CN110845207A - 一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖 - Google Patents

一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖 Download PDF

Info

Publication number
CN110845207A
CN110845207A CN201911122177.8A CN201911122177A CN110845207A CN 110845207 A CN110845207 A CN 110845207A CN 201911122177 A CN201911122177 A CN 201911122177A CN 110845207 A CN110845207 A CN 110845207A
Authority
CN
China
Prior art keywords
molecular sieve
steel slag
raw materials
water permeable
sieve waste
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911122177.8A
Other languages
English (en)
Inventor
吉可明
刘平
张侃
荀家瑶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanxi Institute of Coal Chemistry of CAS
Original Assignee
Shanxi Institute of Coal Chemistry of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanxi Institute of Coal Chemistry of CAS filed Critical Shanxi Institute of Coal Chemistry of CAS
Priority to CN201911122177.8A priority Critical patent/CN110845207A/zh
Publication of CN110845207A publication Critical patent/CN110845207A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/08—Slag cements
    • C04B28/082—Steelmaking slags; Converter slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00241—Physical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00284—Materials permeable to liquids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

本发明属于制砖领域，一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖，原料由粘结料、骨料、改性剂、水组成，以水作为分散剂，其中，粘结料为细磨钢渣和水泥，骨料为分子筛废料和砂子，改性剂为酒石酸钠、苹果酸钠、柠檬酸钠中的一种或几种，制砖过程，成型压力为18~25MPa，砖成型后需经过蒸汽养护，养护温度为45~75℃，养护时间为12~72h。本发明依托分子筛比表面积大，孔道结构丰富的特征，对污染物进行过滤和吸附，阻滞污染物从透水砖中穿透。

