CN110922133A - 一种废弃陶瓷植草砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废弃陶瓷植草砖及其制备方法。废弃陶瓷植草砖包括以下的组分：水泥、矿粉、石粉、细石、细砂、陶粒、改性硅藻土、陶瓷骨料、FERROLOX‑XG型气体吸附剂、纳米二氧化钛光催化材料、水；改性硅藻土由以下方法制成：将硅藻土浸泡在硫酸溶液中，浸泡30‑50min后，加入高岭土、碳酸钙、可溶性淀粉和去离子水，在60‑70℃下搅拌1.5‑2h，离心3‑5min，加入纸浆纤维、椰壳活性炭、苔藓粉末和水，混合均匀后，置于70‑80℃下干燥10‑12h，制得改性硅藻土。本发明的废弃陶瓷植草砖具有能吸附并净化汽车尾气，吸收噪音，利用废弃陶瓷，节约材料资源，减轻环境负担的优点。

Description

一种废弃陶瓷植草砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及植草砖技术领域，更具体地说，它涉及一种废弃陶瓷植草砖及其制备方法。
背景技术
植草砖是有混凝土、河沙、颜料等优质材料经过高压砖机振压而成，完全免烧砖，达到环保生产的要求，植草砖铺设在地面上有很好的稳固性，绿化面积广，能经受行人、车辆的辗压而不被损坏，同时绿草的根部是生长在植草砖下面，不会因此而令草根受到伤害，因此植草砖得到了广泛的使用。
在陶瓷生产过程中会伴随产生大量废陶瓷，另外，在陶瓷的运输、使用，建筑物的装修、拆迁等过程中也会产生大量废陶瓷。由于废陶瓷经高温烧制而成，其硬度高、性能稳定，无法自然消解，带来了严重的环境问题。
陶制品为多孔结构，通常吸水率大于9％，断面粗糙无光，敲击时声音粗哑，又可分为粗陶和精陶，精陶一般经素烧和釉烧两次烧成，通常呈白色或象牙色，其气孔很大且较多，大部分气孔相互连通，因此吸水率较高，约为9％-12％。精陶不透水，表面光滑，不易玷污，产品机械强度和化学稳定性较高。瓷制品是由天然石料破碎后添加化学黏合剂压合经高温烧结而成，烧结温度高，密实度好，内部呈现少量互不连通的极小气孔，吸水率小于0.5％，吸湿膨胀极小，故其抗折强度高、耐磨损、耐酸碱、不变色、寿命长，在-15℃至-20℃冻融循环20次无可见缺陷。
现有技术中，申请号为201710412279.8的中国发明专利文件中公开了一种废弃陶瓷全骨料混凝土植草砖及其制备方法，包括以下重量份原材料：以水泥100重量份为基准；150-250重量份的陶瓷细骨料；200-300重量份的陶瓷粗骨料，30-50重量份的水；1-2重量份的减水剂，10-20重量份矿物细掺料，0.1-0.8重量份纤维。
因为植草砖多用于人行道绿化和小区停车场绿化等，位于马路附近的人行道以及小区内的停车场在汽车运行或停放时，会排放较多的汽车尾气，汽车尾气是空气污染的主要来源之一，其中含有大量的有害物质，如一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等，易对人体健康造成危害，且尾气中的二次污染物臭氧、过氧乙酯基硝酸酯会使植物叶片出现坏死病斑和枯斑，影响植草砖中植物的生长，现有的这种废弃陶瓷制备而成的植草砖，抗压强度≥50MPa，劈裂抗拉强度≥5MPa，抗冻等级在F300以上，同时解决了废弃陶瓷对环境的污染，节约了材料资源，但是对于汽车尾气等污染性气体不具有吸附和净化功能，不能进行空气净化。
因此，研发一种利用废弃陶瓷作为原料，且具有汽车尾气净化功能的植草砖是亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种废弃陶瓷植草砖，其具有能吸附并净化汽车尾气，利用了废弃陶瓷，节约了材料资源，减轻环境负担的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种废弃陶瓷植草砖的制备方法，其具有制作方法简单，易于操作的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种废弃陶瓷植草砖，包括以下重量份的组分：120-140份水泥、56-76份矿粉、700-720份石粉、480-503份细石、185-215份细砂、85-115份陶粒、100-150份改性硅藻土、150-200份陶瓷骨料、35-45份FERROLOX-XG型气体吸附剂、55-65份纳米二氧化钛光催化材料、155-185份水；
