CN1162583C - 渗水地砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种渗水地砖及其制备方法，渗水地砖由颗粒料烧结而成，颗粒之间有三维贯通孔隙。依次经选料、造粒、筛选选择颗粒料、加结合剂混料、成型、烧成而制得，制备方法科学合理，简单易行，并能利用工业废渣和尾矿作为颗粒料，不但降低生产成本，且保护了环境。本发明渗水地砖，具有多孔隙结构，渗水性好，使自然降水渗入地下，能保护地下水资源和生态环境，且具有很好的保水性、防滑性、耐磨性、防污性，实用性强。产品广泛应用于住宅区、道路、广场、公园、植物园、工厂区域、停车场、花房及轻量交通路面等场所，市场广大。

Description

渗水地砖及其制备方法
                            技术领域
本发明提供一种渗水地砖及其制备方法，属于建材技术领域。
                            背景技术
一方面，自然界中，雨水本应自然地透过地表渗入地下。但目前，城市道路、广场的铺设材料，如水泥砌块砖、普通陶瓷烧结砖、混凝土路面、沥青路面等传统的阻水材料，和城市建筑物的拦截共同阻断自然降水透过地表而渗入地下，加之城市由于长期超量开采和连年干旱，城市地下水资源逐年衰减，地下水位急剧下降，在我国北京、天津、石家庄等地已形成很大的地下漏斗群。如世界著名的西安大雁塔，因地下水位的急剧下降，至今已倾斜1米，并将仍以每年1.6毫米的速度延续；被誉为“天下第一泉”的济南趵突泉，由于地下水位下降，截止于2001年9月份，竟停喷达926天，创下了自1972年季节性停喷以来的最长记录，等等。随着城市人口的不断增多，建筑区域的不断扩大，城市建筑和水泥等阻水材料铺设的道路广场又将绝大部分土地封闭，使宝贵的自然降水不能渗入土壤，日益亏耗的地下水资源得不到适时补尝，同时增加了市政排水系统的负荷，制约着城市建设的可持续性发展。另一方面，工业废渣和尾矿的处理、利用是人们多年来一直期待解决的技术难题。
                            发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种渗水地砖，结构合理，渗水性好，可使自然降水渗入地下，能保护地下水资源，保护生存环境，且具有很好的保水性、防滑性，实用性强；本发明同时提供了科学合理，简单易行的制备方法，并利用了工业废渣和尾矿，变废为宝。
本发明所述的渗水地砖，由颗粒料烧结而成，颗粒之间有三维贯通孔隙。多孔隙形成多维贯通性结构，具有极好的渗水性、透水性。
砖体从表面至底面有2～4层的孔径梯度，表面层颗粒粒径小，孔径小，表面细腻、美观，且强度大、耐磨性好；底面层颗粒粒径大，孔径大，可采用工业废渣和尾矿，既降低成本又增大渗水性。
为了保证渗水地砖的质量和渗水性能，颗粒料的粒径控制在0.5～5mm为宜，一般，表面层的颗粒料的粒径为0.5～3mm，底面层颗粒料的粒径为3～5mm。
在砖体表面施功能材料层，使渗水地砖另附功能性，如由荧光材料层制成荧光砖(余辉时间超过6小时)、有二氧化钛抑菌材料层制成抑菌砖(对金黄葡萄球菌的杀菌率达到85％以上)，等等。功能材料层可以通过直接喷涂于产品表面而形成，也可以通过将功能材料添加到表面层中或结合剂中而制成，等等，可以同产品一次烧成，也可以在烧成后的产品上施用，然后进行二次烧成。
所述的渗水地砖通过烧成的方法制备，依次经选料、造粒、筛选选择颗粒料、加结合剂混料、成型、烧成而制得。
所用结合剂为硅酸盐类结合剂，既提供低温的成型强度，又提供高温状况下颗粒间的烧结强度，烧成温度为1100～1230℃，最高温度保温时间为1～3小时。烧成控制为耐火材料的通常烧成控制方法。
我们选用结合剂有两部分，结合剂A的重量百分组成为：长石30～40％、玻璃粉20～30％、粘土30～50％；结合剂B为水玻璃。
结合剂A中的玻璃粉使用普通的玻璃粉即可，如窗玻璃粉等。若粘土的含铝量高，结合剂的软化温度和熔化温度会随之提高，烧成温度也会提高，反之则低。长石中钾、钠含量高，烧成温度会降低，反之则高。因此使用含铝量高的粘土时，应减少粘土用量而相应地增加玻璃粉和长石的用量或采用高钾、钠含量的长石。
结合剂A要粉碎成细粉备用。干法方式、湿法方式粉碎均可以，细度：万孔筛余小于3％。
加入结合剂的颗粒料配料重量组成为：颗粒料  80～90％、结合剂A 10～20％；结合剂B外加8～10％。
加入结合剂后的混合料经24～36小时的陈腐，效果更好。
成型：将颗粒料分级筛选后，成型时分级布料，按颗粒粒径，逐级布料，然后压制成型制成有三维贯通连续孔隙、有孔径梯度的多层次渗水地砖。如在模具中先布3～5mm颗粒料层，再布1～2mm颗粒料层，压力成型后可制得有两层孔径大小的渗水地砖。本产品可以成型成多边、多角、对拼、多孔花砖等各种样式。
在表层中添加颜料，可以制成各色的彩色地砖。
