畅的情况发生，则易产生积水问题。另一方面现有的技术生产的透水砖功能较为单一，它们只是简单的使降水透过砖体渗入地下，不能进行污染物处理，或者透水砖的治污功能寿命较短，当前砖体进行去污多依靠涂覆与砖体表层的光催化材料实现的，但是一旦砖体表面发生磨损即丧失治污功能。因此，亟需一种砖体强度高治污寿命长的透水砖。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种烧结式透水砖的生产方法，所述透水装的生产方法至少包括：步骤1：原料初处理，分别实现对页岩、煤矸石进行粉碎处理；步骤2：混料均质，完成粘土、页岩颗粒、煤矸石颗粒和水的混合搅拌；步骤3：陈化处理，将步骤2中得到的混合均匀的物料进行陈化处理；步骤4：初步成型，将步骤3中陈化处理完成的物料进行切割成型；步骤5：治污颗粒制备，将光催化剂粉末充填于陶粒或瓷粒的孔隙内制得治污颗粒球；步骤6：透水砖成型，使治污颗粒球均匀的分布于步骤4中切割成型的砖体表层，并由压料机将治污颗粒球压入砖体内，使得治污颗粒球镶嵌入砖体表部获得成型的透水砖；步骤7：焙烧，将步骤6中成型透水砖进行焙烧获得成品砖体。
本发明中的透水砖采用烧结式制得，从而使得透水砖强度远大于传统式自固型透水砖，从而提升了砖体实用寿命。
根据一个优选的实施方式，所述步骤5中治污颗粒制备的过程包括将筛选好的陶粒或瓷粒在经高温加热后完成与光催化剂粉末的混合搅拌，使光催化剂粉末填充入陶粒或瓷粒的孔隙内完成治污颗粒的制备。
通过将光催化剂充填于陶粒或瓷粒中，使得制得透水砖具备治污能力。并且在砖体烧结的过程中完成了治污颗粒球于砖体表部的固化，通过将硬度大于烧结后透水砖的陶粒或瓷粒设置于砖体表部，进一步增强了烧结后透水砖表部强度，增加了砖体的抗磨损能力，也即是增加了砖体使用寿命。
根据一个优选的实施方式，所述步骤5中的陶粒或瓷粒为粒径为3-6mm的不规则颗粒。
根据一个优选的实施方式，在步骤6透水砖成型过程中，为将冷却后的治污颗粒分布于步骤4中切割成型的砖体表层。
根据一个优选的实施方式，步骤1中页岩、煤矸石粉碎后颗粒粒径为1.5-2.5mm。
根据一个优选的实施方式，步骤2中，混合物料中粘土、页岩颗粒和煤矸石颗粒的质量比为15％-35％、20％-30％、20％-30％，余量为水。
根据一个优选的实施方式，步骤3中陈化处理后物料含水率为17.5％-22.5％。
根据一个优选的实施方式，步骤4中，基于行业标准或定制参数中透水砖的长度数据、宽度数据和高度数据完成对陈化后物料的切割，获得初步成型的砖体。
根据一个优选的实施方式，步骤7中焙烧过程为在800℃-900℃条件下进行2-4小时焙烧。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明中的透水砖采用烧结式制得，从而使得透水砖强度远大于传统式自固型透水砖，从而提升了砖体实用寿命。同时，通过将光催化剂充填于陶粒或瓷粒中，使得制得透水砖具备治污能力。并且在砖体烧结的过程中完成了治污颗粒球于砖体表部的固化，通过将硬度大于烧结后透水砖的陶粒或瓷粒设置于砖体表部，进一步增强了烧结后透水砖表部强度，增加了砖体的抗磨损能力，也即是增加了砖体使用寿命。
附图说明
图1为本发明烧结式透水装的生产方法示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，但本发明的保护范围不局限于以下所述，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例：
