[发明专利]烧结粉煤灰膨胀珍珠岩透水砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种烧结粉煤灰膨胀珍珠岩透水砖及其制备方法，以高含碳量粉煤灰、黏土、硅微粉、铝矾土、膨胀珍珠岩为原料，按以下配方烧制而成：高含碳量粉煤灰30%~50%，黏土50%~70%，硅微粉0~5%，铝矾土0~5%；膨胀珍珠岩50%~120%；上述配方所述高含碳量粉煤灰、黏土、硅微粉、铝矾土为质量百分比，四种原料质量总计为100%；所述膨胀珍珠岩为体积百分比，即膨胀珍珠岩体积占高含碳量粉煤灰、黏土、硅微粉、铝矾土混合料体积的百分比。本发明制备的透水砖透水性能好，强度高，环保节能，适用于人行道路、小区、广场、停车场等的透水铺装结构和路面。

技术领域

本发明属于透水铺装材料领域，具体为一种烧结粉煤灰膨胀珍珠岩透水砖及其制备方法。由该方法制备的烧结粉煤灰膨胀珍珠岩透水砖适用于人行道、广场、小区道路等需要透水的铺装结构和路面。

背景技术

透水性铺装结构和路面具有缓解城市内涝，调节城市水资源和生态系统的功能，是“海绵城市”建设的重要组成部分。透水砖作为透水性铺装结构的组成单元，其透水性来源于砖体所包含的孔隙及其形成的透水通道。透水砖的孔隙率越高，透水通道越丰富，透水性能越好。

工业固体废弃物粉煤灰在水泥混合料、混凝土掺合料、烧结粉煤灰砖中应用广泛。但是对于高含碳量粉煤灰（烧失量≥15%的粉煤灰）由于含碳量高，烧失量大，无法直接应用于水泥和混凝土。此外，高含碳量粉煤灰应用于普通烧结粉煤灰砖，导致烧结时间变长，烧结困难，砖体出现黑心，强度过低等问题，这在一定程度上限制了高含碳量粉煤灰的资源化利用效率。

但是，从透水砖的生产角度看，高含碳量粉煤灰中所含的碳不仅能够作为内燃料提供一部分热量之外，还能够为透水砖提供丰富的孔隙结构。碳在高温下燃烧氧化产生CO₂和CO，随着这些气体在高温烧结过程中的逸出或者被高温烧结过程中产生的液相所包裹，在烧结制品中形成大量的孔隙和气泡。因此，高含碳量粉煤灰中所含的碳还是一种天然的高温发泡剂，并且碳含量越高，烧结制品的孔隙率越高。因此，利用高含碳量粉煤灰为原料制作透水砖，可以少用或不用外加发泡剂就可使透水砖制品具有一定的吸水、保水和透水性，同时也可降低透水砖的生产成本。

但是，利用高含碳量粉煤灰中的碳做高温发泡剂，由于砖坯烧结过程中产生的液相包裹部分气体，导致这部分气孔封闭而无法与外界连通，影响透水砖透水性能。膨胀珍珠岩是珍珠岩矿砂高温焙烧膨胀后制成的一种玻璃质白色颗粒状多孔材料，在较低焙烧温度下即发生熔融生成液相，并在其所在位置留下孔洞。因此，膨胀珍珠岩可作为透水砖的造孔剂，并通过改变其粒径大小和级配来调整透水砖孔隙结构，以此增加透水砖的孔隙率和通孔数量。此外，由于膨胀珍珠岩的主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃，所以这也增加了透水砖的烧结强度。

为了促进加入透水砖中的膨胀珍珠岩在烧制过程中充分熔融并获得最佳的造孔效果，将高含碳量粉煤灰包裹于膨胀珍珠岩表面，焙烧过程中高含碳量粉煤灰中碳的燃烧可以提供很大一部分热量，加速膨胀珍珠岩熔化，具有助熔剂的效果。同时由于砖体中液相的增多可以进一步提高透水砖的强度。

专利申请《利用城市污泥和湿排粉煤灰生产烧结透水砖的方法》（申请号200810106946.0）公开了一种利用城市污泥和湿排粉煤灰生产烧结透水砖的方法。该专利申请采用了较多有机质造孔剂，如稻壳、稻糠、锯末、纸浆废液、啤酒渣的等，在烧结过程中有机质材料会排放大量烟气，污染环境。

发明内容

本发明目的是提供一种烧结粉煤灰膨胀珍珠岩透水砖及其制备方法，该方法充分利用高含碳量粉煤灰中的碳作为高温发泡剂、膨胀珍珠岩的助熔剂和内燃料功能，使得该透水砖具有透水性能好、强度高、节能环保的突出特点。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种烧结粉煤灰膨胀珍珠岩透水砖，以高含碳量粉煤灰、黏土、硅微粉、铝矾土、膨胀珍珠岩为原料，按以下配方烧制而成：