本发明颗粒料原料可以选择各种各样符合强度要求的硅酸盐类原料，要求烧失量≤3％，体密度≥2.2，耐火度≥1200℃，气孔率＜5％。可以是单一料，如天然石块粉碎制取颗粒，有透辉石、淄博的熟焦宝石等，也可以是合成料，如废砖瓦、废陶瓷、废耐火材料或直接人工合成专用颗粒料，等等。本发明完全可以选择工业废渣和尾矿为原料，如自燃煤矸石、垃圾焚烧渣、石棉矿尾矿(蛇纹石)等等，有的可以直接使用，有的可以合成为强度大硬块再粉碎利用，等等。整个砖体颗粒料可以100％的使用工业废渣，或者尾矿，或者两者混用，为废渣和尾矿利用开辟了一条新途径，既降低生产成本，又变废为宝，保护、美化环境。
本发明渗水地砖的技术指标如下：
抗压强度：                      ≥30MPa
抗折强度：                      ≥4MPa
抗冻性：                        合格(JC/T446-2000)
孔隙率：                        ≥30％
余辉时间：                      ≥6小时   (荧光型)
杀菌率(金黄葡萄球菌)：          ≥85％    (抑菌型)
本发明制备方法科学合理，简单易行，并利用了工业废渣和尾矿，变废为宝。本发明渗水地砖，多孔隙结构，尤其孔径梯度结构，结构合理，渗水性好，能保护地下水资源，保护生存环境，且具有很好的保水性、防滑性、耐磨性、防污性，实用性强。测试结果表明，该产品可使40％以上的自然降水全方位渗入地下。在冷季，渗水地砖与其它路面相比有较高的气温和较高的相对湿度，而在夏季，则有着较低的温度和较低的相对湿度，具有减轻温室效应的效果，从而有着较好的环保功能。由于产品表面粗糙，保水性、透水性高，即使是在雨天，行人也不会因此而滑倒，具有较高的安全性能。产品广泛应用于住宅区、道路、广场、公园、植物园、工厂区域、停车场、花房及轻量交通路面等场所，市场广大。
                            附图说明
图1、本发明渗水地砖实施例1截面结构示意图，有两个孔径大小梯度。
                          具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，本发明所述的渗水地砖，由自燃煤矸石颗粒料烧结而成，颗粒1之间有三维贯通的孔隙2。砖体从表面至底面有两层的孔径梯度结构，表面层颗粒的粒径为1～2mm；底面层颗粒的粒径为3～4mm。
制备方法：依次经选料、造粒、筛选选择颗粒料、加结合剂混料、成型、烧成而制得。所用结合剂A的重量百分组成为：钠长石35％、窗玻璃粉25％、高岭土40％；结合剂B为模数为2～4的水玻璃。结合剂A经球磨粉碎成万孔筛余小于3％的细粉备用。
大小两级颗粒料分别加入结合剂，大颗粒料配料重量组成为：颗粒料85％、结合剂A  15％；结合剂B外加10％；小颗粒料配料重量组成为：颗粒料90％、结合剂A10％；结合剂B外加8％。
加入结合剂后的混料经30小时的陈腐后，压力成型。成型布料按大小两级颗粒料分两次进行，以便形成多孔径梯度结构。
成型产品经干燥后烧成，烧成温度为1150～1180℃，普通耐火材料烧成控制方法即可，最高温度保温时间1.5小时。
在烧成后的砖体表面上分别施山东济南产的伦博荧光剂、纳米二氧化钛细粉后再烧，可分别制得荧光型渗水地砖和杀菌型渗水地砖。
实施例2
本发明所述的渗水地砖，由淄博熟焦宝石颗粒料烧结而成，颗粒之间有三维贯通孔隙，颗粒的粒径为0.5～2mm。
制备方法：依次经选料、造粒、筛选选择颗粒料、加结合剂混料、成型、烧成而制得。所用结合剂A的重量百分组成为：钾长石33％、窗玻璃粉28％、莱阳土39％；结合剂B为模数为2～4的水玻璃。结合剂A经球磨粉碎成万孔筛余小于3％的细粉备用。
颗粒料配料重量组成为：颗粒料86％、结合剂A 14％；结合剂B外加8％。
加入结合剂后的混料经28小时的陈腐后，压力成型。
成型产品经干燥后烧成得产品，烧成温度为1200～1230℃，最高温度保温时间为2小时。
试验用原料的化学百分组成见下页表1。
表1、原料的化学重量百分组成(％)
  原料   Al2O3   SiO2   Fe2O3   TiO2   CaO   MgO   K2O   Na2O   烧失量
  高岭土   32.18   54.36   0.23   0.03   0.48   0.23   2.04   0.36   9.36
  莱阳土   13.95   64.08   0.75   0.25   1.64   2.12   4.63   0.39   7.89
  钠长石   13.43   74.01   0.37   未测   0.52   0.35   2.77   8.10   0.39
  钾长石   12.38   75.20   0.37   未测   0.69   0.13   8.47   2.01   0.52
  玻璃粉   1.00   71.55   0.1   8.42   4.02   0.25   14.35
  自燃煤矸石 18.13 62.10 8.93 4.20 1.65 2.97 2
  熟焦宝石   52.15   44.85   1.57

