CN112341239A - 透水砖及利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法 - Google Patents
透水砖及利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112341239A CN112341239A CN202011156325.0A CN202011156325A CN112341239A CN 112341239 A CN112341239 A CN 112341239A CN 202011156325 A CN202011156325 A CN 202011156325A CN 112341239 A CN112341239 A CN 112341239A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- permeable brick
- manganese dioxide
- powder
- water permeable
- plant ash
- 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.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 91
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 82
- 239000011449 brick Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 60
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 18
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000004482 other powder Substances 0.000 claims description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 claims 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 16
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 8
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052611 pyroxene Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 26
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-BJUDXGSMSA-N sodium-22 Chemical group [22Na] KEAYESYHFKHZAL-BJUDXGSMSA-N 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
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
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/02—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
-
- 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
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/13—Compounding ingredients
-
- 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
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/13—Compounding ingredients
- C04B33/131—Inorganic additives
-
- 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
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/13—Compounding ingredients
- C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
- C04B33/1328—Waste materials; Refuse; Residues without additional clay
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5427—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof millimeter or submillimeter sized, i.e. larger than 0,1 mm
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/606—Drying
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6562—Heating rate
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6567—Treatment time
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/94—Products characterised by their shape
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
透水砖及利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法，在利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法中，原料由水及以下重量份的粉体组成：52～56份电解二氧化锰渣、20～25份生物电厂草木灰、20～24份石英粉、2.5～3份硅酸钠，18～22份细度为0.3mm的石灰石粉；制备过程包括坯体湿料的制备、湿料模压成型、坯体干燥和烧结四个步骤。在通过上述方法烧结而成的透水砖中形成了以辉石、硅灰石为主晶相的烧结微晶陶瓷结构，保证了透水砖的抗压强度和耐磨性能，并且所制备的透水砖还具有较传统透水砖明显较高透水系数，透水砖的综合性能较为理想，为电解二氧化锰及生物质发电废渣的资源化利用提供了一条新的可供选择途径。
Description
技术领域
本发明涉及的是工业固体废弃物再利用技术领域，特别涉及是一种透水砖及利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法。
背景技术
透水砖又叫渗水砖，随着生态海绵城市观念逐渐被人们接受，透水砖在城市地面硬化铺装中的应用量越来越大。透水砖有三个非常关键的性能指标：透水率、抗压强度和耐磨性。其中，透水率的高度决定了砖体的透水性能，透水率过低将导致雨水渗透速度过慢，从而容易在铺装地面上形成地表径流。而抗压强度和耐磨性则决定了透水砖的使用耐久性，例如抗压强度过低将导致透水砖容易因行人踩踏或非机动车辆车轮滚压而被破坏，耐磨性太差则会导致砖体表面容易被磨损，从而影响砖体使用寿命。
目前，市售的透水砖分为两种：一种是混凝土透水砖，大多采用单一粒径(一般为3～5mm)粗集料、水灰比低于0.35水泥混凝土通过模压成型而成，模压成型后砖坯表面的耐磨性较差，为此，通常还需要在砖坯表面制作一层装饰面层来提高耐磨性和装饰性；另一种是烧结陶瓷透水砖，通常是采用粉煤灰、废瓷、生活垃圾工业废渣和各种尾矿等为骨料，加入适量粘土类原料作为高温结合剂，经坯体成型、烧结而成的符合透水砖标准的路面铺装材料。烧结透水砖按照成孔方法可以分为两类，一类为通过添加造孔剂法制备烧结透水砖。坯体内部的造孔剂在高温下燃烧分解，使造孔剂所占据的体积变成空隙结构。另外一类是颗粒堆积法制备透水砖。颗粒堆积法一般采用具有一定颗粒粒径的尾矿、工业废渣、固体废弃物、建筑垃圾等为主要原料，经过预处理(破碎、筛分)后与高温粘结剂混合，然后成型制成坯体，干燥后通过高温烧结得到烧结透水砖。
普通透水砖的透水系数一般为0.01～0.07cm/s，抗压强度在30MPa左右，耐磨性测试结果大多在20～30mm之间。为兼顾抗压强度和耐磨性，现有模压成型的透水砖鲜有透水系数超过0.10cm/s的。
近些年来，随着国家节能环保战略的实施和推进，生物质发电以及电池(包含动力电池和储能电池)行业发展迅速，其中，电解二氧化锰作为电池去极化剂的市场需求量也越来越大，电解二氧化锰废渣的再生利用已成为困扰相关企业的难题，与此同时，生物质发电所产生灰渣一般作为农业用肥，利用途径比较单一。若能够综合利用电解二氧化锰废渣以及生物质发电所产生的草木灰来制备透水砖，不失为一种针对上述工业废弃物进行资源化综合利用的开拓新途径，然而目前尚未见到与此相关的报道。
发明内容
本发明目的之一是提供一种利用电解二氧化锰渣和草木灰为主要原料，以硅酸钠溶液为粘合剂制备烧结透水砖的方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法，由以下重量份的粉体原料加水制成：52～56份电解二氧化锰渣、20～25份草木灰、20～24份石英粉、2.5～3份硅酸钠，18～22份细度为0.3mm的石灰石粉；
制备烧结透水砖的步骤包括：
一、坯体湿料的制备：将硅酸钠用适量40～50℃的水溶解，将其它粉料干式搅拌混合均匀，然后再加入硅酸钠水溶液和水搅拌，本步骤中用水量为粉体总量的29wt％～31wt％，搅拌得到细砂状不黏连的湿灰颗粒后，停止搅拌，得湿粉料；
二、湿料模压成型：分三次将湿粉料加到成型模具中，每次加料后捣实，待所有湿粉料添加完成后，模压成型，成型压力60～70kN，保压15～20s，尔后脱模得到成型坯体；
