CN110550911A - 一种海绵砖的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海绵砖的制备方法，制备获得的海绵砖透水效率高，所用材料绿色环保，具备隔音隔热功能，能有效缓解城市热岛效应；既可用于室内装修，也可以用于建筑外墙、城市人行道等公共建筑，还可以制成各种形状的造型砖、文化砖。本发明公开的海绵砖采用石子、水泥、海绵粘合剂和水制备获得，按重量份计，分别为石子20‑30份、水泥8‑15份、海绵粘合剂4‑8份和水2‑8份；所述的海绵粘合剂包括硅酸盐水泥2‑5份，水合硅酸钠1‑2份，石膏粉1‑2份，活化粉煤灰0.5‑1份和活化纤维素0.1‑0.2份。

Description

一种海绵砖的制备方法

技术领域

本发明涉及材料领域，特别涉及一种海绵砖的制备方法。

背景技术

目前，“逢雨必涝”已经成为我国城市重大灾害之一，一方面，随着我国城市化快速发展造成的“热岛效应”和“混浊岛效应”增强，城市暴雨现象频率不断增加；另一方面，城市存在大量的硬质铺装，如柏油路、水泥路面，降雨时水渗透性不好；储水体较少，无法滞纳短期急剧增加的雨水。目前国内许多城市排水管网设计标准普遍较低，有的地方排水设施不健全、不完善，排水系统建设滞后；在城市建设过程中，自然水体破坏严重，变为城市建设用地后，水面率普遍降低，给城市排水造成径流量增加、调蓄能力下降的双重压力。这是近年来城市内涝频繁发生的重要原因，也是海绵城市建设在我国越来越多被提及的重要原因。

海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。让人造城市转变为能够吸纳雨水、过滤空气、过滤污染物质的超级大海绵，达到降温、防洪、抗旱、捕碳等效益，从根本上解决人造城市阻绝水与生态的问题，迈向真正的生态与低碳城市。海绵城市就是比喻城市像海绵一样，在遇到有降雨季节时能够就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化雨水，补充地下水、调节水循环；在干旱缺水时有条件将蓄存的水释放出来，并加以利用，从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”，不用以前下水道等“灰色设施”。海绵城市是实现从快排，及时排、就近排、速排干的工程排水时代跨入到“渗、滞、蓄、净、用、排”六位一体的综合排水，生态排水的历史性、战略性的转变。在海绵城市建设中，最常用的建筑材料就是海绵砖。

发明内容

鉴以此，本发明的目的在于提出一种绿色环保，透水效率高，能有效防止城市内涝的海绵砖。

一种海绵砖，包括石子、水泥、海绵粘合剂和水，按重量份计，分别为石子20-30份、水泥8-15份、海绵粘合剂4-8份和水2-8份；

所述的海绵粘合剂包括硅酸盐水泥2-5份，，水合硅酸钠1-2份，石膏粉1-2份，活化粉煤灰0.5-1份和活化纤维素0.1-0.2份。

进一步的，所述海绵砖采用以下方法制备获得：

步骤1：将石子洗净，晾干，然后与水泥、海绵粘合剂混合后，加水充分混合；

步骤2：将步骤1所得混合物倒入预制的模具中，自然干燥，养护1-3天，脱模，干燥，即得所述海绵砖。进一步的，所述石子需经过清洗。

进一步的，所述海绵砖中，还含有颜料1-2份。

进一步的，所述活化粉煤灰采用以下方式制备获得：

步骤1：将粉煤灰、蒙脱石、陶土按照重量比100:5-10:3-5混合，然后加入聚乙烯醇，按照水灰比0.5-0.6加水混合，经过高速喷射形成活化粉煤灰微珠，充分干燥；

步骤2：将制备获得的干燥粉煤灰微珠在惰性气氛下加热至400-600℃，保持0.5-1h，然后加热至800-900℃烧结1-2h，并在惰性气氛下冷却至常温，获得活性粉煤灰。

