CN110606731A - 一种园林地砖及利用城市废土制备园林地砖的制备方法 - Google Patents

一种园林地砖及利用城市废土制备园林地砖的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及地砖制作，具体公开了一种园林地砖，该园林地砖包括以下组分：40‑50质量份的城市废土、20‑30质量份的粉煤灰、10‑25质量份的页岩粉末，10‑20质量份的萤石细粒尾矿和5‑10质量份的坯体增强剂。制备方法包括：S01、分离去除城市废土中直径＞3mm的固体废物，将直径≤3mm固体废物烘干、研磨；S02、加入40‑50质量份的所述地砖原料用城市废土、20‑30质量份的粉煤灰、10‑25质量份的页岩粉末和10‑20质量份的萤石细粒尾矿进行干混；S03、加入5‑10质量份的坯体增强剂，并和水搅拌混匀，得到混合料；S04、将混合料压制成砖坯，阴干；S05、烧制。本发明中园林地砖以城市弃土作为基体，并结合粉煤灰和萤石细粒尾矿，节约成本，有效实现了对城市弃土的合理大量的二次利用，且强度较高。

Description

一种园林地砖及利用城市废土制备园林地砖的制备方法
技术领域
本发明涉及地砖制作，具体地，涉及一种园林地砖及其利用城市废土制备园林地砖的制备方法。
背景技术
现有绿化工程中，通常需要在地面上铺设园林地砖，其目的是让游人能够在欣赏园林景色的同时，能够保护草根不被碾压、踩踏，同时，这些园林地砖还能够起到美化园林的作用。现有地砖中，一般为烧结砖和水泥砖，传统烧结砖的原料为粘土，过渡使用粘土已经造成大面积可耕种土地的缩减，对环境的破坏日益加重，因此，大力推行利用废料，对废料的二次利用就显得尤为重要，不仅可以降低生产成本，还能够推动绿色发展，改善环境。
在越来越快的城市建设过程中，城市弃土的随意丢弃的现象也越来越严重，这些肆意乱倾偷倒的城市弃土对环境造成了很严重的影响，并且，随意堆砌的城市弃土也存在安全隐患，因此，对城市弃土的再利用就显得尤为重要。
现有园林中的园林地砖在使用过程中，因其原料有限，导致园林地砖的使用率不高。同时，现有园林中的园林地砖制作成本较高，对制作地砖的粘土的过渡开采已造成环境的过渡破坏。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种园林地砖及其利用城市废土制备园林地砖的制备方法，以城市废土作为基体，同时大量消化工业废渣粉煤灰和萤石细粒尾矿，制得的园林地砖透气性好，强度较高，且生产成本较低。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种园林地砖，包括以下组分：40-50质量份的城市废土、20-30质量份的粉煤灰、10-25质量份的页岩粉末，10-20质量份的萤石细粒尾矿和5-10质量份的坯体增强剂。
优选地，所述坯体增强剂包括VDT-1和/或TD-20。
具体地，所述萤石细粒尾矿的粒度分布在1-50μm不低于80％。
本发明另一方面还提供一种利用城市废土制备园林地砖的制备方法，包括以下步骤：
S01、分离去除城市废土中直径＞3mm的固体废物，将直径≤3mm固体废物烘干、研磨，获得地砖原料用城市废土；
S02、加入40-50质量份的所述地砖原料用城市废土、20-30质量份的粉煤灰、10-25质量份的页岩粉末和10-20质量份的萤石细粒尾矿进行干混；
S03、加入5-10质量份的坯体增强剂，并和水搅拌混匀，得到混合料；
S04、将所述混合料压制成砖坯，阴干；
S05、烧制，得到园林地砖。
优选地，所述坯体增强剂包括VDT-1和/或TD-20。
更优选地，所述萤石细粒尾矿的粒度分布在1-50μm不低于80％。
进一步地，所述压制砖坯的条件包括压制压强为10-15MPa，压制密度为7.0-10.5g/cm3。
具体地，所述固体废物的烘干温度为105-110℃。
更具体地，所述烧制的温度为1000-1100℃，所述烧制的时间为24h-40h。
本发明第三方面提供由上述制备方法制得的园林地砖。
通过上述技术方案，本发明的有益效果为：
本发明以城市弃土作为基体，并结合工业废渣粉煤灰和萤石细粒尾矿，节约成本的同时，有效实现了对城市弃土的合理大量的二次利用；本发明利用坯体增强剂对园林地砖的坯体进行增强，有效改善园林地砖在烧制过程中开裂现象，减少园林地砖的报废率，提高生产效率；本发明制备成的园林地砖未出现最大破坏尺寸大于2mm的爆裂区域，符合国家标准GBT5101-2017《烧结普通砖》规定，为城市弃土和尾矿的合理二次利用提供新的途径，且有效减少城市弃土对环境的污染，能够产生良好的社会效益、经济效益和环境效益。
有关本发明的其他优点以及优选实施方式的技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。
附图说明
