[发明专利]透水砖及利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法

说明书

透水砖及利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法，在利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法中，原料由水及以下重量份的粉体组成：52～56份电解二氧化锰渣、20～25份生物电厂草木灰、20～24份石英粉、2.5～3份硅酸钠，18～22份细度为0.3mm的石灰石粉；制备过程包括坯体湿料的制备、湿料模压成型、坯体干燥和烧结四个步骤。在通过上述方法烧结而成的透水砖中形成了以辉石、硅灰石为主晶相的烧结微晶陶瓷结构，保证了透水砖的抗压强度和耐磨性能，并且所制备的透水砖还具有较传统透水砖明显较高透水系数，透水砖的综合性能较为理想，为电解二氧化锰及生物质发电废渣的资源化利用提供了一条新的可供选择途径。

技术领域

本发明涉及的是工业固体废弃物再利用技术领域，特别涉及是一种透水砖及利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法。

背景技术

透水砖又叫渗水砖，随着生态海绵城市观念逐渐被人们接受，透水砖在城市地面硬化铺装中的应用量越来越大。透水砖有三个非常关键的性能指标：透水率、抗压强度和耐磨性。其中，透水率的高度决定了砖体的透水性能，透水率过低将导致雨水渗透速度过慢，从而容易在铺装地面上形成地表径流。而抗压强度和耐磨性则决定了透水砖的使用耐久性，例如抗压强度过低将导致透水砖容易因行人踩踏或非机动车辆车轮滚压而被破坏，耐磨性太差则会导致砖体表面容易被磨损，从而影响砖体使用寿命。

目前，市售的透水砖分为两种：一种是混凝土透水砖，大多采用单一粒径(一般为3～5mm)粗集料、水灰比低于0.35水泥混凝土通过模压成型而成，模压成型后砖坯表面的耐磨性较差，为此，通常还需要在砖坯表面制作一层装饰面层来提高耐磨性和装饰性；另一种是烧结陶瓷透水砖，通常是采用粉煤灰、废瓷、生活垃圾工业废渣和各种尾矿等为骨料，加入适量粘土类原料作为高温结合剂，经坯体成型、烧结而成的符合透水砖标准的路面铺装材料。烧结透水砖按照成孔方法可以分为两类，一类为通过添加造孔剂法制备烧结透水砖。坯体内部的造孔剂在高温下燃烧分解，使造孔剂所占据的体积变成空隙结构。另外一类是颗粒堆积法制备透水砖。颗粒堆积法一般采用具有一定颗粒粒径的尾矿、工业废渣、固体废弃物、建筑垃圾等为主要原料，经过预处理(破碎、筛分)后与高温粘结剂混合，然后成型制成坯体，干燥后通过高温烧结得到烧结透水砖。

普通透水砖的透水系数一般为0.01～0.07cm/s，抗压强度在30MPa左右，耐磨性测试结果大多在20～30mm之间。为兼顾抗压强度和耐磨性，现有模压成型的透水砖鲜有透水系数超过0.10cm/s的。

近些年来，随着国家节能环保战略的实施和推进，生物质发电以及电池(包含动力电池和储能电池)行业发展迅速，其中，电解二氧化锰作为电池去极化剂的市场需求量也越来越大，电解二氧化锰废渣的再生利用已成为困扰相关企业的难题，与此同时，生物质发电所产生灰渣一般作为农业用肥，利用途径比较单一。若能够综合利用电解二氧化锰废渣以及生物质发电所产生的草木灰来制备透水砖，不失为一种针对上述工业废弃物进行资源化综合利用的开拓新途径，然而目前尚未见到与此相关的报道。

发明内容

本发明目的之一是提供一种利用电解二氧化锰渣和草木灰为主要原料，以硅酸钠溶液为粘合剂制备烧结透水砖的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种利用二氧化锰渣和草木灰制备烧结透水砖的方法，由以下重量份的粉体原料加水制成：52～56份电解二氧化锰渣、20～25份草木灰、20～24份石英粉、2.5～3份硅酸钠，18～22份细度为0.3mm的石灰石粉；

制备烧结透水砖的步骤包括：

一、坯体湿料的制备：将硅酸钠用适量40～50℃的水溶解，将其它粉料干式搅拌混合均匀，然后再加入硅酸钠水溶液和水搅拌，本步骤中用水量为粉体总量的29wt％～31wt％，搅拌得到细砂状不黏连的湿灰颗粒后，停止搅拌，得湿粉料；

二、湿料模压成型：分三次将湿粉料加到成型模具中，每次加料后捣实，待所有湿粉料添加完成后，模压成型，成型压力60～70kN，保压15～20s，尔后脱模得到成型坯体；