一种污泥陶粒透水砖及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种污泥陶粒透水砖及其制备方法，包括面层和基层，特点是面层的由以下原料及重量份数组成：白水泥1份、氧化铁0.05份、1～3mm陶粒砂1～2份、黄砂0.2～0.5份、减水剂0.02～0.04份和水0.3～0.4份；基层由以下原料组成：42.5等级的硅酸盐水泥1份、粒径为3～5mm陶粒砂0～2份、粒径为1～3mm陶粒砂0～2份、黄砂0.2～0.5份、减水剂0.02～0.04份和水0.3～0.4份；其制备过程包括将污泥陶粒破碎并过筛，按配比分别称取面层和基层的原料，原料混合与搅拌，砖体成形和养护。本发明专利技术具有成本低、强度高、透水性能好、防滑、耐磨等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种透水砖，尤其是涉及一种污泥陶粒透水砖及其制备方法。
技术介绍
近年来，城市内涝问题日益突出，具有透水性能的透水砖广泛应用于海绵城市建设中。目前透水砖的种类主要有混凝土透水砖、生态砂基透水砖、钢渣透水砖、聚合物纤维混凝土透水砖、彩石环氧通体透水砖等，但其普遍存在的问题是：制作成本偏高、强度较低或透水性能不佳。此外有研究利用污泥、粘土等混合压制成型后经高温煅烧制作透水砖，但是抗压强度达不到国家标准。陶粒是一种外面有一层坚硬的陶质、釉质外壳，内部多孔的轻集料，多用于制作陶粒混凝土、陶粒混凝土砌块，或作为地基填充料。近来有利用陶粒制作透水砖的报道，如CN 104452525 A公开了一种透水砖及其制备方法，包括表层和基层两部分，其表层材料为陶砂60 ～ 70％，砂15～20％，水泥15～20％，占水泥质量的50～60％的水；其基层材料为建筑淤土免烧陶粒45～65 ％，水泥10～15％，粉煤灰5～10％，瓜子片10 ～ 15％，砂10～15％，占水泥和粉煤灰的总质量的30～40％的水和1～1.5％的减水剂。该专利技术用建筑淤土免烧陶粒代替天然骨料或煅烧陶粒来制备透水砖，但因使用建筑淤土免烧陶粒作为骨料，其强度难以达到要求，且成分和制作过程复杂。CN 103553448 B提供了一种陶粒透水砖，包括陶粒80-100 份、硅砂10-15 份、水泥20-40 份、占陶粒重量2-4% 的促凝剂、占陶粒重量2-4%的减水剂。该专利技术将硅砂粉尘制造出的陶粒作为骨料，抗压强度≥ 30Mpa，透水系数≥ 0.05cm/s，符合相关国家标准，其强度较大，但因没有实现各组分及不同粒径材料的合理配备，其透水性能不高，如遇较大降雨，则难以实现快速透水。污泥是城市污水厂的废弃物，产量大，难脱水，处理困难。研究表明，城市污水厂污泥中有机质含量大，且含有30~60%的无机物，主要是硅、铁、铝、钙等。近年来，利用污泥、淤泥、建筑渣土、粉煤灰等材料按一定比例混合成球制作陶粒的技术已经成熟，但是尚无利用污泥陶粒制作透水砖的报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有高强度、良好透水性能、防滑、耐磨的污泥陶粒透水砖及其制备方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种污泥陶粒透水砖，包括面层和基层，所述的面层由以下原料及重量份数组成：白水泥1份、氧化铁颜料0.05份、粒径为1～3mm陶粒砂1～2份、黄砂0.2～0.5份、减水剂0.02～0.04份和水0.3～0.4份；所述的基层由以下原料及重量份数组成：42.5等级的硅酸盐水泥1份、粒径为3～5mm陶粒砂0～2份、粒径为1～3mm陶粒砂0～2份、黄砂0.2～0.5份、减水剂0.02～0.04份和水0.3～0.4份。