滲水地磚及其製備方法
2023-08-05 07:07:01
專利名稱：滲水地磚及其製備方法
技術領域：
本發明提供一種滲水地磚及其製備方法，屬於建材技術領域。
背景技術：
一方面，自然界中，雨水本應自然地透過地表滲入地下。但目前，城市道路、廣場的鋪設材料，如水泥砌塊磚、普通陶瓷燒結磚、混凝土路面、瀝青路面等傳統的阻水材料，和城市建築物的攔截共同阻斷自然降水透過地表而滲入地下，加之城市由於長期超量開採和連年乾旱，城市地下水資源逐年衰減，地下水位急劇下降，在我國北京、天津、石家莊等地已形成很大的地下漏鬥群。如世界著名的西安大雁塔，因地下水位的急劇下降，至今已傾斜1米，並將仍以每年1.6毫米的速度延續；被譽為「天下第一泉」的濟南趵突泉，由於地下水位下降，截止於2001年9月份，竟停噴達926天，創下了自1972年季節性停噴以來的最長記錄，等等。隨著城市人口的不斷增多，建築區域的不斷擴大，城市建築和水泥等阻水材料鋪設的道路廣場又將絕大部分土地封閉，使寶貴的自然降水不能滲入土壤，日益虧耗的地下水資源得不到適時補嘗，同時增加了市政排水系統的負荷，制約著城市建設的可持續性發展。另一方面，工業廢渣和尾礦的處理、利用是人們多年來一直期待解決的技術難題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種滲水地磚，結構合理，滲水性好，可使自然降水滲入地下，能保護地下水資源，保護生存環境，且具有很好的保水性、防滑性，實用性強；本發明同時提供了科學合理，簡單易行的製備方法，並利用了工業廢渣和尾礦，變廢為寶。
本發明所述的滲水地磚，由顆粒料燒結而成，顆粒之間有三維貫通孔隙。多孔隙形成多維貫通性結構，具有極好的滲水性、透水性。
磚體從表面至底面有2～4層的孔徑梯度，表面層顆粒粒徑小，孔徑小，表面細膩、美觀，且強度大、耐磨性好；底面層顆粒粒徑大，孔徑大，可採用工業廢渣和尾礦，既降低成本又增大滲水性。
為了保證滲水地磚的質量和滲水性能，顆粒料的粒徑控制在0.5～5mm為宜，一般，表面層的顆粒料的粒徑為0.5～3mm，底面層顆粒料的粒徑為3～5mm。
在磚體表面施功能材料層，使滲水地磚另附功能性，如由螢光材料層製成螢光磚(餘輝時間超過6小時)、有二氧化鈦抑菌材料層製成抑菌磚(對金黃葡萄球菌的殺菌率達到85％以上)，等等。功能材料層可以通過直接噴塗於產品表面而形成，也可以通過將功能材料添加到表面層中或結合劑中而製成，等等，可以同產品一次燒成，也可以在燒成後的產品上施用，然後進行二次燒成。
所述的滲水地磚通過燒成的方法製備，依次經選料、造粒、篩選選擇顆粒料、加結合劑混料、成型、燒成而製得。
所用結合劑為矽酸鹽類結合劑，既提供低溫的成型強度，又提供高溫狀況下顆粒間的燒結強度，燒成溫度為1100～1230℃，最高溫度保溫時間為1～3小時。燒成控制為耐火材料的通常燒成控制方法。
我們選用結合劑有兩部分，結合劑A的重量百分組成為長石30～40％、玻璃粉20～30％、粘土30～50％；結合劑B為水玻璃。
結合劑A中的玻璃粉使用普通的玻璃粉即可，如窗玻璃粉等。若粘土的含鋁量高，結合劑的軟化溫度和熔化溫度會隨之提高，燒成溫度也會提高，反之則低。長石中鉀、鈉含量高，燒成溫度會降低，反之則高。因此使用含鋁量高的粘土時，應減少粘土用量而相應地增加玻璃粉和長石的用量或採用高鉀、鈉含量的長石。
結合劑A要粉碎成細粉備用。幹法方式、溼法方式粉碎均可以，細度萬孔篩餘小於3％。
加入結合劑的顆粒料配料重量組成為顆粒料80～90％、結合劑A10～20％；結合劑B外加8～10％。
加入結合劑後的混合料經24～36小時的陳腐，效果更好。
成型將顆粒料分級篩選後，成型時分級布料，按顆粒粒徑，逐級布料，然後壓製成型製成有三維貫通連續孔隙、有孔徑梯度的多層次滲水地磚。如在模具中先布3～5mm顆粒料層，再布1～2mm顆粒料層，壓力成型後可製得有兩層孔徑大小的滲水地磚。本產品可以成型成多邊、多角、對拼、多孔花磚等各種樣式。
在表層中添加顏料，可以製成各色的彩色地磚。
本發明顆粒料原料可以選擇各種各樣符合強度要求的矽酸鹽類原料，要求燒失量≤3％，體密度≥2.2，耐火度≥1200℃，氣孔率(5％。可以是單一料，如天然石塊粉碎製取顆粒，有透輝石、淄博的熟焦寶石等，也可以是合成料，如廢磚瓦、廢陶瓷、廢耐火材料或直接人工合成專用顆粒料，等等。本發明完全可以選擇工業廢渣和尾礦為原料，如自燃煤矸石、垃圾焚燒渣、石棉礦尾礦(蛇紋石)等等，有的可以直接使用，有的可以合成為強度大硬塊再粉碎利用，等等。整個磚體顆粒料可以100％的使用工業廢渣，或者尾礦，或者兩者混用，為廢渣和尾礦利用開闢了一條新途徑，既降低生產成本，又變廢為寶，保護、美化環境。
