一种地质聚合物透水砖及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及固废资源化利用技术领域，具体公开一种地质聚合物透水砖及其制备方法和应用。所述地质聚合物透水砖的制备方法包括：a、将胶凝材料和骨料搅拌混合，再加入激发剂，混合均匀，得到拌和浆料；b、将拌和浆料加入模具中挤压成型，密封养护，得到成型样品；c、将成型样品干燥后，置于正辛基三乙氧基硅烷中超声浸渍，取出烘干，得到地质聚合物透水砖。本发明专利技术制备方法得到的地质聚合物透水砖具有极佳的机械强度和透水、疏水性能，还实现了对多种水体污染物的高效率吸附，将该地质聚合物透水砖作为透水路面的铺材料不仅能适应环境变化和应对雨水带来的城市内涝、干旱等灾害，还可显著降低地下水土的污染程度。降低地下水土的污染程度。降低地下水土的污染程度。

【技术实现步骤摘要】
一种地质聚合物透水砖及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及固废资源化利用
，尤其涉及一种地质聚合物透水砖及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]为了使城市能够像海绵一样及时适应环境变化和应对雨水带来的城市内涝、干旱等灾害，透水砖路面在城市建设中越来越受到重视。
[0003]现有的透水砖类型主要包括：水泥基透水砖、高温烧结多孔陶瓷型透水砖和树脂聚合物类透水砖。无论是水泥基透水砖还是多孔陶瓷类透水砖，都需要高温煅烧的过程。而树脂聚合物类透水砖在阳光下暴晒极易老化，耐久性能较差。同时，目前的透水砖仅具有透水和耐压的功能，不具备对路面流水的净化功能，污染水体透过透水砖后依然会造成水土污染。
[0004]地质聚合物是一类通过化学碱激发的方式激发固体废弃物获得的绿色胶凝材料，具有低碳环保、使用性能高和耐腐蚀等优点，被广泛认为可替代或部分替代水泥基胶凝材料制备透水砖。但是，地质聚合物基材料在该领域一直没有得到规模化的应用，其中一个很重要的原因在于地聚物体系是过碱性的，体系中含有大量的游离碱，导致其遇水易造成碱流失和风化泛碱现象，无法避免水土环境污染和透水砖材料性能的下降。

