[發明專利]透水磚及利用二氧化錳渣和草木灰制備燒結透水磚的方法

有效

• 申請號: 202011156325.0
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112341239B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 曾利群
• 申請（專利權）人: 湖南工學院
• 主分類號: C04B38/02
• 分類號: C04B38/02;C04B33/132;C04B33/13
• 代理公司: 衡陽雁城專利代理事務所(普通合伙) 43231
• 代理人: 龍騰

透水磚及利用二氧化錳渣和草木灰制備燒結透水磚的方法，在利用二氧化錳渣和草木灰制備燒結透水磚的方法中，原料由水及以下重量份的粉體組成：52～56份電解二氧化錳渣、20～25份生物電廠草木灰、20～24份石英粉、2.5～3份硅酸鈉，18～22份細度為0.3mm的石灰石粉；制備過程包括坯體濕料的制備、濕料模壓成型、坯體干燥和燒結四個步驟。在通過上述方法燒結而成的透水磚中形成了以輝石、硅灰石為主晶相的燒結微晶陶瓷結構，保證了透水磚的抗壓強度和耐磨性能，并且所制備的透水磚還具有較傳統透水磚明顯較高透水系數，透水磚的綜合性能較為理想，為電解二氧化錳及生物質發電廢渣的資源化利用提供了一條新的可供選擇途徑。

技術領域

本發明涉及的是工業固體廢棄物再利用技術領域，特別涉及是一種透水磚及利用二氧化錳渣和草木灰制備燒結透水磚的方法。

背景技術

透水磚又叫滲水磚，隨著生態海綿城市觀念逐漸被人們接受，透水磚在城市地面硬化鋪裝中的應用量越來越大。透水磚有三個非常關鍵的性能指標：透水率、抗壓強度和耐磨性。其中，透水率的高度決定了磚體的透水性能，透水率過低將導致雨水滲透速度過慢，從而容易在鋪裝地面上形成地表徑流。而抗壓強度和耐磨性則決定了透水磚的使用耐久性，例如抗壓強度過低將導致透水磚容易因行人踩踏或非機動車輛車輪滾壓而被破壞，耐磨性太差則會導致磚體表面容易被磨損，從而影響磚體使用壽命。

目前，市售的透水磚分為兩種：一種是混凝土透水磚，大多采用單一粒徑(一般為3～5mm)粗集料、水灰比低于0.35水泥混凝土通過模壓成型而成，模壓成型后磚坯表面的耐磨性較差，為此，通常還需要在磚坯表面制作一層裝飾面層來提高耐磨性和裝飾性；另一種是燒結陶瓷透水磚，通常是采用粉煤灰、廢瓷、生活垃圾工業廢渣和各種尾礦等為骨料，加入適量粘土類原料作為高溫結合劑，經坯體成型、燒結而成的符合透水磚標準的路面鋪裝材料。燒結透水磚按照成孔方法可以分為兩類，一類為通過添加造孔劑法制備燒結透水磚。坯體內部的造孔劑在高溫下燃燒分解，使造孔劑所占據的體積變成空隙結構。另外一類是顆粒堆積法制備透水磚。顆粒堆積法一般采用具有一定顆粒粒徑的尾礦、工業廢渣、固體廢棄物、建筑垃圾等為主要原料，經過預處理(破碎、篩分)后與高溫粘結劑混合，然后成型制成坯體，干燥后通過高溫燒結得到燒結透水磚。

普通透水磚的透水系數一般為0.01～0.07cm/s，抗壓強度在30MPa左右，耐磨性測試結果大多在20～30mm之間。為兼顧抗壓強度和耐磨性，現有模壓成型的透水磚鮮有透水系數超過0.10cm/s的。

近些年來，隨著國家節能環保戰略的實施和推進，生物質發電以及電池(包含動力電池和儲能電池)行業發展迅速，其中，電解二氧化錳作為電池去極化劑的市場需求量也越來越大，電解二氧化錳廢渣的再生利用已成為困擾相關企業的難題，與此同時，生物質發電所產生灰渣一般作為農業用肥，利用途徑比較單一。若能夠綜合利用電解二氧化錳廢渣以及生物質發電所產生的草木灰來制備透水磚，不失為一種針對上述工業廢棄物進行資源化綜合利用的開拓新途徑，然而目前尚未見到與此相關的報道。

發明內容

本發明目的之一是提供一種利用電解二氧化錳渣和草木灰為主要原料，以硅酸鈉溶液為粘合劑制備燒結透水磚的方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種利用二氧化錳渣和草木灰制備燒結透水磚的方法，由以下重量份的粉體原料加水制成：52～56份電解二氧化錳渣、20～25份草木灰、20～24份石英粉、2.5～3份硅酸鈉，18～22份細度為0.3mm的石灰石粉；

制備燒結透水磚的步驟包括：

一、坯體濕料的制備：將硅酸鈉用適量40～50℃的水溶解，將其它粉料干式攪拌混合均勻，然后再加入硅酸鈉水溶液和水攪拌，本步驟中用水量為粉體總量的29wt％～31wt％，攪拌得到細砂狀不黏連的濕灰顆粒后，停止攪拌，得濕粉料；

二、濕料模壓成型：分三次將濕粉料加到成型模具中，每次加料后搗實，待所有濕粉料添加完成后，模壓成型，成型壓力60～70kN，保壓15～20s，爾后脫模得到成型坯體；