所述改性硅藻土由以下方法制成：以重量份剂，将3.5-5份硅藻土浸泡在5-7.5份浓度为30-40％的硫酸溶液中，浸泡30-50min后，加入1.2-1.8份高岭土、0.8-1.4份碳酸钙、1.3-1.7份可溶性淀粉和6.5-10份去离子水，在60-70℃下搅拌1.5-2h，在1500-2000r/min下离心3-5min，加入5.8-11.5份纸浆纤维、2.4-3.6份椰壳活性炭、1.2-1.8份苔藓粉末和8-15份水，混合均匀后，置于70-80℃下干燥10-12h，制得改性硅藻土。
通过采用上述技术方案，由于采用废弃陶瓷作为骨料，解决了废弃陶瓷对环境的污染问题，节约材料，较为环保，添加陶粒作为保水组分，因为陶粒具有隔水保气效果，水分渗入后，能较长时间内留在植草砖内，为植物提供水分，FERROLOX-XG型气体吸附剂能吸附并氧化降解各种污染性气体，纳米二氧化钛光催化材料能吸附多种无机分子和有机分子，氧化性极强，能氧化多种有机物，能将有机物最终氧化成二氧化碳和水，其能通过光催化反应吸附在有害物质表面，使其发生降解或分解，从而达到净化效果，硅藻土具有较强的吸附性能，且使用硫酸浸泡后，硅藻土表面孔隙率增大，吸附力增强，再将其与高岭土、碳酸钙、可溶性淀粉混合，具有成孔作用的碳酸钙能使硅藻土和高岭土表面生成较多气孔，从而进一步增强硅藻土和高岭土的吸附效果，可溶性淀粉将具有吸附效果的高岭土和硅藻土黏合后，与纸浆纤维、椰壳活性炭、苔藓粉末混合，椰壳活性炭具有较强的吸附效果，苔藓粉末具有良好的汽车尾气净化效果，硅藻土、椰壳活性炭和苔藓粉末以纸浆纤维作为主要载体，使得纸浆纤维具有良好的吸附性和净化效果，从而使植草砖能边吸附汽车尾气，边进行尾气净化，降低空气污染，提高空气质量。
进一步地，所述原料的重量份为：130份水泥、66矿粉、710份石粉、493份细石、200份细砂、100份陶粒、125份改性硅藻土、175份陶瓷骨料、40份FERROLOX-XG型气体吸附剂、60份纳米二氧化钛光催化材料、170份水；
所述改性硅藻土由以下方法制成：以重量份剂，将4份硅藻土浸泡在6.5份浓度为35％的硫酸溶液中，浸泡40min后，加入1.5份高岭土、1.1份碳酸钙、1.5份可溶性淀粉和8份去离子水，在65℃下搅拌1.8h，在1800r/min下离心4min，加入8.8份纸浆纤维、3份椰壳活性炭、1.5份苔藓粉末和11份水，混合均匀后，置于75℃下干燥11h，制得改性硅藻土。
通过采用上述技术方案，由于植草砖原料用量更加精确，制得的植草砖抗压强度高，净化尾气效果好。
进一步地，所述陶瓷骨料由铜尾矿渣、碳粉、木质素磺酸钙按照1:0.25-0.3:0.07-0.08的质量比混合、在6-8MPa的压力下压制、在1080-1100℃下烧制30-40min制成。
通过采用上述技术方案，碳粉作为造孔剂，木质素磺酸钙作为粘结剂，以铜尾矿渣作为陶瓷骨料的原料，既回收利用的铜尾矿渣，减少了对土地资源的浪费，经烧结后的陶瓷骨料具有较高的孔隙率，使得陶瓷骨料对于水分具有较好的通透性，使植草砖的透水性和保水性好，便于植草砖中植物的生长。
进一步地，所述陶瓷骨料经过以下预处理：向陶瓷骨料中加入十八烷基三甲氧基硅烷、煤质活性炭和吊兰提取物，混合均匀后，缓慢加入去离子水，搅拌均匀后，在80-90℃下干燥2-5h，陶瓷骨料、十八烷基三甲氧基硅烷、煤质活性炭和吊兰提取物的质量比为1:0.3-0.5:0.8-1.2:0.7-0.9，陶瓷骨料和去离子水的质量比为1:3-5。
通过采用上述技术方案，十八烷基三甲氧基硅烷对陶瓷骨料表面进行改性，提升陶瓷骨料表面的疏水性和吸附性，具有吸附性的陶瓷骨料与具有吸附效果的煤质活性炭相互吸附，并将吊兰提取物吸附在二者的表面，具有吸附性的陶瓷骨料和煤质活性炭能将汽车尾气吸附进入植草砖中，而吊兰提取物对被吸附进植草砖内的甲醛、苯乙烯、一氧化碳和二氧化碳等致癌物质具有较强的吸收能力和分解能力，从而达到净化空气的效果。
进一步地，所述陶瓷骨料的粒径为5-20mm，表观密度为2500-2600kg/m3，石粉的粒径小于0.075mm，细石的粒径为5-15mm，细砂的粒径为0.05-0.25mm。
进一步地，所述矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400-450m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％。
