一種復合材料生態陶瓷透水磚的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種復合材料生態陶瓷透水磚的制備方法，用含量為30?50wt%的廢混凝土，含量為20?30wt%的萍鋼鋼渣，含量為10?20wt%的煤矸石和含量為10?20wt%的高溫粘接劑混合制成基料；用王仙石，宜春洗泥，廢瓷粒，氧化鋁顆粒，含量為的煤渣和5?10wt%的高溫粘接劑混合制成準面料；在模壓機中先加入基料，再在基料上加入面料，在面料和基料之間設置金屬絲網，經模壓成型制成透水磚坯，將透水磚坯干燥定型后送入窯爐，在1000?1300℃溫度下保溫燒制而成。本發明通過顆粒級配，并充分利用多種廢舊材料，不僅具有高的透水性、抗壓強度和耐磨性，又能降低能耗和成本的復合材料生態陶瓷透水磚的制備方法。
【專利說明】
一種復合材料生態陶瓷透水磚的制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種地面磚的制備方法，尤其是涉及一種不僅耐污防滑，而且吸水透水性好的復合材料生態陶瓷透水磚的制備方法。
【背景技術】
[0002]當前在城鎮人行道、步行商業街、廣場、公園、機場、碼頭、社區、娛樂和休閑場所以及停車場等公共場所的地面鋪設大都采用花巖石、大理石、水泥、柏油等不透水的材料鋪設而成，這些不透水材料對城市的環境影響和危害大，雨水不能直滲透入地，容易造成地面積水，不僅地面濕滑，使人們出行很不方便，還會加重了排水設施的負擔，影響城市的正常社會秩序。為了解決上述問題，人們研發出了一種不僅孔隙率高，吸水透水性好、而且耐磨防滑性又好的陶瓷透水磚。這種陶瓷透水磚比重大，強度高、不易損壞，空隙率能達到20%以上，內部有網狀海綿式孔洞，具有很好的吸水和透水性，表面較為粗糙，防滑性好，能方便人們安全行走。目前制造陶瓷透水磚的主要原料大都用陶瓷或混凝土，由于透水磚需求量大，因而需要消耗大量的礦產資源，對造成環境污染，會破壞生態平衡，不符合國家相關經濟政策。針對上述種情況，人們開始利用一些工業廢料來代替陶瓷作為主要原料來制造透水磚，如有人用廢墻面磚、廢地板磚、或用廢陶器粉碎成粒狀、或用煤渣或煤矸石粉碎成粒狀作為原料與高溫粘接劑混合模壓成型高溫燒制而成。但這些用工業廢料制成的透水磚的比重、抗壓強度、透水率和耐磨性等綜合性能還不夠好。如有些雖然透水率還高，但抗壓強度較低，耐磨性不高;有些雖然抗壓強度較高，但透水率較低，還有一些是防滑性較差，還有一些能耗和成本比較高。
【發明內容】
[0003]針對上述現有技術中透水磚所存在的問題，本發明提出了一種通過優選組份和顆粒級配，并充分利用多種廢舊材料，不僅具有高的透水性、抗壓強度和耐磨性，又能降低能耗和成本的復合材料生態陶瓷透水磚的制備方法。
[0004]本發明所述復合材料生態陶瓷透水磚的制備方法是:
1、用含量為30-50wt%、粒度為2-6mm的廢混凝土，含量為20-30wt%、粒度為2-5mm的萍鋼鋼渣，含量為10_20wt%、粒度為2-6mm的煤矸石和含量為10-20wt%的高溫粘接劑混合制成基料；
2、用含量為3-5wt %的王仙石，含量為3-5 wt %的宜春洗泥，含量為40-60wt%、粒度為0.5-2mm的廢瓷粒，含量為20_40wt%、用廢惰性氧化鋁瓷球加工而成且粒度為0.5_2mm的氧化鋁顆粒，含量為5-10wt%、粒度為0.3-0.5mm的煤渣和5-10wt%的高溫粘接劑混合制成準面料；
