[发明专利]一种适用于海绵城市建设高渗水性透水过滤砖及其制备工艺

权利要求书

1.一种适用于海绵城市建设高渗水性透水过滤砖，其特征在于，由以下组分按重量份数配比组成：

高纯水234.316～459.679份，水泥26.919～68.815份，二癸基磺基琥珀酸钙29.167～138.624份，活性炭25.752～42.960份，滑石粉28.489～85.131份，陶瓷粉31.328～92.599份，PAN碳纤维28.454～51.336份，污泥焚烧炉渣粉25.788～70.851份，钕纳米微粒33.142～88.600份，石灰粉煤灰26.938～68.885份，轻烧镁砂16.966～59.146份，富钛高炉渣17.754～53.495份，石膏28.727～68.215份，铜菱镁矿粉35.130～79.407份，质量浓度为25.789ppm～292.762ppm的3,4-亚甲二氧基苯乙醇酸58.341～112.356份。

2.根据权利要求1所述的一种适用于海绵城市建设高渗水性透水过滤砖，其特征在于，由以下组分按重量份数配比组成：

高纯水235.316～458.679份，水泥27.919～67.815份，二癸基磺基琥珀酸钙30.167～137.624份，活性炭26.752～41.960份，滑石粉29.489～84.131份，陶瓷粉32.328～91.599份，PAN碳纤维29.454～50.336份，污泥焚烧炉渣粉26.788～69.851份，钕纳米微粒34.142～87.600份，石灰粉煤灰27.938～67.885份，轻烧镁砂17.966～58.146份，富钛高炉渣18.754～52.495份，石膏29.727～67.215份，铜菱镁矿粉36.130～78.407份，质量浓度为26.789ppm～291.762ppm的3,4-亚甲二氧基苯乙醇酸59.341～111.356份。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用于海绵城市建设高渗水性透水过滤砖的制备方法，其特征在于，按重量份数计，包括如下步骤：

第1步：在搅拌反应罐中，加入高纯水和水泥，启动搅拌反应罐中的搅拌机，设定转速为27.856rpm～73.273rpm，启动搅拌反应罐中的双重加热炉，使温度升至42.705℃～43.918℃，加入二癸基磺基琥珀酸钙搅拌均匀，进行透水成膜催化反应19.800～30.147分钟，加入活性炭，通入流量为18.728m³/min～59.570m³/min的氪气0.27～0.92小时；之后在搅拌反应罐中加入滑石粉，再次启动搅拌反应罐中的双重加热炉，使温度升至59.705℃～92.918℃，保温19.728～30.508分钟，加入陶瓷粉，调整搅拌反应罐中溶液的pH值为4.833～8.9764，保温19.728～259.508分钟；

第2步：另取钕纳米微粒，将钕纳米微粒在功率为5.59176KW～11.03508KW下超声波处理0.25～0.92小时，粉碎研磨，并通过414.252～514.379目筛网；将钕纳米微粒加入到另一个搅拌反应罐中，加入质量浓度为29.554ppm～259.626ppm的石灰粉煤灰分散钕纳米微粒，启动搅拌反应罐中的双重加热炉，使溶液温度在4.8728×10℃～8.9918×10℃之间，启动搅拌反应罐中的搅拌机，并以4.8705×10²rpm～8.9273×10²rpm的速度搅拌，调整pH值在4.8176～8.9508之间，保温搅拌5.59×10^-1～11.03×10^-1小时；之后停止反应静置5.59×10～11.03×10分钟，去除杂质；将悬浮液加入石膏，调整pH值在1.728～2.570之间，形成沉淀物用高纯水洗脱，通过离心机在转速4.252×10³rpm～9.379×10³rpm下得到固形物，在2.626×10²℃～3.273×10²℃温度下干燥，研磨后过8.252×10³～9.379×10³目筛，备用；

第3步：另取PAN碳纤维、污泥焚烧炉渣粉和第2步处理后钕纳米微粒，混合均匀后采用掠入射小角度X射线漫反射辐照，掠入射小角度X射线漫反射辐照的能量为16.349MeV～44.607MeV、剂量为64.137kGy～104.347kGy、照射时间为28.923～53.676分钟，得到性状改变的PAN碳纤维、污泥焚烧炉渣粉和钕纳米微粒混合物；将PAN碳纤维、污泥焚烧炉渣粉和钕纳米微粒混合物置于另一搅拌反应罐中，启动搅拌反应罐中的双重加热炉，设定温度27.33℃～73.570℃，启动搅拌反应罐中的搅拌机，转速为19.728rpm～414.176rpm，pH调整到4.8349～8.9607之间，脱水28.273～42.800分钟，备用；

第4步：将第3步得到的性状改变的PAN碳纤维、污泥焚烧炉渣粉和钕纳米微粒混合均匀，加至质量浓度为29.554ppm～259.626ppm的石灰粉煤灰中，并流加至第1步的搅拌反应罐中，流加速度为164.204mL/min～892.726mL/min；启动搅拌反应罐搅拌机，设定转速为33.971rpm～73.394rpm；搅拌4.8856～8.9607分钟；再加入轻烧镁砂，启动搅拌反应罐中的双重加热炉，升温至63.416℃～100.947℃，pH调整到4.8554～8.9626之间，通入氪气通气量为18.856m³/min～59.147m³/min，保温静置53.173～83.138分钟；再次启动搅拌反应罐搅拌机，转速为28.805rpm～73.538rpm，加入富钛高炉渣，使其反应液的气-料比值为1：5.59176～11.03508，并使得pH调整到4.8416～8.9947之间，保温静置52.966～92.808分钟；

第5步：启动搅拌反应罐中的搅拌机，设定转速为25.650rpm～92.818rpm，边搅拌边向搅拌反应罐中加入石膏，启动搅拌反应罐中的双重加热炉，设定搅拌反应罐内的温度为4.325×10²℃～9.286×10²℃，保温52.966～92.808分钟后，加入铜菱镁矿粉，透水成膜催化反应19.800～30.570分钟；之后加入3,4-亚甲二氧基苯乙醇酸，启动搅拌反应罐中的双重加热炉，设定搅拌反应罐内的温度为103.325℃～159.286℃，pH调整至4.8856～8.9147之间，压力为0.25666MPa～0.26897MPa，反应时间为0.418～0.943小时；之后降压至0MPa，降温至54.25416℃～59.25626℃出料入模具，初步硬化5～9小时，切块后171.45℃高蒸汽养护1小时，恒温12～16小时，即得到一种适用于海绵城市建设高渗水性透水过滤砖。