CN110342905A - 一种高性能透水砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高性能透水砖,包括以下原料:水淬渣60wt%、钼尾矿28‑32wt%、废玻璃8‑12wt%。本发明还提供了一种高性能透水砖的制备方法,步骤如下:称取水淬渣、钼尾矿、废玻璃进行干混,然后加入水进行湿混,获得混合料;将获得的混合料装入模具压制成型,脱模,然后烘干;将烘干后得到的生坯放入高温炉进行烧成,烧成结束后,随炉冷却,即得到高性能透水砖。采用本发明提供的方法烧制的透水砖,透水系数大于7×10‑2cm/s,远远高于国家标准(1×10‑2cm/s),抗压强度大于48MPa,符合透水砖行业标准的要求。
Description
技术领域
本发明涉及透水砖制备领域,尤其涉及一种高性能透水砖及其制备方法。
背景技术
近年来,随着我国经济的快速发展,人们对生活环境的要求越来越高,“海绵城市”已成为我国城市化发展的新要求。但是目前市面上常用的烧结透水砖和免烧透水砖均存在透水系数较低的问题,而一些透水系数高的透水砖抗压强度又不能满足要求。因此,制备一种透水系数高且抗压强度高的透水砖迫在眉睫。另外,随着我国制造业的迅速崛起,水淬渣、尾矿、废玻璃等固体废弃物的堆积量逐年增加,将这些固体废弃物循环利用,变废为宝,是我国发展循环经济的关键,但目前这些固体废弃物的循环利用率较低。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种以水淬渣、尾矿、废玻璃为原料烧制得到的高性能透水砖及其制备方法,本发明制得的高性能透水砖的固体废弃物利用率为100%,最大程度降低了原料成本,为固体废弃物循环利用、变废为宝提供一种可行方案。
本发明提供一种高性能透水砖,包括以下原料:水淬渣60wt%、钼尾矿28-32wt%、废玻璃8-12wt%。
进一步地,所述水淬渣的粒径为1.18~2.36mm,所述钼尾矿和废玻璃的粒径小于0.075mm。
进一步地,水淬渣的化学组成为:SiO2 31wt%、Al2O3 17wt%、Fe2O3 4wt%、MgO10wt%、CaO 36wt%、SO3 0.7wt%、K2O 0.3wt%、Na2O 0.4wt%、TiO2 0.6wt%。
进一步地,废玻璃来源于废弃玻璃制品。
本发明还提供了上述高性能透水砖的制备方法,包括以下步骤:
S1,称取水淬渣、钼尾矿、废玻璃干混10min,然后加入水湿混20min,获得混合料;
S2,将步骤S1获得的混合料装入模具压制成型,脱模,然后烘干;
S3,将烘干后得到的生坯放入高温炉进行烧成,烧成结束后,随炉冷却,即得到高性能透水砖。
进一步地,步骤S2中,压制成型的压力为10Mpa,烘干的温度为100℃,烘干时间为8h。
进一步地,步骤S3中,烧成的具体过程为:首先采用4℃/min的速率将高温炉炉温从室温升温至200℃,并在200℃下保温10min;然后采用5℃/min的速率将高温炉炉温从200℃升温至600℃;最后采用2℃/min的速率将高温炉炉温从600℃升温至1140-1170℃,保温20min。
进一步地,制得的高性能透水砖的透水系数大于7×10-2cm/s,抗压强度大于48Mpa。
进一步地,制得的高性能透水砖的表面通孔孔径为0.5-0.8mm,平均孔径为0.6mm。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是:本发明采用固体废弃物水淬渣、钼尾矿、废玻璃为原料烧制透水砖,极大程度降低了原料成本,同时为这些固体废弃物循环利用、变废为宝提供可行途径;采用本发明提供的方法烧制的透水砖,透水系数大于7×10- 2cm/s,远远高于国家标准(1×10-2cm/s),抗压强度大于48MPa,符合透水砖行业标准的要求。
附图说明
图1是本发明实施例1制得的高性能透水砖的形貌图。
图2是本发明实施例1制得的高性能透水砖的局部放大图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
实施例1:
