CN115784686A - 一种高韧性透水砖的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高韧性透水砖的制备方法，包括以下步骤：取水泥、骨料、矿物掺合料及煤化工高浓盐废水，将水泥、骨料及矿物掺合料混合搅拌均匀，加入煤化工高浓盐废水后搅拌均匀，再进行陈化，然后冲压制成砖坯，再经养护，得砖坯，将所述砖坯移至露天场地，并在砖坯表面覆盖透光材料，然后在气温大于等于10℃的条件下，保持砖坯湿润，利用太阳能养护，得高韧性透水砖，该方法能够实现煤化工高浓盐废水制备透水砖，成本较低，同时实现煤化工高浓盐废水的再利用。
Description
技术领域
本发明属于透水地砖技术领域，具体涉及一种高韧性透水砖的制备方法。
背景技术
随着我国城镇化进程加快，城镇地面硬化带来的问题日益增多，由于目前大多数城镇地面不透水，降雨时形成大量地表径流，而城镇排水能力不足，导致内涝时有发生，给人民生活及交通安全带来极大困扰。随着我国生态文明建设以及绿色发展的不断推进，各地积极践行海绵城市理念，海绵城市建设对缓解城市内涝具有较大的作用，透水砖因其自身优势和环保理念近年来更是备受关注。透水砖从材质上分为烧结透水砖和免烧透水砖，烧结透水砖制作工艺较复杂且能耗高，污染环境，产品成本高昂，逐渐失去市场竞争力，而免烧砖工艺相对简单，成本低。但目前免烧透水砖普遍采用硅酸盐水泥，依然存在成本高、强度低、耐久性差的问题。
另一方面，随着工业化进程的加速，产生了大量的工业废渣。粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。因此粉煤灰的资源化利用一直是研究的热点问题。
煤化工是煤炭清洁利用的主要方式，但煤化工在煤炭催化裂解为产品的过程中会产生大量煤化工废水。大规模发展的煤化工产业用水量高达2～3×107m3，每年产生近4.75×108t的煤化工高盐废水。高盐废水中含有许多无机含盐离子、重金属物质和有机杂物，成分比较复杂，可生化性较差，大量存储会带来严重的污染，危害环境。随着我国对工业含盐废水排放标准的不断提高，煤化工企业实现含盐废水零排放是未来的发展方向。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高韧性透水砖的制备方法，该方法能够实现煤化工高浓盐废水制备透水砖，成本较低，同时实现煤化工高浓盐废水的再利用。
为达到上述目的，本发明所述高韧性透水砖的制备方法包括以下步骤：
取水泥、骨料、矿物掺合料及煤化工高浓盐废水，将水泥、骨料及矿物掺合料混合搅拌均匀，加入煤化工高浓盐废水后搅拌均匀，再进行陈化，然后冲压制成砖坯，再经养护，得砖坯，将所述砖坯移至露天场地，并在砖坯表面覆盖透光材料，然后在气温大于等于10℃的条件下，保持砖坯湿润，利用太阳能养护，得高韧性透水砖。
水泥、骨料、矿物掺合料的质量份数分别为3-8份、7-15份及80-90份。
外加剂包括高效减水剂及增强剂。
骨料包括砂及碎石。
水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。
煤化工高浓盐废水的量为原料总重量的8～20％。
陈化时间为2～4小时。
太阳能养护8～45天。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的高韧性透水砖的制备方法在具体操作时，基于煤化工高盐废水中含有硫酸盐及氯盐，硫酸盐及氯盐在和水泥掺时会加速水泥水化提高早期强度，以无机盐型早强剂，且反应产生的水化产物不会膨胀破坏，而使结构更加密实，提高透水砖的韧性，同时增强透水砖的透水性能，并且实现煤化工高浓盐废水的再利用，降低制作成本，实现大宗工业固废资源的综合利用。另外，本发明在在制备过程，免烧免蒸养，不需要消耗大量的煤，符合节能减排、绿色环保的循环经济理念。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明所述高韧性透水砖的制备方法包括以下步骤：
取水泥、骨料、矿物掺合料及煤化工高浓盐废水，其中，水灰比为0.30～0.40，集灰比为3.5～5.0，粉煤灰75～90％；
将水泥、骨料及矿物掺合料混合搅拌均匀，再加入煤化工高浓盐废水搅拌，其中，在搅拌过程中，停止预设时间，以便物料陈化，陈化时间为2～4小时，然后冲压制成砖坯，再经养护，得砖坯，然后将砖坯移至露天场地，并在砖坯表面覆盖透光材料，再在气温不低于10℃的条件下，保持砖坯湿润，利用太阳能养护8～45天，得高韧性透水砖。