三、干燥：成型坯体在100℃以上的条件下干燥，通过在步骤一中控制各种粉体原料的配比及其与水的配比，并在步骤二中控制成型压力和保压时间，以此保证成型坯体干燥后密度≥2.0g/cm3；
四、烧结：将干燥后的成型坯体置于烧结炉内，烧结过程中采用程序升温，在室温～600℃阶段，升温速率为3.5℃/min，并在600℃保温2.5h；在600℃～880℃温度段升温速率为3.5℃/min，并在880℃保温3h；在880℃～1110℃温度段升温速率为10℃/min，并在1110℃保温60～90min；
之后采用程序降温，在1110℃～860℃温度段降温速率为10℃/min，并在860℃保温1h；最后自然冷却到室温。
其中，所述电解二氧化锰渣为电解二氧化锰原渣烘干后所制成的粉体。
进一步地，所述电解二氧化锰原渣烘干温度为115℃，所述电解二氧化锰原渣烘干后所制成的粉体的细度为200目以下。
其中，所述石英粉的细度为800目以下。
其中，在所述粉体原料中，SiO2的总含量为50～55wt％，Al2O3的总含量为3～10wt％，CaO的总含量为19～25wt％，碱金属氧化物的总含量为2～5.5wt％。
其中，在步骤三中，成型坯体在干燥箱进行干燥，干燥温度125℃，干燥时间24h。
其中，所述电解二氧化锰渣和草木灰提供SiO2、Al2O3和CaO组分，不足的SiO2组分由石英粉提供，所述石灰石粉作为造孔剂并提供部分CaO组分，碱金属氧化物由所述生物电厂草木灰和硅酸钠提供。
另外，本发明还涉及一种透水砖，其采用上面所述的方法制备而成。
在本发明所涉及的制备透水砖的方法中，以电解二氧化锰渣和生物质发电所产生的草木灰作为主成分，辅以0.3mm的石灰石作为造孔剂，并利用草木灰中的碱金属以及硅酸钠作为烧结剂，最终在热处理烧结而成的透水砖中形成了以辉石、硅灰石为主晶相的烧结微晶陶瓷结构，由此保证了透水砖的抗压强度和耐磨性能，同时以该方法制备的透水砖还具有较传统透水砖要高的透水系数，透水砖的综合性能较为理想，也为电解二氧化锰及生物质发电固体废弃物的资源化综合利用提供了一条可供选择的新途径。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更清楚地了解本发明相对现有技术的改进之处，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施例提及的内容并非对本发明的限定。
以下实施例所用到的原料来源为：电解二氧化锰原渣由湖南顺能能源有限公司提供，实施例中用到的电解二氧化锰渣为前述电解二氧化锰原渣经115℃烘干后所制成的过200目筛的粉体，草木灰为衡阳理昂生物发电有限公司生物质燃料发电所产生的草木灰，石英粉和硅酸钠从市场购入，硅酸钠为化学纯，石灰石利用衡阳本地区石灰石经水泥实验球磨机磨成粉体。其中，烘干制成过200目筛的电解二氧化锰原渣粉和生物电厂草木灰的化学成分检测结果如表1与表2所示。
表1电解二氧化锰原渣的化学成分(115℃烘干粉)单位：(wt％)
表2草木灰的化学成分单位：(wt％)
实施例1
本实施例所用到的原料组分包括水由以下重量份的粉体原料：52份过200目筛的电解二氧化锰渣、25份草木灰、20份800目的石英粉、2.5份硅酸钠，18份细度为0.3mm的石灰石粉。
制备烧结透水砖的步骤为：
一、坯体湿料的制备：将硅酸钠用适量水在40～50℃溶解，将其它粉料干式搅拌混合均匀，然后再加入硅酸钠水溶液和水搅拌，本步骤中用水量为粉体总量的29wt％，搅拌得到细砂状不黏连的湿灰颗粒后，停止搅拌，得湿粉料；
二、湿料模压成型：分三次将湿粉料加到成型模具中，每次加料后捣实，待所有湿粉料添加完成后，模压成型，成型压力60kN，保压20s，尔后脱模得到成型坯体；成形模具采用带底板钢膜，内腔尺寸为131×161×55mm，坯体尺寸大致为131×161×(45～47)mm。
三、干燥：成型坯体在110℃条件下干燥30h，成型坯体湿密度≥2.10g/cm3，干燥后约为1.90g/cm3
四、烧结：将干燥后的成型坯体置于烧结炉内，烧结过程中采用程序升温，在室温～600℃阶段，升温速率为3.5℃/min，并在600℃保温2.5h；在600℃～880℃温度段升温速率为3.5℃/min，并在880℃保温3h；在880℃～1110℃温度段升温速率为10℃/min，并在1110℃保温60～90min；
之后采用程序降温，在1110℃～860℃温度段降温速率为10℃/min，并在860℃保温1h；最后自然冷却到室温，得到烧结透水砖，烧结后砖体尺寸为：宽(126～128)mm×长(155～158)mm×厚(38～41)mm。
五、性能指标检测。
检测试样的制备：将烧结试块进行平面微加工磨平，并进行表面清洗，在LZY-2型透水砖透水系数测定仪检测烧结透水砖的透水系数；检测完烧结透水砖进行烘干，再使用切割机将烧结试块切割成接近40mm×40mm×150mm检测试样在TE-300E抗折抗压试验机进行抗折强度和抗压强度测试，测试方式参考JCT945-2005标准。
透水性能和透水砖力学性能及耐磨性检测结果如表3和表4。
表3烧结透水砖试块透水系数检测结果
表4烧结透水砖试块力学性能及耐磨性检测结果
实施例2
