吸附型麥飯石矽鈣土陶土微珠製備多孔集水海綿磚的方法與流程
2023-05-08 11:20:26
本發明涉及吸附型麥飯石矽鈣土陶土微珠製備多孔集水海綿磚的方法，屬於材料技術領。
背景技術：
由於厄爾尼諾和拉尼娜現象，我國的氣候出現極端的變化，降雨分布極不均勻，南北方旱澇不均，在同一個地區，一年中降雨量也極不均等，缺水已經制約經濟的發展和人民生活，合理利用現有的降水，將小區路面、馬路、公共休閒廣場有效的降水合理收集、儲存、利用，緩解乾旱缺水季節的用水，意義重大。
技術實現要素：
利用開孔的麥飯石矽鈣土開孔空心陶土微珠作為基料，以矽酸鈉作為粘結劑，水泥為多孔集水海綿磚增加機械強度和粘結作用，粉煤灰和聚乙烯醇高吸水的樹脂纖維是強吸水劑，矽鈣土中含有二氧化矽和氧化鈣，二氧化矽增加抗壓強度，氧化鈣水化反應生成氫氧化鈣，膠凝狀的物質增加凝固速度，麥飯石粒徑越小比表面積越大，吸附能力越強，麥飯石對水中的重金屬離子吸附，實質上是麥飯石中的陽離子與水中的重金屬陽離子進行交換，經過離子交換麥飯石吸附了水中的重金屬陽離子，調節水的pH值，採用膨脹漿液，降低漿液的密度，製成的多孔集水海綿磚的一個面呈燕尾槽狀，多孔集水海綿磚吸收的水分進入燕尾槽，受重力的作用再流入集水管，集水管將多孔集水海綿磚連接在一起，雨水匯集到集水池中。
其技術方案為：吸附型麥飯石矽鈣土陶土微珠製備多孔集水海綿磚的方法，第一步、多孔集水海綿磚的配料：水泥15～20wt%、粒徑為100～250µm麥飯石矽鈣土開孔空心陶土微珠60～75wt%、模數3.2～3.5的矽酸鈉 5～15wt%、燒失量1.1%的粉煤灰5～10wt%和聚乙烯醇高吸水樹脂纖維1.5～5.0wt%，以上各組分的重量百分比之和為100%；
第二步、多孔集水海綿磚膨脹吸水漿液的製備：按第一步的重量百分比取樣，先將粒徑為100～250µm麥飯石矽鈣土開孔空心陶土微珠放入料倉中，由提升機送入布料器，布料器將麥飯石矽鈣土開孔空心陶土微珠均勻分布在調速皮帶秤上，噴淋器將模數3.2～3.5的矽酸鈉均勻噴灑在麥飯石矽鈣土開孔空心陶土微珠的外表面，麥飯石矽鈣土開孔空心陶土微珠隨調速皮帶秤進入內螺旋滾筒攪拌器，使每個麥飯石矽鈣土開孔空心陶土微珠的外表面都均勻附著矽酸鈉，矽酸鈉是無機粘合劑，是親水型的，粘結力強、強度較高，耐酸性、耐熱性好，親水性能不影響粘結性，混合料為：水泥15～20wt%、粒徑為100～250µm麥飯石矽鈣土開孔空心陶土微珠60～75wt%、模數3.2～3.5的矽酸鈉 5～15wt%、燒失量1.1%的粉煤灰5～10wt%和聚乙烯醇高吸水樹脂纖維1.5～5.0wt%，再將混合料以0.5～0.7的水灰比調漿，灰為混合料，最後加入混合料總重量為0.2～1.0%的鋁粉膏，水化反應生成氣泡，形成多孔膨脹吸水的漿液，降低海綿磚的重量，聚乙烯醇高吸水樹脂纖維具有極強的吸水性，吸水後的海綿磚抗壓強度不變；
第三步、多孔集水海綿磚的製備：將第二步製備的膨脹吸水漿液攪拌均勻倒入海綿磚壓製機的試模中，按1.2～2.0:1體積比壓制，比例1.2～2.0為壓制前的體積，比例1為壓制後的體積，經刮平、壓制、脫模、晾乾，製成多孔集水海綿磚，多孔集水海綿磚的一個面呈燕尾槽狀，多孔集水海綿磚吸收的水分進入燕尾槽內，集水管嵌入燕尾槽內，集水管嵌入燕尾槽內的一部分圓弧面為開口狀，另一部分圓弧面為封閉狀，雨水經過多孔集水海綿磚的匯集，進入燕尾槽內，受重力的作用再流入集水管，集水管將單個多孔集水海綿磚連接在一起，集水管匯集的雨水進入集水池中。
麥飯石矽鈣土開孔空心陶土微珠的製備：先將粒徑80～200µm麥飯石、200～400µm矽鈣土按重量比20～30:70～85混合料攪拌均勻，兩種組分的重量百分比之和為100%，混合料按0.5～0.7的水灰比調漿，灰為麥飯石和矽鈣土兩種成分組成的混合料，經過離心旋轉高速噴射形成微珠，再經800～950℃膨脹、1000～1500℃燒制、快速冷卻，形成壁厚50～100µm，粒徑為100～250µm的麥飯石矽鈣土開孔空心陶土微珠，麥飯石和矽鈣土兩種材料混合，經過高溫燒制，形成了改性的麥飯石和矽鈣土開孔空心複合陶土抗壓微珠，材料的組分不同，改性後材料的化學性質也不同，矽鈣土中含有二氧化矽和氧化鈣，二氧化矽增加抗壓強度，氧化鈣水化反應生成氫氧化鈣，膠凝狀的物質增加凝固速度，麥飯石粒徑越小比表面積越大，吸附能力越強，麥飯石對水中的重金屬離子吸附，實質上是麥飯石中的陽離子與水中的重金屬陽離子進行交換，經過離子交換麥飯石吸附了水中的重金屬陽離子，調節水的pH值。
