CN110981422A - 一种玻璃废渣陶瓷透水砖及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玻璃废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；其中，底料由按重量份的以下组分制成：补足100份的陶瓷废料、5‑8份的粘结剂、2‑4份的水和5‑20份的玻璃废渣；其中，陶瓷废料由5‑15份30目以上陶瓷废料和余量的30目以下的陶瓷废料组成；所述玻璃废渣的粒径为40‑200目；所述面料由按重量份计的以下组分制成：补足100份的陶瓷废料、4‑10份粘结剂和2‑4份水。该玻璃废渣陶瓷透水砖具有较高的强度和透水系数，其烧成温度相对于普通的透水砖低，更加节能低碳环保，得到的透水砖的质量指标符合国家标准。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及玻璃废渣陶瓷透水砖及其制备工艺。
背景技术
玻璃是非晶无机非金属材料，一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料，另外加入少量辅助原料制成的。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸盐复盐，是一种无规则结构的非晶态固体。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。
废玻璃主要来源于工业废弃物和日用废弃玻璃。目前我国每年的废弃玻璃的年产约在450-700万吨。随着玻璃生产成本的降低以及玻璃回收过程中除杂分拣等工序的复杂性，目前更多玻璃生产厂家宁愿选择生产而代替回收，也造成大量的废弃玻璃无法得到较好地利用，即占用了大量的存放空间、又对生态环境和对物等造成危害。
我国陶瓷工业废料的处理与利用程度较低，如何处理和利用陶瓷工业废料，变废为宝，已成为社会共同关注的课题。
透水砖铺设人行道、停车场、城市广场可使雨水迅速渗入地下，即可减轻城市排水和防洪压力，又可补充土壤水和地下水，保持土壤湿度，改善城市小气候，缓解城市热岛效应，对建设“海绵城市”具有良好的效果。
因此，利用工业废料生产陶瓷透水砖既能减少污染，实现废物再生利用，又能改善生态环境，对促进社会的可持续发展有重要意义。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种综合利用工业废渣资源、生产能耗低的玻璃废渣陶瓷透水砖。该玻璃废渣陶瓷透水砖在底料中添加可降低烧成温度的烧成玻璃废渣，有效降低了加工能耗、更加低碳环保；同时玻璃废渣的烧结度高、得到的底砖具有较佳的强度，提高了玻璃废渣和陶瓷废料的利用率，降低生产成本。
本发明的目的之二在于提供该玻璃废渣陶瓷透水砖的制备工艺。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种玻璃废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；
其中，底料由按重量份的以下组分制成：补足100份的陶瓷废料、5-8份的粘结剂、2-4份的水和1-10份的玻璃废渣；其中，陶瓷废料由5-15份30目以上陶瓷废料和余量的30目以下的陶瓷废料组成；所述玻璃废渣的粒径为40-200目；
所述面料由按重量份计的以下组分制成：补足100份的陶瓷废料、4-10份粘结剂和2-4份水。
即本申请中在底料中添加经粉碎的玻璃废渣，以有效降低该透水砖的烧结温度，而玻璃废渣在烧结具有较佳的形变性，能有效提高陶瓷废料之间的粘结强度，提高透水砖的整体强度；同时，本申请通过减少30目以上的陶瓷废料的占比，以配合玻璃废渣的粒径，在生成的透水砖的内部生成透水通道、以保证透水率。
进一步地，所述底料中，陶瓷废料由5-15份30目以上、10-18份16-30目、25-38份10-16目和余量的6-10目的陶瓷废料组成。该粒径配级的陶瓷废料与玻璃废渣能形成强度、透水系数在较适范围的透水砖。
进一步地，所述面料中，陶瓷废料由46-76份的16-30目的陶瓷废料和余量的16-30目的陶瓷废料组成。
进一步地，粘结剂为无机硅酸盐类粘结剂，粒径为200目以上。再进一步地，所述粘结剂的粘度为600-800CPS。
进一步地，所述底料由5-7份粘结剂、3-4份水、3-9份玻璃废渣和补足100份的陶瓷废料制成；其中，陶瓷废料由5.5-13.5份30目以上、12-18份16-30目、23-35份10-16目和余量的6-10目的陶瓷废料制成。
进一步地，所述面料由4-6份粘结剂、2-4份水、38-42份16-30目的陶瓷废料和补足100份的10-16目陶瓷废料。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种如上述的玻璃废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：