首先将水淬渣过筛,称取粒径为1.18~2.36mm的水淬渣60wt%,然后将钼尾矿、废玻璃分别磨细,过200目筛,称量粒径小于75μm的钼尾矿28wt%,粒径小于75μm的废玻璃粉12wt%;将上述原料倒入混料机干混10min,然后加入11wt%的水进行湿混10min,获得混合料;将混合料倒入方形模具,在10MPa的条件下压制成型,脱模,再放入100℃烘箱烘干8h;最后将烘干后得到的生坯放入高温炉进行烧成,先采用4℃/min的速率将高温炉炉温从室温升至200℃,保温10min;再采用5℃/min的速率将高温炉炉温从200℃升至600℃;最后采用2℃/min的升温速率将高温炉炉温从600℃升至1140℃,保温20min后随炉冷却,即制得颜色为棕黄色的高性能透水砖。
利用抗压机测得实施例1制得的高性能透水砖的抗压强度为48.3MPa,根据GB/T25993-2010透水路面砖和透水路面板规定的透水系数的测定方法,计算得到实施例1制得的高性能透水砖的透水系数为7.71×10-2cm/s。
图1为实施例1制得的高性能透水砖的形貌图,从图1可以看出,实施例1制得的高性能透水砖由固体颗粒物堆叠而成,相邻的固体颗粒物之间形成空隙。
图2为实施例1制得的高性能透水砖的局部放大图,经测量,实施例1制得的高性能透水砖的表面通孔孔径为0.5-0.8mm,平均孔径为0.6mm。
对比例1:
对比例1与实施例1的区别仅在于:对比例1中使用的水淬渣的粒径小于1.18mm;其余则与实施例1基本相同。
对比例2:
对比例2与实施例1的区别仅在于:对比例2中使用的水淬渣的粒径大于2.36mm;其余则与实施例1基本相同。
实施例1、对比例1、对比例2制得的高性能透水砖的透水系数和抗压强度如表1所示,由表1可以看出,水淬渣的粒径在1.18-2.36mm时,制得的透水砖的综合性能最佳。
表1:实施例1、对比例1、对比例2制得的高性能透水砖的透水系数和抗压强度
粒度/mm | 透水系数/(cm/s) | 抗压强度/MPa |
<1.18 | 3.21×10<sup>-2</sup> | 48.5 |
1.18-2.36 | 7.71×10<sup>-2</sup> | 48.3 |
>2.36 | 8.54×10<sup>-2</sup> | 15.3 |
实施例2:
首先将水淬渣过筛,称取粒径为1.18-2.36mm的水淬渣60wt%,然后将钼尾矿、废玻璃分别磨细,过200目筛,称量粒径小于75μm的钼尾矿30wt%,粒径小于75μm的废玻璃粉10wt%;将上述原料倒入混料机干混10min,然后加入9wt%的水进行湿混10min,获得混合料;将混合料倒入方形模具,在10MPa的条件下压制成型,脱模,再放入100℃烘箱烘干8h;最后将烘干后得到的生坯放入高温炉进行烧成,先采用4℃/min的速率将高温炉炉温从室温升至200℃,保温10min;再采用5℃/min的速率将高温炉炉温从200℃升至600℃;最后采用2℃/min的升温速率将高温炉炉温从600℃升至1150℃,保温20min后随炉冷却,即制得颜色为棕黄色的高性能透水砖。
利用抗压机测得实施例2制得的高性能透水砖的抗压强度为48.9MPa,根据GB/T25993-2010透水路面砖和透水路面板规定的透水系数的测定方法,计算得到实施例2制得的高性能透水砖的透水系数为7.47×10-2cm/s。
对比例3:
对比例3与实施例2的区别仅在于:对比例3中使用的水淬渣的含量分别设置为50wt%、55wt%、65wt%、70wt%,钼尾矿与废玻璃按照3:1的质量比例加入;其余则与实施例2基本相同。
对比例3与实施例2制得的各透水砖的透水系数和抗压强度如表2所示,由表2可以看出,水淬渣的含量为60wt%时,制得的透水砖的综合性能最佳。
表2:对比例3与实施例2制得的各透水砖的透水系数和抗压强度
水淬渣含量/wt% | 透水系数/(cm/s) | 抗压强度/MPa |
50 | 4.80×10<sup>-2</sup> | 47.8 |
55 | 5.96×10<sup>-2</sup> | 47.2 |
60 | 7.47×10<sup>-2</sup> | 48.9 |