Description

一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖
技术领域
本发明属于制砖领域，尤其涉及一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖。
背景技术
透水砖是一种基础路面和建筑材料，其应用场景广泛，使用量大。一般的透水砖透水过程并无吸附、过滤作用，表面分散或溶解的污染物可以从一侧渗透到达另一侧。当用作路面材料时，路面的污染物容易经过透水砖进入地下，造成地下水污染。调变透水砖性质，实现透水过程污染物的滞留可以阻滞污染物的扩散，防止二次污染，具有显著的环保价值。
分子筛是一种常用的催化材料，主要成分为氧化铝和氧化硅。其孔道结构丰富，比表面积大，具有较好的过滤和吸附特性，被应用于多种催化体系，使用量大。分子筛长期参与催化反应会产生磨损、破碎，不能保持固有宏观结构，需要定期更换。另外，分子筛制备过程也会产生大量碎屑。这些废弃分子筛以及分子筛碎屑等生成量大，且难以处理和利用，目前只是作为固体废弃物进行堆放或填埋。将分子筛废料作为骨料，添加作为透水砖原料，不但可以解决分子筛固体废弃物排放问题，而且可以利用分子筛孔道结构，达到过滤和吸附污染物的效果，实现功能化透水砖的制备。
另外，钢渣是炼钢过程副产物，其产量巨大，大多作为工业废弃物填埋处理，占用宝贵土地资源，且产生二次污染，是函需无害化处理和综合利用的大宗工业固体废弃物。钢渣化学组成与水泥熟料接近，具有部分或全部替代水泥作为免烧砖粘结料的潜力。然而，钢渣中含有较高比例的游离氧化钙（f-CaO），在环境中遇水膨胀，影响砖块体积安定性，甚至造成砖体开裂，难以直接利用。应探索通过适当的物理和/或化学手段，进行钢渣改性，使其满足制砖需要，并结合原料组成和制备方法的优化和创新进行砖体制备。
发明内容
本发明目的是实现分子筛废料和钢渣的资源化利用，达到利用分子筛废料阻碍污染物透过的功能化透水砖的目的。
本发明的所采用的技术方案是：一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖，原料由粘结料、骨料、改性剂、水组成，以水作为分散剂，其中，粘结料为细磨钢渣和水泥，骨料为分子筛废料和砂子，改性剂为酒石酸钠、苹果酸钠、柠檬酸钠中的一种或几种，制砖过程，成型压力为18~25MPa，砖成型后需经过蒸汽养护，养护温度为45~75℃，养护时间为12~72h。本发明中提及的细磨钢渣是较大粒径的钢渣经过研磨得到的。
原料中，除水以外，粘结料占总重量的60~85%，改性剂占总重量的0.5~3%，其余为骨料；
细磨钢渣占全部粘结料重量的25~70%。
分子筛废料占全部骨料重量的35~70%。
水的重量为粘结料、骨料、改性剂总重量的1~10%。
细磨钢渣的平均粒径为0.01~0.2mm，比表面积为200~500m2/g，自由氧化钙（f-CaO）含量为1.5~2.5%。
分子筛废料平均粒径为0.8~2.5mm，比表面积为250~600 m2/g。
本发明的有益效果是：（1）利用工业生产制备和使用中产生的分子筛废料制备透水砖，使这一类型的固体废弃物可以变废为宝；（2）将钢渣用于透水砖制备，通过物理和化学方法相结合，在制备前和制备过程中进行钢渣改性，改善成品砖块体积安定性；（3）依托分子筛比表面积大，孔道结构丰富的特征，对污染物进行过滤和吸附，阻滞污染物从透水砖中穿透。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步描述本专利中公开的制备方法，但本发明并不受下述实施例的限制。
实施例1
取细磨钢渣15kg，水泥45kg，分子筛废料12.95kg，砂子24kg，酒石酸钠3kg，水7kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.05mm，比表面积为350m2/g，f-CaO含量为2%；分子筛废料平均粒径为1.6mm，比表面积为300m2/g。制砖过程成型压力为20MPa，成型后蒸汽养护温度为60℃，养护时间为24h。
对经过成型和养护的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为28MPa，抗折强度为6.7MPa，体积膨胀率为0.023%。制成后第28天测定，抗压强度为30MPa，抗折强度为6.9MPa，体积膨胀率为0.025%，透水系数为1.7×10-2cm/s，24h污染物透过率为3.2%。
实施例2
取细磨钢渣22.75kg，水泥42.25kg，分子筛废料14.63kg，砂子17.87kg，酒石酸钠2.5kg，水8kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.05mm，比表面积为350m2/g，f-CaO含量为1.8%；分子筛废料平均粒径为2.0mm，比表面积为415m2/g。制砖过程成型压力为22MPa，成型后蒸汽养护温度为65℃，养护时间为36h。
对经过成型和养护的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为33MPa，抗折强度为6.4MPa，体积膨胀率为0.040%。制成后第28天测定，抗压强度为35MPa，抗折强度为6.9MPa，体积膨胀率为0.043%，透水系数为1.7×10-2cm/s，24h污染物透过率为2.8%。
实施例3
取细磨钢渣31.5kg，水泥38.5kg，分子筛废料15.4kg，砂子12.6kg，酒石酸钠2kg，水9kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.08mm，比表面积为400m2/g，f-CaO含量为1.6%；分子筛废料平均粒径为1.0mm，比表面积为475m2/g。制砖过程成型压力为23MPa，成型后蒸汽养护温度为70℃，养护时间为48h。
对经过成型和养护的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为34MPa，抗折强度为6.3MPa，体积膨胀率为0.030%。制成后第28天测定，抗压强度为35MPa，抗折强度为7.0MPa，体积膨胀率为0.040%，透水系数为2.2×10-2cm/s，24h污染物透过率为3.5%。
实施例4
取细磨钢渣44kg，水泥36kg，分子筛废料12.0kg，砂子6.47kg，酒石酸钠1kg，苹果酸钠0.5kg，水7kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.18mm，比表面积为475m2/g，f-CaO含量为1.5%；分子筛废料平均粒径为1.4mm，比表面积为295m2/g。制砖过程成型压力为25MPa，成型后蒸汽养护温度为70℃，养护时间为60h。
对经过成型和养护的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为30MPa，抗折强度为6.2MPa，体积膨胀率为0.040%。制成后第28天测定，抗压强度为35MPa，抗折强度为6.9MPa，体积膨胀率为0.040%，透水系数为2.2×10-2cm/s，24h污染物透过率为4.5%。
实施例5
取细磨钢渣55.25kg，水泥29.75kg，分子筛废料9.8kg，砂子4.2kg，酒石酸钠1.0kg，水6.5kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.04mm，比表面积为280m2/g，f-CaO含量为1.5%；分子筛废料平均粒径为2.3mm，比表面积为425m2/g。制砖过程成型压力为20MPa，成型后蒸汽养护温度为75℃，养护时间为72h。
对经过成型和养护的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为29MPa，抗折强度为6.0MPa，体积膨胀率为0.020%。制成后第28天测定，抗压强度为34MPa，抗折强度为6.8MPa，体积膨胀率为0.030%，透水系数为2.5×10-2cm/s，24h污染物透过率为4.8%。
实施例6
取细磨钢渣63.75kg，水泥21.25kg，分子筛废料10kg，砂子4.35kg，酒石酸钠0.5kg，水8.5kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.06mm，比表面积为375m2/g，f-CaO含量为1.6%；分子筛废料平均粒径为2.4mm，比表面积为280m2/g。制砖过程成型压力为25MPa，成型后蒸汽养护温度为55℃，养护时间为72h。
对经过成型和养护的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为32MPa，抗折强度为6.5MPa，体积膨胀率为0.030%。制成后第28天测定，抗压强度为35MPa，抗折强度为6.9MPa，体积膨胀率为0.040%，透水系数为2.2×10-2cm/s，24h污染物透过率为4.5%。
对比例1
取细磨钢渣22.75kg，水泥42.25kg，砂子35kg，酒石酸钠2.5kg，水8kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.05mm，比表面积为350m2/g，f-CaO含量为1.8%。制砖过程成型压力为22MPa，成型后蒸汽养护温度为65℃，养护时间为36h。
对经过成型和养护的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为33MPa，抗折强度为6.4MPa，体积膨胀率为0.040%。制成后第28天测定，抗压强度为35MPa，抗折强度为6.9MPa，体积膨胀率为0.043%，透水系数为1.7×10-2cm/s，24h污染物透过率为84%。
对比例2
取细磨钢渣44kg，水泥36kg，分子筛废料12.0kg，砂子6.47kg，酒石酸钠1kg，苹果酸钠0.5kg，水7kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.18mm，比表面积为475m2/g，f-CaO含量为1.5%；分子筛废料平均粒径为1.4mm，比表面积为295m2/g。制砖过程成型压力为25MPa，成型后不经蒸气养护。
对经过成型的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为21MPa，抗折强度为4.2MPa，体积膨胀率为0.090%。制成后第28天测定，抗压强度为15MPa，抗折强度为3.9MPa，体积膨胀率为0.092%，透水系数为2.2×10-2cm/s，24h污染物透过率为8.2%。
对比例3
取细磨钢渣63.75kg，水泥21.25kg，分子筛废料10kg，砂子4.35kg，酒石酸钠0.5kg，水8.5kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.06mm，比表面积为375m2/g，f-CaO含量为1.6%；分子筛废料平均粒径为2.4mm，比表面积为280m2/g。制砖成型过程中不经过加压，成型后蒸汽养护温度为55℃，养护时间为72h。
对经过成型和养护的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为18MPa，抗折强度为3.5MPa，体积膨胀率为0.090%。制成后第28天测定，抗压强度为17MPa，抗折强度为3.9MPa，体积膨胀率为0.095%，透水系数为2.1×10-2cm/s，24h污染物透过率为7.3%。

