CN112321216A - 利用锰渣制备混凝土透水砖的方法 - Google Patents

利用锰渣制备混凝土透水砖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用锰渣制备混凝土透水砖的方法，所述混凝土透水砖包括以下重量份数的原料：骨料50‑60份、改性锰渣30‑40份、粘结剂20‑30份、空心微珠2‑5份、硅藻土0.5‑2份、可再分散乳胶粉0.5‑2份、激发剂0.2‑0.6份、分散剂0.1‑0.5份、缓凝剂0.1‑0.5份。本发明采用改性锰渣作为辅助骨料，调整外加剂成分及质量，制备的混凝土透水砖具有强度高，透水性优异、耐磨性好，使用寿命长等特点，并且采用锰渣作为骨料来制备混凝土透水砖，综合利用锰渣变废为宝，实现锰渣的资源化，改善生态环境，达到保护环境，节约资源，发展低碳经济的目的。

Description

利用锰渣制备混凝土透水砖的方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，特别是涉及一种利用锰渣制备混凝土透水砖的方法。
背景技术
在海绵城市的建设过程中，透水砖起到了雨水收集的重要作用。同时，在雨水收集之后，还需要进行净化处理，才能够加以使用。目前市场上的透水砖大致可分为陶瓷透水砖、水泥基透水砖和树脂结合透水砖三种基本类型。陶瓷透水砖虽然具有硬度高、强度大、花色丰富和尺寸规范的优势，但是，生产工艺复杂，资源消耗大，生产成本高；树脂结合透水砖则由于树脂的老化而引起耐久性差；水泥基透水砖生产成本低，但抗压强度低，且耐磨性差。而且对于普通的透水砖，由于其孔隙率较高，其耐盐腐蚀性差，从而导致耐久性与普通的粘土砖相差较大，需要更频繁的养护和更换作业。
锰是国民经济发展的重要基础原料之一，对关系到国家工业命脉的钢铁行业有“无锰不成钢”的需求。现有的锰矿生产流程是：1、锰矿源地矿泥的开采；2、将开采矿泥装车运输至洗矿场地；3、在洗锰场地配备堆放锰矿泥及洗锰台，并用人工将锰泥用水枪送入锰泥洗矿机，生产出锰产品；4、洗锰余下的尾锰矿泥水需用沙泵抽入或直接流入尾矿泥库。这种工艺的不足是：锰矿加工过程中锰矿泥年排放量超过200万吨，锰矿泥中含锰量为6-10%，利用率极低。长期以来，对锰渣的处理均没有找到综合的、有效的利用途径，基本上是采用堆积或填埋的方式。由此占用的土地资源量逐年增加，污染地下水源，矿产资源浪费严重，生产成本逐年上升。
因此，针对上述问题，研制一种利用锰渣制备混凝土透水砖是解决我国锰渣综合有效利用和促进锰行业健康发展的关键所在。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用锰渣制备混凝土透水砖的方法，该方法制备采用改性锰渣作为辅助骨料，调整外加剂成分及质量，保证了混凝土透水砖的质量，制备的混凝土透水砖具有强度高，透水性优异、耐磨性好，使用寿命长等特点。
本发明是这样实现的：
一种利用锰渣制备混凝土透水砖的方法，其特征在于，所述混凝土透水砖包括以下重量份数的原料：骨料50-60份、改性锰渣30-40份、粘结剂20-30份、空心微珠2-5份、硅藻土0.5-2份、可再分散乳胶粉0.5-2份、激发剂0.2-0.6份、分散剂0.1-0.5份、缓凝剂0.1-0.5份；
所述混凝土透水砖的制备方法包括如下步骤：
S1、按重量份数分别称取以下原料：骨料50-60份、改性锰渣30-40份、粘结剂20-30份、空心微珠2-5份、硅藻土0.5-2份、可再分散乳胶粉0.5-2份、激发剂0.2-0.6份、分散剂0.1-0.5份、缓凝剂0.1-0.5份；
S2、向搅拌机中加入称取好的骨料、改性锰渣、空心微珠、硅藻土、激发剂、分散剂和适量的水混合搅拌，搅拌的速度为55-60r/min，搅拌时间为5min，再加入粘结剂、可再分散乳胶粉和缓凝剂继续搅拌5-10min，得混合料；
