[发明专利]利用镍铁水渣制成的免烧自洁式透水砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种利用镍铁水渣制成的免烧自洁式透水砖及其制备方法，透水砖包括底料和面料；其中，底料的原料组分按重量份计包括：镍铁水渣75‑90重量份、水泥25‑40重量份、胶结剂0.3‑0.5重量份、水1‑3重量份、混凝土凝固剂0.1‑0.3重量份和抗溶接剂0.2‑0.4重量份；面料的原料组分按重量份计包括：镍铁水渣75‑90重量份、氧化铁30‑40重量份和水10‑30重量份。本发明采用镍铁水渣作为原料，合理利用废弃资源，解决了镍铁水渣长期堆放、占有土地资源、污染环境的难题，节约资源，降低成本，制备得到的新型透水砖具有高效、高能、高强度、高抗压、高耐磨性、不易破损和高成品率等特点。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种利用镍铁水渣制成的免烧自洁式透水砖及其制备方法。

背景技术

镍铁水渣是黄土镍矿石提炼镍合金的废弃物，其是将熔融状态下的高炉渣置于水中急速冷却而成，具有潜在的水硬胶凝性能。大量的镍铁水渣长期无序堆放，有害物质会渗入地下水域，从而对城市卫生和居住环境造成严重污染。透水砖因具有较高的强度、良好的透水性一直被看作海绵型城市建设的重要基础材料之一。特别是近年我国启动海绵城市建设规划以来，海绵城市试点城市数量不断增加，各地对透水砖的需求逐年旺盛，市场前景十分看好。但是，目前，透水砖的原料成本较高，且需要高温煅烧。如何将镍铁水渣这种废弃物作为原料来制备透水砖，从而节约成本，是值得研究的方向。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种利用镍铁水渣制成的免烧自洁式透水砖及其制备方法，以利用黄土镍矿石废弃料镍铁水渣作为主要原料，制备得到的新型透水砖具有高效、高能、高强度、高抗压、高耐磨性、不易破损和高成品率等特点。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明提供了一种透水砖，包括底料和面料；其中，底料的原料组分包括：镍铁水渣、水泥、胶结剂、水、混凝土凝固剂和抗溶接剂；面料的原料组分包括：镍铁水渣、氧化铁和水。

面料的原料组分中，镍铁水渣是经过100-120目筛筛选后收集的镍铁水渣细粉。

底料的原料组分按重量份计，包括：镍铁水渣75-90重量份、水泥25-40重量份、胶结剂0.3-0.5重量份、水1-3重量份、混凝土凝固剂0.1-0.3重量份和抗溶接剂0.2-0.4重量份。

面料的原料组分按重量份计，包括：镍铁水渣75-90重量份、氧化铁30-40重量份和水10-30重量份。本发明采用的氧化铁为氧化铁红和/或氧化铁黑。

胶结剂的制备方法包括步骤：将水性丙烯酸酯共聚物乳液、丙烯酸酯化环氧树脂、硬脂酸和氟硅酸镁混合均匀，调节pH值至4.5-4.8，然后以1-2℃/min的升温速率升温至90℃，保温50-60min；之后调节pH值至6.2-6.5，以0.5-0.7℃/min的降温速率降温至64-66℃，保温20-30min，再以1.2-1.4℃/min的降温速率降温至20-25℃，得到胶结剂。

优选地，水性丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法包括步骤：将甲基丙烯酸丁酯、乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和乙烯基三甲氧基硅烷以1：(1.2-1.3)：(0.04-0.06)的质量比混合均匀，调节pH值至8.2-8.4，然后68-70℃加热6-8h，在加热过程伴有速率为500-800r/min的搅拌，得到水性丙烯酸酯共聚物乳液。

优选地，丙烯酸酯化环氧树脂的制备方法包括步骤：将环氧树脂E44、对苯二酚和苄胺混合均匀，升温至102-105℃，然后滴加丙烯酸，保温50-60min，再升温至144-146℃，保温至酸值测试结果小于0.38mg/g，得到丙烯酸酯化环氧树脂；其中，环氧树脂E44、丙烯酸、对苯二酚和苄胺的投料质量比为(720-740)：(160-170)：(3-5)：1。

优选地，水性丙烯酸酯共聚物乳液、丙烯酸酯化环氧树脂、硬脂酸和氟硅酸镁的质量比为1：(0.4-0.6)：(0.1-0.2)：(0.03-0.05)。