[发明专利]一种工业废渣基复合透水砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种用于减少城市路面雨水径流并兼有污(废)水除磷处理功能的材料，属水污染防治与市政建设的技术领域。

背景技术

在城市化建设中，城市的地表被建筑物和混凝土等隔水材料大面积硬化覆盖。这些不透水的路面会将宝贵的自然降水与下层土壤和地下水层隔断，导致地面雨水径流量加大，形成了“城市看海”，同时也加重了进入受纳水体的污染物负荷，增大了城市防洪及生态环境的风险。

钢渣、煤渣、粉煤灰等废渣是冶金、电力等行业排放的固体废弃物。这些废弃物的大量堆置不仅浪费土地资源，且容易造成环境污染。目前我国钢渣的年排放量达1600万吨以上，粉煤灰的年排放量约为1100万吨，但其循环利用率仅为10％左右。这些废渣主要被当作辅材用于筑路路基、建筑墙体材料等低附加值的利用模式。

磷是导致水体富营养化的主要因素。目前，磷进入水体的渠道主要为污(废)水处理厂(站)出水排放与地面径流。

将此类工业废渣采取一定的技术手段和方法制备成透水砖铺设于路面，既能够保证路面雨水下渗，减少路面雨水径流，同时还能大大削减径流雨水中磷等污染物的排放。

目前利用多种此类工业废料成功复配出既能用于减少城市路面雨水径流同时兼有污(废)水除磷处理功能的材料国内尚未见报道。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种工业废渣基复合透水砖，通过该复合透水砖的使用，可以使得城市道路雨水径流减少，还能使雨水径流中的含磷污染物得到初步处理，能够改善区域生态环境。通过对本发明材料的开发、生产、应用及最终处置，可实现工业废弃物的再利用及资源化，并追加了废物利用的附加值，不仅增加城市地面的雨水下渗量还能够净化雨水，实现废弃物的资源化，还能取得良好的社会效益和环境效益。

技术方案：本发明认为，钢渣粉煤灰本身具有的强度不足以满足透水砖的强度要求，可以添加适量的玄武岩碎石和水泥等粘结剂来提高其强度。此外钢渣、煤渣、粉煤灰具有巨大的比表面积，含有大量的Ca、Al、Fe等金属氧化物，对水体中的磷污染物具有较强的吸附与反应能力。

本发明的一种工业废渣基复合透水砖的胶凝材料质量组分为：

其中：

所述复合透水砖胶凝材料的质量组分最佳值为：

所述的粘结剂为普通硅酸盐水泥P.O42.5。

所述的复合透水砖的质量组分中还加入了植物性水泥发泡剂。

所述的钢渣的粒度为70～90目。

本发明的工业废渣基复合透水砖的制备方法为：

将胶凝材料的粉煤灰、钢渣、水泥、玄武岩碎石按复合透水砖的质量组分与水、发泡剂投入容器内进行均匀搅拌，外加水的质量与胶凝材料的质量比为3:20-1:5，发泡剂的加入质量与胶凝材料的质量比为2‰，然后倒入透水砖模板中，混合均匀，进行轻微振荡，采用自然养护的方法，在高于+5℃的自然气温条件下，对透水砖采用覆盖、浇水润湿、挡风、保温等养护措施养护7d以上至完全成型。

本发明采用自然成型法为：

室温大于5摄氏度时，将复合透水砖各胶凝材料按质量组分与水、发泡剂混合搅拌均匀倒入模板之中，然后轻微振荡后进行覆盖，洒水养护；覆盖物可用麻袋、草帘，浇水以保持透水砖湿润为准，养护用水应与搅拌用水相同，养护期为7d以上。

本发明采用烧制成型方法，具体过程为：

按复合透水砖胶凝材料的质量组分与水、发泡剂混合，混合生料初步成型后放入炉腔，缓慢升温至500℃～600℃，恒温60min～80min，使生料中的物理水分蒸发；继续升温至800℃～900℃，恒温30min～40min，矿物脱去结晶水；继续升温至1150℃～1180℃，恒温30min～40min，停止加热，通过自然冷却至常温，材料成型。

有益效果：通过该钢渣粉煤灰复配透水砖的试验，其抗压强度可达到25MPa，可用于路肩、人行道路面、公园及河岸。其对于含磷污染物的去除性能也能够达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级(A)标准，能有效减轻雨水径流中的含磷污染问题，改善区域生态环境。

本发明创新之处在于：因地制宜地利用若干种工业废渣开发出适合现今生态城市建设的一种透水砖路面材料。既能够保证路面雨水下渗，减少路面雨水径流，还能够对路面雨水中的含磷污染物进行吸附化学处理。不仅能够保护环境、实现废弃物的资源化，还能取得良好的社会效益。

具体实施方式

本发明的组分为：