3、在準面料中加入準面料重量0.1-0.3?〖%的、用廢鋯管或廢鋯磚加工成的氧化鋯粉粒和適量的調色劑混合制成面料；
4、在模壓機中按高溫燒制后基料層和面料層厚度比為8-10:1先加入基料，再在基料中放置一層耐高溫金屬絲網，再在基料上加入面料，經模壓成型制成透水磚坯，將透水磚坯干燥定型后，送入窯爐，在1000-1300°C溫度下燒制而成。
[0005]本發明所述方法制成的透水磚各項性能指標為:
1、透水系數:4.2-5.5X10—2cm/s (CC4、CC5級)
2、抗壓強度:40-60MPa
3、保水性:l-1.45g/cm2
4、抗凍性:抗壓強度損失率:<17
5、耐磨性:磨坑長度<28mm
6、比重:2-2.5T/m3。
[0006]本發明所述的萍鋼鋼渣為江西省萍鄉鋼鐵有限責任公司生產中的轉爐熱燜鋼渣，年鋼渣排量為50萬能噸以上，萍鋼鋼渣中主要成份特點是:氧化鈣含量偏低，氧化硅和氧化鋁含量偏高，在確保透水磚不會鼓脹下，加入合適量的萍鋼鋼渣不僅能充分利用本地廢料，而且可明顯提高其抗壓強度，同時由于鋼渣圓整度較好，相互擠壓堆積時其堆積空隙大，可有利于提高透水性;所述的煤矸石和煤渣也是萍鄉作為我國南方最大產煤基地豐富的廉價廢料，由于煤矸石或煤渣中含約20%的碳量，因而在高溫燒結時可減少外加燃料消耗，降低生產成本;所述的廢惰性氧化鋁瓷球是萍鄉作為全國最大惰性氧化鋁瓷球工業陶瓷生產基地的廢料，由于惰性氧化鋁瓷球氧化鋁含量高(一般在30-50%，高時可達70%)，因而可明顯地提高面料的強度和耐磨性；宜春洗泥即為江西省宜春市上高縣出產的高嶺土(主要含66.7%的二氧化硅和23.5%的氧化鋁)，加入宜春洗泥不僅可提高面料的強度，而且可提高面料充型能力。王仙石為湖南省醴陵市浦口鄉仙石村出產的一種熱穩定性高，收縮小的瓷石，可提高面料的高溫燒結熱穩定性，使面料燒結后平整。
[0007]本發明除大量利用本地廢舊物料外，在方法上采用了一些新的技術措施；
一是:為了確保透水磚達到綜合的優良性能，在面料中還加入了少量氧化鋯廢料加工而成的顆粒，利用擠壓后的氧化鋯在500-1000°C可在表面上形成一層氧化鋯堅韌的絲膜來提高其透水磚防滑性和增強耐磨性，使透水磚的防滑性能提高20-30%以上，所述氧化鋯粉粒加入量為面料的0.1-0.3wt%，相當于透水磚重量的0.01-0.03%(按面料與基料和面料之和的比約為10%)，即每噸透水磚中氧化錯加入量約為0.1-0.3Kg，目前氧化錯市場價35000元/噸，按廢鋯管或廢鋯磚15000元/噸計算，每噸成本僅僅只增加1.5-4.5元(平均為3元/噸)，因而對每噸透水磚的生產成本影響很小。
[0008]二是為了確保透水磚抗壓和抗折強度，使透水磚不易斷裂，在基層上表面上設有一層耐高溫的金屬絲網，金屬絲網面積為透水磚面積的二分之一至三分之一，增加金屬絲網后，透水磚抗壓強度提高10%以上，抗折強度提高了 20%以上。
[0009]三是透水磚采用面料和基料用不同的廢料和不同的粒度級配，基料選用圓度好、顆粒大、強度高的萍鋼鋼渣、耐高溫的廢混凝土及燒制時不融斷的煤矸石相互配合形成網狀骨架，通過高溫熔劑熔融連接但又不占用空間和部份煤矸石中碳的燃燒所形成的具有高連接強度和較大的氣孔來形成強度高、透水性和保水性好的基料層;采用高強度、耐磨性好的廢瓷粒、惰性氧化鋁顆粒面料的骨料和氧化鋯可形成網狀防滑膜層，在提高透水性下，提高其耐磨性和防滑性。
