[发明专利]一种基于煤矸石制备透水砖的方法

说明书

本发明公开了一种基于煤矸石制备透水砖的方法，属于透水砖领域。本发明将具有粘结性能的煤矸石在二氧化碳氛围中进行高温熔融，在高温作用下，形成的偏铝酸钠与二氧化碳反应产生碳酸氢钠，碳酸氢钠受热进一步分解产生碳酸钠，并且进行了造孔，增加了孔隙度，同时吸附的木质素、纤维素等热解掉，保护了孔隙，随后在于添加颗粒及冰晶石粉末进行混合煅烧，通过冰晶石粉末降低混合物的熔点，同时在煅烧过程中蛇纹石结构被破坏，形成类镁橄榄石，增加了孔隙度，增加强度，且煅烧物中的二氧化硅与碳酸钠进行反应，生成了硅酸钠，增加了各物质间的结合力度，提高了抗压及抗折强度。本发明解决了目前透水砖生产成本高、抗压强度低的问题。

技术领域

本发明属于透水砖领域，具体涉及一种基于煤矸石制备透水砖的方法。

背景技术

随着经济的快速发展和城市化进程的加快，城市地表被越来越多的水泥路面、沥青路面等不透水材料覆盖，带来便利交通的同时，也造成了许多负面的影响。大量研究表明，与不透水路面相比，透水砖路面具有缓解地表径流、补给地下、净化路面雨水、改善城市热环境、吸收城市噪音、改善城市地表土壤生态环境等作用。我国现今正处于城市化的高峰期，城市面积越来越大，原来的农田、水塘和湿地都没有了，地表“硬质化”取代了“绿地”，这也就导致了地面无法自然渗水，突然倍增的雨水进入城市排水系统却无处可去。相比于其他的雨水回收技术，以透水砖铺设道路具备高透水性、成本低廉、绿色环保等优良性质。至今工艺最成熟的便是混凝土路面砖铺设的透水性路面，以其成本低廉为美称。

透水砖起源于荷兰，在荷兰人围海造城的过程中，发现排开海水后的地面会因为长期接触不到水分而造成持续不断的地面沉降。一旦海岸线上的堤坝被冲开，海水会迅速冲到比海平面低很多的城市把整个临海城市全部淹没。为了使地面不再下沉，荷兰人制造了一种长200毫米宽100毫米50或60毫米高的小型路面砖铺设在街道路面上，并使砖与砖之间预留了2毫米的缝隙。这样下雨时雨水会从砖之间的缝隙中渗入地下，这就是后来很有名的荷兰砖。之后美国舒布洛科公司发明了一种砖体本身具有很强吸水功能的路面砖。当砖体被吸满水时水分就会向地下排去，但是这种砖的排水速度很慢，在暴雨的天气这种砖几乎帮不上什么忙，这种砖也被叫作舒布洛科路面砖。九十年代中国出现了舒布洛科砖，北京市政部门的技术人员根据舒布洛科砖的原理发明了一种砖体本身布满透水孔洞，渗水性很好的路面砖。雨水会从砖体中的微小孔洞中流向地下。又过了一段时间，为了加强砖体的抗压和抗折强度，技术人员用碎石作为原料加入水泥和胶性外加剂使其透水速度和强度都能满足城市路面的需要，这种砖的价格比起用陶瓷烧制的陶瓷透水砖相对便宜，适用于大多数地区工程。

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al₂O₃、SiO₂，另外还含有数量不等的Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。目前我国已将煤矸石用作发电、制造建筑材料等，但大量煤矸石仍未得到有效利用造成大量浪费。

现有市场上的透水砖大致可分为陶瓷透水砖、水泥基透水砖和树脂结合透水砖三种基本类型。近些年来砂基透水砖成为关注热点，这种砂基透水砖，是以沙漠里的沙子为原料，透水性能好，防滑，但抗压强度低，耐磨性差。因此，合理利用煤矸石制备一种抗压强度高的透水砖具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前透水砖生产成本高、抗压强度低的问题，提供一种基于煤矸石制备透水砖的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种基于煤矸石制备透水砖的方法，该方法包括如下步骤：