65 | 6.37×10<sup>-2</sup> | 34.1 |
70 | 6.35×10<sup>-2</sup> | 16.5 |
实施例3:
首先将水淬渣过筛,称取粒径为1.18-2.36mm的水淬渣60wt%,然后将钼尾矿、废玻璃分别磨细,过200目筛,称量粒径小于75μm的钼尾矿32wt%,粒径小于75μm的废玻璃粉8wt%;将上述原料倒入混料机干混10min,然后加入8wt%的水进行湿混10min,获得混合料;将混合料倒入方形模具,在10MPa的条件下压制成型,脱模,再放入100℃烘箱烘干8h;最后将烘干后得到的生坯放入高温炉进行烧成,先采用4℃/min的速率将高温炉炉温从室温升至200℃,保温10min;再采用5℃/min的速率将高温炉炉温从200℃升至600℃;最后采用2℃/min的升温速率将高温炉炉温从600℃升至1170℃,保温20min后随炉冷却,即制得颜色为棕黄色的高性能透水砖。
利用抗压机测得实施例3制得的高性能透水砖的抗压强度为48MPa,根据GB/T25993-2010透水路面砖和透水路面板规定的透水系数的测定方法,计算得到实施例3制得的高性能透水砖的透水系数为7.93×10-2cm/s。
实施例4:
首先将水淬渣过筛,称取粒径为1.18-2.36mm的水淬渣60wt%,然后将钼尾矿、废玻璃分别磨细,过200目筛,称量粒径小于75μm的钼尾矿31wt%,粒径小于75μm的废玻璃粉9wt%;将上述原料倒入混料机干混10min,然后加入10wt%的水进行湿混10min,获得混合料;将混合料倒入方形模具,在10MPa的条件下压制成型,脱模,再放入100℃烘箱烘干8h;最后将烘干后得到的生坯放入高温炉进行烧成,先采用4℃/min的速率将高温炉炉温从室温升至200℃,保温10min;再采用5℃/min的速率将高温炉炉温从200℃升至600℃;最后采用2℃/min的升温速率将高温炉炉温从600℃升至1160℃,保温30min后随炉冷却,即制得颜色为棕黄色的高性能透水砖。
利用抗压机测得实施例4制得的高性能透水砖的抗压强度为48.5MPa,根据GB/T25993-2010透水路面砖和透水路面板规定的透水系数的测定方法,计算得到实施例4制得的高性能透水砖的透水系数为7.58×10-2cm/s。
在不冲突的情况下,本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高性能透水砖,其特征在于,包括以下原料:水淬渣60wt%、钼尾矿28-32wt%、废玻璃8-12wt%。
2.根据权利要求1所述的高性能透水砖,其特征在于,所述水淬渣的粒径为1.18~2.36mm,所述钼尾矿和废玻璃的粒径小于0.075mm。
3.权利要求1-2任一项所述的高性能透水砖的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,称取水淬渣、钼尾矿、废玻璃进行干混,然后加入水进行湿混,获得混合料;
S2,将步骤S1获得的混合料装入模具压制成型,脱模,然后烘干;
S3,将烘干后得到的生坯放入高温炉进行烧成,烧成结束后,随炉冷却,即得到高性能透水砖。
4.根据权利要求3所述的高性能透水砖的制备方法,其特征在于,步骤S2中,压制成型的压力为10Mpa,烘干的温度为100℃,烘干时间为8h。
5.根据权利要求3所述的高性能透水砖的制备方法,其特征在于,步骤S3中,烧成的具体过程为:首先采用4℃/min的速率将高温炉炉温从室温升温至200℃,并在200℃下保温10min;然后采用5℃/min的速率将高温炉炉温从200℃升温至600℃;最后采用2℃/min的速率将高温炉炉温从600℃升温至1140-1170℃,保温20min。
6.根据权利要求3所述的高性能透水砖的制备方法,其特征在于,制得的高性能透水砖的透水系数大于7×10-2cm/s,抗压强度大于48Mpa。
7.根据权利要求3所述的高性能透水砖的制备方法,其特征在于,制得的高性能透水砖的表面通孔孔径为0.5-0.8mm。
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