通过采用上述技术方案，矿粉矿物掺和料具有“活性效应”、“界面效应”、“微填效应”和“减水效应”等诸多综合效应，矿粉等矿物掺和料不仅可以改善流变性能，降低水化热，降低坍落度损失，减少离析和泌水，还可以改善植草砖结构的孔结构和力学性能，提高抗压强度强度和耐久性。
进一步地，原料还包括65-100重量份的吸音组分，吸音组分包括以下重量份的组分：1.4-2份沸石、1.5-3.5份活性炭纤维、2.1-2.8份石膏、4-5份煤矸石、0.6-0.8份发泡剂、5-6玻璃粉和10-15份水。
通过采用上述技术方案，因为植草砖多用于人行道绿化和小区停车场绿化等，位于马路附近的人行道会接收到来自于马路上车辆来往的噪音，位于小区停车场附近的居民则会接收到来自与停车场车辆的噪音，因此为降低噪音对人们的影响，向植草砖中掺入吸音组分，沸石是一种纯天然新型环保材料，自身不含任何有害物质，还可以吸收空气中的有害气体，净化空气，吸音降噪，石膏属于多孔隙结构，许多微小间隙的存在使石膏具有通气性，声波入射到石膏表面，能引起小孔或间隙中空气的振动，活性炭纤维内部呈独特的三维立体网状结构，纤维之间有大量结构复杂的微小孔隙，孔隙之间相互连通，是一种理想的新型绿色环保多孔吸声材料。
进一步地，所述吸音组分由以下方法制成：将煤矸石、沸石和石膏进行粉碎，加入活性炭纤维和玻璃粉，研磨，加入水和发泡剂，搅拌均匀，在250-300℃下烧结3-5天，制成吸音组分。
通过采用上述技术方案，将煤矸石、沸石、石膏等混合后加入发泡剂和水，在吸音组分中生成较多气孔，在制备过程中，控制烧结温度和烧结时间，使气孔分布均匀，从而增大吸音材料的吸音降噪效果。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种废弃陶瓷植草砖的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照配比，将水泥、石粉、矿粉、细石、细砂、陶粒、改性硅藻土、吸音组分和陶瓷骨料混合，形成干料；
S2、将FERROLOX-XG型气体吸附剂和纳米二氧化钛光催化材料加入到水中，混合均匀后加入到干料中，混合均匀，形成湿料；
S3、将湿料注入植草砖模具中，在振动成型机上振动15-20s成型，经养护后制得废弃陶瓷植草砖。
通过采用上述技术方案，将水泥等原料混合形成干料后，与混合有FERROLOX-XG型气体吸附剂和纳米二氧化钛光催化材料的水混合，可使原料混合更加均匀，注入模具后，振动成型，经养护制成产品，制备方法简单，易于操作。
进一步地，所述步骤S3中养护操作具体为：将成型坯体在成型4-6h后以5-8℃/h的升温速度升温至60-65℃，在此温度下养护10-12h，取出后，常温放置7-8天，并每天打水保持坯体表面润湿，打水频率为每天2-3次。
通过采用上述技术方案，将坯体在60-65℃下养护，使坯体缓慢干燥，再将坯体上打水润湿，防止坯体表面出现裂缝。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、由于本发明采用废弃陶瓷骨料、改性硅藻土等原料制备植草砖，由于改性硅藻土使用硫酸浸泡，去除杂质后，再经碳酸钙处理，增大硅藻土表面的孔隙率，之后与纸浆纤维、椰壳活性炭和苔藓粉末混合，制得的改性混凝土不仅具有较强的吸附性能，还能分解和净化汽车尾气，从而达到净化空气的效果，并且使用废弃陶瓷骨料节约了陶瓷废料的掩埋成本，减轻环境负担。
第二、本发明中优选采用FERROLOX-XG型气体吸附剂和纳米二氧化钛光催化材料掺入植草砖中，FERROLOX-XG型气体吸附剂能吸附并氧化降解各种污染性气体，二氧化钛光催化材料能通过光催化反应吸附在有害物质表面，使其发生降解或分解，从而达到净化效果，二者在植草砖中能协同，使植草砖的净化效果得到提升。
第三、本发明中优选使用十八烷基三甲氧基硅烷、煤质活性炭和吊兰提取物对陶瓷骨料进行预先处理，因十八烷基三甲氧基硅烷能增强陶瓷骨料表面的疏水性和吸附性，使陶瓷骨料能与具有吸附效果的煤质活性炭相互结合，二者结合后吊兰提取物附着在二者表面，达到汽车尾气的吸附和净化效果。
第四、本发明中优选向植草砖中掺入吸音组分，且使用活性炭纤维、煤矸石和玻璃粉等原料经发泡制备而成，煤矸石和玻璃粉等原料经发泡后，表面形成分布均匀且细小的气孔，从而增强吸音组分的吸音降噪效果，使位于人行道和小区提车场的植草砖能降低噪音，提高行人和居民的舒适度。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
