一种利用污泥制备的透水砖及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种利用污泥制备的透水砖及其制备方法，所述透水砖包括如下按重量份计算的原料：污泥40~45份，普通石子20~23份，钢渣15~18份，粉煤灰8~10份，陶粒10~15份，水玻璃12~15份，石英砂10~12份，吸波材料10~15份，棕榈纤维6~7份，海泡石纤维2~3份。制备得到的透水砖具有吸收电磁波的性能，还保持了良好的透水性能，透水砖的整体性能满足要求。在海绵城市建设过程中，需要使用大量透水砖，采用污泥和建筑垃圾制备透水砖，增加透水砖的环保性能，可以废物利用，减少废物排放，大大提高城市的资源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种利用污泥制备的透水砖及其制备方法
本专利技术涉及海绵城市建筑材料
，更具体地，涉及一种利用污泥制备的透水砖及其制备方法。
技术介绍
近年来备受关注的城市内涝问题，传统的城市建设模式理念中雨水主要是通过排水设施排走，路面上积水无法渗透到地下，雨水资源得不到充分利用，往往造成逢雨必涝、热岛效应等负面环境影响。而目前我国对上述问题的解决方案主要有加大排水管径、在线蓄水、修建蓄水池等，而这些措施不仅普遍存在投资大、占用空间大等诸多缺点，而且施工时间长、效率低。海绵城市建设能够更好解决城市内涝问题。随着电子技术的广泛应用，人为电磁能量迅速增长，城市电磁辐射污染产生原因有广播发射塔、通讯工具和移动通信站。世界卫生组织最新公布：电磁波辐射已成为21世纪继水污染、空气污染和噪声污染之后的第四大全球性环境问题。海绵城市讲究环保性，电磁波辐射的污染亟待解决。在建设海绵城市的过程中，透水砖得到大量使用，但是，现有的透水砖无法解决电磁波辐射的问题，另外，现有的透水砖的韧性、抗折性能不足，导致透水砖在使用过程中容易破碎，不够耐用。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种利用污泥制备的透水砖。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种利用污泥制备的透水砖，包括如下按重量份计算的原料：污泥40~45份，普通石子20~23份，钢渣15~18份，粉煤灰8~10份，陶粒10~15份，水玻璃12~15份，石英砂10~12份，吸波材料10~15份，棕榈纤维6~7份，海泡石纤维2~3份。在制备透水砖的过程中，污泥、粉煤灰作为细骨料；钢渣、普通石子、陶粒作为粗骨料；水玻璃粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好；石英砂坚硬、耐磨、化学性能稳定；污泥可以采用市政污泥、工业污泥等，一般脱水至含水量70wt%~80wt%。吸波材料是能够吸收电磁波的材料，在本领域中，吸波材料一般选择能够在透水砖的烧结过程中保持稳定的吸波材料，处于成本考虑，一般选择传统吸波材料，其中，常见的有铁氧体、钛酸钡、石墨、碳化硅。棕榈纤维和海泡石纤维引入到透水砖中，能够增加透水砖的孔隙率。由于传统吸波材料一般密度大、孔隙率低，加入到透水砖中使得透水砖的透水性能下降，通过棕榈纤维和海泡石纤维的作用，增大孔隙率，使得采用吸波材料制备的透水砖在具备吸收电磁波性能的同时，还能保持优良的透水性能。陶粒采用废弃的陶瓷渣制成，钢渣和粉煤灰均为工业废弃物，废物利用，进行了资源化利用。制备上述透水砖的原料还可以根据现有技术添加其他材料，保证透水砖的整体性能，同时具备吸收电磁波的能力。优选地，所述吸波材料为铁氧体、钛酸钡、石墨、碳化硅中的一种或几种的混合物。优选地，所述吸波材料为还原氧化石墨-四氧化三铁复合吸波材料。四氧化三铁与还原氧化石墨复合，避免四氧化三铁颗粒聚集，具有更大的表面，吸收电磁波的效果更好。另一方面，还原氧化石墨-四氧化三铁复合吸波材料含有还原氧化石墨，还原氧化石墨能够增加透水砖的韧性和抗裂性能。优选地，所述还原氧化石墨-四氧化三铁复合吸波材料中四氧化三铁的含量为80wt%~90wt%。还原氧化石墨-四氧化三铁复合吸波材料中四氧化三铁的含量超过90wt%时，会导致四氧化三铁颗粒聚集、分布不够均匀，影响制备得到的透水砖的吸收电磁波的性能；还原氧化石墨-四氧化三铁复合吸波材料中四氧化三铁的含量低于80wt%时，虽然也能制备得到具有吸收电磁波的透水砖，但由于四氧化三铁含量降低，添加同样重量的吸波材料时，制备得到的透水砖吸收电磁波的性能降低，如果增加吸波材料的添加量，则可能会影响制备得到的透水砖的透水性能。优选地，所述还原氧化石墨-四氧化三铁复合吸波材料的制备方法包括如下步骤：S1.制备氧化石墨；S2.将氧化石墨、氯化铁、醋酸钠和乙二胺分散在乙二醇中，水热反应后，洗涤、干燥得到还原氧化石墨-四氧化三铁复合吸波材料。优选地，所述污泥为市政污泥。污泥是水处理过程中形成的以有机物为主要成分的泥状物质；其有机物含量高，容易腐化发臭，颗粒较细，密度较小，含水率高且不易脱水，是呈胶状结构的亲水性物质。