所述的陶粒砂是将污泥陶粒破碎并过筛网得到的，所述的污泥陶粒为城市污泥、河道淤泥、建筑渣土中的至少一种与粉煤灰混合后高温烧制的陶粒，所述的陶粒粒径为5～20mm，筒压强度≥2MPa。由于高强污泥陶粒外壳坚硬、内部粗糙、多孔，将其破碎制成不同粒径陶粒砂后，陶粒砂表面呈不规则、多孔状，使得污泥陶粒砂之间形成点状接触，水分可以从空隙中流过，从而达到透水效果。所述的减水剂为萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高效减水剂、聚羧酸高性能减水剂中的任意一种，所述的水为日常生活用水或工业用水。上述污泥陶粒透水砖的制备方法，具体步骤如下：（1）陶粒破碎与过筛：将污泥陶粒破碎并过筛，制备成粒径分别为3～5mm和1～3mm的陶粒砂；（2）材料称取：按配比分别称取面层和基层的原料，备用；其中所述的面层由以下重份数原料组成：白水泥1份、氧化铁颜料0.05份、粒径为1～3mm陶粒砂1～2份、黄砂0.43份、减水剂0.02～0.04份和水0.3～0.4份；所述的基层由以下重量份数原料组成：42.5等级的硅酸盐水泥1份、粒径为3～5mm陶粒砂0～2份、粒径为1～3mm陶粒砂0～2份、黄砂0.43份、减水剂0.02～0.04份和水0.3～0.4份；（3）面层材料混合与搅拌：将称好的粒径为1～3mm陶粒砂以及一半的水加入到搅拌机中搅拌，半分钟后再加入白水泥、氧化铁颜料、黄砂和减水剂，搅拌60-90s，再加入剩下水继续搅拌45-60s；使陶粒砂更好地包裹胶凝材料；（4）基层材料混合与搅拌：将称好的粒径为1～3mm陶粒砂、粒径为3～5mm陶粒砂以及一半的水加入到搅拌机中搅拌，半分钟后再加入硅酸盐水泥、黄砂和减水剂，搅拌60-90s，再加入剩下水继续搅拌45-60s；使陶粒砂更好地包裹胶凝材料；（5）砖体成形：先将表层拌合料投入模具，压制成型，再将基层拌合料投入模具，压制成型；（6）砖体养护：砖体成形后自然养护1-7天即可脱模，脱模后继续自然养护，共养护28天即为成品，或者通过蒸压养护6-12小时即可。所述的陶粒砂是将污泥陶粒破碎并过筛网得到的，所述的污泥陶粒为城市污泥、河道淤泥、建筑渣土中的至少一种与粉煤灰混合后高温烧制的陶粒，所述的陶粒粒径为5～20mm，筒压强度≥2MPa。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术一种污泥陶粒透水砖及其制备方法，利用由污泥、淤泥、建筑渣土、粉煤灰等废弃物烧制的陶粒、水泥、减水剂、水制作而成。该污泥陶粒透水砖各组分的合理搭配，解决了透水砖透水强度和透水性之间的矛盾。本专利技术具有强度高、透水性能好、制作成本低的特点。实际工程应用中可根据需要制作不同颜色、规格的透水砖。破碎的陶粒呈无规则多边形状，加上陶粒本身内部的多孔结构，在制作透水砖时，相比其他骨料，陶粒砂比表面积更大，陶粒砂之间接触点更多，陶粒砂与水泥浆的胶凝能力变强，这样的结构保证了透水砖的透水能力，并保证其具有足够的强度。按以上配比和制备方法，本专利技术的污泥陶粒透水砖抗压强度可达58Mp，透水系数可达0.88cm/s，远远超过国家标准《GBT25993-2010透水路面砖和透水路面板》规定的指标，也远远超过市场上现有各类透水砖指标。