[发明专利]一种水玻璃旧砂基透水烧结路面砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于工业固体废弃物综合利用与道路建材技术领域，具体涉及一种水玻璃旧砂基透水烧结路面砖及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展和城市化建设的进程，现代城市的地表逐步被钢筋混凝土的房屋建筑和不透水的路面所覆盖。但这些不透水的道路给城市的生态环境带来了许多负面的影响。与自然的土壤相比，混凝土路面缺乏吸收热量和渗透雨水的能力。随之产生了一系列环境问题：能够渗入地表的雨水明显减少，城市的地下水位急剧下降；不透水的路面很难与空气进行热量与湿度的交换，产生热岛现象；短时间的集中降雨，大量雨水不能及时渗入地表，容易造成道路被淹没、交通瘫痪等社会问题。

透水路面砖和透水路面板作为新型功能性道路铺装材料，可以保证大地与大气之间的水汽和热能的交换。同时，透水路面砖和透水路面板也是有效利用雨水资源的重要途径。其主要有以下几个突出特点：（1）不仅可使自然降水能够迅速透过地表，降低地面积水，而且可以适时补充地下水资源；（2）透水透气性好，使城市空间的温度和湿度得以调节，减轻热岛现象；（3）雨天可以防止路面积水和夜间反光，改善车辆行驶及行人的舒适性与安全性；（4）吸收车辆行驶所产生的噪音，创造安静舒适的交通环境；（5）透水路面砖和透水路面板规格全、色彩多，可铺设出格调高雅的城市景观。

目前，我国铸造行业快速发展，面对二十一世纪环境保护和可持续发展的要求，铸造生产必须向绿色生产发展，依靠科技进步，提高工艺技术水平，减少对环境的污染，在这当中实现型砂的无公害化是一个关键问题。水玻璃旧砂的再生和回用比较困难，旧砂的废弃造成了严重的环境污染。据统计，我国目前年产铸件约4500万吨，其中每年水玻璃旧砂至少产生上百万吨，同时消耗相同数量的新砂。加上我国优质石英砂资源相对短缺，如果不对水玻璃旧砂综合利用而大量废弃，就是对有限资源的极大浪费，而且造成严重的环境污染。因此，水玻璃旧砂的处理和利用已成为整个社会亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种水玻璃旧砂基透水烧结路面砖及其制备方法。

基于上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种水玻璃旧砂基透水烧结路面砖，由总量为100份的下述各原料制成：铸造行业产生的工业固体废弃物水玻璃旧砂50~85份、煤矸石5~20份、粘土3~15份、水玻璃2~5份、玻璃粉3~15份，余量为水。

所述水玻璃旧砂为一次旧砂或者经多次循环再生使用后的旧砂；所述粘土为以高岭石或蒙脱石为主导矿物的粘土；所述煤矸石为非自燃煤矸石。

所述水玻璃旧砂细度模数为2.0~2.5；所述煤矸石的粒度为0.15mm~0.6mm。

所述的水玻璃旧砂基透水烧结路面砖的制备方法，包括如下步骤：

（1）粉碎：将水玻璃旧砂、煤矸石分别进行粉碎，粉碎后的水玻璃旧砂细度模数为2.0~2.5；粉碎后的煤矸石粒度为0.15mm~0.6mm；

（2）混料：将上述除水玻璃和水之外的原材料按照配比充分混合，搅拌均匀后加入水玻璃和水进行湿混，混合均匀的配料于室温下陈化不少于2小时；

（3）压制成型：将陈化后的配料加入模具中压制成型；

（4）干燥：将压制成型的试样烘干；

（5）烧制：将干燥后的试样在1000℃~1150℃下烧制40min~100min，自然冷却，贮存待用。

所述步骤（3）中压制成型的压力为15MPa ~30MPa，保压时间为40秒~120秒。

所述步骤（4）中的烘干温度为100℃~120℃，烘干时间为1h~2h。

上述制备方法中，干燥步骤得到的干燥后的透水烧结路面砖砖坯，不立即进行烧制时，则要将其密封放入干燥环境中贮存待用。

本发明的特点为如下几方面： 

（1）水玻璃旧砂基透水烧结路面砖有利于解决铸造行业产生的水玻璃旧砂大量堆积及对生态环境造成污染的问题。

水玻璃砂是铸造生产中应用最为广泛的三大型砂之一，它采用无机水玻璃粘结剂，工作场地无毒无味、环境友好，被许多专家认为是最可能实现绿色铸造生产的型砂。我国作为铸造第一大国，90%以上的铸钢件生产采用水玻璃砂工艺，每年产生水玻璃旧砂600万t～800万t。目前，水玻璃废砂除了部分回用与制造建材外，余下的废砂基本都采用填埋的方式处理，既极大地浪费了有限的硅砂资源，也增加了废砂处置成本，还严重污染了生态环境。将水玻璃旧砂用于制造透水路面砖，可以进一步提高水玻璃旧砂的利用率，降低水玻璃旧砂处置的费用，解决水玻璃旧砂大量堆积对生态环境造成污染的问题。