1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；
2)配料：将陶瓷废料配级后，加水拌匀，加入粘结剂和玻璃废渣，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，加水和粘结剂，混匀得到面料；
3)成型：将底料铺设厚度为40-70mn的布底层；将面料铺设成厚度为15-30mm的面料层，于9000-12000KN的压力下压制成型；
4)烧成：于1100-1200℃烧成2-6h，冷却，得到玻璃废渣陶瓷透水砖。
进一步地，步骤2)中，在搅拌陶瓷废料的条件下，以喷雾形式加入水、筛入粘结剂。
进一步地，压制至体积为原体积的40-60％。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供的玻璃废渣陶瓷透水砖，通过在底料中使用玻璃废渣与陶瓷废料进行组合，以期获得较低的烧成温度，得到的透水砖具有较高的强度；同时，通过对陶瓷废料的配级调整和对玻璃废渣的尺寸控制，从而可有效地取得透水系数和烧结强度之间取得较佳的平衡；
本发明提供的透水砖均采用固体废弃物作为原料，能有效提高固体废弃物的利用率，更加绿色环保；
本发明提供的透水砖的制备工艺，其操作方便，便于粘结剂均匀地分散于陶瓷废料和玻璃废渣之中，得到的透水砖具有较佳的粘结强度和透水系数。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
以下具体实施方式中，所采用的陶瓷废料为市售的陶瓷废料半成品，或是通过收集的陶瓷废料自行进行粉碎得到的；玻璃废渣为市售产品，经破碎后，用40目筛分离过筛组分得到的玻璃废渣后经200目筛过筛分离得到的未过筛组分。
以下具体实施方式中，30目以上应该理解为用30目筛分离得到的过筛组分。以下具体实施例使用的粘结剂为无机硅酸盐类粘结剂，如市售的DC-X2型透水胶粘剂。
本发明使用的陶瓷废料为市售的陶瓷废料，其成分与质量百分比示例如下所示：SiO2：67.62％、Al2O3：19.39％、Fe2O3：0.38％、TiO2：0.11％、CaO：0.72％、MgO：0.8％、K2O：3.38％、Na2O：2.81％；烧矢量：4.61％。
实施例1：
一种玻璃废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；
其中，底料由按重量份的以下组分制成：6份的粘结剂、3.5份的水、3份玻璃废渣和87.5份陶瓷废料；其中，陶瓷废料由10份30目以上、17.5份16-30目、25份10-16目和35份6-10目的陶瓷废料组成；
所述面料由按重量份计的以下组分制成：5份的粘结剂、3份的水、40份16-30目的陶瓷废料和52份10-16目的陶瓷废料。
该玻璃废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：
1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；
2)配料：将陶瓷废料配级后，搅拌，喷雾加入水、筛入粘结剂，再加玻璃废渣，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，喷雾加入水、筛入粘结剂，混匀得到面料；
3)成型：将底料铺设厚度为55mn的布底层；将面料铺设成厚度为25mm的面料层，于11500KN的压力下压制成型至整体厚度为45mm；
4)烧成：于1200℃烧成4h，冷却，得到玻璃废渣陶瓷透水砖。
实施例2：
一种玻璃废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；
其中，底料由按重量份的以下组分制成：6份的粘结剂、3.5份的水、5份玻璃废渣和85.5份陶瓷废料；其中，陶瓷废料由9份30目以上、15份16-30目、28份10-16目和33.5份6-10目的陶瓷废料组成；
所述面料由按重量份计的以下组分制成：5份的粘结剂、3份的水、40份16-30目的陶瓷废料和52份10-16目的陶瓷废料。
该玻璃废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：
1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；
2)配料：将陶瓷废料配级后，搅拌，喷雾加入水、筛入粘结剂，再加玻璃废渣，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，喷雾加入水、筛入粘结剂，混匀得到面料；