本实施例所用到的原料组分包括水由以下重量份的粉体原料：56份电解二氧化锰渣、23份草木灰、24份石英粉、3份硅酸钠，22份细度为0.3mm的石灰石粉。
制备烧结透水砖的步骤为：
一、坯体湿料的制备：将硅酸钠用适量水在40～50℃溶解，将其它粉料干式搅拌混合均匀，然后再加入硅酸钠水溶液和水搅拌，本步骤中用水量为粉体总量的31wt％，搅拌得到细砂状不黏连的湿灰颗粒后，停止搅拌，得湿粉料；
二、湿料模压成型：分三次将湿粉料加到成型模具中，每次加料后捣实，待所有湿粉料添加完成后，模压成型，成型压力70kN，保压15s，尔后脱模得到成型坯体；成形模具采用带底板钢膜，内腔尺寸为131×161×55mm，坯体尺寸大致为131×161×(45～47)mm。
三、干燥：成型坯体在100℃条件下干燥30h，成型坯体干燥后密度≥2.0g/cm3，约为2.05g/cm3
四、烧结：烧结工艺与实施例1相同，不作赘述。
五、性能指标检测。
检测设备与检测方式与实施例1相同。
透水性能和透水砖力学性能及耐磨性检测结果如表5和表6。
表5烧结透水砖试块透水系数检测结果
表6烧结透水砖试块力学性能及耐磨性检测结果
实施例3
本实施例所用到的原料组分包括水由以下重量份的粉体原料：54份电解二氧化锰渣、20份草木灰、22份石英粉、2.8份硅酸钠，20份细度为0.3mm的石灰石粉。
制备烧结透水砖的步骤为：
一、坯体湿料的制备：将硅酸钠用适量水在40～50℃溶解，将其它粉料干式搅拌混合均匀，然后再加入硅酸钠水溶液和水搅拌，本步骤中用水量为粉体总量的30wt％，搅拌得到细砂状不黏连的湿灰颗粒后，停止搅拌，得湿粉料；
二、湿料模压成型：分三次将湿粉料加到成型模具中，每次加料后捣实，待所有湿粉料添加完成后，模压成型，成型压力65kN，保压18s，尔后脱模得到成型坯体；成形模具采用带底板钢膜，内腔尺寸为131×161×55mm，坯体尺寸大致为131×161×(45～47)mm。
三、干燥：成型坯体在125℃条件下干燥24h，成型坯体干燥后密度≥2.0g/cm3，约为2.25g/cm3
四、烧结：烧结工艺与实施例1和2相同，不作赘述。
五、性能指标检测。
检测设备与检测方式与实施例1和2相同。
透水性能和透水砖力学性能及耐磨性检测结果如表7和表8。
表7烧结透水砖试块透水系数检测结果
表8烧结透水砖试块力学性能及耐磨性检测结果
应当指出的是，在制备透水砖的过程中，为保证透水砖的透水系数和机械强度，在粉体原料中最好控制SiO2的总含量为50～55wt％，Al2O3的总含量为3～10wt％，CaO的总含量为19～25wt％，碱金属氧化物的总含量为2～5.5wt％。其中，电解二氧化锰渣和草木灰提供SiO2、Al2O3和CaO组分，不足的SiO2组分由石英粉提供，碱金属氧化物由草木灰和硅酸钠提供，另外，还应当注意坯体干燥温度对于透水砖成品的性能测试结果的影响。
上述实施例以电解二氧化锰渣和生物质发电所产生的草木灰作为主成分，辅以合适尺寸的石灰石作为造孔剂，并利用草木灰中的碱金属以及硅酸钠作为烧结剂，最终在烧结而成的透水砖中形成了以辉石、硅灰石为主晶相的烧结微晶陶瓷结构，由此保证了透水砖的抗压强度和耐磨性能，同时上述实施例中制备的透水砖还具有较传统透水砖要高得多的透水系数，透水砖的综合性能较为理想，为电解二氧化锰及生物质发电固体废弃物的资源化综合利用提供了一条可供选择的新途径。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
最后，应该强调的是，为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。
Claims (8)
1.利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法，其特征在于，由以下重量份的粉体原料加水制成：52～56份电解二氧化锰渣、20～25份生物电厂草木灰、20～24份石英粉、2.5～3份硅酸钠，18～22份细度为0.3mm的石灰石粉；
制备烧结透水砖的步骤包括：
一、坯体湿料的制备：将硅酸钠用适量40～50℃的水溶解，将其它粉料干式搅拌混合均匀，然后再加入硅酸钠水溶液和水搅拌，本步骤中用水量为粉体总量的29wt％～31wt％，搅拌得到细砂状不黏连的湿灰颗粒后，停止搅拌，得湿粉料；
二、湿料模压成型：分三次将湿粉料加到成型模具中，每次加料后捣实，待所有湿粉料添加完成后，模压成型，成型压力60～70kN，保压15～20s，尔后脱模得到成型坯体；
三、干燥：成型坯体在100℃以上的条件下干燥，通过在步骤一中控制各种粉体原料的配比及其与水的配比，并在步骤二中控制成型压力和保压时间，以此保证成型坯体干燥后密度≥2.0g/cm3；
四、烧结：将干燥后的成型坯体置于烧结炉内，烧结过程中采用程序升温，在室温～600℃阶段，升温速率为3.5℃/min，并在600℃保温2.5h；在600℃～880℃温度段升温速率为3.5℃/min，并在880℃保温3h；在880℃～1110℃温度段升温速率为10℃/min，并在1110℃保温60～90min；
之后采用程序降温，在1110℃～860℃温度段降温速率为10℃/min，并在860℃保温1h；最后自然冷却到室温，得到透水砖成品。
