以高炉渣和污泥为主料制备的环保透水砖及其制备方法技术

本发明专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种以高炉渣和污泥为主料制备的环保透水砖及其制备方法。该环保透水砖由如下重量份的原料制备而成：粒度为20～40目的高炉渣40～60份，有机物含量小于1％的污泥25～55份，白云石5～15份。该透水砖的制备方法包括如下步骤：(1)将所述高炉渣、污泥和白云石加水混合得到混合料；(2)将步骤(1)所得混合料移至制砖机，加压成型得到透水砖坯体；(3)将步骤(2)所得透水砖坯体干燥；(4)将经步骤(3)处理后的透水砖坯体移至窑炉进行烧结，然后在所述窑炉内冷却至常温后，即得所述透水砖。该透水砖原料组成简单，成本低廉，具有透水性好、抗折强度高等优点，具有极大的应用价值。

Environmental protection permeable brick prepared by blast furnace slag and sludge as main material and preparation method thereof

The invention belongs to the field of building materials, in particular to an environmental protection water permeable brick prepared from blast furnace slag and sludge, and a preparation method thereof. The environmental protection permeable brick is prepared from raw materials with the following weight portions: 40 to 60 portions of the blast furnace slag with a grain size of about 20 to 40, and the organic matter content is less than 1% to about 25 to 55, and the dolomite is composed of 5 to 5 parts. The preparation method for the water permeable brick comprises the following steps: (1) the blast furnace slag, sludge and dolomite mixed with water to obtain a mixture; (2) the step (1) the mixture to the brick, pervious brick by compression molding; (3) the step (2) the water permeable brick body drying; (4) the step (3) after the treatment of the permeable brick body into a kiln for sintering, then in the furnace cooling to normal temperature, namely the pervious brick. The utility model has the advantages of simple structure, low cost, good permeability, high flexural strength, etc., and has great application value.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料
，尤其涉及一种以高炉渣和污泥为主料制备的环保透水砖及其制备方法。
技术介绍
高炉渣是钢铁冶金过程中炼铁高炉排出的一种冶金废渣，是钢铁厂排出的主要固体废弃物之一，同时也是我国当前排量较大的工业废渣之一。然而随着经济的快速发展，人们对矿产资源的需求也在不断增加。大量矿产资源的开发带来丰富的物质原料，同时也产生了大量的尾渣。依矿石品位不同，每炼1吨铁可排出高炉渣0.3～1吨，矿石品位越低，排渣量就越大。随着中国经济的持续高速增长，钢铁的使用量也逐年增加，中国目前每年排放高炉渣约2000多万吨，矿渣弃置不仅会占用土地，污染环境，而且也造成了资源的浪费。巨大的高炉渣排放会造成严重的环境污染与危害。首先，高炉渣堆放会占用大量宝贵的土地资源。此外，高炉渣经雨水淋滤后，还会与水混合流入附近的土地、河流等，造成严重的环境污染。如何减少高炉渣的污染，将高炉渣变废为宝，促进高炉渣的高效循环利用，是一个值得关注的问题。为了使地上不再下沉，荷兰人制造了一种小型路面砖铺设在街路途面上，并使砖于砖之间预留了2毫米的缝隙。这样下雨时雨水会从砖之间的缝隙中进入地下。这也是后来说的生态透水砖。透水砖可以增大地表相对湿度，保存泥土湿度，可以增大城市日益枯竭的地下水资源，改进城市地表植物和泥土微生物的生存条件和调解生态均衡。针对高炉渣利用不充分、污染环境，及透水砖广泛的应用前景，利用高炉渣制备透水砖在增加高炉渣的附加值、开拓工业固体废弃物高炉渣的新用途的同时，也会降低烧结的制造成本、缓解其制备原料紧缺的现状。公开号为CN105174811A的专利技术专利申请《一种透水砖及其制备方法》公开了一种利用高炉渣，抛光渣，煤矸石等等原料制备透水路面砖的制作工艺，以环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂中的一种或几种作为粘结剂，以碳酸锶、碳化硅或碳酸氢钠的一种或多种作为造孔剂。该专利申请提供的方法，所需原料种类较多，特别是有机粘结剂和发泡剂成本较高，同时高炉渣的掺比较低，且制备步骤较为复杂，不利于推广。另有公开号为CN105174844A的专利技术专利申请《钢纤维粉灰赤泥透水砖及其制备方法》公开了一种钢纤维高炉渣赤泥透水砖及其制备方法，该专利技术以钢纤维、砖渣颗粒、高炉渣和赤泥为原料，混合后制备透水砖。该方法存在两个问题，第一：三种原料组成较为复杂，原料成分容易产生波动，影响产品性能；第二，成型后的砖坯需要养护3～5天，周期长，效率较低。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是提供了一种以高炉渣和污泥为主料制备的环保透水砖及其制备方法。