[发明专利]一种地质聚合物透水砖及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及固废资源化利用技术领域，具体公开一种地质聚合物透水砖及其制备方法和应用。所述地质聚合物透水砖的制备方法包括：a、将胶凝材料和骨料搅拌混合，再加入激发剂，混合均匀，得到拌和浆料；b、将拌和浆料加入模具中挤压成型，密封养护，得到成型样品；c、将成型样品干燥后，置于正辛基三乙氧基硅烷中超声浸渍，取出烘干，得到地质聚合物透水砖。本发明制备方法得到的地质聚合物透水砖具有极佳的机械强度和透水、疏水性能，还实现了对多种水体污染物的高效率吸附，将该地质聚合物透水砖作为透水路面的铺材料不仅能适应环境变化和应对雨水带来的城市内涝、干旱等灾害，还可显著降低地下水土的污染程度。

技术领域

本发明涉及固废资源化利用技术领域，尤其涉及一种地质聚合物透水砖及其制备方法和应用。

背景技术

为了使城市能够像海绵一样及时适应环境变化和应对雨水带来的城市内涝、干旱等灾害，透水砖路面在城市建设中越来越受到重视。

现有的透水砖类型主要包括：水泥基透水砖、高温烧结多孔陶瓷型透水砖和树脂聚合物类透水砖。无论是水泥基透水砖还是多孔陶瓷类透水砖，都需要高温煅烧的过程。而树脂聚合物类透水砖在阳光下暴晒极易老化，耐久性能较差。同时，目前的透水砖仅具有透水和耐压的功能，不具备对路面流水的净化功能，污染水体透过透水砖后依然会造成水土污染。

地质聚合物是一类通过化学碱激发的方式激发固体废弃物获得的绿色胶凝材料，具有低碳环保、使用性能高和耐腐蚀等优点，被广泛认为可替代或部分替代水泥基胶凝材料制备透水砖。但是，地质聚合物基材料在该领域一直没有得到规模化的应用，其中一个很重要的原因在于地聚物体系是过碱性的，体系中含有大量的游离碱，导致其遇水易造成碱流失和风化泛碱现象，无法避免水土环境污染和透水砖材料性能的下降。

发明内容

针对现有透水砖存在的上述技术问题，本发明提供一种地质聚合物透水砖及其制备方法和应用，通过本发明提供的制备方法得到的地质聚合物透水砖具有渗透系数高、疏水性好、机械强度好以及对水体污染物具有较高的吸附效率的优势。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种地质聚合物透水砖的制备方法，包括以下工艺步骤：

a、按质量配比将22-38份胶凝材料和62-78份的骨料搅拌混合，再加入激发剂，混合均匀，得到拌和浆料；所述胶凝材料按质量百分比包括：20％-30％的高炉矿渣、40％-60％的垃圾焚烧灰渣和10％-40％的偏高岭土；

b、将所述拌和浆料加入模具中挤压成型，密封养护，得到成型样品；

c、将所述成型样品干燥后，置于正辛基三乙氧基硅烷中超声浸渍，取出烘干，得到所述地质聚合物透水砖。

相对于现有技术，本发明提供的地质聚合物透水砖的制备方法以特定比例的高炉矿渣、垃圾焚烧灰渣和偏高岭土为胶凝材料，结合骨料，在激发剂的作用下，经过挤压成型和养护后，可以得到具备一定透水性能并具有特殊多级孔道结构的内部形貌的成型样品。随后将该成型样品置于正辛基三乙氧基硅烷中，进行超声浸渍，可以在该成型样品表面及内部结构中均匀接枝上改性基团，该改性基团与样品结合，一方面可以使最终得到的泡沫地质聚合物吸附材料具备优良的疏水性能，提高地质聚合物透水砖的耐水性，避免地质聚合物透水砖体系中的碱流失，保证地质聚合物透水砖在长期使用过程中的机械性能；另一方面，在地质聚合物样品内部及表面形成的特定的接枝官能团，可以显著提高地质聚合物透水砖对污染物的吸附作用，使泡沫地质聚合物吸附材料兼具重金属、油污和有机染料等多种污染物的高效吸附作用，在透水路面及水处理领域具有极高的应用前景。此外，本发明提供的地质聚合物透水砖的制备方法原料来源广泛，成本极低，实现对固体废弃物的有效利用，不需要特殊设备，可实现批量生产的需要，在城市透水砖路面的建设中具有极高的应用价值。

优选的，步骤a中，所述胶凝材料和所述骨料的质量份数之和为100份。