2.根据权利要求1所述利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法，其特征在于：所述电解二氧化锰渣为电解二氧化锰原渣烘干后所制成的粉体。
3.根据权利要求2所述利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法，其特征在于：所述电解二氧化锰原渣烘干温度为115℃，所述电解二氧化锰原渣烘干后所制成的粉体的细度为200目以下。
4.根据权利要求1所述利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法，其特征在于：所述石英粉的细度为800目以下。
5.根据权利要求1所述利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法，其特征在于：在所述粉体原料中，SiO2的总含量为50～55wt％，Al2O3的总含量为3～10wt％，CaO的总含量为19～25wt％，碱金属氧化物的总含量为2～5.5wt％。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法，其特征在于：步骤三中，成型坯体在干燥箱进行干燥，干燥温度125℃，干燥时间24h。
7.根据权利要求5所述利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法，其特征在于：所述电解二氧化锰渣和草木灰提供SiO2、Al2O3和CaO组分，不足的SiO2组分由石英粉提供，碱金属氧化物由生物电厂草木灰和硅酸钠提供，所述石灰石粉作为造孔剂，并提供部分CaO组分。
8.一种透水砖，其特征在于：采用权利要求1-7中任意一项所述的方法制备而成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011156325.0A CN112341239B (zh) | 2020-10-26 | 2020-10-26 | 透水砖及利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011156325.0A CN112341239B (zh) | 2020-10-26 | 2020-10-26 | 透水砖及利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112341239A true CN112341239A (zh) | 2021-02-09 |
| CN112341239B CN112341239B (zh) | 2022-04-08 |
Family
ID=74358556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011156325.0A Active CN112341239B (zh) | 2020-10-26 | 2020-10-26 | 透水砖及利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112341239B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115028434A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-09-09 | 中化地质矿山总局地质研究院 | 一种电解锰渣烧结砖及其制备方法 |
| CN116099351A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-05-12 | 杭州尚善若水环保科技有限公司 | 一种垃圾焚烧烟气处理的脱硫药剂及脱硫方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103601464A (zh) * | 2013-11-16 | 2014-02-26 | 王爽 | 一种耐腐蚀瓷砖 |
| CN105367041A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-03-02 | 合肥正拓装饰材料有限公司 | 一种耐磨抗折烧结型透水地砖 |
| CN110078423A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-08-02 | 成都工业学院 | 一种吸附性透水砖及其制备方法 |
| CN110304901A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-10-08 | 铜仁学院 | 一种电解锰渣透水砖和透气砖的制备方法 |
-
2020
- 2020-10-26 CN CN202011156325.0A patent/CN112341239B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103601464A (zh) * | 2013-11-16 | 2014-02-26 | 王爽 | 一种耐腐蚀瓷砖 |