该环保透水砖，其原料组成简单，且成本低廉，具有透水性好、抗折强度高、耐磨性好和抗冻融能力强的优点；该制备方法简单，解决了高炉渣综合利用率低、污染环境的现状，并且降低了透水砖的生产成本。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种以高炉渣和污泥为主料制备的环保透水砖，其由如下重量份的原料制备而成：粒度为20～40目的高炉渣40～60份，有机物含量小于1％的污泥25～55份，白云石5～15份。所述重量份为μg，mg，g，kg等本领域公知的重量单位，或为其倍数，如1/100，1/10，10倍，100倍等。本专利技术所述的透水砖，其采用成本低廉的固体废弃物高炉渣为主要原料；采用有机物含量小于1％的污泥作为粘结剂，该污泥由于有机物含量小于1％，因而由其制得的透水砖机械强度高，而且在烧结过程中不会产生黑芯，增加了透水砖的美观度；采用成本低廉的白云石作为造孔剂；相对于现有的透水砖，其不但原料组成简单，成本低廉，而且其性能指标(包括透水性、抗冻强度损失率、磨坑长度和抗折强度等)完全能够达到国家标准。本专利技术所述的透水砖，优选由如下重量份的原料制备而成：粒度为20～40目的高炉渣40份，有机物含量小于1％的污泥55份，白云石5份；或，粒度为20～40目的高炉渣50份，有机物含量小于1％的污泥40份，白云石10份；或，粒度为20～40目的高炉渣60份，有机物含量小于1％的污泥25份，白云石15份。本专利技术所述的透水砖，其所述高炉渣优选为水冲渣，高炉生产过程中，入炉的各种原、燃料经冶炼后，除获得铁水以外，铁矿石中的脉石，燃料中的灰分与熔剂融合就形成液态炉渣，经过水淬，即得到所述水冲渣，其主要成分为氧化硅、氧化铝和氧化钙，本专利技术所述水冲渣优选马鞍山钢铁厂生产的水冲渣，所述高炉渣的粒度为20～40目，优选为30目。本专利技术采用上述粒度的高炉渣作为骨料，利用了颗粒堆积的孔隙，提高了该透水砖的透水性，进一步提升了所述环保透水砖的整体性能。本专利技术所述的透水砖，所述污泥优选为经超临界水氧化技术处理后的污泥，所述超临界水氧化技术采用常规的超临界水氧化方法即可；所述污泥经所述超临界水氧化技术处理后，其有机物含量为零，因而由其制得的透水砖机械强度更高，而且在高温阶段，其中含有的氧化硅、氧化钙等低熔点物质可以生成液相，起到高温粘结剂的作用。所述污泥的含水量为35～45％，优选为40％。在该含水量下，所述污泥与高炉渣混合之后能够在透水砖成型过程中提供足够的粘结性，从而提高了生坯强度。本专利技术所述的透水砖，所述白云石的粒度为60～100目，优选为80目。本专利技术采用上述粒度的白云石，利用白云石高温分解产生二氧化碳的特性，提高透水砖的气孔率，进一步提高了该透水砖的透水性，提升了透水砖的整体性能。本专利技术还提供了一种制备上述透水砖的方法，其包括如下步骤：(1)将所述高炉渣、污泥和白云石加水混合得到混合料，混合料的含水量控制为10％～15％；(2)将步骤(1)所得混合料移至制砖机，通过模具加压成型，得到透水砖坯体；(3)将步骤(2)所得透水砖坯体自然干燥或者在80～120℃条件下干燥，使所述透水砖坯体的含水量在3％以下；(4)将经步骤(3)处理后的透水砖坯体移至窑炉进行烧结，然后在所述窑炉内冷却至常温后，即得所述透水砖。本专利技术所述制备该透水砖的方法，工艺简单，生产效率高，且利于推广应用。利用该制备方法得到的透水砖，其性能指标(包括透水性、抗冻强度损失率、磨坑长度和抗折强度等)完全能够达到国家标准，具有透水性好、抗折强度高、耐磨性好和抗冻融能力强的优点。具体的，所述步骤(2)中，所述成型采用的压力为10～25MPa，优选为20MPa。具体的，所述步骤(4)中，所述烧结采用的方式为：当炉温升至1050～1150℃时，保温0.5～1.5h；优选的，所述烧结采用的方式为：当炉温升至1050～1150℃时，保温1h；更优选的，所述烧结采用的方式为：以5℃/min的升温速率将炉温升至400℃，保温0.5h，然后以3℃/min的升温速率将炉温升至1050～1150℃，保温1h。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有以下有益效果：1、本专利技术的透水砖以成本低廉的固体废弃物高炉渣、有机物含量小于1％的污泥和白云石为原料，相对于现有的透水砖，其不但原料组成简单，成本低廉，而且其性能指标完全能够达到国家标准，具有透水性好，持久性好，抗压强度高，耐磨性好，抗冻融能力强等特点，因此具有较好的经济效益和社会效益。2、本专利技术利用固体废弃物高炉渣和超临界水氧化处理后的污泥为主要原料烧结制备透水砖，解决了高炉渣综合利用率低、污染环境的现状，并且可以通过调整高炉渣粒度和白本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以高炉渣和污泥为主料制备的环保透水砖，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：粒度为20～40目的高炉渣40～60份，有机物含量小于1％的污泥25～55份，白云石5～15份。

【技术特征摘要】
1.一种以高炉渣和污泥为主料制备的环保透水砖，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：粒度为20～40目的高炉渣40～60份，有机物含量小于1％的污泥25～55份，白云石5～15份。2.根据权利要求1所述的以高炉渣和污泥为主料制备的环保透水砖，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：粒度为20～40目的高炉渣50份，有机物含量小于1％的污泥40份，白云石10份。3.根据权利要求1或2所述的以高炉渣和污泥为主料制备的环保透水砖，其特征在于，所述高炉渣为水冲渣。4.根据权利要求1～3任一项所述的以高炉渣和污泥为主料制备的环保透水砖，其特征在于，所述污泥为经超临界水氧化技术处理后的污泥。5.根据权利要求1～4任一项所述的以高炉渣和污泥为主料制备的环保透水砖，其特征在于，所述污泥的含水量为35～45％。6.根据权利要求1～5任一项所述的以高炉渣和污泥为主料制备的环保透水砖，其特征在于，所述白云石的粒度为60～100目。7.一种制备权利要求1～6任一项所述透水砖的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王习东，朱孟广，王昊，王绍鑫，刘丽丽，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11