[发明专利]吸音型涤纶纤维铜矿石制备多孔集水海绵砖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸音型涤纶纤维铜矿石制备多孔集水海绵砖的方法，属于材料技术领。

背景技术

由于厄尔尼诺和拉尼娜现象，我国的气候出现极端的变化，降雨分布极不均匀，南北方旱涝不均，在同一个地区，一年中降雨量也极不均等，缺水已经制约经济的发展和人民生活，合理利用现有的降水，将小区路面、马路、公共休闲广场有效的降水合理收集、储存、利用，缓解干旱缺水季节的用水，意义重大。

发明内容

铜矿石中含金属矿物和脉石矿物，涤纶纤维增加海绵砖的机械韧性，还能使海绵砖形成多个纵横交叉的微孔，微孔具有吸音的功能，以硅酸钠作为粘结剂，水泥为多孔集水海绵砖增加机械强度和粘结作用，聚乙烯醇高吸水的树脂纤维是强吸水剂，采用膨胀浆液，降低浆液的密度，制成的多孔集水海绵砖的一个面呈燕尾槽状，多孔集水海绵砖吸收的水分进入燕尾槽，受重力的作用再流入集水管，集水管将多孔集水海绵砖连接在一起，雨水汇集到集水池中。

其技术方案为：吸音型涤纶纤维铜矿石制备多孔集水海绵砖的方法，第一步、多孔集水海绵砖的配料：水泥15～20wt%、粒径为200～450µm铜矿石开孔空心微珠45～65wt%、模数3.2～3.5的硅酸钠 5～15wt%、粒径为100～200µm氧化钙3～5wt%、烧失量1.1%的粉煤灰5～7wt%、高吸水树脂纤维0.5～5.0wt%和涤纶纤维15～30wt%，以上各组分的重量百分比之和为100%；

第二步、多孔集水海绵砖膨胀吸水浆液的制备：按第一步的重量百分比取样，先将粒径为50～100µm铜矿石开孔空心微珠放入料仓中，由提升机送入布料器，布料器将铜矿石开孔空心微珠均匀分布在调速皮带秤上，喷淋器将模数3.2～3.5的硅酸钠均匀喷洒在铜矿石开孔空心微珠的外表面，随调速皮带秤进入内螺旋滚筒搅拌器，硅酸钠是无机粘合剂，是亲水型的，粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好，亲水性能不影响粘结性，混合料为水泥15～20wt%、粒径为200～450µm铜矿石开孔空心微珠45～65wt%、模数3.2～3.5的硅酸钠 5～15wt%、粒径为100～200µm氧化钙3～5wt%、烧失量1.1%的粉煤灰5～7wt%、高吸水树脂纤维0.5～5.0wt%和涤纶纤维15～30wt%，将混合料以0.5～0.7的水灰比调浆，灰为混合料，再加入混合料总重量为0.2～1.5%的铝粉膏或者硫酸铝中的一种，水化反应生成气泡，形成多孔膨胀吸水的浆液，降低海绵砖的重量，聚乙烯醇高吸水树脂纤维具有极强的吸水性，吸水后的海绵砖抗压强度不变；

第三步、多孔集水海绵砖的制备：将第二步制备的膨胀吸水浆液搅拌均匀倒入海绵砖压制机的试模中，按1.2～2.0：1体积比压制，比例1.2～2.0为压制前的体积，比例1为压制后的体积，经刮平、压制、脱模，晾干，制成的多孔集水海绵砖的一个面呈燕尾槽状，多孔集水海绵砖吸收的水分进入燕尾槽内，集水管嵌入燕尾槽内，雨水经过多孔集水海绵砖的汇集，进入燕尾槽内，受重力的作用再流入集水管，集水管将单个多孔集水海绵砖连接在一起，集水管汇集的雨水进入集水池中。

铜矿石开孔空心微珠的制备：先将铜矿石加工成粒径100～300µm球形实心微珠，粒径100～200µm高岭土两者按重量百分比70～85wt%：15～35wt%取样混合均匀，两种组分的重量百分比之和为100%，放入压坯机中做成毛坯并烘干，放入1000～1500℃硅钼棒高温炉烧结中保温烧结20～40min，形成烧结块，高岭土是强粘结剂，主要成分为氧化硅、氧化铝，粒径越小，比表面越大，经过高温烧结，形成改性的铜矿石材料，材料的组分不同，改性后材料的化学性质也不同，铜矿石中含金属矿物和脉石矿物，强度高、硬度大，导热性能好，将烧结块破碎，制成粒径150～250µm改性的铜矿石实心微珠，按0.5～0.7的水灰比调浆，经过离心旋转高速喷射形成微珠，再经800～950℃膨胀、1000～1500℃烧制、快速冷却，形成壁厚50～100µm、粒径200～450µm铜矿石开孔空心微珠，通过高温烧结，置换反应，矿石中的重金属元素被固定。

涤纶纤维为中空状，能增加海绵砖的机械韧性，还能使海绵砖形成多个纵横交叉的微孔，微孔具有较强的吸音功能。

氧化钙水化反应，产生大量的热量，生成氢氧化钙呈胶凝状，与氧化硅、氧化铝生成硅酸钙，氧化钙是激活剂，激发水泥的活性。

多孔集水海绵砖将蓄积的雨水一部分通过集水管汇集到集水池中，另一部分渗入到土壤中，增加土壤水分含量，在夏天高温季节，多孔集水海绵砖还能将表面的热量传导到土壤中，降低海绵砖地表面的温度，水的热容量大，既能吸热也能放热。