Claims (8)

1、一种渗水地砖，其特征在于由颗粒料烧结而成，颗粒之间有三维贯通孔隙，其中砖体从表面至底面有2～4层的孔径梯度，表面层颗粒粒径小，孔径小；底面层颗粒粒径大，孔径大。
2、根据权利要求1所述的渗水地砖，其特征在于颗粒的粒径为0.5～5mm。
3、根据权利要求1或2所述的渗水地砖，其特征在于砖体表面有荧光材料层。
4、根据权利要求1所述的渗水地砖的制备方法，其特征在于依次经选料、造粒、筛选选择颗粒料、加结合剂混料、成型、烧成而制得，其中结合剂为硅酸盐类结合剂，烧成温度为1100～1230℃。
5、根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于结合剂有两部分，结合剂A的重量百分组成为：长石30～40％、玻璃粉20～30％、粘土30～50％；结合剂B为水玻璃。
6、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于加入结合剂的颗粒料配料重量组成为：颗粒料80～90％、结合剂A  10～20％；结合剂B外加8～10％。
7、根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于将颗粒料分级筛选，在成型时分级布料，按颗粒粒径，逐级布料，然后压制成型制成有孔径梯度的多层次渗水地砖。
8、根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于选择原料为工业废渣和/或尾矿。
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Owner name: SHANDONG ZHONGCAI ADVANCED MATERIAL CO., LTD.

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Owner name: ZHONGCAI ADVANCED MATERIAL CO., LTD.

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Address after: Shandong city of Zibo province in Zibo high tech Development Zone, Yumin Road zip code: 255086

Patentee after: SINOMA ADVANCED MATERIALS Co.,Ltd.

Address before: Qinglong Road South, Zibo Development Zone, Shandong Province: 255086

Patentee before: Zhongcai Xianjin Material Co.,Ltd. Shandong Prov

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Patentee after: Zhongcai Xianjin Material Co.,Ltd. Shandong Prov

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Patentee before: Shandong Zhongbo Advanced Material Co.,Ltd.

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