Claims (7)

1.一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖，其特征在于：原料由粘结料、骨料、改性剂、水组成，以水作为分散剂，其中，粘结料为细磨钢渣和水泥，骨料为分子筛废料和砂子，改性剂为酒石酸钠、苹果酸钠、柠檬酸钠中的一种或几种，制砖过程，成型压力为18~25MPa，砖成型后需经过蒸汽养护，养护温度为45~75℃，养护时间为12~72h。
2.根据权利要求1中所述的一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖，其特征在于：原料中，除水以外，粘结料占总重量的60~85%，改性剂占总重量的0.5~3%，其余为骨料。
3.根据权利要求2中所述的一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖，其特征在于：细磨钢渣占全部粘结料重量的25~70%。
4.根据权利要求3中所述的一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖，其特征在于：分子筛废料占全部骨料重量的35~70%。
5.根据权利要求4中所述的一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖，其特征在于：水的重量为粘结料、骨料、改性剂总重量的1~10%。
6.根据权利要求5中所述的一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖，其特征在于：细磨钢渣的平均粒径为0.01~0.2mm，比表面积为200~500m2/g，自由氧化钙f-CaO含量为1.5~2.5%。
7.根据权利要求6中所述的一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖，其特征在于：分子筛废料平均粒径为0.8~2.5mm，比表面积为250~600 m2/g。
CN201911122177.8A 2019-11-15 2019-11-15 一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖 Pending CN110845207A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911122177.8A CN110845207A (zh) 2019-11-15 2019-11-15 一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911122177.8A CN110845207A (zh) 2019-11-15 2019-11-15 一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110845207A true CN110845207A (zh) 2020-02-28