一种烧结式透水砖的生产方法，如图1所示，所述透水装的生产方法至少包括：步骤1：原料初处理；步骤2：混料均质；步骤3：陈化处理；步骤4：初步成型；步骤5：治污颗粒制备；步骤6：透水砖成型；步骤7：焙烧。
优选地，步骤1中，原料初处理包括分别实现对页岩、煤矸石进行粉碎处理。采用页岩或煤矸石作为原料组分，降低了透水砖的原料成本，并且容易获得。同时，在原料中使用了页岩或煤矸石有助于减少透水砖生产过程对粘土的需求，从而能够最大程度的保护粘土资源。
进一步地，步骤1中页岩、煤矸石粉碎后颗粒粒径为1.5-2.5mm。通过对页岩或煤矸石颗粒粒径设置，使得砖体内各组分间不会因为成分颗粒度小从而导致生产出的产品砖体太过密实而影响砖体的透水性；同时，也不会因为砖体内各组分间颗粒度过大从而导致各组分间间隙度大的问题，也即是，不会因为颗粒度大的问题使得生产出的产品砖体结构太过松散从而影响砖体的强度问题。
优选地，步骤2中的，混料均质包括完成粘土、页岩颗粒、煤矸石颗粒和水的混合搅拌。进一步地，步骤2中，混合物料中粘土、页岩颗粒和煤矸石颗粒的质量比为15％-35％、20％-30％、20％-30％，余量为水。用户可以通过原料组分中粘土含量完成成品砖体强度的控制。用户可以通过页岩颗粒和煤矸石颗粒的含量完成砖体透水性能的控制。
例如，当本透水砖在强度上需求较大时，原料中粘土比例可以为35％，页岩颗粒和煤矸石颗粒分别为20％，余量为水。当本透水砖在透水效率上需求较大时，粘土比例为15％，页岩颗粒和煤矸石颗粒分别为30％，余量为水。
优选地，步骤3中陈化处理包括将步骤2中得到的混合均匀的物料进行陈化处理。步骤3中陈化处理后物料含水率为17.5％-22.5％。在密封环境中，控制密封环境处于15℃至20℃，完成步骤2中获得混合物料的陈化处理。陈化环境温度大于15℃能够保证物料尽快风干至砖体烧结的适宜含水量。陈化环境温度小于20℃能够避免物料过快干燥，从而出现物料开裂的情形。
优选地，步骤4中初步成型包括将步骤3中陈化处理完成的物料进行切割成型。进一步地，步骤4中的切割为基于行业标准或定制参数中透水砖的长度数据、宽度数据和高度数据完成对陈化后物料的切割，获得初步成型的砖体。
优选地，步骤5中治污颗粒制备包括将光催化剂粉末充填于陶粒或瓷粒的孔隙内制得治污颗粒球。通过将光催化剂粉末充填于陶粒或瓷粒的孔隙内，使得治污颗粒球具备净化有机物和杀菌的功效。
优选地，所述光催化剂粉末由CeO2(70％-90％)和ZrO2(30％-10％)组成。所述光催化剂在具有一定能量的光子激发下能使分子轨道中的电子离开价带跃迁至导带。从而在材料价带形成光生空穴，在导带形成光生电子，由于纳米级的光催化剂粉末颗粒由于尺寸很小，所以电子比较容易扩散到晶体表面，导致原本不带电的晶体表面的2个不同部分出现了极性相反的2个微区-光生电子和光生空穴。由于光生电子和光生空穴都有很强的能量，远远高出一般有机污染物的分子链的强度，所以可以轻易将有机污染物分解成最原始的状态。同时光生空穴还能与空气中的水分子形成反应，产生氢氧自由基亦可分解有机污染物并且杀灭细菌病毒。
进一步地，所述步骤5中治污颗粒制备的过程包括将筛选好的陶粒或瓷粒在经高温加热后完成与光催化剂粉末的混合搅拌。其中，陶粒或瓷粒在高温条件下受热膨胀，从而使得内部孔隙度变大，有助于光催化剂粉末进入陶粒或瓷粒内部。并在陶粒或瓷粒冷却后完成光催化剂粉末的位置固化。光催化剂粉末填充入陶粒或瓷粒的孔隙内完成治污颗粒的制备。
优选地，步骤5中的陶粒或瓷粒为粒径为3-6mm的不规则颗粒。陶片或瓷片能在窑厂轻易获得，通过将收集的废弃陶片或瓷片粉碎，并经筛选即获得本发明中光催化剂粉末颗粒的载体。