其中，外加剂包括高效减水剂及增强剂；骨料包括砂及碎石；水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。
其中，水泥、骨料、矿物掺合料的质量份数分别为3-8份、7-15份及80-90份，煤化工高浓盐废水的量为原料总重量的8～20％。
所述改性粉煤灰的制备过程为：
1)将粉煤灰置于酸性溶液中进行酸化处理，过滤干燥后，得酸化粉煤灰；
2)将酸化粉煤灰置于表面活性剂中进行浸渍处理，过滤干燥后，得表面改性的粉煤灰；
3)将表面改性的粉煤灰与矿化剂按质量比为100:3混合后压制成块，然后在450℃温度下焙烧3小时，冷却后粉碎过筛，得到改性粉煤灰。
步骤1)中的酸性溶液为1M的盐酸。
步骤1)中酸化处理过程中的温度为50℃，酸化时间为30h。
步骤2)中的表面活性剂为阴离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
步骤2)中浸渍处理过程中的浸渍温度为50℃，浸渍时间为25h。
步骤3)中的矿化剂为氯化钙。
实施例一
本发明所述高韧性透水砖的制备方法包括以下步骤：
称取90份的改性粉煤灰、7份的骨料及3份的水泥，混匀后，加入煤化工高浓盐废水搅拌均匀，停止搅拌，陈化2小时,然后再搅拌5分钟，煤化工高浓盐废水的量为物料总重量的15％，骨料选用粒径为2.36mm～4.75mm(60％)以及0.60mm～2.36mm(40％)的小石子。将混匀后的物料通过60吨冲压制砖机冲压成砖坯，然后将砖坯移至露天场地，覆盖一层农用地膜，在气温为20～25℃的条件下，保持砖坯湿润，利用太阳能保养护18天，即得成品。
检测结果为：该成品的抗压强度85kg/cm2(标准值75kg/cm2)，抗折强度20Kg/cm2(标准值15kg/cm2)，外形尺寸偏差不大于±2.5mm。
实施例二
本发明所述高韧性透水砖的制备方法包括以下步骤：
称取85份的改性粉煤灰、9份的骨料及6份的水泥，混匀后，加入煤化工高浓盐废水后搅拌均匀，停止搅拌，将物料陈化3小时，然后再搅拌8分钟。煤化工高浓盐废水的量为物料总重量的13％。骨料选用粒径为2.36mm～4.75mm(80％)以及0.60mm～2.36mm(20％)的小石子。将混匀后的物料经60吨冲压制砖机冲压成砖坯，然后移至露天场地，覆盖一层农用地膜，气温为30～35℃，保持砖坯湿润，利用太阳能养护10天为成品。
经抽样检测免烧粉煤灰砖抗压强度达到165kg/cm2；抗折强度为29kg/cm2；外形尺寸偏差不大于±3mm。
实施例三
本发明所述高韧性透水砖的制备方法包括以下步骤：
称取80份的改性粉煤灰、15份的骨料及5份的水泥，混匀后，加入煤化工高浓盐废水后搅拌均匀，停止搅拌，将物料陈化3小时，然后再搅拌15分钟。煤化工高浓盐废水的量为物料总重量的20％。骨料选用粒径为2.36mm～4.75mm(70％)及0.60mm～2.36mm(30％)的小石子。将混匀的物料用60吨冲压制砖机冲压制成砖坯，然后将砖坯移至露天场地，覆盖一层农用地膜，气温为18～20℃，隔10天喷水一次，保持砖坯湿润，利用太阳能养护28天为成品。
经抽样检测，免烧结粉煤灰砖抗压强度达到120kg/cm2，抗折强度达到23kg/cm2，外形尺寸偏差不大于±3m m。
实施例四
本发明所述高韧性透水砖的制备方法包括以下步骤：
称取85份的改性粉煤灰、7份的骨料及8份的水泥，混匀后，加入煤化工高浓盐废水后搅拌均匀，停止搅拌，将物料陈化4小时，然后再搅拌6分钟。煤化工高浓盐废水的量为物料总重量的8％。骨料选用粒径为2.36mm～4.75mm(60％)及0.60mm～2.36mm(40％)的小石子。将混合后的物料经60吨冲压制砖机冲压制成砖坯，然后移至露天场地，覆盖一层塑料薄膜，气温为32～38℃，利用太阳能养护15天，每天向砖坯喷水一次，保持砖坯表面潮湿，得成品。
经检测，免烧结粉煤灰砖抗压强度达到210kg/cm2，抗折强度为45kg/cm2,外形尺寸偏差±1.5mm。
实施例五
本发明所述高韧性透水砖的制备方法包括以下步骤：
取水泥、骨料、矿物掺合料及煤化工高浓盐废水；
将水泥、骨料及矿物掺合料混合搅拌均匀，再加入煤化工高浓盐废水搅拌，其中，在搅拌过程中，停止预设时间，以便物料陈化，陈化时间为2小时，然后冲压制成砖坯，再经养护，得砖坯，然后将砖坯移至露天场地，并在砖坯表面覆盖透光材料，再在气温不低于10℃的条件下，保持砖坯湿润，利用太阳能养护8天，得高韧性透水砖。