S3、制坯：将混合料振压成型，振压频率为70-80Hz，振压时间为15-20s，得到透水砖坯；
S4、将透水砖坯进行蒸汽养护，蒸汽养护时温度为40-50℃，养护时间为24-48小时，得到免烧结透水砖。
S5、蒸汽养护完后进行自然养护，自然养护期间采用机械喷洒方式以每天2-3次的频率进行喷水，自然养护28天后得到得到混凝土透水砖。
进一步优选，所述骨料包括粗骨料和细骨料，所述粗骨料粒径为5-8mm，细骨料粒径为1-4mm，粗骨料和细骨料的重量比为2:1-2。
进一步优选，所述改性锰渣为将电解锰渣干燥预处理至含水率＜10％，将经干燥预处理的锰渣粉磨至比表面积＞15m2/g，然后将粉磨后的锰渣放入焙烧炉煅烧，煅烧500-550℃，煅烧时间40-50分钟，随炉冷却得到。
进一步优选，所述粘结剂由水泥、页岩、高岭土和钠长石制成，水泥、页岩、高岭土和钠长石的质量比例为5∶1∶0.5∶0.5。
进一步优选，所述空心微珠的粒径为130-150μm。
进一步优选，所述激发剂由碳酸钠与氢氧化钠混合而成，碳酸钠与氢氧化钠的重量比为2:1。
进一步优选，所述分散剂包括以下原料：环氧乙烷、木质素磺酸钙、氢氧化钠和聚硅酮；环氧乙烷、木质素磺酸钙、氢氧化钠和聚硅酮的质量比为2:1: 1:0.5。
进一步优选，所述缓凝剂为硼酸。
本发明突出的实质性特点和显著的进步是：
1、本发明混凝土透水砖的骨料颗粒通过科学配级，极大增加透水砖的透水率，透水率达到0.20cm/s以上，采用改性锰渣替代部分骨料，能够大幅度减少成本，增强透水砖强度及防滑性，抗压强度达38Mpa以上；添加的空心微珠、硅藻土和激发剂能够显著改善透水砖的加工性能，提高透水砖的抗压强度，减少透水砖的收缩性和抗腐蚀性能。
2、本发明采用锰渣作为骨料，调整外加剂成分及质量，制备的混凝土透水砖具有强度高，透水性优异、耐磨性好，使用寿命长等特点，并且采用锰渣作为骨料来制备混凝土透水砖，综合利用锰渣变废为宝，实现锰渣的资源化，改善生态环境，达到保护环境，节约资源，发展低碳经济的目的。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作以下说明。
实施例1
制备混凝土透水砖的原料：骨料50份、改性锰渣30份、粘结剂20份、空心微珠2份、硅藻土0.5份、可再分散乳胶粉0.5份、激发剂0.2份、分散剂0.1份、缓凝剂0.1份；
混凝土透水砖的制备方法包括如下步骤：
S1、按重量份数分别称取以下原料：骨料50-60份、改性锰渣30-40份、粘结剂20-30份、空心微珠2-5份、硅藻土0.5-2份、可再分散乳胶粉0.5-2份、激发剂0.2-0.6份、分散剂0.1-0.5份、缓凝剂0.1-0.5份；
S2、向搅拌机中加入称取好的骨料、改性锰渣、空心微珠、硅藻土、激发剂、分散剂和适量的水混合搅拌，搅拌的速度为55-60r/min，搅拌时间为5min，再加入粘结剂、可再分散乳胶粉和缓凝剂继续搅拌5-10min，得混合料；
S3、制坯：将混合料振压成型，振压频率为70-80Hz，振压时间为15-20s，得到透水砖坯；
S4、将透水砖坯进行蒸汽养护，蒸汽养护时温度为40-50℃，养护时间为24-48小时，得到免烧结透水砖。
S5、蒸汽养护完后进行自然养护，自然养护期间采用机械喷洒方式以每天2-3次的频率进行喷水，自然养护28天后得到得到混凝土透水砖。
实施例2
制备混凝土透水砖的原料：骨料50-60份、改性锰渣30-40份、粘结剂20-30份、空心微珠2-5份、硅藻土0.5-2份、可再分散乳胶粉0.5-2份、激发剂0.2-0.6份、分散剂0.1-0.5份、缓凝剂0.1-0.5份；
制备方法与实施例1 相同。