矽酸鈉的模數至關重要，當模數大於3.5時，隨著模數的增大，矽酸鈉變硬變脆，粘結性變差，當模數小於3.2時，粘結性下降。
粉煤灰是強吸水劑，經過高溫燒結，有較高的活性。
多孔集水海綿磚將蓄積的雨水一部分通過集水管匯集到集水池中，另一部分滲入到土壤中，增加土壤水分含量，在夏天高溫季節，多孔集水海綿磚還能將表面的熱量傳導到土壤中，降低海綿磚地表面的溫度，水的熱容量大，既能吸熱也能放熱。
本發明具有以下優點。
1、製備海綿磚所用的材料無機環保材料，對環境不會造成危害，海綿磚可回收能二次使用。
2、製備海綿磚粉煤灰和聚乙烯醇高吸水的樹脂纖維是強吸水劑，能吸收海綿磚表面的水分進入內部，達到一定數量時，受重力的作用下落進入集水管內。
3、在混合料中加入鋁粉膏，形成多孔膨脹的漿液，降低了漿液的密度。
4、麥飯石中的陽離子與水中的重金屬陽離子進行交換，經過離子交換麥飯石吸附了水中的重金屬陽離子，調節水的pH值。
附圖說明
圖1 是本發明實施例的海面磚的軸測結構示意圖。
圖2是本發明實施例的海面磚的底視結構示意圖。
圖3 是本發明實施例的單塊海綿磚由集水管連接在一起的結構示意圖。
其中圖中1、海綿磚 2、燕尾槽 3、集水管。
具體實施方式。
實施例1。
在如圖1～3所示的實施例中，吸附型麥飯石矽鈣土陶土微珠製備多孔集水海綿磚的方法，第一步、麥飯石矽鈣土開孔空心陶土微珠的製備：先將粒徑100µm麥飯石、300µm矽鈣土按重量比30:70混合料攪拌均勻，混合料按0.6的水灰比調漿，經過離心旋轉高速噴射形成微珠，再經850℃膨脹、1100℃高溫燒制、快速冷卻，形成壁厚90µm，粒徑為150µm的麥飯石矽鈣土開孔空心陶土微珠。
第二步、多孔集水海綿磚的配料： 取水泥20wt%、粒徑為150µm麥飯石矽鈣土開孔空心陶土微珠60wt%、模數3.5的矽酸鈉 10wt%、燒失量1.1%的粉煤灰6wt%和聚乙烯醇高吸水樹脂纖維4.0wt%。
第三步、多孔集水海綿磚膨脹吸水漿液的製備：按第一步的重量百分比取樣，先將粒徑為150µm麥飯石矽鈣土開孔空心陶土微珠放入料倉中，由提升機送入布料器，布料器將麥飯石矽鈣土開孔空心陶土微珠均勻分布在調速皮帶秤上，噴淋器將模數3.5的矽酸鈉 均勻噴灑在麥飯石矽鈣土開孔空心陶土微珠的外表面，隨調速皮帶秤進入內螺旋滾筒攪拌器，將混合料以0.6的水灰比調漿，再加入混合料總重量為0.5%的鋁粉膏，水化反應生成氣泡，形成多孔膨脹吸水的漿液，降低海綿磚的重量，聚乙烯醇高吸水樹脂纖維具有極強的吸水性，吸水後的海綿磚抗壓強度不變，麥飯石對水中的重金屬離子吸附，實質上是麥飯石中的陽離子與水中的重金屬陽離子進行離子交換，經過離子交換麥飯石吸附了水中的重金屬陽離子，調節水的pH值。
第四步、吸附型多孔集水海綿磚的製備：將第二步製備的膨脹吸水漿液攪拌均勻倒入海綿磚壓製機的試模中，按1.6: 1的體積比壓制，經刮平、壓制、脫模、晾乾，製成多孔集水海綿磚1，多孔集水海綿磚1的一個面呈燕尾槽2狀，多孔集水海綿磚1吸收的水分進入燕尾槽2內，在燕尾槽2內安裝著集水管3，雨水經過多孔集水海綿磚1的匯集，進入燕尾槽2內，受重力的作用再流入集水管3，集水管3將單個多孔集水海綿磚1連接在一起，集水管3匯集的雨水進入集水池中，經過沉澱、過濾，再次使用。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非是對本發明作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例，凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬於本發明型技術方案的保護範圍。