一种利用铝硅酸盐工业废渣和拟薄水铝石制备海绵城市建设用透水砖的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用铝硅酸盐工业废渣和拟薄水铝石制备海绵城市建设用透水砖的方法，本发明专利技术分别采用铝硅酸盐工业废渣和拟薄水铝石为原料，制得硅溶胶和铝溶胶，然后将硅溶胶混合均匀，再加入碳酸钠、炭黑、十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐等发泡剂搅拌混合，经热处理、烧结处理即得机械强度高、孔径分布范围广的多孔氧化硅‑氧化铝复合陶瓷，然后以多孔氧化硅‑氧化铝复合陶瓷为骨料，硅酸盐水泥为粘合剂，碳石纤维为增强剂，经静压成型和养护制得的透水砖具有机械强度高，透水性强，耐久性好等特点，使用寿命长，应用范围广，同时将铝硅酸盐工业废渣资源化再利用，大大降低了生产成本，具有良好的经济效益和社会效益。

Method for preparing permeable brick for sponge city construction by utilizing aluminium silicate industrial waste residue and pseudo boehmite

The invention discloses a method of water permeable brick using aluminum silicate industrial waste residue and pseudoboehmite preparation of sponge city construction, the present invention used aluminum silicate industrial slag and pseudoboehmite as raw materials, preparation of silica sol and alumina sol, silica sol and then mixed evenly, adding sodium carbonate twelve, carbon black, benzene sulfonic acid triethanolamine salt as foaming agent, mixing, heat treatment and sintering treatment to obtain porous silica alumina ceramic composite with high mechanical strength, wide range of pore size distribution, and then to porous silica alumina composite ceramic aggregate, Portland cement as binder, carbon fiber as reinforcing agent, the the static pressure molding and curing the prepared water permeable brick with high mechanical strength, strong permeability, good durability and other characteristics, long service life, wide application range, and the aluminum silicate The reutilization of industrial waste residue greatly reduces the production cost and has good economic and social benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种利用铝硅酸盐工业废渣和拟薄水铝石制备海绵城市建设用透水砖的方法
本专利技术涉及一种利用铝硅酸盐工业废渣和拟薄水铝石制备海绵城市建设用透水砖的方法，属于建筑材料

技术介绍