3)成型：将底料铺设厚度为55mn的布底层；将面料铺设成厚度为25mm的面料层，于11500KN的压力下压制成型至整体厚度为45mm；
4)烧成：于1200℃烧成4h，冷却，得到玻璃废渣陶瓷透水砖。
实施例3：
一种玻璃废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；
其中，底料由按重量份的以下组分制成：6份的粘结剂、3.5份的水、5份玻璃废渣和85.5份陶瓷废料；其中，陶瓷废料由5.5份30目以上、12份16-30目、35份10-16目和29份6-10目的陶瓷废料组成；
所述面料由按重量份计的以下组分制成：5份的粘结剂、3份的水、40份16-30目的陶瓷废料和52份10-16目的陶瓷废料。
该玻璃废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：
1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；
2)配料：将陶瓷废料配级后，搅拌，喷雾加入水、筛入粘结剂，再加玻璃废渣，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，喷雾加入水、筛入粘结剂，混匀得到面料；
3)成型：将底料铺设厚度为55mn的布底层；将面料铺设成厚度为25mm的面料层，于11500KN的压力下压制成型至整体厚度为45mm；
4)烧成：于1200℃烧成4h，冷却，得到玻璃废渣陶瓷透水砖。
对比例1：
一种玻璃废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；
其中，底料由按重量份的以下组分制成：6份的粘结剂、3.5份的水和90.5份陶瓷废料；其中，陶瓷废料由13.5份30目以上、18份16-30目、23份10-16目和36份6-10目的陶瓷废料组成；
所述面料由按重量份计的以下组分制成：5份的粘结剂、3份的水、40份16-30目的陶瓷废料和52份10-16目的陶瓷废料。
该玻璃废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：
1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；
2)配料：将陶瓷废料配级后，搅拌，喷雾加入水、筛入粘结剂，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，喷雾加入水、筛入粘结剂，混匀得到面料；
3)成型：将底料铺设厚度为55mn的布底层；将面料铺设成厚度为25mm的面料层，于11500KN的压力下压制成型至整体厚度为45mm；
4)烧成：于1200℃烧成4h，冷却，得到陶瓷透水砖。
对比例2：
一种玻璃废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；
其中，底料由按重量份的以下组分制成：6份的粘结剂、3.5份的水和90.5份陶瓷废料；其中，陶瓷废料由13.5份30目以上、18份16-30目、23份10-16目和36份6-10目的陶瓷废料组成；
所述面料由按重量份计的以下组分制成：5份的粘结剂、3份的水、40份16-30目的陶瓷废料和52份10-16目的陶瓷废料。
该玻璃废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：
1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；
2)配料：将陶瓷废料配级后，搅拌，倒入水和粘结剂，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，倒入水和粘结剂，混匀得到面料；
3)成型：将底料铺设厚度为55mn的布底层；将面料铺设成厚度为25mm的面料层，于11500KN的压力下压制成型至整体厚度为45mm；
4)烧成：于1200℃烧成4h，冷却，得到陶瓷透水砖。
对比例3：
一种玻璃废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；
其中，底料由按重量份的以下组分制成：6份的粘结剂、3.5份的水、15份玻璃废渣和75.5份陶瓷废料；其中，陶瓷废料由5.5份30目以上、12份16-30目、32份10-16目和26份6-10目的陶瓷废料组成；
所述面料由按重量份计的以下组分制成：5份的粘结剂、3份的水、40份16-30目的陶瓷废料和52份10-16目的陶瓷废料。
该玻璃废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：
1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；
