一种煤矸石-造纸污泥陶粒及其制备方法和应用、免烧透水砖及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种煤矸石‑造纸污泥陶粒及其制备方法和应用、免烧透水砖及其制备方法，属于透水砖技术领域。本发明专利技术以固体废物煤矸石和造纸污泥为原料，能够充分利用煤矸石和造纸污泥自身的发热量和烧失量，有效降低陶粒的烧制温度，提高孔隙率，得到的陶粒具有强度大、孔隙率高和密度低的特点。本发明专利技术以所述煤矸石‑造纸污泥陶粒取代传统的骨料，辅以水泥和粘结剂得到免烧透水砖，能减轻透水砖容重，陶粒内部的孔道结构能有效蓄积水分，起到良好的保水效果，有效缓解城市热岛效应；而且能够使得所述免烧透水砖具有优异的透水性、机械强度和耐磨性，从而有效解决传统免烧透水砖透水性能差、机械强度差以及耐磨性能差的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矸石-造纸污泥陶粒及其制备方法和应用、免烧透水砖及其制备方法
本专利技术涉及透水砖
，尤其涉及一种煤矸石-造纸污泥陶粒及其制备方法和应用、免烧透水砖及其制备方法。
技术介绍
随着建设海绵城市的发展，环保建材透水砖得到大力发展。透水砖按照生产工艺可分为烧结透水砖和免烧透水砖。烧结透水砖是在砖块中添加发泡剂或造孔剂，并在某个烧结曲线下经高温烧结而成，利用发泡的原理或是造孔的原理使其有连通的孔隙，实现透水的效果。但是其烧结的过程不仅对烧结工艺要求高，而且还会消耗大量的能源，增加成本的同时还会给环境带来一定的污染。而免烧透水砖是利用骨料和粘结剂经震动或压制成型，然后再经过养护而成，其制备工艺相对简单、成本较低，无需烧结，制备过程无污染，得到了广泛的应用。然而，现有免烧透水砖存在机械强度低、透水性能差、自洁性差、耐磨性能差的缺陷。比如，中国专利技术专利CN106277974A公开了一种煤矸石建筑垃圾透水砖及其制备方法，该专利技术利用煤矸石、建筑垃圾、硅灰、碱性激发剂和水经压砖机压制成型，常温养护7～28天，制得透水砖。其制备的透水砖所用原料建筑垃圾成分复杂，品质不易把控，对透水砖品质稳定性有较大影响。且所列性能指标数据中透水系数仅能达到GB/T25993-2010透水等级B级的要求，抗折强度仅为2.3～2.8MPa。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种煤矸石-造纸污泥陶粒及其制备方法和应用、免烧透水砖及其制备方法，所述煤矸石-造纸污泥陶粒制备的多孔陶粒机械性能好、堆积密度低、孔隙率高，以该煤矸石-造纸污泥陶粒为骨料制成的免烧透水砖具有优异的透水性能、机械性能和耐磨性能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种煤矸石-造纸污泥陶粒，包括以下质量份数的制备原料：煤矸石粉40～55份、造纸污泥粉25～40份、造孔剂5～15份、助熔剂5～10份、塑型剂5～10份和水，所述水的质量为煤矸石粉、造纸污泥粉、造孔剂、助熔剂和塑型剂总质量的23～25％。优选的，所述煤矸石粉和造纸污泥粉的粒径独立地＜80目。优选的，所述造孔剂为碳酸钠、木屑和秸秆中的一种或两种。优选的，所述助熔剂为钾长石和玻璃粉；所述钾长石和玻璃粉的质量比为(0.3～0.6)：(0.2～0.5)。优选的，所述塑型剂为氧化铝和淀粉；所述氧化铝和淀粉的质量比为(0.2～0.4)：(0.2～0.6)。本专利技术提供了上述技术方案所述煤矸石-造纸污泥陶粒的制备方法，包括以下步骤：将煤矸石粉、造纸污泥粉、造孔剂、助熔剂、塑型剂和水混合，进行成型造粒，得到陶粒生料；将所述陶粒生料进行烧制，得到煤矸石-造纸污泥陶粒。优选的，所述烧制的过程包括：从室温以5～10℃/min的升温速率升温至350℃，保温10～30min，再以8～15℃/min的升温速率升温至700～850℃，保温15～45min，再以10～20℃/min的升温速率升温至1000～1200℃，保温10～30min。本专利技术提供了上述技术方案所述煤矸石-造纸污泥陶粒或上述技术方案所述制备方法制备得到的煤矸石-造纸污泥陶粒在透水砖中的应用。本专利技术提供了一种免烧透水砖，包括以下质量份数的制备原料：煤矸石-造纸污泥陶粒60～80份、水泥8～20份和粘结剂12～20份，所述粘结剂为水玻璃和水，所述水玻璃和水的质量比为(0.2～0.5)：(0.5～0.8)；所述煤矸石-造纸污泥陶粒为上述技术方案所述煤矸石-造纸污泥陶粒或上述技术方案所述制备方法制备得到的煤矸石-造纸污泥陶粒。本专利技术提供了上述技术方案所述免烧透水砖的制备方法，包括以下步骤：将煤矸石-造纸污泥陶粒、水泥和粘结剂混合，进行压制，得到透水砖坯；将所述透水砖坯进行养护，得到免烧透水砖。本专利技术提供了一种煤矸石-造纸污泥陶粒，包括以下质量份数的制备原料：煤矸石粉40～55份、造纸污泥粉25～40份、造孔剂5～15份、助熔剂5～10份、塑型剂5～10份和水，所述水的质量为煤矸石粉、造纸污泥粉、造孔剂、助熔剂和塑型剂总质量的23～25％。本专利技术所用原料煤矸石和造纸污泥的烧失量及化学成分如下表1所示，煤矸石与黏土的成分相近，其中氧化铝的含量是黏土的1.5倍，氧化硅含量高；造纸污泥中纤维高，烧失量大。本专利技术通过控制煤矸石和造纸污泥的配比，同时添加其他辅料，能达到理想烧制陶粒的硅铝比。此外，煤矸石和造纸污泥都具有一定的发热量，能够充分利用自身的发热量和烧失量，有效降低陶粒的烧制温度，提高孔隙率，因此本专利技术所述煤矸石-造纸污泥陶粒具有强度大、孔隙率高和密度低的特点，而且所制备陶粒性能达到GB/T17431.1-2010轻集料及其试验方法的要求。实施例的结果表明，本专利技术所述煤矸石-造纸污泥陶粒的粒径为3～5mm，堆积密度为645～812kg/m3，筒压强度为5.6～8.9MPa，1h吸水率为0.9～8.5％，软化系数为0.87～0.97(耐水性)，孔隙率为34.9～41.8％。表1原料烧失量及化学成分(％)编号烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO煤矸石18.8560.7827.315.390.381.02造纸污泥53.744.553.140.6433.500.99本专利技术提供了所述煤矸石-造纸污泥陶粒的制备方法，本专利技术通过成型造粒和烧制制备陶粒，能够充分利用煤矸石和造纸污泥自身的发热量和烧失量，烧制时间短，能耗低，而且生产过程中煤矸石和造纸污泥的利用率在75％以上，为煤矸石和造纸污泥的资源化利用开拓了新的领域，减少了环境污染，做到了变废为宝，化害为财，辅料不添加黏土，减少了传统陶粒制备工艺中对黏土的依赖，不会对土地资源造成破坏。本专利技术提供了一种免烧透水砖，本专利技术以煤矸石-造纸污泥陶粒取代传统的骨料，辅以水泥和粘结剂得到免烧透水砖，由于所述煤矸石-造纸污泥陶粒具有强度大、孔隙率高和密度低的特点，能减轻透水砖容重，陶粒内部的孔道结构能有效蓄积水分，起到良好的保水效果，有效缓解城市热岛效应，还能够使得所述免烧透水砖具有优异的透水性、机械强度和耐磨性，从而有效解决传统免烧透水砖透水性能差、机械强度差以及耐磨性能差的缺陷，而且所制备的免烧透水砖性能能够达到GB/T25993-2010透水路面砖和透水路面板的要求。实施例的结果表明，本专利技术所述免烧透水砖的容重为1.35～1.95×103kg/m3，抗折强度为4.8～7.4MPa，透水系数为2.1～3.5×10-2cm/s，显气孔率为22.8～38.5％，吸水率为6.7～32.3％，磨坑长度为13～16mm。本专利技术提供了所述免烧透水砖的制备方法，以所述煤矸石-造纸污泥陶粒为骨料，经过压制和养护制成免烧透水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矸石-造纸污泥陶粒，包括以下质量份数的制备原料：/n煤矸石粉40～55份、造纸污泥粉25～40份、造孔剂5～15份、助熔剂5～10份、塑型剂5～10份和水，所述水的质量为煤矸石粉、造纸污泥粉、造孔剂、助熔剂和塑型剂总质量的23～25％。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤矸石-造纸污泥陶粒，包括以下质量份数的制备原料：
煤矸石粉40～55份、造纸污泥粉25～40份、造孔剂5～15份、助熔剂5～10份、塑型剂5～10份和水，所述水的质量为煤矸石粉、造纸污泥粉、造孔剂、助熔剂和塑型剂总质量的23～25％。