改性硅藻土的制备例1-3
制备例1-3中椰壳活性炭选自巩义市祥瑞环保材料有限公司出售的货号为001的椰壳活性炭，纸浆纤维选自复纳新材料科技(上海)有限公司出售的型号为AS-021的纸浆纤维，可溶性淀粉选自北京康普汇维科技有限公司出售的货号为02587的可溶性淀粉。
制备例1：将3.5kg硅藻土浸泡在5kg浓度为30％的硫酸溶液中，浸泡50min后，加入1.2kg高岭土、0.8kg碳酸钙、1.3kg可溶性淀粉和6.5kg去离子水，在60℃下搅拌1.5h，在1500r/min下离心5min，加入5.8kg纸浆纤维、2.4kg椰壳活性炭、1.2kg苔藓粉末和8kg水，混合均匀后，置于70℃下干燥12h，制得改性硅藻土，苔藓粉末由新鲜苔藓经干燥、粉碎制成，苔藓粉末的粒径为5mm。
制备例2：将4kg硅藻土浸泡在6.5kg浓度为35％的硫酸溶液中，浸泡40min后，加入1.5kg高岭土、1.1kg碳酸钙、1.5kg可溶性淀粉和8kg去离子水，在65℃下搅拌1.8h，在1800r/min下离心4min，加入8.8kg纸浆纤维、3kg椰壳活性炭、1.5kg苔藓粉末和11kg水，混合均匀后，置于75℃下干燥11h，制得改性硅藻土，苔藓粉末由新鲜苔藓经干燥、粉碎制成，苔藓粉末的粒径为8mm。
制备例3：将5kg硅藻土浸泡在7.5kg浓度为40％的硫酸溶液中，浸泡30min后，加入1.8kg高岭土、1.4kg碳酸钙、1.7kg可溶性淀粉和10kg去离子水，在70℃下搅拌2h，在2000r/min下离心2min，加入11.5kg纸浆纤维、3.6kg椰壳活性炭、1.8kg苔藓粉末和15kg水，混合均匀后，置于80℃下干燥10h，制得改性硅藻土，苔藓粉末由新鲜苔藓经干燥、粉碎制成，苔藓粉末的粒径为10mm。
实施例
以下实施例中FERROLOX-XG型吸附剂由吉林省一起环保科技有限公司出售，纳米二氧化钛光催化材料选自上海东誉化工科技有限公司出售的型号为dy-01的纳米二氧化钛光催化材料，发泡剂选自泉州海泰化工有限公司出售的型号为HT-30的发泡剂。
实施例1：一种废弃陶瓷植草砖，其原料配比如表1所示，该废弃陶瓷植草砖的制备方法包括以下步骤：
S1、按照配比，将120kg水泥、700kg石粉、56kg矿粉、480kg细石、185kg细砂、85kg陶粒、100kg改性硅藻土和150kg陶瓷骨料混合，形成干料，水泥为P.O42.5硅酸盐水泥，改性硅藻土由制备例1制成，陶瓷骨料由铜尾矿渣、碳粉、木质素磺酸钙按照1:0.25:0.07的质量比混合、在6MPa的压力下压制、在1080℃下烧制40min制成，陶瓷骨料的粒径为5mm，表观密度为2500kg/m3，石粉的粒径小于0.075mm，细石的粒径为5mm，细砂的粒径为0.05mm，矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％；
S2、将35kg FERROLOX-XG型气体吸附剂和55kg纳米二氧化钛光催化材料加入到155kg水中，混合均匀后加入到干料中，混合均匀，形成湿料；
S3、将湿料注入植草砖模具中，在振动成型机上振动15s成型，经养护后制得废弃陶瓷植草砖，振动成型机的功率为5kW，养护操作具体为：将成型坯体在成型4h后以5℃/h的升温速度升温至60℃，在此温度下养护10h，取出后，常温放置7天，并每天打水保持坯体表面润湿，打水频率为每天2次。
表1实施例1-5中废弃陶瓷植草砖的原料配比
Figure BDA0002307222260000071
实施例2：一种废弃陶瓷植草砖，其原料配比如表1所示，该废弃陶瓷植草砖的制备方法包括以下步骤：
S1、按照配比，将125kg水泥、705kg石粉、61kg矿粉、485kg细石、190kg细砂、90kg陶粒、115kg改性硅藻土和165kg陶瓷骨料混合，形成干料，水泥为P.O42.5硅酸盐水泥，改性硅藻土由制备例2制成，陶瓷骨料由铜尾矿渣、碳粉、木质素磺酸钙按照1:0.28:0.075的质量比混合、在7MPa的压力下压制、在1090℃下烧制35min制成，陶瓷骨料的粒径为10mm，表观密度为2550kg/m3，石粉的粒径小于0.075mm，细石的粒径为10mm，细砂的粒径为0.15mm，矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为425m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％；
