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Abstract

本发明涉及一种透水排水管。该透水排水管表面为无孔结构，孔隙率为40‑60％；该透水排水管由陶砂、增塑剂、黏合剂制备而成，其中黏合剂重量占陶砂重量的10‑30wt％，增塑剂重量占陶砂重量的0.1‑3wt％。该透水排水管按如下方法制备而成：将陶砂、增塑剂、黏合剂按比例均匀混合，之后倒入挤出机中一次挤压成型，成型后在常温中养护固化3‑4天。本发明的透水排水管，以具有孔隙结构的陶砂为原料，使得透水排水管本身具有一定的吸水性能和透水效果，使用过程中不需要钻孔，透水速率平均可达6m/s，且采用增塑剂、黏合剂配合使用，保证了透水排水管的强度，其破坏载荷在18KN/m2以上，满足常规应用环境下的强度要求，适用范围广。

Description

一种透水排水管
技术领域
本发明涉及城市建设领域，尤其涉及一种透水排水管。
背景技术
排水管广泛应用于公路、铁路路基、地铁工程、隧道、绿化带、运动场等给排水系统，以及农业、园艺之地下光改和排水系统。排水管主要分为塑料排水管、混凝土管、钢筋混凝土管和不锈钢排水管。其中不锈钢排水管成本比较高；塑料排水管成本低，性能稳定但是很容易被损坏。目前，地下用塑料排水管较为普遍，但其外壁长期暴露于土壤环境中，容易造成细菌滋生，而内壁经常会有污垢沉积，由此在输送的用水中会有病菌滋生，危害人类身体健康。同时，现有的排水管，尤其是作用在雨水花园中的排水管，为了在满足排水效果的同时具备一定的透水作用，多通过钻孔实现，增加了排水管的加工工艺。公开号为CN106186883A的中国专利申请公开了一种用于建设海绵城市的聚合物透水管的制备方法，以水泥、碎石、硅砂、混合强度增强剂、聚合物复合制剂和水为原料，通过混料、浇注成型、蒸养固化等得到聚合物透水管，通过在透水混凝土结构成型时形成畅通空隙来提高透水性能。但该申请制备工艺较复杂，且形成的孔隙大小仅是通过调节水泥及碎石之间的空隙来实现，形成的孔隙率有限，实际应用中透水效果不佳。因此，提供一种制备工艺简单、透水排水效果好的透水排水管是本领域亟待解决的一项技术问题。
发明内容
本发明的目的就是为解决上述技术问题，提供一种制备工艺简单、透水排水效果好的透水排水管。
本发明采用的技术方案为：
一种透水排水管，透水排水管表面为无孔结构，透水排水管的孔隙率为40-60％；透水排水管由陶砂、增塑剂、黏合剂制备而成，其中黏合剂重量占陶砂重量的10-30％，增塑剂重量占陶砂重量的0.1-3％。
进一步的，透水排水管的壁厚为35-45mm。
进一步的，陶砂由以下重量份的原料制备而成：固体废弃物100份，造孔剂0-30份，塑化剂5-15份，减水剂0.5-2份，水15-30份。
进一步的，陶砂的粒径为0.1-2mm，孔隙率为30-50％。
进一步的，固体废弃物为粉煤灰、煤矸石、炉渣、气化渣、钢渣、陶瓷抛光废渣中的一种或几种，固体废弃物中硅含量占比为30-60％，铝含量占比为5-30％。
进一步的，造孔剂为石墨、炭粉、秸秆、淀粉、有机纤维、膨胀珍珠岩、蛭石、沸石、坡缕石、海泡石中的一种或几种。塑化剂为高岭石、蒙脱石、绿泥石、乙基纤维素、聚乙酸乙烯酯、石蜡中的一种或几种。减水剂为木质素磺酸盐类、萘系高效减水剂类、三聚氰胺系高效减水剂类、氨基磺酸盐系高效减水剂类、脂肪酸系高减水剂类、聚羧酸盐系高效减水剂类中的一种或几种。
进一步的，增塑剂为羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素中的一种或多种与水混合而成。
进一步的，黏合剂为水泥，水泥为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5、52.5或62.5。
进一步的，该透水排水管按如下方法制备而成：将陶砂、增塑剂、黏合剂按比例均匀混合，之后倒入挤出机中一次挤压成型，成型后在常温中养护固化3-4天。
进一步的，透水排水管挤压成型过程中的挤压力为285-335KN。
本发明的透水排水管，具有以下有益效果：
(1)本发明的透水排水管，以具有孔隙结构的陶砂为原料，使得透水排水管本身具有一定的吸水性能和透水效果，使用过程中不需要钻孔，透水速率平均可达6m/s，且采用增塑剂、黏合剂配合使用，保证了透水排水管的强度，其破坏载荷可达18KN/m2以上，满足常规应用环境下的强度要求，适用范围广。