2.根据权利要求1所述的煤矸石-造纸污泥陶粒，其特征在于，所述煤矸石粉和造纸污泥粉的粒径独立地＜80目。


3.根据权利要求1所述的煤矸石-造纸污泥陶粒，其特征在于，所述造孔剂为碳酸钠、木屑和秸秆中的一种或两种。


4.根据权利要求1所述的煤矸石-造纸污泥陶粒，其特征在于，所述助熔剂为钾长石和玻璃粉；所述钾长石和玻璃粉的质量比为(0.3～0.6)：(0.2～0.5)。


5.根据权利要求1所述的煤矸石-造纸污泥陶粒，其特征在于，所述塑型剂为氧化铝和淀粉；所述氧化铝和淀粉的质量比为(0.2～0.4)：(0.2～0.6)。


6.权利要求1～5任一项所述煤矸石-造纸污泥陶粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将煤矸石粉、造纸污泥粉、造孔剂、助熔剂、塑型剂和水混合，进行成型造粒，得到陶粒生料；
将所述陶粒生料进行烧制，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：马磊，刘振，肖进彬，谢梅竹，王鹏晓，赵绘婷，聂宁，赫玲玲，张丽娟，张璐璐，卫军华，杨昌澎，
申请(专利权)人：河南省高新技术实业有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41