S2、将38kg FERROLOX-XG型气体吸附剂和58kg纳米二氧化钛光催化材料加入到165kg水中，混合均匀后加入到干料中，混合均匀，形成湿料；
S3、将湿料注入植草砖模具中，在振动成型机上振动18s成型，经养护后制得废弃陶瓷植草砖，振动成型机的功率为20kW，养护操作具体为：将成型坯体在成型5h后以6℃/h的升温速度升温至63℃，在此温度下养护11h，取出后，常温放置8天，并每天打水保持坯体表面润湿，打水频率为每天3次。
实施例3：一种废弃陶瓷植草砖，其原料配比如表1所示，该废弃陶瓷植草砖的制备方法包括以下步骤：
S1、按照配比，将130kg水泥、710kg石粉、66kg矿粉、493kg细石、200kg细砂、100kg陶粒、125kg改性硅藻土和165kg陶瓷骨料混合，形成干料，水泥为P.O42.5硅酸盐水泥，改性硅藻土由制备例3制成，陶瓷骨料由铜尾矿渣、碳粉、木质素磺酸钙按照1:0.3:0.08的质量比混合、在8MPa的压力下压制、在1100℃下烧制30min制成，陶瓷骨料的粒径为20mm，表观密度为2600kg/m3，石粉的粒径小于0.075mm，细石的粒径为15mm，细砂的粒径为0.25mm，矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为450m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％；
S2、将40kg FERROLOX-XG型气体吸附剂和60kg纳米二氧化钛光催化材料加入到170kg水中，混合均匀后加入到干料中，混合均匀，形成湿料；
S3、将湿料注入植草砖模具中，在振动成型机上振动18s成型，经养护后制得废弃陶瓷植草砖，振动成型机的功率为20kW，养护操作具体为：将成型坯体在成型5h后以6℃/h的升温速度升温至63℃，在此温度下养护11h，取出后，常温放置8天，并每天打水保持坯体表面润湿，打水频率为每天3次。
实施例4-5：一种废弃陶瓷植草砖，与实施例1的区别在于，原料配比如表1所示。
实施例6：一种废弃陶瓷植草砖，与实施例1的区别在于，陶瓷骨料预先经过以下处理：向陶瓷骨料中加入十八烷基三甲氧基硅烷、煤质活性炭和吊兰提取物，混合均匀后，缓慢加入去离子水，搅拌均匀后，在80℃下干燥5h，陶瓷骨料、十八烷基三甲氧基硅烷、煤质活性炭和吊兰提取物的质量比为1:0.3:0.8:0.7，陶瓷骨料和去离子水的质量比为1:3。
实施例7：一种废弃陶瓷植草砖，与实施例1的区别在于，陶瓷骨料预先经过以下处理：向陶瓷骨料中加入十八烷基三甲氧基硅烷、煤质活性炭和吊兰提取物，混合均匀后，缓慢加入去离子水，搅拌均匀后，在85℃下干燥3.5h，陶瓷骨料、十八烷基三甲氧基硅烷、煤质活性炭和吊兰提取物的质量比为1:0.4:1:0.8，陶瓷骨料和去离子水的质量比为1:4。
实施例8：一种废弃陶瓷植草砖，与实施例1的区别在于，陶瓷骨料预先经过以下处理：向陶瓷骨料中加入十八烷基三甲氧基硅烷、煤质活性炭和吊兰提取物，混合均匀后，缓慢加入去离子水，搅拌均匀后，在90℃下干燥2h，陶瓷骨料、十八烷基三甲氧基硅烷、煤质活性炭和吊兰提取物的质量比为1:0.5:1.2:0.9，陶瓷骨料和去离子水的质量比为1:5。
实施例9：一种废弃陶瓷植草砖，与实施例6的区别在于，植草砖中还包括65kg吸音组分，吸音组分由以下方法制成：将4kg煤矸石、1.4kg沸石和2.1kg石膏进行粉碎，加入1.5kg活性炭纤维和5kg玻璃粉，研磨，加入10kg水和0.6kg发泡剂，搅拌均匀，在250℃下烧结5天，煤矸石和玻璃粉的化学组成如表2所示。
表2实施例9-11中煤矸石和玻璃粉的化学组成
w/％ SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO MgO Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> K<sub>2</sub>O+Na<sub>2</sub>O 其他 烧失量
煤矸石 49.80 27.32 0.68 0.72 0.85 0.54 1.44 17.65
玻璃粉 67.32 5.84 7.5 2.2 0.5 15.8 0.84 /