2)配料：将陶瓷废料配级后，搅拌，喷雾加入水、筛入粘结剂，再加玻璃废渣，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，喷雾加入水、筛入粘结剂，混匀得到面料；
3)成型：将底料铺设厚度为55mn的布底层；将面料铺设成厚度为25mm的面料层，于11500KN的压力下压制成型至整体厚度为45mm；
4)烧成：于1200℃烧成4h，冷却，得到陶瓷透水砖。
性能检测
对实施例1-5以及对比例1-3得到的透水砖进行透水系数测试、强度测试和吸水膨胀率，并计算成本，结果如下表所示:
表1透水砖的指标对比
| 透水系数[cm/s] | 强度[MPa] | 吸水膨胀率[％] | 烧成温度[℃] | |
| 对比例1 | 2.0×10<sup>-2</sup> | 3.5 | 0.4 | 1190 |
| 对比例2 | 2.2×10<sup>-2</sup> | 2.6 | 0.4 | 1180 |
| 对比例3 | 1.7×10<sup>-2</sup> | 3.9 | 1.2 | 1150 |
| 实施例1 | 2.1×10<sup>-2</sup> | 3.6 | 0.6 | 1200 |
| 实施例2 | 2.8×10<sup>-2</sup> | 3.8 | 0.9 | 1175 |
| 实施例3 | 3.7×10<sup>-2</sup> | 4.2 | 1.5 | 1130 |
结合表1可知，实施例1-3相对于对比例1和2，烧成温度均较大幅度降低，这是由于玻璃废渣的加入，有效地降低了底料的烧成温度，其烧成性能佳也增大了透水砖的强度，另外在加入的玻璃废渣的同时减少了30目以上的陶瓷废料的添加量，使得透水砖的透水系数得以提高。对比例2先将粘结剂与水混合后再加至陶瓷废料中，相对于喷雾加水和筛入粘结剂，难以混合均匀，透水砖的强度均有所下降。对比例3的玻璃废渣用量过量，因为玻璃废渣的高形变性，烧结后易填入陶瓷废料的孔隙中，从而造成透水砖的透水系数下降，同时还造成吸水膨胀率上升。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种玻璃废渣陶瓷透水砖，其特征在于，包括底料和面料；
其中，底料由按重量份的以下组分制成：补足100份的陶瓷废料、5-8份的粘结剂、2-4份的水和1-10份的玻璃废渣；其中，陶瓷废料由5-15份30目以上陶瓷废料和余量的30目以下的陶瓷废料组成；所述玻璃废渣的粒径为40-200目；
所述面料由按重量份计的以下组分制成：补足100份的陶瓷废料、4-10份粘结剂和2-4份水。
2.如权利要求1所述的玻璃废渣陶瓷透水砖，其特征在于，所述底料中，陶瓷废料由5-15份30目以上、10-18份16-30目、25-38份10-16目和余量的6-10目的陶瓷废料组成。
3.如权利要求1所述的玻璃废渣陶瓷透水砖，其特征在于，所述面料中，陶瓷废料由46-76份的16-30目的陶瓷废料和余量的16-30目的陶瓷废料组成。
4.如权利要求1所述的玻璃废渣陶瓷透水砖，其特征在于，粘结剂为无机硅酸盐类粘结剂，粒径为200目以上。
5.如权利要求4所述的玻璃废渣陶瓷透水砖，其特征在于，所述粘结剂的粘度为600-800CPS。
6.如权利要求1所述的玻璃废渣陶瓷透水砖，其特征在于，所述底料由5-7份粘结剂、3-4份水、3-9份玻璃废渣和补足100份的陶瓷废料制成；其中，陶瓷废料由5.5-13.5份30目以上、12-18份16-30目、23-35份10-16目和余量的6-10目的陶瓷废料制成。
7.如权利要求1所述的玻璃废渣陶瓷透水砖，其特征在于，所述面料由4-6份粘结剂、2-4份水、38-42份16-30目的陶瓷废料和补足100份的10-16目陶瓷废料。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的玻璃废渣陶瓷透水砖的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；
2)配料：将陶瓷废料配级后，加水拌匀，加入粘结剂和玻璃废渣，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，加水和粘结剂，混匀得到面料；
3)成型：将底料铺设厚度为40-70mn的布底层；将面料铺设成厚度为15-30mm的面料层，于9000-12000KN的压力下压制成型；
4)烧成：于1100-1200℃烧成2-6h，冷却，得到玻璃废渣陶瓷透水砖。
9.如权利要求8所述的制备工艺，其特征在于，步骤2)中，在搅拌陶瓷废料的条件下，以喷雾形式加入水、筛入粘结剂。
10.如权利要求8所述的制备工艺，其特征在于，压制至体积为原体积的40-60％。
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