技术实现思路

[0005]针对现有透水砖存在的上述技术问题，本专利技术提供一种地质聚合物透水砖及其制备方法和应用，通过本专利技术提供的制备方法得到的地质聚合物透水砖具有渗透系数高、疏水性好、机械强度好以及对水体污染物具有较高的吸附效率的优势。
[0006]为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例采用了如下的技术方案：
[0007]一种地质聚合物透水砖的制备方法，包括以下工艺步骤：
[0008]a、按质量配比将22
‑
38份胶凝材料和62
‑
78份的骨料搅拌混合，再加入激发剂，混合均匀，得到拌和浆料；所述胶凝材料按质量百分比包括：20％
‑
30％的高炉矿渣、40％
‑
60％的垃圾焚烧灰渣和10％
‑
40％的偏高岭土；
[0009]b、将所述拌和浆料加入模具中挤压成型，密封养护，得到成型样品；
[0010]c、将所述成型样品干燥后，置于正辛基三乙氧基硅烷中超声浸渍，取出烘干，得到所述地质聚合物透水砖。
[0011]相对于现有技术，本专利技术提供的地质聚合物透水砖的制备方法以特定比例的高炉矿渣、垃圾焚烧灰渣和偏高岭土为胶凝材料，结合骨料，在激发剂的作用下，经过挤压成型和养护后，可以得到具备一定透水性能并具有特殊多级孔道结构的内部形貌的成型样品。随后将该成型样品置于正辛基三乙氧基硅烷中，进行超声浸渍，可以在该成型样品表面及内部结构中均匀接枝上改性基团，该改性基团与样品结合，一方面可以使最终得到的泡沫地质聚合物吸附材料具备优良的疏水性能，提高地质聚合物透水砖的耐水性，避免地质聚
合物透水砖体系中的碱流失，保证地质聚合物透水砖在长期使用过程中的机械性能；另一方面，在地质聚合物样品内部及表面形成的特定的接枝官能团，可以显著提高地质聚合物透水砖对污染物的吸附作用，使泡沫地质聚合物吸附材料兼具重金属、油污和有机染料等多种污染物的高效吸附作用，在透水路面及水处理领域具有极高的应用前景。此外，本专利技术提供的地质聚合物透水砖的制备方法原料来源广泛，成本极低，实现对固体废弃物的有效利用，不需要特殊设备，可实现批量生产的需要，在城市透水砖路面的建设中具有极高的应用价值。
[0012]优选的，步骤a中，所述胶凝材料和所述骨料的质量份数之和为100份。
[0013]优选的，步骤a中，所述高炉矿渣、垃圾焚烧灰渣和偏高岭土的粒径均≤45μm。
[0014]上述高炉矿渣、垃圾焚烧灰渣和偏高岭土的粒径的选择可以进一步提高胶凝材料的活性。
[0015]优选的，步骤a中，所述骨料包括粒径为5mm
‑
10mm的粗骨料和粒径为2mm
‑
3mm的细骨料；所述骨料中所述粗骨料的质量含量为30％
‑
40％，所述细骨料的质量含量为60％
‑
70％。所述骨料可以选择建筑固体废弃物经破碎和筛选形成的人造骨料、尾矿渣、废弃陶瓷。
[0016]上述优选的粗骨料和细骨料的粒径和含量的结合可以进一步提高形成的透水砖的机械强度。
[0017]优选的，步骤a中，所述激发剂由模数为3.4
‑
3.6的钠水玻璃和9mol/L
‑
11mol/L的氢氧化钠溶液混合得到，所述钠水玻璃的质量占所述激发剂总量的68％
‑
76％；所述激发剂的加入量相当于所述胶凝材料质量的72％
‑
80％。
[0018]上述优选的激发剂的组成不仅可以提高上述胶凝材料的水化进程、提高地质聚合物透水砖的早期强度，还可以在地质聚合物内部形成特定的孔隙结构，极大的增加了形成的地质聚合物的透水性能。
[0019]优选的，步骤b中，所述挤压成型的压力为4Mpa
‑
6Mpa。
[0020]上述优选的挤压成型的条件在保证形成的透水砖的透水率的同时，可以进一步提高地质聚合物透水砖的机械强度。
[0021]优选的，步骤b中，所述密封养护的温度为50℃
‑
70℃、时间为10h
‑
15h。
[0022]优选的，步骤c中，所述干燥的方法为自然晾干24h
‑
30h。
[0023]优选的，步骤c中，所述超声浸渍的时间为4min
‑
6min。
[0024]通过上述超声浸渍的时间，可以在成型样品表面均匀的接枝特定量的功能基团，进一步提高制备得到的地质聚合物透水砖的疏水性和对水体污染物的吸附能力。
[0025]优选的，步骤c中，所述烘干的温度为110℃
‑
130℃、时间为4h
‑
6h。
[0026]本专利技术还提供了一种地质聚合物透水砖，该地质聚合物透水砖通过所述的地质聚合物透水砖的制备方法制得。
[0027]上述制备方法得到的地质聚合物透水砖具有极佳的早期抗压强度、抗折强度和透水率，经过超声浸渍改性处理后，其不仅具备了良好的疏水性能，还实现了对多种水体污染物的高效率吸附，将该地质聚合物透水砖作为透水路面的铺材料不仅能适应环境变化和应对雨水带来的城市内涝、干旱等灾害，还可显著降低地下水土的污染程度。
[0028]本专利技术还提供了所述地质聚合物透水砖在作为透水路面铺设材料中的应用。
[0029]本专利技术还提供了所述地质聚合物透水砖在作为水体污染物吸附材料中的应用。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例1制备得到的地质聚合物透水砖的疏水检测效果图；
[0031]图2是本专利技术实施例1制备得到的地质聚合物透水砖的SEM图。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地质聚合物透水砖的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：a、按质量配比将22
‑
38份胶凝材料和62
‑
78份的骨料搅拌混合，再加入激发剂，混合均匀，得到拌和浆料；所述胶凝材料按质量百分比包括：20％
‑
30％的高炉矿渣、40％
‑
60％的垃圾焚烧灰渣和10％
‑
40％的偏高岭土；b、将所述拌和浆料加入模具中挤压成型，密封养护，得到成型样品；c、将所述成型样品干燥后，置于正辛基三乙氧基硅烷中超声浸渍，取出烘干，得到所述地质聚合物透水砖。2.如权利要求1所述的地质聚合物透水砖的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述胶凝材料和所述骨料的质量份数之和为100份。3.如权利要求1所述的地质聚合物透水砖的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述高炉矿渣、垃圾焚烧灰渣和偏高岭土的粒径均≤45μm。4.如权利要求1所述的地质聚合物透水砖的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述骨料包括粒径为5mm
‑
10mm的粗骨料和粒径为2mm
‑
3mm的细骨料；所述骨料中所述粗骨料的质量含量为30％
‑
40％，所述细骨料的质量含量为60％
‑
70％。5.如权利要求1所述的地质聚合物透水砖的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵宁宁，董志君，冯登朝，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：