其中，外加剂包括高效减水剂及增强剂；骨料包括砂及碎石；水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。
其中，水泥、骨料、矿物掺合料的质量份数分别为4份、9份及87份，煤化工高浓盐废水的量为原料总重量的15％。
实施例六
本发明所述高韧性透水砖的制备方法包括以下步骤：
取水泥、骨料、矿物掺合料及煤化工高浓盐废水；
将水泥、骨料及矿物掺合料混合搅拌均匀，再加入煤化工高浓盐废水搅拌，其中，在搅拌过程中，停止预设时间，以便物料陈化，陈化时间为4小时，然后冲压制成砖坯，再经养护，得砖坯，然后将砖坯移至露天场地，并在砖坯表面覆盖透光材料，再在气温不低于10℃的条件下，保持砖坯湿润，利用太阳能养护45天，得高韧性透水砖。
其中，外加剂包括高效减水剂及增强剂；骨料包括砂及碎石；水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。
其中，水泥、骨料、矿物掺合料的质量份数分别为6份、12份及82份，煤化工高浓盐废水的量为原料总重量的18％。
实施例七
本发明所述高韧性透水砖的制备方法包括以下步骤：
取水泥、骨料、矿物掺合料及煤化工高浓盐废水；
将水泥、骨料及矿物掺合料混合搅拌均匀，再加入煤化工高浓盐废水搅拌，其中，在搅拌过程中，停止预设时间，以便物料陈化，陈化时间为4小时，然后冲压制成砖坯，再经养护，得砖坯，然后将砖坯移至露天场地，并在砖坯表面覆盖透光材料，再在气温不低于10℃的条件下，保持砖坯湿润，利用太阳能养护30天，得高韧性透水砖。
其中，外加剂包括高效减水剂及增强剂；骨料包括砂及碎石；水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。
其中，水泥、骨料、矿物掺合料的质量份数分别为6份、8份及86份，煤化工高浓盐废水的量为原料总重量的12％。
实施例八
本发明所述高韧性透水砖的制备方法包括以下步骤：
取水泥、骨料、矿物掺合料及煤化工高浓盐废水；
将水泥、骨料及矿物掺合料混合搅拌均匀，再加入煤化工高浓盐废水搅拌，其中，在搅拌过程中，停止预设时间，以便物料陈化，陈化时间为2小时，然后冲压制成砖坯，再经养护，得砖坯，然后将砖坯移至露天场地，并在砖坯表面覆盖透光材料，再在气温不低于10℃的条件下，保持砖坯湿润，利用太阳能养护8天，得高韧性透水砖。
其中，外加剂包括高效减水剂及增强剂；骨料包括砂及碎石；水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。
其中，水泥、骨料、矿物掺合料的质量份数分别为3份、7份及90份，煤化工高浓盐废水的量为原料总重量的20％。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高韧性透水砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
取水泥、骨料、矿物掺合料及煤化工高浓盐废水，将水泥、骨料及矿物掺合料混合搅拌均匀，加入煤化工高浓盐废水后搅拌均匀，再进行陈化，然后冲压制成砖坯，再经养护，得砖坯，将所述砖坯移至露天场地，并在砖坯表面覆盖透光材料，然后在气温大于等于10℃的条件下，保持砖坯湿润，利用太阳能养护，得高韧性透水砖。
2.根据权利要求1所述的高韧性透水砖的制备方法，其特征在于，水泥、骨料、矿物掺合料的质量份数分别为3-8份、7-15份及80-90份。
3.根据权利要求1所述的高韧性透水砖的制备方法，其特征在于，外加剂包括高效减水剂及增强剂。
4.根据权利要求1所述的高韧性透水砖的制备方法，其特征在于，骨料包括砂及碎石。
5.根据权利要求1所述的高韧性透水砖的制备方法，其特征在于，水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1所述的高韧性透水砖的制备方法，其特征在于，煤化工高浓盐废水的量为原料总重量的8～20％。
7.根据权利要求1所述的高韧性透水砖的制备方法，其特征在于，陈化时间为2～4小时。
8.根据权利要求1所述的高韧性透水砖的制备方法，其特征在于，太阳能养护8～45天。
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