实施例3
制备混凝土透水砖的原料：骨料50-60份、改性锰渣30-40份、粘结剂20-30份、空心微珠2-5份、硅藻土0.5-2份、可再分散乳胶粉0.5-2份、激发剂0.2-0.6份、分散剂0.1-0.5份、缓凝剂0.1-0.5份；
制备方法与实施例1 相同。
实施例4
制备混凝土透水砖的原料：骨料60份、改性锰渣40份、粘结剂30份、空心微珠5份、硅藻土2份、可再分散乳胶粉2份、激发剂0.6份、分散剂0.5份、缓凝剂0.5份；
制备方法与实施例1 相同。
应用实施例
采用本发明实施例1-4制得的混凝土透水砖，制得混凝土透水砖的长宽高均为40*30*30cm，按照JC/T 945-2005的要求进行性能测定，检测结果如下：
Figure 819526DEST_PATH_IMAGE001
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用锰渣制备混凝土透水砖的方法，其特征在于，所述混凝土透水砖包括以下重量份数的原料：骨料50-60份、改性锰渣30-40份、粘结剂20-30份、空心微珠2-5份、硅藻土0.5-2份、可再分散乳胶粉0.5-2份、激发剂0.2-0.6份、分散剂0.1-0.5份、缓凝剂0.1-0.5份；
所述混凝土透水砖的制备方法包括如下步骤：
S1、按重量份数分别称取以下原料：骨料50-60份、改性锰渣30-40份、粘结剂20-30份、空心微珠2-5份、硅藻土0.5-2份、可再分散乳胶粉0.5-2份、激发剂0.2-0.6份、分散剂0.1-0.5份、缓凝剂0.1-0.5份；
S2、向搅拌机中加入称取好的骨料、改性锰渣、空心微珠、硅藻土、激发剂、分散剂和适量的水混合搅拌，搅拌的速度为55-60r/min，搅拌时间为5min，再加入粘结剂、可再分散乳胶粉和缓凝剂继续搅拌5-10min，得混合料；
S3、制坯：将混合料振压成型，振压频率为70-80Hz，振压时间为15-20s，得到透水砖坯；
S4、将透水砖坯进行蒸汽养护，蒸汽养护时温度为40-50℃，养护时间为24-48小时，得到免烧结透水砖；
S5、蒸汽养护完后进行自然养护，自然养护期间采用机械喷洒方式以每天2-3次的频率进行喷水，自然养护28天后得到得到混凝土透水砖。
2.根据权利要求1所述的利用锰渣制备混凝土透水砖的方法，其特征在于：所述骨料包括粗骨料和细骨料，所述粗骨料粒径为5-8mm，细骨料粒径为1-4mm，粗骨料和细骨料的重量比为2:1-2。
3.根据权利要求1所述的利用锰渣制备混凝土透水砖的方法，其特征在于：所述改性锰渣为将电解锰渣干燥预处理至含水率＜10％，将经干燥预处理的锰渣粉磨至比表面积＞15m2/g，然后将粉磨后的锰渣放入焙烧炉煅烧，煅烧500-550℃，煅烧时间40-50分钟，随炉冷却得到。
4.根据权利要求1所述的利用锰渣制备混凝土透水砖的方法，其特征在于：所述粘结剂由水泥、页岩、高岭土和钠长石制成，水泥、页岩、高岭土和钠长石的质量比例为5∶1∶0.5∶0.5。
5.根据权利要求1所述的利用锰渣制备混凝土透水砖的方法，其特征在于：所述空心微珠的粒径为130-150μm。
6.根据权利要求1所述的利用锰渣制备混凝土透水砖的方法，其特征在于：所述激发剂由碳酸钠与氢氧化钠混合而成，碳酸钠与氢氧化钠的重量比为2:1。
7.根据权利要求1所述的利用锰渣制备混凝土透水砖的方法，其特征在于：所述分散剂包括以下原料：环氧乙烷、木质素磺酸钙、氢氧化钠和聚硅酮；环氧乙烷、木质素磺酸钙、氢氧化钠和聚硅酮的质量比为2:1: 1:0.5。
8.根据权利要求1所述的利用锰渣制备混凝土透水砖的方法，其特征在于：所述缓凝剂为硼酸。
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