(2)本发明的透水排水管，陶砂以富含硅铝成分的固体废弃物为主要原料制得，通过造孔剂形成空腔及孔隙结构，陶砂吸水率可达30-50％左右，进一步的提高了透水排水管的透水以及储水效果；同时选用坡缕石、海泡石等作造孔剂，可利用其良好的分散性以及毛毡状多细孔的分子筛结构来实现对有机物等的吸附，起到对雨水、污水等的初步净化作用。
(3)本发明的透水排水管，原料通过挤压机挤压成型后养护固化得到，制备方法简单，便于推广应用。
(4)本发明的透水排水管，陶砂以固体废弃物为原料，提高了资源利用率，变废为宝，降低了生产成本。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种透水排水管，由陶砂、增塑剂、黏合剂制备而成，其中取10kg粒径为2mm的陶砂，占陶砂重量10％的42.5水泥，占陶砂重量0.1％的羧甲基纤维素钠和水的混合物。陶砂由以下重量份的原料制备而成：粉煤灰30份、煤矸石70份，高岭土0.5份、蒙脱石4.5份，木质素磺酸钠0.5份，水30份。
本实施例中陶砂的制备方法如下：按原料配比称取固体原料，在强制式搅拌机中混合均匀得到混合料；将混合料倒入圆盘造粒机中，并按原料比例倒入水，在60r/min的转速下造粒；将造好的粒置于80℃的干燥箱中烘干；将烘干后的粒经筛分、烧结得到陶砂，烧结制度为：以25℃/min升温至600℃，再以2℃/min升温至700℃，最后以25℃/min升温至900℃，并保温30min，降温后得到产品。
本实施例中的透水排水管按如下方法制备而成：将陶砂、增塑剂、黏合剂按比例均匀混合，之后倒入挤出机中一次挤压成型，挤压力为300KN，成型后在常温中养护固化3天。
本实施例制得的透水排水管壁厚约为35mm，孔隙率为57％。
实施例2
一种透水排水管，由陶砂、增塑剂、黏合剂制备而成，其中取10kg粒径为1mm的陶砂，占陶砂重量20％的42.5水泥，占陶砂重量0.5％的羟丙基纤维素和水的混合物。其中陶砂由以下重量份的原料制备而成：粉煤灰30份、煤矸石40份、炉渣30份，碳粉2.4份、坡缕石3.6份、海泡石6份，聚乙酸乙烯酯2.4份、石蜡5.6份，聚羧酸高效减水剂1份，水24份。
本实施例中陶砂的制备方法如下：按原料配比称取固体原料，在强制式搅拌机中混合均匀得到混合料；将混合料倒入圆盘造粒机中，并按原料比例倒入水，在40r/min的转速下造粒；将造好的粒置于100℃的干燥箱中烘干；将烘干后的粒经筛分、烧结得到陶砂，烧结制度为：以40℃/min升温至600℃，再以3℃/min升温至700℃，最后以30℃/min升温至1000℃，并保温10min，降温后得到产品。
本实施例中的透水排水管按如下方法制备而成：将陶砂、增塑剂、黏合剂按比例均匀混合，之后倒入挤出机中一次挤压成型，挤压力为330KN，成型后在常温中养护固化4天。
本实施例制得的透水排水管壁厚约为40mm，孔隙率为48％。
实施例3
一种透水排水管，由陶砂、增塑剂、黏合剂制备而成，其中取10kg粒径为0.1mm的陶砂，占陶砂重量30％的52.5水泥，占陶砂重量2％的羧甲基纤维素钠和水的混合物。其中陶砂由以下重量份的原料制备而成：粉煤灰30份、煤矸石35份、陶瓷抛光废料35份，石墨6份、蛭石2份、海泡石8份、坡缕石6份，高岭土4份、绿泥石4份、聚乙烯纤维素3份，SM高效减水剂1.6份，水19份。
本实施例中陶砂的制备方法如下：按原料配比称取固体原料，在强制式搅拌机中混合均匀得到混合料；将混合料倒入圆盘造粒机中，并按原料比例倒入水，在20r/min的转速下造粒；将造好的粒置于50℃的干燥箱中烘干；将烘干后的粒经筛分、烧结得到陶砂，烧结制度为：以30℃/min升温至600℃，再以4℃/min升温至700℃，最后以15℃/min升温至850℃，并保温20min，降温后得到产品。
本实施例中的透水排水管按如下方法制备而成：将陶砂、增塑剂、黏合剂按比例均匀混合，之后倒入挤出机中一次挤压成型，挤压力为285KN，成型后在常温中养护固化3天。
本实施例制得的透水排水管壁厚约为40mm，孔隙率为42％。
实施例4
一种透水排水管，由陶砂、增塑剂、黏合剂制备而成，其中取10kg粒径为0.5mm的陶砂，占陶砂重量10％的52.5水泥，占陶砂重量3％的羟乙基纤维素和水的混合物。其中陶砂由以下重量份的原料制备而成：粉煤灰50份、煤矸石30份、炉渣10份、陶瓷抛光废渣10份，秸秆6份、坡缕石12份、沸石3份、海泡石9份，高岭土6份、蒙脱石9份，木质素磺酸钠2份，水15份。