图1是本发明的利用城市废土制备园林地砖的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
第一方面，本发明提供了一种园林地砖，包括以下组分：40-50质量份的城市废土、20-30质量份的粉煤灰、10-25质量份的页岩粉末，10-20质量份的萤石细粒尾矿和5-10质量份的坯体增强剂。
优选地，所述坯体增强剂包括VDT-1和/或TD-20。
优选地，所述萤石细粒尾矿的粒度分布在1-50μm不低于80％。
第二方面，本发明提供了一种利用城市废土制备园林地砖的制备方法，包括以下步骤：
S01、分离去除城市废土中直径＞3mm的固体废物，将直径≤3mm固体废物烘干、研磨，获得地砖原料用城市废土；
S02、加入40-50质量份的所述地砖原料用城市废土、20-30质量份的粉煤灰、10-25质量份的页岩粉末和10-20质量份的萤石细粒尾矿进行干混；
S03、加入5-10质量份的坯体增强剂，并和水搅拌混匀，得到混合料；
S04、将所述混合料压制成砖坯，阴干；
S05、烧制，得到园林地砖。
优选地，所述坯体增强剂包括VDT-1和/或TD-20。
优选地，所述萤石细粒尾矿的粒度分布在1-50μm不低于80％。
优选地，所述压制砖坯的条件包括压制压强为10-15MPa，压制密度为7.0-10.5g/cm3。
优选地，所述固体废物的烘干温度为105-110℃。
优选地，所述烧制的温度为1000-1100℃，所述烧制的时间为24h-40h。
第三方面，本发明提供了由上述制备方法制得的园林地砖。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，坯体增强剂VDT-1是用羟基纤维素与丙烯酸酯的功能性单体共聚合成，其丙烯酸和纤维素支链可以通过桥联，氢键力等形成一定网状结构，其丙烯酸酯的功能性基团形成景点空间稳定机制，达到稳定分散作用。
粉煤灰
本发明中使用的粉煤灰取自河南某燃煤火电厂，从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，为一级粉煤灰，烘干后取样经激光粒度分析仪分析，其矿物组成主要为莫来石。
萤石细粒尾矿
萤石细粒尾矿取自丰宁万隆萤石选厂浮选尾矿，经烘干粉碎后得到实验所需的尾矿。取少量萤石细粒尾矿经激光粒度分析仪分析，起主要矿物组成和粒度分析见表1和表2。
表1萤石细粒尾矿的化学组成
成分 CaF<sub>2</sub> CaCO<sub>3</sub> AL<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> MgO
含量(％) 7.75 4.24 12.80 3.61 0.51
此萤石细粒尾矿种以AL2O3居多，其次是CaF2、CaCO3、Fe2O3，这些成分在坯体增强剂的作用下，能够很好地解决黏度、触变和强度之间的平衡，在增强效果上有明显提高。
表2矿样粒度组成
粒级/mm +0.084 -0.084+0.048 -0.048
含量(％) 3.30 7.62 89.08
实施例1
(1)将500kg城市废土在筛选机中分离出直径＞3mm的固体废物，将直径≤3mm固体废物在烘干机中烘干(烘干温度为105-110℃)，烘干后的固体废物含水率为10％-15％；
(2)将烘干后的固体废物在棒磨机中干法棒磨10-15h，得到棒磨粉碎颗粒；
(3)将500kg城市废土、250kg粉煤灰、200kg页岩粉末(比表面积为22m2/g、平均粒径为1.5μm)和120kg萤石细粒尾矿在搅拌机中进行干混10min，然后加入80kg坯体增强剂和110kg水搅拌20min，得到混合料；
(4)将步骤(3)得到的混合料倒进地砖模具中压制，压制压强为10-15MPa，压制密度为7.0-10.5g/cm3，得到砖坯；将砖坯转移到阴凉干燥的地方进行阴干，一般阴干24h；
(5)将步骤(4)中已阴干的砖坯用高温箱式电阻炉烧制成最终的园林地砖。
经测量，该园林地砖的爆裂区域均小于2mm，强度试验按GB/T2542规定的方法进行，达到15.8，外观质量、尺寸偏差、泛霜、吸水率和饱和系数、冻融和放射性物质均达到国标《GB/T 5101-2017烧结普通砖》标准要求。
实施例2
(1)将600kg城市废土在筛选机中分离出直径＞3mm的固体废物，将直径≤3mm固体废物在烘干机中烘干(烘干温度为105-110℃)，烘干后的固体废物含水率为10％-15％；
(2)将烘干后的固体废物在棒磨机中干法棒磨10-15h，得到棒磨粉碎颗粒；
(3)将600kg城市废土、200kg粉煤灰、250kg页岩粉末(比表面积为22m2/g、平均粒径为1.5μm)和150kg萤石细粒尾矿在搅拌机中进行干混10min，然后加入100kg坯体增强剂和150kg水搅拌20min，得到混合料；
(4)将步骤(3)得到的混合料倒进地砖模具中压制，压制压强为10-15MPa，压制密度为7.0-10.5g/cm3，得到砖坯；将砖坯转移到阴凉干燥的地方进行阴干，一般阴干24h；