优选地，步骤6中透水砖成型包括使治污颗粒球均匀的分布于步骤4中切割成型的砖体表层，并由压料机将治污颗粒球压入砖体内，使得治污颗粒球镶嵌于砖体表部获得成型的透水砖。进一步地，在步骤6透水砖成型过程中，为将冷却后的治污颗粒分布于步骤4中切割成型的砖体表层。
优选地，步骤7中焙烧为将步骤6中成型透水砖进行焙烧获得成品砖体。进一步地，步骤7中焙烧过程为在800℃-900℃条件下进行2-4小时焙烧。步骤7中焙烧温度为800℃-900℃，低于传统工艺中1000-1400℃的焙烧温度，从而避免了光催化剂在1000℃之上时发生的催化剂老化问题。通过在焙烧步骤中的温度控制避免了光催化剂的老化，同时完成了高温下砖体内各组分的物化性质的改变，大大提高砖体的刚性强度。
本发明中的透水砖采用烧结式制得，从而使得透水砖强度远大于传统式自固型透水砖，从而提升了砖体实用寿命。同时，通过将光催化剂充填于陶粒或瓷粒中，使得制得透水砖具备治污能力。并且在砖体烧结的过程中完成了治污颗粒球于砖体表部的固化，通过将硬度大于烧结后透水砖的陶粒或瓷粒设置于砖体表部，进一步增强了烧结后透水砖表部强度，增加了砖体的抗磨损能力，也即是增加了砖体使用寿命。同时，即使在使用过程中砖体表层出现模式，设置于陶粒或瓷粒中的光催化剂仍能使透水砖具备净化环境的能力，避免了传统自固式透水砖中一旦表层光催化剂发生磨损就不再具备净化能力的问题。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种烧结式透水砖的生产方法，其特征在于，所述透水装的生产方法至少包括：
步骤1：原料初处理，分别实现对页岩、煤矸石进行粉碎处理；
步骤2：混料均质，完成粘土、页岩颗粒、煤矸石颗粒和水的混合搅拌；
步骤3：陈化处理，将步骤2中得到的混合均匀的物料进行陈化处理；
步骤4：初步成型，将步骤3中陈化处理完成的物料进行切割成型；
步骤5：治污颗粒制备，将光催化剂粉末充填于陶粒或瓷粒的孔隙内制得治污颗粒球；
步骤6：透水砖成型，使治污颗粒球均匀的分布于步骤4中切割成型的砖体表层，并由压料机将治污颗粒球压入砖体内，使得治污颗粒球镶嵌入砖体表部获得成型的透水砖；
步骤7：焙烧，将步骤6中成型透水砖进行焙烧获得成品砖体。
2.如权利要求1所述的一种烧结式透水砖的生产方法，其特征在于，所述步骤5中治污颗粒制备的过程包括将筛选好的陶粒或瓷粒在经高温加热后完成与光催化剂粉末的混合搅拌，使光催化剂粉末填充入陶粒或瓷粒的孔隙内完成治污颗粒的制备。
3.如权利要求1或2所述的一种烧结式透水砖的生产方法，其特征在于，所述步骤5中的陶粒或瓷粒为粒径为3-6mm的不规则颗粒。
4.如权利要求2所述的一种烧结式透水砖的生产方法，其特征在于，在步骤6透水砖成型过程中，为将冷却后的治污颗粒分布于步骤4中切割成型的砖体表层。
5.如权利要求1所述的一种烧结式透水砖的生产方法，其特征在于，步骤1中页岩、煤矸石粉碎后颗粒粒径为1.5-2.5mm。
6.如权利要求1所述的一种烧结式透水砖的生产方法，其特征在于，步骤2中，混合物料中粘土、页岩颗粒和煤矸石颗粒的质量比为15％-35％、20％-30％、20％-30％，余量为水。
7.如权利要求1所述的一种烧结式透水砖的生产方法，其特征在于，步骤3中陈化处理后物料含水率为17.5％-22.5％。
8.如权利要求1所述的一种烧结式透水砖的生产方法，其特征在于，步骤4中，基于行业标准或定制参数中透水砖的长度数据、宽度数据和高度数据完成对陈化后物料的切割，获得初步成型的砖体。
9.如权利要求1所述的一种烧结式透水砖的生产方法，其特征在于，步骤7中焙烧过程为在800℃-900℃条件下进行2-4小时焙烧。
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