本实施例中陶砂的制备方法如下：按原料配比称取固体原料，在强制式搅拌机中混合均匀得到混合料；将混合料倒入圆盘造粒机中，并按原料比例倒入水，在60r/min的转速下造粒；将造好的粒置于80℃的干燥箱中烘干；将烘干后的粒经筛分、烧结得到陶砂，烧结制度为：以25℃/min升温至600℃，再以2℃/min升温至700℃，最后以25℃/min升温至900℃，并保温30min，降温后得到产品。
本实施例中的透水排水管按如下方法制备而成：将陶砂、增塑剂、黏合剂按比例均匀混合，之后倒入挤出机中一次挤压成型，挤压力为335KN，成型后在常温中养护固化4天。
本实施例制得的透水排水管壁厚约为43mm，孔隙率为50％。
将实施例1-4中制得的透水排水管进行性能测试，通过压力测试仪检测其破坏荷载，并检测其透水速率，结果如表1所示。
表1透水排水管性能检测结果
组别 破坏荷载KN/m<sup>2</sup> 透水速率m/s
实施例1 18 6.3
实施例2 19 5.8
实施例3 21 5.3
实施例4 20 6.5
由表1可知，本发明的透水排水管透水速率平均可达6m/s，通过以陶砂为主要原料，陶砂在制备过程中选择富含硅铝成分的固体废弃物、造孔剂等为原料，使得陶砂为内部具有空腔结构的颗粒，具有良好的吸水效果，进而利用该陶砂制得的透水排水管也具有良好的透水效果，且无需钻孔，依靠透水排水管自身具有的孔隙结构即可实现透水排水。将该透水排水管应用在雨水花园中时，可提高雨水花园内部的保水性能，提高植物的生存率；采用坡缕石、海泡石等作为造孔剂，在形成孔隙实现透水效果的条件下，还可利用其良好的吸附能力吸收雨水中的有机物及金属离子等杂质，达到对雨水的初步净化。同时，本发明的透水排水管的破坏荷载可达18KN/m2以上，满足常规应用环境下的强度要求，适用范围广，可广泛应用于公路、铁路路基、地铁工程、隧道、绿化带、运动场等给排水系统。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种透水排水管，其特征在于，所述透水排水管表面为无孔结构，所述透水排水管的孔隙率为40-60％；所述透水排水管由陶砂、增塑剂、黏合剂制备而成，其中所述黏合剂重量占陶砂重量的10-30％，所述增塑剂重量占陶砂重量的0.1-3％。
2.根据权利要求1所述的透水排水管，其特征在于，所述透水排水管的壁厚为35-45mm。
3.根据权利要求1所述的透水排水管，其特征在于，所述陶砂由以下重量份的原料制备而成：固体废弃物100份，造孔剂0-30份，塑化剂5-15份，减水剂0.5-2份，水15-30份。
4.根据权利要求3所述的透水排水管，其特征在于，所述陶砂的粒径为0.1-2mm，孔隙率为30-50％。
5.根据权利要求3所述的透水排水管，其特征在于，所述固体废弃物为粉煤灰、煤矸石、炉渣、气化渣、钢渣、陶瓷抛光废渣中的一种或几种，所述固体废弃物中硅含量为30-60wt％，铝含量为5-30wt％。
6.根据权利要求3所述的透水排水管，其特征在于，所述造孔剂为石墨、炭粉、秸秆、淀粉、有机纤维、膨胀珍珠岩、蛭石、沸石、坡缕石、海泡石中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的透水排水管，其特征在于，所述增塑剂为羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素中的一种或多种与水混合而成。
8.根据权利要求1所述的透水排水管，其特征在于，所述黏合剂为水泥，所述水泥为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5、52.5或62.5。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的透水排水管，其特征在于，所述透水排水管按如下方法制备而成：将陶砂、增塑剂、黏合剂按比例均匀混合，之后倒入挤出机中一次挤压成型，成型后在常温中养护固化3-4天。
10.根据权利要求9所述的透水排水管，其特征在于，所述透水排水管挤压成型过程中的挤压力为285-335KN。
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