一种基于工业废渣-废水-废气协同制备高强碳化铺路砖的方法技术

本发明专利技术具体涉及一种基于工业废渣

【技术实现步骤摘要】
一种基于工业废渣
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废水
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废气协同制备高强碳化铺路砖的方法


[0001]本专利技术涉及土木与环境工程
，具体涉及一种基于工业废渣
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废水
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废气协同制备高强碳化铺路砖的方法。

技术介绍

[0002]目前，我国城市建设中多采用天然石材、光亮砖、水泥、沥青等透水性差的刚性的硬化材料来铺设城市地面，并且在雨天容易出现湿滑、积水、甚至造成局部洪水的不良现象。
[0003]另一方面，随着中国工业化的快速发展，在生产过程中产生了大量的工业废渣，这些工业废渣的堆存不仅占据大量宝贵的土地资源，还会给当地的土壤、大气及水环境带来极大的危害。而工业废渣中包含大量的无机非金属氧化物，这些非金属氧化物是砖体制备中所常见的成分。因而，将工业废渣作为原料生产铺路砖，既能减轻工业废渣对环境的危害，又能节约铺路砖的生产成本，能够带来环保及经济双重效益。
[0004]传统铺路砖或多或少的以水泥为原料，采用烧制的方法制作，能源消耗大，制作时间长，对环境污染较严重。如专利技术专利CN103011768A中公开了一种城市污泥资源化烧制铺路砖的方法，虽然以污泥代替部分水泥，减少了水泥用量，但是采取烧制工艺制砖，烧制砖坯时间长，能耗大，对环境有一定的污染，不利于可持续发展。专利技术专利CN106082881A公开了一种利用废弃粘土砖制备的铺路砖及其制备方法，其利用废弃粘土砖替代了部分水泥，且无需烧制，大大降低了能耗，但是制作时间长，不利于生产。上诉两种方法制得的铺路砖均性能单一，没有透水性，容易积水在表面
[0005]综上,针对目前工业产生的大量废渣,结合目前城市道路修建的需求,则需研发一种能消耗大量工业废渣,同时制备满足城市道路修建的高性能铺路砖,以促进工业废渣的资源化利用，改善城市人行路面雨后积水现象,对节约经济、保护生态环境具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服上述技术中的不足，提供一种基于工业废渣
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废水
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废气协同制备高强碳化铺路砖的方法。所制备的高强碳化铺路砖具有力学性能优异，渗透系数高等特点。其生产过程完全利用钢渣，矿渣，菱镁石尾矿以及石棉尾矿等工业废渣作为原料，避免了以传统波特兰水泥为原料带来的环境污染问题，有效实现了工业废渣二次增值。同时，高强碳化铺路砖的生产过程充分利用了混凝土搅拌站废水，有效节约了自来水等水资源。高强碳化铺路砖的碳化养护过程不仅可以快速提高其力学强度，大大缩短其生产周期，且充分吸收利用了工业废气二氧化碳，减少了二氧化碳温室气体的排放，助力我国碳中和的宏伟目标实现。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种高强碳化铺路砖，所述高强碳化铺路砖包括如下原料：工业废渣粉料、工业废渣碳化增强料、添加剂、工业废水；
[0009]所述高强碳化铺路砖的制备方法包括如下步骤：
[0010](1)将按重量份数称取的工业废渣粉料、工业废渣碳化增强料、添加剂、工业废水至搅拌机中混合搅拌；
[0011](2)将搅拌好的原料送入全自动成型机，振压成型，得到砖坯；
[0012](3)将制得的砖胚取出后置于空气中自然养护；
[0013](4)将自然养护后的砖胚放于碳化箱中碳化，得到碳化铺路砖。
[0014]优选地，所述各原料的重量份分别为工业废渣粉料15％
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40％、工业废渣碳化增强料60％
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85％、添加剂5％
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10％、工业废水与工业废渣粉料质量比为0.2
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0.5；
[0015]优选地，所述工业废渣粉料为研磨后的钢渣粉，矿渣粉以及菱镁石尾矿粉，粒径均小于50微米，且质量比为(3
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6)：(4
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6)：(3