进一步的，所述粉煤灰、蒙脱石和陶土的粒径为100-200μm。

进一步的，所述聚乙烯醇的加入量为粉煤灰重量的1-2.5％。

进一步的，所述活化纤维素采用以下方式制备获得：

步骤1：将椰棕纤维素浸泡在热的烧碱溶液中，浸泡3-7天后取出，洗涤至中性，干燥；

步骤2：将步骤1所得纤维放入气爆装置，进行气爆，气爆压力1.5-2.3MPa，温度140-160℃，时间1-2min；

步骤3：将步骤2所得纤维浸泡在稀酸溶液中1-2天后取出，洗涤至中性，干燥；

步骤4：将步骤3所得纤维放入气爆装置，进行气爆，气爆压力3-3.5MPa，温度180-200℃，时间10-30s；

步骤5：将步骤4所得椰棕纤维素与聚乙烯醇混合，即得所述活化纤维素。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)本申请所述的海绵砖透水效率高，所用材料成本低廉，绿色环保；

2)本申请所述的海绵砖既可用于室内装修，也可以用于建筑外墙、城市人行道等公共建筑，还可以制成各种形状的造型砖、文化砖；

3)本申请所述的海绵砖还具备隔音隔热功能；

4)本申请所述海绵砖可以有效缓解城市热岛效应。

具体实施方式

为对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，发明人结合实施例进行说明，但以下实施例所描述的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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

准备活化粉煤灰：

步骤1：将粉煤灰、蒙脱石、陶土混合，然后加入聚乙烯醇，加水混合，经过高速喷射形成活化粉煤灰微珠，充分干燥；

步骤2：将制备获得的干燥粉煤灰微珠在惰性气氛下加热，保温一段时间，然后加热烧结，并在惰性气氛下冷却至常温，获得活性粉煤灰。

具体条件如表1所示：

表1：

样品A3和A2的活化粉煤灰松散不成型，A6的活性粉煤灰硬度不足。

准备活化纤维素：

步骤1：将椰棕纤维素浸泡在热的烧碱溶液中，一段时间后取出，洗涤至中性，干燥；

步骤2：将步骤1所得纤维放入气爆装置，进行第一次气爆；

步骤3：将步骤2所得纤维浸泡在稀酸溶液中一段时间后取出，洗涤至中性，干燥；

步骤4：将步骤3所得纤维放入气爆装置，进行第二次气爆；

步骤5：将步骤4所得椰棕纤维素与聚乙烯醇混合，即得所述活化纤维素。

具体条件如表2所示：

表2：

	单位	B1	B2	B3	B4	B5	B6
								烧碱浸泡时间	d	3	5	7	10	2	7
第一次气爆压力	MPa	1.5	2	2.3	2.5	2.1	1.3
								第一次气爆温度	℃	160	150	140	180	120	160
第一次气爆时间	min	1.5	2	1	2	3	0.5
								烯酸浸泡时间	d	1	2	1	2	3	0.5
第二次气爆压力	MPa	3.5	3	3.2	4.1	2.5	3.3
								第二次气爆温度	℃	190	200	180	170	220	190
第二次气爆时间	s	20	10	30	20	40	5

B4-B6所得活化纤维素的均匀度较B1-B3差。

配置海绵粘合剂：

按照表3所述比例准备海绵粘合剂。

表3：

	单位	C1	C2	C3	C4	C5	C6	C7	C8
										硅酸盐水泥	份	2	4	5	1.5	4	2	6	5
水和硅酸钠	份	1	2	1	2	3	1	1.5	1.5
										石膏粉	份	2	1	2	1	1	0.5	1	3
活化粉煤灰	——	A2	A4	A2	A4	A3	A2	A1	——
										活化粉煤灰	份	0.5	0.8	1	1.2	0.5	0.4	0.5	——
活化纤维素	——	B1	B2	B3	B4	B2	——	B4	B2
										活化纤维素	份	0.2	0.1	0.3	0.2	0.1	——	0.2	0.2

