CN110642638B - 利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖及其制备方法，属于建筑材料领域；其特点是，烧结型透水砖包含以下重量份原料：由矿渣45‑55份、高岭土20‑30份、聚氨酯复合边角料粉料3‑5份、石英粉4‑8份、水8‑12份制备的基层，由污泥粉3‑5份、粉煤灰8‑12份、高岭土4‑6份、聚氨酯复合边角料粉料2‑5份、水3‑6份制备的面层；其制备方法包括原料处理、混合方法及布料、烧结工艺；本发明将聚氨酯复合边角料裁断及球磨后，添加到透水砖中，在透水砖烧结的同时实现聚氨酯复合边角料的处理，制成的透水砖强度高，孔道丰富，透水能力好。

Description

利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖及其制备方法
技术领域：
本发明涉及到建筑材料技术领域，具体的讲是利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖及其制备方法，尤其涉及到以聚氨酯复合边角料为原料生产的烧结型透水砖。
背景技术：
近年来，随着城市化进程的加剧，城市的地面被建筑、沥青及水泥路面占据，一方面造成了城市地面透水能力急速下降，随之而来的是地下水位下降、地面沉降、海水入侵；另一方面，城市的排水系统也越来越难以满足排水要求，在暴雨降临时，经常会出现地面积存大量雨水，对过往车辆、行人安全等造成巨大威胁。
透水砖是一种内部多孔的砖体，其中连通的孔洞可以保证雨水透过砖体进入地下，补充地下水位；其中半闭合的孔洞可以保存部分水分，可减缓地表的升温，调节环境的湿度。除此之外，透水砖的多孔结构，还可以吸声降噪。因此，透水砖的使用可以明显改善城市环境，越来越多的被使用在小区、人行道及公园等地方。
聚氨酯复合边角料是汽车顶棚、遮阳板等产品在加工过程当中，模压冲切或者水切割后，产生的多余材料，结构为纺织面料、玻璃纤维及聚氨酯硬泡材料复合而成，处理复杂，分离困难。已有专利报道，可以将聚氨酯复合边角料粉碎后，通过加入胶粘剂或者热塑性树脂，将其粘结成一定形状的产品使用，但是这些产品在达到使用寿命后，仍然面临着处理的问题。
发明内容：
本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖。
本发明的另一目的是提供一种利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖的制备方法。
本发明提供的技术方案是：利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖，由基层和面层组成，其特殊之处在于，基层由下述重量配比的原料制成：矿渣45-55份、高岭土20-30份、聚氨酯复合边角料粉料3-5份、石英粉4-8份、水8-12份；面层由下述重量配比的原料制成：污泥粉3-5份、粉煤灰8-12份、高岭土4-6份、聚氨酯复合边角料粉料2-5份、水3-6份；
所述的矿渣为高炉炼铁后排出的废渣，颗粒粒径为1-3mm；
所述的污泥粉为市政疏浚污泥经过干燥、磨粉后得到的污泥细粉，粒径≤150目；
所述的聚氨酯复合边角料粉料是由聚氨酯复合边角料通过裁断、过筛、球磨后混合均匀制成的物料，泡沫粒径≤150目。
本发明的利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖的制备方法，其特殊之处在于，包括如下工艺步骤：
a将市政疏浚污泥自然干燥，磨粉后得到污泥细粉，粒径≤150目；
b使用纤维裁断机将聚氨酯复合边角料裁断为小块，粒径≤2mm，而后将粒径≤2mm的小块边角料投入到球磨机中球磨，将纺织纤维及玻璃纤维束扯断分散，将聚氨酯泡沫磨成成粉末，泡沫粒径≤150目，得到聚氨酯复合边角料粉料待用；