本發明滲水地磚的技術指標如下抗壓強度≥30MPa抗折強度≥4MPa抗凍性 合格(JC/T446-2000)孔隙率 ≥30％餘輝時間≥6小時 (螢光型)殺菌率(金黃葡萄球菌)≥85％(抑菌型)本發明製備方法科學合理，簡單易行，並利用了工業廢渣和尾礦，變廢為寶。本發明滲水地磚，多孔隙結構，尤其孔徑梯度結構，結構合理，滲水性好，能保護地下水資源，保護生存環境，且具有很好的保水性、防滑性、耐磨性、防汙性，實用性強。測試結果表明，該產品可使40％以上的自然降水全方位滲入地下。在冷季，滲水地磚與其它路面相比有較高的氣溫和較高的相對溼度，而在夏季，則有著較低的溫度和較低的相對溼度，具有減輕溫室效應的效果，從而有著較好的環保功能。由於產品表面粗糙，保水性、透水性高，即使是在雨天，行人也不會因此而滑倒，具有較高的安全性能。產品廣泛應用於住宅區、道路、廣場、公園、植物園、工廠區域、停車場、花房及輕量交通路面等場所，市場廣大。
圖1、本發明滲水地磚實施例1截面結構示意圖，有兩個孔徑大小梯度。
具體實施例方式
下面結合實施例及附圖對本發明作進一步說明。
製備方法依次經選料、造粒、篩選選擇顆粒料、加結合劑混料、成型、燒成而製得。所用結合劑A的重量百分組成為鈉長石35％、窗玻璃粉25％、高嶺土40％；結合劑B為模數為2～4的水玻璃。結合劑A經球磨粉碎成萬孔篩餘小於3％的細粉備用。
大小兩級顆粒料分別加入結合劑，大顆粒料配料重量組成為顆粒料85％、結合劑A15％；結合劑B外加10％；小顆粒料配料重量組成為顆粒料90％、結合劑A10％；結合劑B外加8％。
加入結合劑後的混料經30小時的陳腐後，壓力成型。成型布料按大小兩級顆粒料分兩次進行，以便形成多孔徑梯度結構。
成型產品經乾燥後燒成，燒成溫度為1150～1180℃，普通耐火材料燒成控制方法即可，最高溫度保溫時間1.5小時。
在燒成後的磚體表面上分別施山東濟南產的倫博螢光劑、納米二氧化鈦細粉後再燒，可分別製得螢光型滲水地磚和殺菌型滲水地磚。
製備方法依次經選料、造粒、篩選選擇顆粒料、加結合劑混料、成型、燒成而製得。所用結合劑A的重量百分組成為鉀長石33％、窗玻璃粉28％、萊陽土39％；結合劑B為模數為2～4的水玻璃。結合劑A經球磨粉碎成萬孔篩餘小於3％的細粉備用。
顆粒料配料重量組成為顆粒料86％、結合劑A14％；結合劑B外加8％。
加入結合劑後的混料經28小時的陳腐後，壓力成型。
成型產品經乾燥後燒成得產品，燒成溫度為1200～1230℃，最高溫度保溫時間為2小時。
試驗用原料的化學百分組成見下頁表1。表1、原料的化學重量百分組成(％)
權利要求
1.一種滲水地磚，其特徵在於由顆粒料燒結而成，顆粒之間有三維貫通孔隙。
2.根據權利要求1所述的滲水地磚，其特徵在於磚體從表面至底面有2～4層的孔徑梯度，表面層顆粒粒徑小，孔徑小；底面層顆粒粒徑大，孔徑大。
3.根據權利要求1或2所述的滲水地磚，其特徵在於顆粒的粒徑為0.5～5mm。
4.根據權利要求1或2所述的滲水地磚，其特徵在於磚體表面有功能材料層。
5.根據權利要求1所述的滲水地磚的製備方法，其特徵在於依次經選料、造粒、篩選選擇顆粒料、加結合劑混料、成型、燒成而製得。
6.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於結合劑為矽酸鹽類結合劑，燒成溫度為1100～1230℃。
7.根據權利要求6所述的製備方法，其特徵在於結合劑有兩部分，結合劑A的重量百分組成為長石30～40％、玻璃粉20～30％、粘土30～50％；結合劑B為水玻璃。
8.根據權利要求7所述的製備方法，其特徵在於加入結合劑的顆粒料配料重量組成為顆粒料80～90％、結合劑A10～20％；結合劑B外加8～10％。
9.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於將顆粒料分級篩選，在成型時分級布料，按顆粒粒徑，逐級布料，然後壓製成型製成有孔徑梯度的多層次滲水地磚。
10.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於選擇原料為工業廢渣和/或尾礦。
全文摘要
本發明提供一種滲水地磚及其製備方法，滲水地磚由顆粒料燒結而成，顆粒之間有三維貫通孔隙。依次經選料、造粒、篩選選擇顆粒料、加結合劑混料、成型、燒成而製得，製備方法科學合理，簡單易行，並能利用工業廢渣和尾礦作為顆粒料，不但降低生產成本，且保護了環境。本發明滲水地磚，具有多孔隙結構，滲水性好，使自然降水滲入地下，能保護地下水資源和生態環境，且具有很好的保水性、防滑性、耐磨性、防汙性，實用性強。產品廣泛應用於住宅區、道路、廣場、公園、植物園、工廠區域、停車場、花房及輕量交通路面等場所，市場廣大。
文檔編號C04B38/00GK1420233SQ0113512
公開日2003年5月28日 申請日期2001年11月17日 優先權日2001年11月17日
發明者李勇, 陳學江, 吳樂冰, 胡麗萍, 童申永 申請人:山東中博先進材料股份有限公司