制备海绵砖：

步骤1：将石子洗净，晾干，然后与水泥、海绵粘合剂混合后，加水充分混合；

步骤2：将步骤1所得混合物倒入预制的模具中，砖厚2.5cm，自然干燥，养护1-3天，脱模，干燥，即得所述海绵砖。

按照以上步骤，结合表4所述比例制备海绵砖。

表4：

	单位	实施例1	实施例2	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4	对比例5	对比例6
										石子	份	20	25	30	20	15	25	20	35
水泥	份	8	15	13	10	8	6	18	12
										海绵粘合剂	——	C2	C1	C6	C5	C4	C3	C2	C1
海绵粘合剂	份	4	6	8	10	2	4	6	8
										颜料	份	1	0	0	0	0	0	0	0
水	份	2	4	8	6	1	2	5	4

结果如表5所示。

表5：

	单位	实施例1	实施例2	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4	对比例5	对比例6
										透水率	cm/s	0.458	0.576	0.384	0.316	0.404	0.328	0.337	0.291
抗压强度	Kg/cm<sup>2</sup>	7000	7500	5500	3500	6000	5000	5000	4500

可以看出，按照本申请所给的制备方法，可以获得一种透水效率高，所用材料绿色环保，用途广泛，抗压强度高的海绵砖。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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)

1.一种海绵砖，其特征在于，包括石子、水泥、海绵粘合剂和水，按重量份计，分别为石子20-30份、水泥8-15份、海绵粘合剂4-8份和水2-8份；

所述的海绵粘合剂包括硅酸盐水泥2-5份，水合硅酸钠1-2份，石膏粉1-2份，活化粉煤灰0.5-1份和活化纤维素0.1-0.2份。

2.根据权利要求1所述的海绵砖，其特征在于，所述海绵砖采用以下方法制备获得：

步骤1：将石子洗净，晾干，然后与水泥、海绵粘合剂混合后，加水充分混合；

步骤2：将步骤1所得混合物倒入预制的模具中，自然干燥，养护1-3天，脱模，干燥，即得所述海绵砖。

3.根据权利要求1所述的海绵砖，其特征在于，所述海绵砖中，还含有颜料1-2份。

4.根据权利要求1所述的海绵砖，其特征在于，所述活化粉煤灰采用以下方式制备获得：

步骤1：将粉煤灰、蒙脱石、陶土按照重量比100:5-10:3-5混合，然后加入聚乙烯醇，按照水灰比0.5-0.6加水混合，经过高速喷射形成活化粉煤灰微珠，充分干燥；

步骤2：将制备获得的干燥粉煤灰微珠在惰性气氛下加热至400-600℃，保持0.5-1h，然后加热至800-900℃烧结1-2h，并在惰性气氛下冷却至常温，获得活性粉煤灰。

5.根据权利要求4所述的活化粉煤灰制备方法，其特征在于，所述粉煤灰、蒙脱石和陶土的粒径为100-200μm。

6.根据权利要求4所述的活化粉煤灰制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的加入量为粉煤灰重量的1-2.5％。

7.根据权利要求1所述的海绵砖，其特征在于，所述活化纤维素采用以下方式制备获得：

步骤1：将椰棕纤维素浸泡在热的烧碱溶液中，浸泡3-7天后取出，洗涤至中性，干燥；

步骤2：将步骤1所得纤维放入气爆装置，进行气爆，气爆压力1.5-2.3MPa，温度140-160℃，时间1-2min；

步骤3：将步骤2所得纤维浸泡在稀酸溶液中1-2天后取出，洗涤至中性，干燥；

步骤4：将步骤3所得纤维放入气爆装置，进行气爆，气爆压力3-3.5MPa，温度180-200℃，时间10-30s；

步骤5：将步骤4所得椰棕纤维素与聚乙烯醇、水混合，即得所述活化纤维素。