c，按比例向搅拌机中投入矿渣、高岭土、石英粉，并加入适量水，混合均匀至高岭土和石英粉的混合物均匀的包裹在矿渣表面，然后加入b步骤制备的聚氨酯复合边角料粉料，搅拌均匀，使用机械振动挤压成型为透水砖的基层；矿渣为高炉炼铁后排出的废渣，颗粒粒径为1-3mm；
d按比例向搅拌机中投入污泥粉、粉煤灰、高岭土，以及b步骤制备的聚氨酯复合边角料粉料并混合均匀，加入适量水，混合均匀后，使用二次布料机在透水砖的基层上部均匀布上面层料，而后在20-30MPa的压力下成型，保压1min，自然干燥；
e将成型经过自然干燥的聚氨酯复合边角料的透水砖送入烧结炉中烧结；第一步室温升温至450℃，升温速率2℃/min，450℃保温1h；第二步450℃升温至1150~1200℃，升温速率1℃/min，在最高温度保温2h；出炉，自然冷却至室温。
本发明的有益效果是：
1、将聚氨酯复合边角料裁断及球磨后，添加到透水砖中，在透水砖烧结的同时实现聚氨酯复合边角料的处理，减少了对环境的危害；透水砖在烧结时，聚氨酯复合边角料中的纺织纤维及聚氨酯发泡粉末等燃烧后，在透水砖中形成丰富的细孔道及孔洞，透水砖有更好的透水及保水能力；透水砖在烧结时，聚氨酯复合边角料中的玻璃纤维起到高温粘合剂的效果，对其他物料进行粘结并附着，有利于提高砖体强度，且即使透水砖再次被粉碎回收利用时也不会再有玻纤飞散，保护操作者身体健康；聚氨酯复合边角料为烧结透水砖提供了内燃原料，燃烧产生的气体在烧结中产生微小气孔，进一步丰富透水砖的孔道，提升了透水能力；
2、该方法将聚氨酯复合废料先通过纤维裁断机裁切成粒径小于2mm的小块，而后通过球磨机将小块球磨，球磨过程当中纺织面料纤维束及玻璃纤维束被分散开，聚氨酯泡沫被磨碎至小粒径，而后与其他物料进行混合后烧结，有利于透水砖内部孔道的稳定，避免小块直接投入造成透水砖的局部缺陷，提高透水砖的整体强度。
具体实施方式：
为了更好地理解与实施，下面结合实施例详细描述本发明的利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖及其制备方法。
实施例1，利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖，由以下步骤制成：
（1）将市政疏浚污泥自然干燥，磨粉后得到污泥细粉，粒径≤150目；
（2）使用纤维裁断机将聚氨酯复合边角料裁断为小块，粒径≤2mm，而后将粒径≤2mm的小块边角料投入到球磨机中球磨，将纺织纤维及玻璃纤维束扯断分散，将聚氨酯泡沫磨成成粉末，泡沫粒径≤150目，得到聚氨酯复合边角料粉料待用；
（3）按比例向搅拌机中投入矿渣50kg、高岭土30kg、石英粉4kg，并加入水12kg，混合均匀至高岭土和石英粉的混合物均匀的包裹在矿渣表面，然后加入上述步骤制备的聚氨酯复合边角料粉料5kg，搅拌均匀，使用机械振动挤压成型为透水砖的基层；
（4）按比例向搅拌机中投入污泥粉5kg、粉煤灰10kg、高岭土4kg，以及上述步骤制备的聚氨酯复合边角料粉料2kg，并混合均匀，加入水5kg，混合均匀后，使用二次布料机在上述步骤制备的透水砖的基层上部均匀布上面层料，而后在20-30MPa的压力下成型，保压1min，自然干燥；
（5）将成型经过自然干燥的透水砖送入烧结炉中烧结：
第一步，室温升温至450℃，升温速率2℃/min，450℃保温1h；
第二步，450℃升温至1150℃，升温速率1℃/min，1150℃保温2h；
出炉，自然冷却至室温即制成本发明的利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖。
经检测平均抗折强度：9.1MPa；透水系数：3.2×10-2cm/s。
实施例2，利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖，由以下步骤制成：
（1）将市政疏浚污泥自然干燥，磨粉后得到污泥细粉，粒径≤150目；
（2）使用纤维裁断机将聚氨酯复合边角料裁断为小块，粒径≤2mm，而后将粒径≤2mm的小块边角料投入到球磨机中球磨，将纺织纤维及玻璃纤维束扯断分散，将聚氨酯泡沫磨成成粉末，泡沫粒径≤150目，得到聚氨酯复合边角料粉料待用；