实施例10：一种废弃陶瓷植草砖，与实施例6的区别在于，植草砖中还包括85kg吸音组分，吸音组分由以下方法制成：将4.5kg煤矸石、1.7kg沸石和2.5kg石膏进行粉碎，加入2.5kg活性炭纤维和5.5kg玻璃粉，研磨，加入13kg水和0.7kg发泡剂，搅拌均匀，在280℃下烧结4天，煤矸石和玻璃粉的化学组成如表2所示。
实施例11：一种废弃陶瓷植草砖，与实施例6的区别在于，植草砖中还包括100kg吸音组分，吸音组分由以下方法制成：将5kg煤矸石、2kg沸石和2.8kg石膏进行粉碎，加入3.5kg活性炭纤维和6kg玻璃粉，研磨，加入15kg水和0.8kg发泡剂，搅拌均匀，在300℃下烧结3天，煤矸石和玻璃粉的化学组成如表2所示。
对比例
对比例1：一种废弃陶瓷植草砖，与实施例1的区别在于，原料中未添加改性硅藻土。
对比例2：一种废弃陶瓷植草砖，与实施例1的区别在于，原料中未添加FERROLOX-XG型气体吸附剂和纳米二氧化钛光催化材料。
对比例3：一种废弃陶瓷植草砖，与实施例6的区别在于，预处理陶瓷骨料时未添加吊兰提取物和煤质活性炭。
对比例4：一种废弃陶瓷植草砖，与实施例9的区别在于，吸音组分中未添加煤矸石和玻璃粉。
对比例5：一种废弃陶瓷植草砖，与实施例9的区别在于，吸音组分中未添加活性炭纤维、石膏和沸石。
对比例6：以申请号为201710412279.8的中国发明专利文件中实施例1制备的废弃陶瓷全骨料混凝土植草砖作为对照，它的原料按重量份配合比如下：陶瓷粗骨料236份、陶瓷细骨料186份、水38份、减水剂1.1份、水泥100份、矿物细掺料18份、纤维0.5份；陶瓷细骨料是粒径为0-5mm的陶瓷颗粒；陶瓷粗骨料是粒径5-20mm的陶瓷颗粒，陶瓷粗骨料压碎值小于15％，表观密度2640kg/m3，含泥量＜1％；矿物细掺料为粉煤灰，比表面积≥1000mm2/kg；减水剂为聚羧酸系高性能减水剂、氨基磺酸盐高效减水剂和萘系高效混凝土减水剂中的任一种；纤维为玄武岩纤维；水泥采用P.O42.5等级的水泥。
性能检测试验
一、植草砖的路用性能检测：按照实施例1-11和对比例1-6中的方法制备植草砖，并按照以下方法检测植草砖的各项性能，将检测结果记录于表3中：
1、抗压强度：按照GB/T4111-2013《混凝土砌块和砖试验方法》进行检测；
2、保水率：按照NY/T1253-2006《植草砖》进行检测；
3、渗透系数：按照JC/T945《透水砖》进行检测。
表3实施例1-11和对比例1-6制备的植草砖路用性能检测
检测项目 抗压强度/MPa 保水率/％ 渗透系数(mm/s)
实施例1 42.8 32.4 4.12
实施例2 43.2 32.6 4.13
实施例3 43.5 32.9 4.13
实施例4 43.8 33.2 4.15
实施例5 44.4 33.5 4.17
实施例6 42.9 34.2 4.22
实施例7 43.3 34.6 4.26
实施例8 43.6 34.9 4.29
实施例9 43.5 34.8 4.31
实施例10 44.2 35.2 4.32
实施例11 44.5 35.5 4.35
对比例1 42.4 28.2 3.65
对比例2 42.6 32.3 4.12
对比例3 42.4 32.2 4.14
对比例4 40.3 27.3 3.54
对比例5 41.3 28.4 3.74
对比例6 54 23.1 2.14
由表3中数据可以看出，实施例1-5制备的植草砖抗压强度达到42MPa以上，且保水率大于32％，渗透系数小于4.5mm/s，具有较好的抗压强度、保水性能和渗水性能。
实施例6-8中的陶瓷骨料使用十八烷基三甲氧基硅烷、煤质活性炭和吊兰提取物进行预先处理，实施例6-8与实施例1-6制备的植草砖相比，抗压强度和渗透系数无较大变化，但保水率有所增加。
实施例9-11制备的植草砖中增加了吸音组分，植草砖的抗压强度和保水率均有所增加，渗透系数得到提升。
对比例1因植草砖中未添加改性硅藻土，由对比例1制成的植草砖抗压强度变化，但保水性能变差，渗水效果减弱，说明添加改性硅藻土能提升植草砖的保水和渗水功能。
对比例2因植草砖中未添加FERROLOX-XG型气体吸附剂和纳米二氧化钛光催化材料，由检测结果可知，对比例2制备的植草砖与实施例1相比，抗压强度、保水率和渗透系数变化不大。
对比例3因预处理陶瓷骨料时未使用吊兰提取物和煤质活性炭，由检测结果可知，对比例3制备的植草砖与实施例1相比，抗压强度、保水率和渗透系数变化不大。