现代城市的地表已经逐步被建筑物和混凝土等阻水材料所覆盖，从而形成了生态学上的“人造沙漠”。不透水的混凝土与沥青等做为城市主要的路面材料，使得自然下降的雨水不能够自然流畅的渗入地下；由此是造成缺乏对城市地表温度、湿度调节能力的主要原因，导致产生所谓城市的“热岛效应”或造成雨季城中看海的内涝问题。为了缓解对环境的损害，并且能从根本上治理好城市的稳定生态环境，从而提出了建设“海绵城市”的新概念。“海绵城市”，即是比喻城市具备海绵一样的功能，在适应季节气候环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，干旱时需要将蓄存的水“释放”并加以利用，从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”。海绵城市建设将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域积存、渗透和净化，提高雨水资源化水平，保护生态环境。建设海绵城市就是要具有“海绵体”；“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系，也包括绿地、花园、可渗透路面砖这样的城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用，最后剩余部分径流通过管网、泵站外排，从而可有效提高城市排水系统的标准，缓减城市内涝的压力。海绵城市建设是一个系统性工程，但是系统性工程需要每一个关键部件来有机的组合起来，透水砖就是海绵城市建设的一个关键有机体。透水砖也叫渗水砖、荷兰砖等，属于绿色环保建筑材料制品。原材料通常以采用水泥、砂、石子等混凝土物料为主，通过机械化定向振捣加压制品成型工艺来进行批量化生产地砖；整砖为一次性压缩而成，形成整体密度均匀一致不分层的同质砖。透水砖是针对开发建设区域内的道路、庭院、广场等不同功能区域所产生的降雨，采取相应的措施，或收集处理再利用，或渗入地下涵养地下水，以达到充分利用雨水资源、提高环境自净能力、改善园区生态环境、调节局部小气候的目的。透水砖可广泛用于于铺设人行道或轻量级交通车行道等的路面及地面工程，还可用于小区、庭院、停车场、商店、街区、广场、水边护坡、公园内道路及平地、机场和码头等路面铺装。目前,在市面上见到的透水砖从材质和生产工艺上可分为两大类。一类是以固体工业废料、生活垃圾和建筑垃圾为主要原料,通过粉碎、成形、高温烧制而成的具有透水砖性能,符合透水砖标准的建筑装饰材料,我们把它叫做陶瓷透水砖；另一类是以无机非金属材料为主要原料，利用有机或无机粘结剂通过成形、固化而成的具有透水砖性能、符合透水砖标准的建筑装饰材料。由于它无须烧成，所以我们称其为非陶瓷透水砖。戴武斌、曾令可、王慧等人在其《透水砖的研究现状及发展前景》一文中介绍了几种透水砖的方法：（1）利用陶瓷废料、废玻璃和粘土作为主要原料研制环保型陶瓷透水砖；（2）利用黄金尾矿为主要原料，以煤矸石作成孔剂，制备多孔透水砖；（3）利用粉煤灰为主要原料、破碎的废地砖为骨料、粘土作粘结剂，制备粉煤灰透水砖。由此可见，目前市场上透水砖多采用煤矸石、粉煤灰、陶瓷废料、废玻璃、废地砖、黄金尾矿等固体工业废料作原料，还很少见到采用铝硅酸盐工业废渣和拟薄水铝石为主要原料制备的透水砖。
技术实现思路
本专利技术公开了一种利用铝硅酸盐工业废渣和拟薄水铝石制备海绵城市建设用透水砖的方法。本专利技术制得的透水砖具有机械强度高，透水性强，耐久性好等特点，使用寿命长，应用范围广。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种利用铝硅酸盐工业废渣和拟薄水铝石制备海绵城市建设用透水砖的方法，包括以下步骤：（1）将铝硅酸盐工业废渣粉碎，过150-250目筛，然后按照质量比1:0.7-0.9将过筛后的铝硅酸盐工业废渣和碳酸钠混合，2000-4000r/min高速球磨10-30min，再在820-880℃下煅烧1-2h，冷却至室温后研磨成粉末，然后按照固液比1:8-10将煅烧后的粉末加入到摩尔浓度为5mol/L的硫酸溶液中，搅拌1-2h，过滤，浓缩至原来体积的1/3-1/2，即得硅溶胶；（2）将拟薄水铝石粉碎，过100-200目筛，然后过筛后的拟薄水铝石粉加水搅拌制成质量分数为40-50%的悬浮液，超声分散15-20min，然后在磁力搅拌下缓慢加入质量分数为20%的硝酸溶液，控制H+与Al的摩尔比在0.03-0.07之间，即得铝溶胶；（3）将硅溶胶和铝溶胶等质量混合，充分搅拌均匀后中加入相当于混合溶胶质量0.8-1.6%的碳酸钠、2-3%的炭黑、3-5%的十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐和1.5-2.5%的椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱，充分搅拌均匀后在35-45℃水浴中静置15-30min，在400-600r/min的转速下搅拌至泡沫体积不再增大，然后在30-40℃水浴中静置24-48h，再在室温下静置7-10d，再在115-130℃油浴中静置5-8d，随后以3-5℃/min的速率升温至770-830℃，保温3-5h，再以1-3℃/min的速率降温至400-450℃，保温4-6h，再以2-4℃/min的速率升温至880-920℃，保温2-4h，再以1-2℃/min的速率升温至1060-1120℃，保温1-3h，再以3-5℃/min的速率降温至520-580℃，保温4-6h，空冷至室温，破碎，即得多孔氧化硅-氧化铝复合陶瓷；（4）按照质量比3-5:5-8:2-4称取硅酸盐水泥、多孔氧化硅-氧化铝复合陶瓷和碳石纤维，然后将硅酸盐水泥、多孔氧化硅-氧化铝复合陶瓷和碳石纤维干混5-8min，然后再加入适量的水湿混7-9min，控制湿料含水量在10-15%；（5）将上述得到的湿料加入到成型模具中静压成型，静置3-4d后脱模，蒸汽养护后自然养护7-14d，即得所需的透水砖。