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5)；
[0016]优选地，所述工业废渣碳化增强料为粒径范围为0.5
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5毫米的石棉尾矿；
[0017]优选地，所述添加剂为氯化钙，生石灰与活性氧化镁的混合物，质量比为1：4：5；
[0018]优选地，所述工业废水为过滤除去大颗粒杂质并沉降固液分离后的混凝土搅拌站废水；
[0019]优选地，步骤(1)中搅拌机为普通混凝土搅拌机，搅拌分两步，首先干料搅拌2min，然后加入工业废水搅拌3min，得到混合均匀的物料；
[0020]优选地，所述步骤(3)中在20℃常温自然养护8小时；
[0021]优选地，所述步骤(4)中可使用工业废气二氧化碳作为碳源，砖坯在碳化箱碳化2
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5小时；碳化箱内的相对湿度为30
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45％，二氧化碳气体压力为0.15
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0.45MPa，二氧化碳浓度大于90％。
[0022]一种高强碳化铺路砖，由以上所述的方法制备得到。
[0023]本专利技术突出的实质性特点和显著的进步是：
[0024](1)本专利技术制备得到的高强碳化铺路砖强度可达41MPa以上，符合国标对路面砖的强度要求，且透水性及耐久性好，可完全或部分替代城市建设中所需的传统铺路砖。
[0025](2)本专利技术中工业废渣碳化增强料石棉尾矿主要化学成分为氧化镁，氧化硅，这些化学成分发生水化反应后的产物，可与二氧化碳发生碳化反应，生成碳酸盐类矿物，填充砖胚孔隙，大大提高铺路砖的强度性能。同时石棉尾矿粒度较大，既可提供铺路砖骨架作用，又可保证铺路砖内部充足的孔隙结构，利于二氧化碳进入铺路砖内部，充分反应。
[0026](3)本专利技术利用纯工业废渣制备，无需水泥作为原料，不仅合理有效的解决了工业生产中废渣、废水、废气的堆存占地、处理费时费力以及污染环境等一系列问题，而且高强碳化铺路砖作为一种新型建筑材料，大大减少对传统铺路砖的消耗，避免了传统铺路砖生产过程中引起的环境、能源问题，实现了废渣、废水、废气无害化、资源化处理，改善生态环境，达到保护环境，节约资源，发展低碳经济的目的。
[0027](3)本专利技术制作过程相对于传统铺路砖，采取常温制备，无需高温烧制或蒸汽养护，降低了生产过程中能源的消耗，节能效果显著；且碳化过程中以工业废气二氧化碳作为碳源，有利于减少温室效应，间接的保护了环境。
[0028](4)本专利技术原料利用混凝土搅拌站废水实现了废物再利用，减少了环境污染。
[0029](5)本专利技术利用全自动成型机制作，制作过程自动化程度高、产品性能稳定，砖胚压制成型后碳化养护几小时即可达到出厂条件，生产效率高。
[0030](6)所生产的铺路砖具有良好的透水性及较高的强度，具有较强的生命周期，有效克服了目前市场上的铺路砖普遍存在透水性差，强度低，耐久性差等缺点。
具体实施方式
[0031]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步描述，所描述的各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0032]实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于工业废渣
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废水
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废气协同制备高强碳化铺路砖，其特征在于，所述碳化铺路砖原料组分为工业废渣粉料、工业废渣碳化增强料、添加剂、工业废水，各组分重量份数分别为工业固废粉料15％
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40％、工业废渣碳化增强料60％
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85％、添加剂5％
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10％、工业废水与工业废渣粉料质量比为0.2
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0.5。2.根据权利要求1所述的工业固废粉料，其特征在于研磨后的钢渣粉，矿渣粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉伟，刘志宇，梁超，王杰，张凯旋，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：