对比例4因吸音组分中未添加煤矸石和玻璃粉，与实施例6制备的植草砖相比，对比例4制成的植草砖与实施例9相比，抗压强度、保水性和渗水性均有所下降，因此添加煤矸石和玻璃粉能提升植草砖的强度、保水效果和渗水效果。
对比例5因吸音组分中未添加沸石、石膏和活性炭纤维，对比例5制备的植草砖与实施例9相比，抗压强度下降不明显，但保水性和渗水性降低明显，说明添加沸石、石膏和活性炭纤维能提升植草砖的渗水性和保水性。
对比例6为现有技术中使用废弃陶瓷骨料制成的植草砖，与实施例1-11相比，其抗压强度虽大，但其渗水性和保水性较差，不利于植物的生长。
二、植草砖的尾气净化率检测：按照实施例1、3、5、7和10和对比例1-6中的方法制备植草砖，将植草砖制成长度为80cm，宽度为50cm，厚度为5cm的规格，置于密闭的尾气分析设备中，向密闭容器中充入由同一辆车排出的相同体积的汽车尾气，经过一段时间后，采用尾气分析仪测试尾气分析设备中气体含量的变化，检测植草砖的尾气净化功效，将检测结果记录于表4中。
表4实施例1-11和对比例1-6制备的植草砖尾气净化效果
Figure BDA0002307222260000111
Figure BDA0002307222260000121
由表4中数据可以看出，采用本发明实施例中方法制备的植草砖能有效净化汽车尾气中NOx、HC化合物、CO、CO2气体，其中NOx的净化效率最为明显，净化率在90.7-95.3％之间，对HC化合物的净化率在25.8-30.9％之间，对CO2的净化率在24.3-43.8％之间，对CO的净化率在9.7-27.9％之间，说明本发明制备的植草砖对汽车尾气的净化效果显著。
对比例1因未添加改性硅藻土，对比例1制成的植草砖对NOx的净化效率仅为37.9％，对HC化合物的净化率为9.47％，对CO2的净化率为7.14％，对CO的净化率为10.6，与实施例1相比，效果相差较为明显，说明添加改性硅藻土能提升植草砖对汽车尾气的净化效果。
对比例2因植草砖中未添加FERROLOX-XG型气体吸附剂和纳米二氧化钛光催化材料，植草砖对NOx的净化效率为47.3％，对HC化合物的净化率为10.8％，对CO2的净化率为6.67％，对CO的净化率为7.14％，净化效果较差。
对比例3因预处理陶瓷骨料时未使用吊兰提取物和煤质活性炭，对比例3制成的植草砖对NOx、HC化合物、CO、CO2气体的净化效果均不如本发明实施例制备的植草砖。
对比例4因吸音组分中未添加煤矸石和玻璃粉，对比例5因吸音组分中未添加沸石、石膏和活性炭纤维，由检测结果可以看出，对比例4和对比例5制备的植草砖与实施例1相比，尾气净化效果相差不大。
对比例6为现有技术中使用废弃陶瓷骨料制成的植草砖，对于NOx、HC化合物、CO、CO2气体的净化效果较差，与实施例制成的植草砖效果相差悬殊。
三、植草砖的吸音效果检测：按照实施例9-11和对比例4-6中的方法制备植草砖，将植草砖制成长度为80cm，宽度为50cm，厚度为5cm的规格，并按照GBJ47-83《混响室法吸音系数测量规范》检测植草砖的吸音系数，将检测结果记录于表5中。
表5实施例9-11和对比例4-6制备的植草砖吸音系数检测结果
Figure BDA0002307222260000122
Figure BDA0002307222260000131
由表5中数据可以看出，按照实施例9-11中方法制备的植草砖具有吸音频带宽，中高频吸音性能好的优点，当植草砖铺设在小区内靠近居民楼处时，可吸收车辆行走时引发的噪音，提高居民舒适度。
对比例4因吸音组分中未添加煤矸石和玻璃粉，对比例5因吸音组分中未添加活性炭纤维、石膏和沸石，由对比例4和对比例5制成的植草砖对中高频的吸音性能降低，噪音吸收效果变差。
对比例6为现有使用废弃陶瓷制成的植草砖，由表5中数据可以看出，植草砖对中高频噪音的吸收效果较差。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种废弃陶瓷植草砖，其特征在于，包括以下重量份的组分：120-140份水泥、56-76份矿粉、700-720份石粉、480-503份细石、185-215份细砂、85-115份陶粒、100-150份改性硅藻土、150-200份陶瓷骨料、35-45份FERROLOX-XG型气体吸附剂、55-65份纳米二氧化钛光催化材料、155-185份水；