（3）按比例向搅拌机中投入矿渣55kg、高岭土25kg、石英粉7kg，并加入水8kg，混合均匀至高岭土和石英粉的混合物均匀的包裹在矿渣表面，然后加入上述步骤制备的聚氨酯复合边角料粉料3kg，搅拌均匀，使用机械振动挤压成型为透水砖的基层；
（4）按比例向搅拌机中投入污泥粉3kg、粉煤灰12kg、高岭土6kg，以及上述步骤制备的聚氨酯复合边角料粉料4kg，并混合均匀，加入水6kg，混合均匀后，使用二次布料机在上述步骤制备的透水砖的基层上部均匀布上面层料，而后在20-30MPa的压力下成型，保压1min，自然干燥；
（5）将成型经过自然干燥的透水砖送入烧结炉中烧结：
室温升温至450℃，升温速率2℃/min，450℃保温1h；
450℃升温至1150℃，升温速率1℃/min，1200℃保温2h；
出炉，自然冷却至室温即制成本发明的利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖。
经检测平均抗折强度：8.7MPa；透水率：2.9×10-2cm/s。
实施例3，利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖，由以下步骤制成：
（1）将市政疏浚污泥自然干燥，磨粉后得到污泥细粉，粒径≤150目；
（2）使用纤维裁断机将聚氨酯复合边角料裁断为小块，粒径≤2mm，而后将粒径≤2mm的小块边角料投入到球磨机中球磨，将纺织纤维及玻璃纤维束扯断分散，将聚氨酯泡沫磨成成粉末，泡沫粒径≤150目，得到聚氨酯复合边角料粉料待用；
（3）按比例向搅拌机中投入矿渣45kg、高岭土20kg、石英粉8kg，并加入水11kg，混合均匀至高岭土和石英粉的混合物均匀的包裹在矿渣表面，然后加入上述步骤制备的聚氨酯复合边角料粉料5kg，搅拌均匀，使用机械振动挤压成型为透水砖的基层；
（4）按比例向搅拌机中投入污泥粉3kg、粉煤灰8kg、高岭土5kg，以及上述步骤制备的聚氨酯复合边角料粉料5kg并混合均匀，加入水5kg，混合均匀后，使用二次布料机在上述步骤制备的透水砖的基层上部均匀布上面层料，而后在20-30MPa的压力下成型，保压1min，自然干燥；
（5）将成型经过自然干燥的透水砖送入烧结炉中烧结：
第一步室温升温至450℃，升温速率2℃/min，450℃保温1h；
第二步450℃升温至1150℃，升温速率1℃/min，1150℃保温2h；
出炉，自然冷却至室温即制成本发明的利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖。
经检测平均抗折强度：7.6MPa；透水率：3.7×10-2cm/s。
实施例4：利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖，由以下步骤制成：
（1）将市政疏浚污泥自然干燥，磨粉后得到污泥细粉，粒径≤150目；
（2）使用纤维裁断机将聚氨酯复合边角料裁断为小块，粒径≤2mm，而后将粒径≤2mm的小块边角料投入到球磨机中球磨，将纺织纤维及玻璃纤维束扯断分散，将聚氨酯泡沫磨成成粉末，泡沫粒径≤150目，得到聚氨酯复合边角料粉料待用；
（3）按比例向搅拌机中投入矿渣52kg、高岭土27kg、石英粉8kg，并加入水9kg，混合均匀至高岭土和石英粉的混合物均匀的包裹在矿渣表面，然后加入上述步骤制备的聚氨酯复合边角料粉料5kg，搅拌均匀，使用机械振动挤压成型为透水砖的基层；
（4）按比例向搅拌机中投入污泥粉3kg、粉煤灰8kg、高岭土5kg，以及上述步骤制备的聚氨酯复合边角料粉料4kg，并混合均匀，加入水3kg，混合均匀后，使用二次布料机在上述步骤制备的透水砖的基层上部均匀布上面层料，而后在20-30MPa的压力下成型，保压1min，自然干燥；
（5）将成型经过自然干燥的透水砖送入烧结炉中烧结：
第一步室温升温至450℃，升温速率2℃/min，450℃保温1h；