[0010]本發明所述高溫粘接劑為由石灰石、白云石、長石、石英粉和膨潤土按一定比例混合破碎而成的粉粒料。
【具體實施方式】
[0011]實施例1，具體用下述方法:
1、用含量為40wt%、粒度為2-6mm的廢混凝土，含量為30wt%、粒度為2-5mm的萍鋼鋼渣，含量為15wt%、粒度為2-6mm的煤矸石和含量為15被％的高溫粘接劑混合制成基料；
2、用含量為4wt %、粒度為0.5-2mm的王仙石，含量為4 wt %的宜春洗泥(50-100目)，含量為52wt%、粒度為0.5-2mm的廢瓷粒，含量為25wt%、用廢惰性氧化鋁瓷球加工而成且粒為0.5-2mm的氧化鋁顆粒，含量為7wt%、粒度為0.3-0.5mm的煤渣和8wt%的高溫粘接劑混合制成準面料；
3、在準面料中加入準面料重量0.2?〖%的、用廢鋯管或廢鋯磚加工成的氧化鋯粉粒和適量(以燒成后目測顏色清楚的量)的調色劑(或工業顏料)混合制成面料；
4、在模壓機中按高溫燒制后基料層和面料層厚度比為8-10:1先加入基料，再在基料中放置一層耐高溫金屬絲網，再在基料上加入面料，經模壓成型制成透水磚坯，將透水磚坯干燥定型后，送入窯爐，在1100-1300 °C溫度下保溫燒制1-2小時而成。
[0012]所述高溫粘接劑由重量比為20-30%的石灰石、10-20%的白云石、10-20%的長石、30-40%的石英粉和5-10%的膨潤土組成，金屬絲網目數為30-50目的不銹鋼絲網。
[0013]本發明所述方法制成的透水磚各項性能指標為:
1、透水系數:4.85 X 10—2cm/s
2、抗壓強度:52.510^(0:5級)
3、保水性:1.35g/cm2
4、抗凍性:抗壓強度損失率:14.6
5、耐磨性:磨坑長度23mm
6、比重:2.16T/m3。
[0014]實施例2，具體用下述方法:
1、用含量為35wt%、粒度為2-6mm的廢混凝土，含量為25wt%、粒度為2-5mm的萍鋼鋼渣，含量為20wt%、粒度為2-6mm的煤矸石和含量為20被％的高溫粘接劑混合制成基料；
2、用含量為3wt %、粒度為0.5-2mm的王仙石，含量為45wt %的宜春洗泥(50-100目)，含量為47wt%、粒度為0.5-2mm的廢瓷粒，含量為30wt%、用廢惰性氧化鋁瓷球加工而成且粒為0.5-2mm的氧化鋁顆粒，含量為10wt%、粒度為0.3-0.5mm的煤渣和5wt%的高溫粘接劑混合制成準面料；
3、在準面料中加入準面料重量0.3?〖%的、用廢鋯管或廢鋯磚加工成的氧化鋯粉粒和適量的調色劑(或工業顏料)混合制成面料；
4、在模壓機中按高溫燒制后基料層和面料層厚度比為8-10:1先加入基料，再在基料中放置一層耐高溫金屬絲網，再在基料上加入面料，經模壓成型制成透水磚坯，將透水磚坯干燥定型后，送入窯爐，在1100-1300 °C溫度下保溫燒制1-2小時而成。
[0015]所述高溫粘接劑由重量比為20-30%的石灰石、10-20%的白云石、10-20%的長石、30-40%的石英粉和5-10%的膨潤土組成，金屬絲網目數為30-50目的不銹鋼絲網。