所述改性硅藻土由以下方法制成：以重量份剂，将3.5-5份硅藻土浸泡在5-7.5份浓度为30-40%的硫酸溶液中，浸泡30-50min后，加入1.2-1.8份高岭土、0.8-1.4份碳酸钙、1.3-1.7份可溶性淀粉和6.5-10份去离子水，在60-70℃下搅拌1.5-2h，在1500-2000r/min下离心3-5min，加入5.8-11.5份纸浆纤维、2.4-3.6份椰壳活性炭、1.2-1.8份苔藓粉末和8-15份水，混合均匀后，置于70-80℃下干燥10-12h，制得改性硅藻土。
2.根据权利要求1所述的废弃陶瓷植草砖，其特征在于，所述原料的重量份为：130份水泥、66矿粉、710份石粉、493份细石、200份细砂、100份陶粒、125份改性硅藻土、175份陶瓷骨料、40份FERROLOX-XG型气体吸附剂、60份纳米二氧化钛光催化材料、170份水；
所述改性硅藻土由以下方法制成：以重量份剂，将4份硅藻土浸泡在6.5份浓度为35%的硫酸溶液中，浸泡40min后，加入1.5份高岭土、1.1份碳酸钙、1.5份可溶性淀粉和8份去离子水，在65℃下搅拌1.8h，在1800r/min下离心4min，加入8.8份纸浆纤维、3份椰壳活性炭、1.5份苔藓粉末和11份水，混合均匀后，置于75℃下干燥11h，制得改性硅藻土。
3.根据权利要求1-2任一项所述的废弃陶瓷植草砖，其特征在于，所述陶瓷骨料由铜尾矿渣、碳粉、木质素磺酸钙按照1:0.25-0.3:0.07-0.08的质量比混合、在6-8MPa的压力下压制、在1080-1100℃下烧制30-40min制成。
4.根据权利要求3所述的废弃陶瓷植草砖，其特征在于，所述陶瓷骨料经过以下预处理：向陶瓷骨料中加入十八烷基三甲氧基硅烷、煤质活性炭和吊兰提取物，混合均匀后，缓慢加入去离子水，搅拌均匀后，在80-90℃下干燥2-5h，陶瓷骨料、十八烷基三甲氧基硅烷、煤质活性炭和吊兰提取物的质量比为1:0.3-0.5:0.8-1.2:0.7-0.9，陶瓷骨料和去离子水的质量比为1:3-5。
5.根据权利要求1-2任一项所述的废弃陶瓷植草砖，其特征在于，所述陶瓷骨料的粒径为5-20mm，表观密度为2500-2600kg/m3，石粉的粒径小于0.075mm，细石的粒径为5-15mm，细砂的粒径为0.05-0.25mm。
6.根据权利要求1-2任一项所述的废弃陶瓷植草砖，其特征在于，所述矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400-450m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％。
7.根据权利要求1-2任一项所述的废弃陶瓷植草砖，其特征在于，原料还包括65-100重量份的吸音组分，吸音组分包括以下重量份的组分：1.4-2份沸石、1.5-3.5份活性炭纤维、2.1-2.8份石膏、4-5份煤矸石、0.6-0.8份发泡剂、5-6玻璃粉和10-15份水。
8.根据权利要求7所述的废弃陶瓷植草砖，其特征在于，所述吸音组分由以下方法制成：将煤矸石、沸石和石膏进行粉碎，加入活性炭纤维和玻璃粉，研磨，加入水和发泡剂，搅拌均匀，在250-300℃下烧结3-5天，制成吸音组分。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的废弃陶瓷植草砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照配比，将水泥、石粉、矿粉、细石、细砂、陶粒、改性硅藻土、吸音组分和陶瓷骨料混合，形成干料；
S2、将FERROLOX-XG型气体吸附剂和纳米二氧化钛光催化材料加入到水中，混合均匀后加入到干料中，混合均匀，形成湿料；
S3、将湿料注入植草砖模具中，在振动成型机上振动15-20s成型，经养护后制得废弃陶瓷植草砖。
10.根据权利要求9所述的废弃陶瓷植草砖的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中养护操作具体为：将成型坯体在成型4-6h后以5-8℃/h的升温速度升温至60-65℃，在此温度下养护10-12h，取出后，常温放置7-8天，并每天打水保持坯体表面润湿，打水频率为每天2-3次。
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