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1一种污泥陶粒透水砖，包括面层和基层，其面层的由以下原料及重量份数组成：白水泥1份、氧化铁颜料0.05份、粒径为1～3mm陶粒砂1.3份、黄砂0.43份、减水剂0.03份和水0.35份；基层由以下原料及重量份数组成：42.5等级的硅酸盐水泥1份、粒径为1～3mm陶粒砂1.3份、黄砂0.43份、减水剂0.03份和水0.35份。其制备方法具体步骤如下：（1）陶粒破碎与过筛：将污泥陶粒破碎并过筛，制备成粒径分别为3～5mm和1～3mm的陶粒砂；（2）材料称取：按上述配比分别称取面层和基层的原料，备用；（3）面层材料混合与搅拌：将称好的粒径为1～3mm陶粒砂以及一半的水加入到搅拌机中搅拌，半分钟后再加入白水泥、氧化铁颜料、黄砂和减水剂，搅拌60～90s，再加入剩下水继续搅拌45-60s；（4）基层材料混合与搅拌：将称好的粒径为1～3mm陶粒砂、粒径为3～5mm陶粒砂以及一半的水加入到搅拌机中搅拌，半分钟后再加入硅酸盐水泥、黄砂和减水剂，搅拌60～90s，再加入剩下水继续搅拌45-60s；（5）砖体成形：先将表层拌合料投入模具，压制成型，再将基层拌合料投入模具，压制成型；（6）砖体养护：砖体成形后自然养护1-7天即可脱模，脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污泥陶粒透水砖，包括面层和基层，其特征在于：所述的面层由以下原料及重量份数组成：白水泥1份、氧化铁颜料0.05份、粒径为1～3mm陶粒砂1～2份、黄砂0.43份、减水剂0.02～0.04份和水0.3～0.4份；所述的基层由以下原料及重量份数组成：42.5等级的硅酸盐水泥1份、粒径为3～5mm陶粒砂0～2份、粒径为1～3mm陶粒砂0～2份、黄砂0.2～0.5份、减水剂0.02～0.04份和水0.3～0.4份。

【技术特征摘要】
1.一种污泥陶粒透水砖，包括面层和基层，其特征在于：所述的面层由以下原料及重量份数组成：白水泥1份、氧化铁颜料0.05份、粒径为1～3mm陶粒砂1～2份、黄砂0.43份、减水剂0.02～0.04份和水0.3～0.4份；所述的基层由以下原料及重量份数组成：42.5等级的硅酸盐水泥1份、粒径为3～5mm陶粒砂0～2份、粒径为1～3mm陶粒砂0～2份、黄砂0.2～0.5份、减水剂0.02～0.04份和水0.3～0.4份。2.根据权利要求1所述的一种污泥陶粒透水砖，其特征在于：所述的陶粒砂是将污泥陶粒破碎并过筛网得到的，所述的污泥陶粒为城市污泥、河道淤泥、建筑渣土中的至少一种与粉煤灰混合后高温烧制的陶粒，所述的陶粒粒径为5～20mm，筒压强度≥2MPa。3.根据权利要求1所述的一种污泥陶粒透水砖，其特征在于：所述的减水剂为萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高效减水剂、聚羧酸高性能减水剂中的任意一种，所述的水为日常生活用水或工业用水的任意一种。4.一种根据权利要求1所述的污泥陶粒透水砖的制备方法，其特征在于具体步骤如下：（1）陶粒破碎与过筛：将污泥陶粒破碎并过筛，制备成粒径分别为3～5mm和1～3mm的陶粒砂；（2）材料称取：按配比分别称取面层和基层的原料，备用；其中所述的面层由以下重份数原料组成：白水泥1份、氧化铁颜料0.05份、粒径为1～3mm陶粒砂1～2份、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王日粱，朱建林，王冰洁，黄怡然，王金辉，涂凌波，仇峥，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33