第二步450℃升温至1150℃，升温速率1℃/min，1150℃保温2h；
出炉，自然冷却至室温即制成本发明的利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖。
经检测平均抗折强度：8.2MPa；透水率：3.3×10-2cm/s。
实施例5：利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖，由以下步骤制成：
（1）将市政疏浚污泥自然干燥，磨粉后得到污泥细粉，粒径≤150目；
（2）使用纤维裁断机将聚氨酯复合边角料裁断为小块，粒径≤2mm，而后将粒径≤2mm的小块边角料投入到球磨机中球磨，将纺织纤维及玻璃纤维束扯断分散，将聚氨酯泡沫磨成成粉末，泡沫粒径≤150目，得到聚氨酯复合边角料粉料待用；
（3）按比例向搅拌机中投入矿渣48kg、高岭土26kg、石英粉5kg，并加入水11kg，混合均匀至高岭土和石英粉的混合物均匀的包裹在矿渣表面，然后加入上述步骤制备的聚氨酯复合边角料粉料3kg，搅拌均匀，使用机械振动挤压成型为透水砖的基层；
（4）按比例向搅拌机中投入污泥粉4kg、粉煤灰11kg、高岭土4kg，以及上述步骤制备的聚氨酯复合边角料粉料3kg，并混合均匀，加入水5kg，混合均匀后，使用二次布料机在上述步骤制备的透水砖的基层上部均匀布上面层料，而后在20-30MPa的压力下成型，保压1min，自然干燥；
（5）将成型经过自然干燥的透水砖送入烧结炉中烧结：
第一步室温升温至450℃，升温速率2℃/min，450℃保温1h；
第二步450℃升温至1150℃，升温速率1℃/min，1200℃保温2h；
出炉，自然冷却至室温即制成本发明的利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖。
经检测平均抗折强度：9.5MPa；透水率：2.6×10-2cm/s。

Claims (1)

1.利用聚氨酯复合边角料生产的烧结型透水砖，由基层和面层组成，其特征在于，基层由下述重量配比的原料制成：矿渣45-55份、高岭土20-30份、聚氨酯复合边角料粉料3-5份、石英粉4-8份、水8-12份；面层由下述重量配比的原料制成：污泥粉3-5份、粉煤灰8-12份、高岭土4-6份、聚氨酯复合边角料粉料2-5份、水3-6份；
所述的矿渣为高炉炼铁后排出的废渣，颗粒粒径为1-3mm；
所述的污泥粉为市政疏浚污泥经过干燥、磨粉后得到的污泥细粉，粒径≤150目；
所述的聚氨酯复合边角料粉料是由聚氨酯复合边角料通过裁断、过筛、球磨后混合均匀制成的物料，泡沫粒径≤150目；
所述的烧结型透水砖的制备方法，包括如下工艺步骤：
a将市政疏浚污泥自然干燥，磨粉后得到污泥细粉，粒径≤150目；
b使用纤维裁断机将聚氨酯复合边角料裁断为小块，粒径≤2mm，而后将粒径≤2mm的小块边角料投入到球磨机中球磨，将纺织纤维及玻璃纤维束扯断分散，将聚氨酯泡沫磨成成粉末，泡沫粒径≤150目，得到聚氨酯复合边角料粉料待用；
c，按比例向搅拌机中投入矿渣、高岭土、石英粉，并加入适量水，混合均匀至高岭土和石英粉的混合物均匀的包裹在矿渣表面，然后加入b步骤制备的聚氨酯复合边角料粉料，搅拌均匀，使用机械振动挤压成型为透水砖的基层；矿渣为高炉炼铁后排出的废渣，颗粒粒径为1-3mm；
d按比例向搅拌机中投入污泥粉、粉煤灰、高岭土，以及b步骤制备的聚氨酯复合边角料粉料并混合均匀，加入适量水，混合均匀后，使用二次布料机在透水砖的基层上部均匀布上面层料，而后在20-30MPa的压力下成型，保压1min，自然干燥；
e将成型经过自然干燥的聚氨酯复合边角料的透水砖送入烧结炉中烧结；第一步室温升温至450℃，升温速率2℃/min，450℃保温1h；第二步450℃升温至1150~1200℃，升温速率1℃/min，在最高温度保温2h；出炉，自然冷却至室温。
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