| CN105367041A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-03-02 | 合肥正拓装饰材料有限公司 | 一种耐磨抗折烧结型透水地砖 |
| CN110078423A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-08-02 | 成都工业学院 | 一种吸附性透水砖及其制备方法 |
| CN110304901A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-10-08 | 铜仁学院 | 一种电解锰渣透水砖和透气砖的制备方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115028434A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-09-09 | 中化地质矿山总局地质研究院 | 一种电解锰渣烧结砖及其制备方法 |
| CN116099351A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-05-12 | 杭州尚善若水环保科技有限公司 | 一种垃圾焚烧烟气处理的脱硫药剂及脱硫方法 |
| CN116099351B (zh) * | 2022-12-29 | 2023-07-07 | 杭州尚善若水环保科技有限公司 | 一种垃圾焚烧烟气处理的脱硫药剂及脱硫方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112341239B (zh) | 2022-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107074651B (zh) | 地质聚合物和地质聚合物的骨料 | |
| CN101734895B (zh) | 再生建筑废弃物蒸压砖生产工艺 | |
| CN108774041B (zh) | 一种以人造碳化钢渣小球作骨料的透水砖及其制备方法 | |
| KR101518443B1 (ko) | 산업폐기물을 골재로 이용한 투수성 콘크리트 조성물 및 그 제품의 제조방법 | |
| CN110642601B (zh) | 一种以气化炉渣为原料制备的保水砖及其制备方法 | |
| CN103159450B (zh) | 一种用钢渣制成的泡沫混凝土砌块的生产方法 | |
| CN108129084B (zh) | 一种煤矸石钢渣复配麦秸秆灰制备高强透水砖的方法 | |
| CN103601424A (zh) | 一种基于再生骨料地质聚合物混凝土及其制备方法 | |
| CN106587843A (zh) | 一种高强高透水无机混凝土及其制备方法 | |
| CN110922080B (zh) | 一种改性再生粗骨料、透储水混凝土及其制备方法 | |
| CN112341239B (zh) | 透水砖及利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法 | |
| CN110590294A (zh) | 一种良好耐久性的再生粉体混凝土及制备方法 | |
| CN101608483A (zh) | 一种磷石膏复合蒸压砖及其制备方法 | |
| CN112079583A (zh) | 一种基于再生胶凝材料快速碳化的建材制品及其制备方法 | |
| CN112321269B (zh) | 一种二氧化碳碳化的再生透水砖及其制备工艺 | |
| CN113213789A (zh) | 基于生活垃圾焚烧飞灰制备的路面砖及其制备方法 | |
| CN111362660B (zh) | 免烧路面砖及其制备方法 | |
| Chen et al. | Valorization of construction waste materials for pavements of sponge cities: A review | |
| CN114213071A (zh) | 一种利用建筑渣土制备免烧砖的方法 | |
| CN112142416A (zh) | 一种生活垃圾焚烧炉渣再生骨料透水混凝土及其制备方法 | |
| WO2023226321A1 (zh) | 一种填埋场覆土用改性市政污泥及其制备方法 | |
| CN109336428B (zh) | 层布式水泥与mswi底灰碱激发双胶凝体系材料制备方法 | |
| CN116496034A (zh) | 一种再生地聚物混凝土及其制备方法 | |
| CN111434638A (zh) | 一种陶土烧结渗水砖 | |
| CN114262209B (zh) | 一种轻质防静电陶瓷砖及其制备方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| OL01 | Intention to license declared | ||
| OL01 | Intention to license declared |