[0016]本發明所述方法制成的透水磚各項性能指標為:1、透水系數:4.65 X 10—2cm/s
2、抗壓強度:48.510^(0:4級)
3、保水性:1.5化/0112
4、抗凍性:抗壓強度損失率:15.5、耐磨性:磨坑長度28mm
6、比重:2.21T/m3。
[0017]從實施例中檢測的結果得知:本發明主要技術指標不僅均大大高出透水磚行業標準，而且實際生產中能耗下降15-20%，生產成本也相應降低10%左右。
[0018]本發明的創新點和特點是:
1、本發明經過長時間的研究、調配試驗，提出了一種綜合性地利用了幾種本地儲量大的廉價廢料作透水磚的主要原料來復合制備生態透水磚的方法，如萍鋼鋼渣、萍鄉煤矸石和煤渣、廢舊氧化鋁瓷球以及混凝土顆粒，節約了大量的礦產資源，改善了環境生態保護；
2、本發明通過面料和基料的不同原料種類和級配組合，在基料中在確保基料具有較高的抗壓強度外，使其具有較高的透水系數和保水性能；在面料中在確保面料同樣具有較高抗壓強度和透水系數外，還通過添加少量的、不影響生產成本的廢舊氧化鋁瓷球來提高面料表面防滑性。
3、本發明通過在面料和基料之間設置耐高溫的金屬絲網，每塊透水磚成本僅增加0.2-
0.3元，但透水磚的抗的強度可提高20%以上。
[0019]4、本發明除透水、耐磨、防滑和抗壓外，還具有耐腐蝕、抗風化、融雪耐寒、吸音降噪等功能，通過在面料中添加顏料可制備出多種頭顏色的透水磚，面料表面還可出帶凸點、凸條的盲道透水磚，還可拼接成各種圖案。
【主權項】
1.一種復合材料生態陶瓷透水磚的制備方法，其特征在于:它包括以下方法步驟: a、用含量為30-50wt%、粒度為2-6mm的廢混凝土，含量為20-30wt%、粒度為2-5mm的萍鋼鋼渣，含量為10_20wt%、粒度為2-6mm的煤矸石和含量為10-20wt%的高溫粘接劑混合制成基料； b、用含量為3-5被％的王仙石，含量為3-5wt%的宜春洗泥，含量為40-60wt%、粒度為0.5-2mm的廢瓷粒，含量為20-40wt%、用廢惰性氧化鋁瓷球加工而成且粒度為0.5-2mm的氧化鋁顆粒，含量為5-10wt%、粒度為0.3-0.5mm的煤渣和5-10被％的高溫粘接劑混合制成準面料； C、在準面料中加入準面料重量0.1-0.3?〖％的、用廢鋯管或廢鋯磚加工成的氧化鋯粉粒和適量的調色劑混合制成面料； d、在模壓機中按高溫燒制后基料層和面料層厚度比為8-10:1先加入基料，再在基料中放置一層耐高溫金屬絲網，再在基料上加入面料，經模壓成型制成透水磚坯，將透水磚坯干燥定型后送入窯爐，在1000-1300°C溫度下保溫燒制而成。2.根據權利要求1所述的一種復合材料生態陶瓷透水磚的制備方法，其特征在于:所述高溫粘接劑由重量比為20-30%的石灰石、10-20%的白云石、10-20%的長石、30-40%的石英粉和5-10%的膨潤土組成。3.根據權利要求1所述的一種復合材料生態陶瓷透水磚的制備方法，其特征在于:所述金屬絲網的面積為透水磚面積的二分之一至三分之一，金屬絲網的目數為30-50目。
【文檔編號】C04B35/63GK106045472SQ201610358856
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】羅德平
【申請人】江西維龍科技協同創新有限公司