步骤（2）中所述的铝硅酸盐工业废渣为高岭土经过处理提取硫酸铝剩下的工业废渣。步骤（2）中所述的超声功率为300-350W。步骤（4）中所述的硅酸盐水泥为52.5级硅酸盐水泥。步骤（5）中所述的成型压力为3-5MPa，保压时间为80-100s。步骤（5）中所述的蒸汽养护制度为升温2-4h，恒温时间为8-10h，降温3-5h，恒温温度为70-90℃。本专利技术的有益效果：本专利技术分别采用铝硅酸盐工业废渣和拟薄水铝石为原料，制得硅溶胶和铝溶胶，然后将硅溶胶混合均匀，再加入碳酸钠、炭黑、十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐等发泡剂搅拌混合，经热处理、烧结处理即得机械强度高、孔径分布范围广的多孔氧化硅-氧化铝复合陶瓷，然后以多孔氧化硅-氧化铝复合陶瓷为骨料，硅酸盐水泥为粘合剂，碳石纤维为增强剂，经静压成型和养护制得的透水砖具有机械强度高，透水性强，耐久性好等特点，使用寿命长，应用范围广，同时将铝硅酸盐工业废渣资源化再利用，大大降低了生产成本，具有良好的经济效益和社会效益。具体实施方式实施例1一种利用铝硅酸盐工业废渣和拟薄水铝石制备海绵城市建设用透水砖的方法，包括以下步骤：（1）将铝硅酸盐工业废渣粉碎，过150目筛，然后按照质量比1:0.7将过筛后的铝硅酸盐工业废渣和碳酸钠混合，2000r/min高速球磨30min，再在820℃下煅烧2h，冷却至室温后研磨成粉末，然后按照固液比1:8将煅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用铝硅酸盐工业废渣和拟薄水铝石制备海绵城市建设用透水砖的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将铝硅酸盐工业废渣粉碎，过150‑250目筛，然后按照质量比1:0.7‑0.9将过筛后的铝硅酸盐工业废渣和碳酸钠混合，2000‑4000r/min高速球磨10‑30min，再在820‑880℃下煅烧1‑2h，冷却至室温后研磨成粉末，然后按照固液比1:8‑10将煅烧后的粉末加入到摩尔浓度为5mol/L的硫酸溶液中，搅拌1‑2h，过滤，浓缩至原来体积的1/3‑1/2，即得硅溶胶；（2）将拟薄水铝石粉碎，过100‑200目筛，然后过筛后的拟薄水铝石粉加水搅拌制成质量分数为40‑50%的悬浮液，超声分散15‑20min，然后在磁力搅拌下缓慢加入质量分数为20%的硝酸溶液，控制H

【技术特征摘要】
1.一种利用铝硅酸盐工业废渣和拟薄水铝石制备海绵城市建设用透水砖的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将铝硅酸盐工业废渣粉碎，过150-250目筛，然后按照质量比1:0.7-0.9将过筛后的铝硅酸盐工业废渣和碳酸钠混合，2000-4000r/min高速球磨10-30min，再在820-880℃下煅烧1-2h，冷却至室温后研磨成粉末，然后按照固液比1:8-10将煅烧后的粉末加入到摩尔浓度为5mol/L的硫酸溶液中，搅拌1-2h，过滤，浓缩至原来体积的1/3-1/2，即得硅溶胶；（2）将拟薄水铝石粉碎，过100-200目筛，然后过筛后的拟薄水铝石粉加水搅拌制成质量分数为40-50%的悬浮液，超声分散15-20min，然后在磁力搅拌下缓慢加入质量分数为20%的硝酸溶液，控制H+与Al的摩尔比在0.03-0.07之间，即得铝溶胶；（3）将硅溶胶和铝溶胶等质量混合，充分搅拌均匀后中加入相当于混合溶胶质量0.8-1.6%的碳酸钠、2-3%的炭黑、3-5%的十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐和1.5-2.5%的椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱，充分搅拌均匀后在35-45℃水浴中静置15-30min，在400-600r/min的转速下搅拌至泡沫体积不再增大，然后在30-40℃水浴中静置24-48h，再在室温下静置7-10d，再在115-130℃油浴中静置5-8d，随后以3-5℃/min的速率升温至770-830℃，保温3-5h，再以1-3℃/min的速率降温至400-450℃，保温4-6h，再以2-4℃/min的速率升温至880-920℃，保温2-4h，再以1-2℃/min的速率...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰，
申请(专利权)人：杨杰，
类型：发明
国别省市：安徽,34