[发明专利]一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖

说明书

本发明属于制砖领域，一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖，原料由粘结料、骨料、改性剂、水组成，以水作为分散剂，其中，粘结料为细磨钢渣和水泥，骨料为分子筛废料和砂子，改性剂为酒石酸钠、苹果酸钠、柠檬酸钠中的一种或几种，制砖过程，成型压力为18~25MPa，砖成型后需经过蒸汽养护，养护温度为45~75℃，养护时间为12~72h。本发明依托分子筛比表面积大，孔道结构丰富的特征，对污染物进行过滤和吸附，阻滞污染物从透水砖中穿透。

技术领域

本发明属于制砖领域，尤其涉及一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖。

背景技术

透水砖是一种基础路面和建筑材料，其应用场景广泛，使用量大。一般的透水砖透水过程并无吸附、过滤作用，表面分散或溶解的污染物可以从一侧渗透到达另一侧。当用作路面材料时，路面的污染物容易经过透水砖进入地下，造成地下水污染。调变透水砖性质，实现透水过程污染物的滞留可以阻滞污染物的扩散，防止二次污染，具有显著的环保价值。

分子筛是一种常用的催化材料，主要成分为氧化铝和氧化硅。其孔道结构丰富，比表面积大，具有较好的过滤和吸附特性，被应用于多种催化体系，使用量大。分子筛长期参与催化反应会产生磨损、破碎，不能保持固有宏观结构，需要定期更换。另外，分子筛制备过程也会产生大量碎屑。这些废弃分子筛以及分子筛碎屑等生成量大，且难以处理和利用，目前只是作为固体废弃物进行堆放或填埋。将分子筛废料作为骨料，添加作为透水砖原料，不但可以解决分子筛固体废弃物排放问题，而且可以利用分子筛孔道结构，达到过滤和吸附污染物的效果，实现功能化透水砖的制备。

另外，钢渣是炼钢过程副产物，其产量巨大，大多作为工业废弃物填埋处理，占用宝贵土地资源，且产生二次污染，是函需无害化处理和综合利用的大宗工业固体废弃物。钢渣化学组成与水泥熟料接近，具有部分或全部替代水泥作为免烧砖粘结料的潜力。然而，钢渣中含有较高比例的游离氧化钙（f-CaO），在环境中遇水膨胀，影响砖块体积安定性，甚至造成砖体开裂，难以直接利用。应探索通过适当的物理和/或化学手段，进行钢渣改性，使其满足制砖需要，并结合原料组成和制备方法的优化和创新进行砖体制备。

发明内容

本发明目的是实现分子筛废料和钢渣的资源化利用，达到利用分子筛废料阻碍污染物透过的功能化透水砖的目的。

本发明的所采用的技术方案是：一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖，原料由粘结料、骨料、改性剂、水组成，以水作为分散剂，其中，粘结料为细磨钢渣和水泥，骨料为分子筛废料和砂子，改性剂为酒石酸钠、苹果酸钠、柠檬酸钠中的一种或几种，制砖过程，成型压力为18~25MPa，砖成型后需经过蒸汽养护，养护温度为45~75℃，养护时间为12~72h。本发明中提及的细磨钢渣是较大粒径的钢渣经过研磨得到的。

原料中，除水以外，粘结料占总重量的60~85%，改性剂占总重量的0.5~3%，其余为骨料；

细磨钢渣占全部粘结料重量的25~70%。

分子筛废料占全部骨料重量的35~70%。

水的重量为粘结料、骨料、改性剂总重量的1~10%。

细磨钢渣的平均粒径为0.01~0.2mm，比表面积为200~500m²/g，自由氧化钙（f-CaO）含量为1.5~2.5%。

分子筛废料平均粒径为0.8~2.5mm，比表面积为250~600 m²/g。

本发明的有益效果是：（1）利用工业生产制备和使用中产生的分子筛废料制备透水砖，使这一类型的固体废弃物可以变废为宝；（2）将钢渣用于透水砖制备，通过物理和化学方法相结合，在制备前和制备过程中进行钢渣改性，改善成品砖块体积安定性；（3）依托分子筛比表面积大，孔道结构丰富的特征，对污染物进行过滤和吸附，阻滞污染物从透水砖中穿透。

具体实施方式