市政污泥主要指污水厂的污泥，还包括自来水厂的污泥；市政污泥是污水处理后的副产品，是一种由有机残片、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。市政污泥是城市生活过程中，大量产生的废物，通过利用市政污泥制备透水砖，废物利用，有效地节约了资源。市政污泥制备透水砖时，一般经脱水处理至含水率为70wt%~80wt%。优选地，所述钢渣过10目筛，所述石英砂过10目筛，所述粉煤灰的粒径小于等于0.15mm，所述陶粒的粒径为1.5~7.0mm。本领中，粉煤灰的粒径为5μm以上，本专利技术中粉煤灰的粒径小于等于0.15mm即可。本专利技术的另一目的在于，提供一种制备透水砖的方法。一种制备上述透水砖的方法，包括如下步骤：S1.将吸波材料与污泥、普通石子、钢渣、粉煤灰、陶粒、水玻璃、石英砂、棕榈纤维、海泡石纤维混合搅拌成泥料；S2.将S1.的泥料干压成型制成砖坯，然后将进行干燥；S3.将S2.的砖坯烧结，得到透水砖。优选地，所述泥料的含水率为15wt%~18wt%。优选地，所述干燥的温度为105~108℃，所述砖坯干燥后的含水率小于等于6wt%。砖坯干燥后含水率小于等于6wt%即可，一般为了提高工作效率，减少能耗，无需将含水率降低到4wt%及以下。优选地，所述烧结的条件为：升温速率为3.5~4.0℃/min，升温至1025-1150℃并保温2.5-3h后降温。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过吸波材料与污泥、普通石子、钢渣、粉煤灰、陶粒、水玻璃、石英砂、棕榈纤维、海泡石纤维制备得到了透水砖，该透水砖具有吸收电磁波的性能，还保持了良好的透水性能，透水砖的整体性能满足要求。在海绵城市建设过程中，需要大量使用透水砖，采用污泥和建筑垃圾制备透水砖，增加透水砖的环保性能，可以废物利用，减少废物排放，大大提高城市的资源利用率。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。本专利技术的实施例中，采用的污泥为市政污泥，一般采用带式压滤机经过常规脱水后使用，脱水后的市政污泥含水率为70wt%~80wt%，pH值为7.0~8.5、碳氮比为(20~35):1、有机物含量为40％~60％。普通石子、水玻璃、石英砂、棕榈纤维、海泡石纤维均为常见的市售产品；陶粒的粒径介于1.5mm和7mm之间；钢渣过10目筛，所述粉煤灰的粒径小于等于0.15mm。作为吸波材料的钛酸钡、石墨、碳化硅均通过市售得到，钛酸钡采用市售的钛酸钡粉末，石墨采用市售的导电石墨粉，碳化硅采用市售碳化硅微粉；作为吸波材料的还原氧化石墨-四氧化三铁复合吸波材料采用如下方法制备，另外，作为对照，还制备了没有复合还原氧化石墨的四氧化三铁粉末。实施例中使用的还原氧化石墨-四氧化三铁复合吸波材料采用如下制备方法得到：S1.在冰水浴中将9:1的浓H2SO4/H3PO4（270mL：30mL）倒入装有3g石墨粉的烧瓶中混合均匀后，缓慢加入18g高锰酸钾，将反应温度控制在35~40℃；S2.在50℃水浴条件下继续搅拌20h。反应结束，待反应液冷却至室温后倒入装有200mL冰的烧杯中，然后缓慢滴加30%过氧化氢至溶液颜色变成黄色；S3.将所得溶液在1000r本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用污泥制备的透水砖，其特征在于，包括如下按重量份计算的原料：污泥40~45份，普通石子20~23份，钢渣15~18份，粉煤灰8~10份，陶粒10~15份，水玻璃12~15份，石英砂10~12份，吸波材料10~15份，棕榈纤维6~7份，海泡石纤维2~3份。

【技术特征摘要】
1.一种利用污泥制备的透水砖，其特征在于，包括如下按重量份计算的原料：污泥40~45份，普通石子20~23份，钢渣15~18份，粉煤灰8~10份，陶粒10~15份，水玻璃12~15份，石英砂10~12份，吸波材料10~15份，棕榈纤维6~7份，海泡石纤维2~3份。2.根据权利要求1所述的透水砖，其特征在于，所述吸波材料为铁氧体、钛酸钡、石墨、碳化硅中的一种或几种的混合物。3.根据权利要求2所述的透水砖，其特征在于，所述吸波材料为还原氧化石墨-四氧化三铁复合吸波材料。4.根据权利要求3所述的透水砖，其特征在于，所述还原氧化石墨-四氧化三铁复合吸波材料中四氧化三铁的含量为80wt%~90wt%。5.根据权利要求1所述的透水砖，其特征在于，所述钢渣过10目筛，所述石英砂过10目筛，所述粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文静，阳重阳，曹姝文，李锐敬，刘小平，许嘉辉，曾华洁，
申请(专利权)人：广州市环境保护工程设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44