(5)将步骤(4)中已阴干的砖坯用高温箱式电阻炉烧制成最终的园林地砖。
经测量，该园林地砖的爆裂区域均小于2mm，强度试验按GB/T2542规定的方法进行，达到14.4，外观质量、尺寸偏差、泛霜、吸水率和饱和系数、冻融和放射性物质均达到国标《GB/T 5101-2017烧结普通砖》标准要求。
实施例3
(1)将550kg城市废土在筛选机中分离出直径＞3mm的固体废物，将直径≤3mm固体废物在烘干机中烘干(烘干温度为105-110℃)，烘干后的固体废物含水率为10％-15％；
(2)将烘干后的固体废物在棒磨机中干法棒磨10-15h，得到棒磨粉碎颗粒；
(3)将550kg城市废土、250kg粉煤灰、250kg页岩粉末(比表面积为22m2/g、平均粒径为1.5μm)和120kg萤石细粒尾矿在搅拌机中进行干混10min，然后加入80kg坯体增强剂和130kg水搅拌20min，得到混合料；
(4)将步骤(3)得到的混合料倒进地砖模具中压制，压制压强为10-15MPa，压制密度为7.0-10.5g/cm3，得到砖坯；将砖坯转移到阴凉干燥的地方进行阴干，一般阴干24h；
(5)将步骤(4)中已阴干的砖坯用高温箱式电阻炉烧制成最终的园林地砖。
经测量，该园林地砖的爆裂区域均小于2mm，强度试验按GB/T2542规定的方法进行，达到16.3，外观质量、尺寸偏差、泛霜、吸水率和饱和系数、冻融和放射性物质均达到国标《GB/T 5101-2017烧结普通砖》标准要求。
实施例4
(1)将600kg城市废土在筛选机中分离出直径＞3mm的固体废物，将直径≤3mm固体废物在烘干机中烘干(烘干温度为105-110℃)，烘干后的固体废物含水率为10％-15％；
(2)将烘干后的固体废物在棒磨机中干法棒磨10-15h，得到棒磨粉碎颗粒；
(3)将600kg城市废土、300kg粉煤灰、180kg页岩粉末(比表面积为22m2/g、平均粒径为1.5μm)和100kg萤石细粒尾矿在搅拌机中进行干混10min，然后加入80kg坯体增强剂和130kg水搅拌20min，得到混合料；
(4)将步骤(3)得到的混合料倒进地砖模具中压制，压制压强为10-15MPa，压制密度为7.0-10.5g/cm3，得到砖坯；将砖坯转移到阴凉干燥的地方进行阴干，一般阴干24h；
(5)将步骤(4)中已阴干的砖坯用高温箱式电阻炉烧制成最终的园林地砖。
经测量，该园林地砖的爆裂区域均小于2mm，强度试验按GB/T2542规定的方法进行，达到12.3，外观质量、尺寸偏差、泛霜、吸水率和饱和系数、冻融和放射性物质均达到国标《GB/T 5101-2017烧结普通砖》标准要求。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种园林地砖，其特征在于，包括以下组分：40-50质量份的城市废土、20-30质量份的粉煤灰、10-25质量份的页岩粉末，10-20质量份的萤石细粒尾矿和5-10质量份的坯体增强剂。
2.根据权利要求1所述的园林地砖，其特征在于，所述坯体增强剂包括VDT-1和/或TD-20。
3.根据权利要求1所述的园林地砖，其特征在于，所述萤石细粒尾矿的粒度分布在1-50μm不低于80％。
4.一种利用城市废土制备园林地砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01、分离去除城市废土中直径＞3mm的固体废物，将直径≤3mm固体废物烘干、研磨，获得地砖原料用城市废土；
S02、加入40-50质量份的所述地砖原料用城市废土、20-30质量份的粉煤灰、10-25质量份的页岩粉末和10-20质量份的萤石细粒尾矿进行干混；
S03、加入5-10质量份的坯体增强剂，并和水搅拌混匀，得到混合料；
S04、将所述混合料压制成砖坯，阴干；
S05、烧制，得到园林地砖。
5.根据权利要求4所述的利用城市废土制备园林地砖的制备方法，其特征在于，所述坯体增强剂包括VDT-1和/或TD-20。
6.根据权利要求4所述的利用城市废土制备园林地砖的制备方法，其特征在于，所述萤石细粒尾矿的粒度分布在1-50μm不低于80％。
7.根据权利要求4所述的利用城市废土制备园林地砖的制备方法，其特征在于，所述压制砖坯的条件包括压制压强为10-15MPa，压制密度为7.0-10.5g/cm3。
8.根据权利要求4所述的利用城市废土制备园林地砖的制备方法，其特征在于，所述固体废物的烘干温度为105-110℃。
9.根据权利要求4所述的利用城市废土制备园林地砖的制备方法，其特征在于，所述烧制的温度为1000-1100℃，所述烧制的时间为24h-40h。
10.根据权利要求4至9中任一项所述的制备方法制得的园林地砖。
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