Family

ID=69600641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911122177.8A Pending CN110845207A (zh) 2019-11-15 2019-11-15 一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110845207A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113248165A (zh) * 2021-04-14 2021-08-13 洛阳理工学院 一种碱矿渣水泥及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102127891A (zh) * 2011-04-28 2011-07-20 北京工业大学 一种可吸附重金属离子的透水砖
CN104310921A (zh) * 2014-10-12 2015-01-28 韶关学院 一种大掺量矿物掺合料制备钢渣集料透水砖及其制备方法
KR101915672B1 (ko) * 2017-09-29 2018-11-06 삼보이엔씨 주식회사 해상폐기물처리장의 연직차수공 이음부차수재 조성물 및 그 시공방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102127891A (zh) * 2011-04-28 2011-07-20 北京工业大学 一种可吸附重金属离子的透水砖
CN104310921A (zh) * 2014-10-12 2015-01-28 韶关学院 一种大掺量矿物掺合料制备钢渣集料透水砖及其制备方法
KR101915672B1 (ko) * 2017-09-29 2018-11-06 삼보이엔씨 주식회사 해상폐기물처리장의 연직차수공 이음부차수재 조성물 및 그 시공방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘庆辉等: "《中国技术成果大全 1994 第5期 总第125期》", 31 October 1994, 《科学技术文献出版社》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113248165A (zh) * 2021-04-14 2021-08-13 洛阳理工学院 一种碱矿渣水泥及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111233395B (zh) 一种高强透水混凝土及其制备方法
CN103964765B (zh) 一种利用抛光废渣制造陶粒透水砖的方法
CN109293318B (zh) 透水混凝土
CN104788054A (zh) 生态环保的废弃混凝土全再生利用自密实混凝土
CN114873979A (zh) 一种低碳水泥混凝土及其制备方法
CN114230301A (zh) 一种磷石膏硬化剂及其制备方法和应用
CN114538850A (zh) 一种基于生物炭内碳化的固废基轻骨料及其制备方法
WO2015032131A1 (zh) 一种膨润土改性剂和改性膨润土及其应用
CN108751968B (zh) 一种本征成孔的多孔陶瓷材料制备方法
CN107522501B (zh) 加气混凝土及其制备方法
CN110790554A (zh) 一种以细磨钢渣和钢渣颗粒为原料制备砖的方法
CN110950644A (zh) 一种钢渣烧结砖及其制备方法
CN110950626A (zh) 蒸压灰砂砖及其制备方法
CN110845207A (zh) 一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖
CN110922133A (zh) 一种废弃陶瓷植草砖及其制备方法
CN109133683B (zh) 一种煤矸石综合一体化利用方法
CN116253555B (zh) 工业污泥基全固废透水砖及其制备方法
CN106747620B (zh) 一种低能耗烧结渗水砖及其制造方法
CN110862242B (zh) 一种以天然沸石和钢渣为原料制备的透水砖
CN112759343A (zh) 一种固废基低碱度多孔生态透水混凝土及其制备方法
CN115557755B (zh) 一种低钙固碳再生透水混凝土及其生产方法
CN108530015B (zh) 一种利用铝土矿尾矿制造的蒸养砖及其制备方法
CN114180709A (zh) 一种利用铸造粘土废砂制作多孔型蒸养除磷生物滤料的方法
CN114315252B (zh) 一种再生地聚物混凝土及其制备方法
KR20200071177A (ko) 다공성 수질정화 구조체 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200228

RJ01 Rejection of invention patent application after publication