[发明专利]一种高掺量粉煤灰基透水砖的制备方法

说明书

本发明属于固体废物处理领域，公开了一种高掺量粉煤灰基透水砖的制备方法，包括以下步骤：(1)将原料粉煤灰和活性工业固体废料经碱激发制备地聚物材料，破碎筛分后得到颗粒粉煤灰，作为粗骨料；(2)将粗骨料与天然骨料复配得透水砖骨料；(3)透水砖的制备：将原料粉煤灰、所述透水砖骨料与钙基激发剂、水、碱性激发剂一起混合均匀得到混合料，接着将该混合料放入模具压制成型得到砖坯；然后，对所述砖坯利用蒸压养护工艺加速所述砖坯内发生的水化反应，从而制备得到高掺量粉煤灰基透水砖。本发明通过对制备方法整体流程工艺，包括所采用原料的种类等进行改进，能够制备出机械性能优良的透水砖产品，且粉煤灰用量占比高。

技术领域

本发明属于固体废物处理领域，更具体地，涉及一种高掺量粉煤灰基透水砖的制备方法。

背景技术

粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中捕集下来的细灰。煤电行业是粉煤灰的产生大户，从2002年起，随着我国火电装机容量的爆炸式增长，粉煤灰产生量也急剧增加，产量从2001年的1.54亿吨增加到2016年的5.65亿吨，增加了3.7倍。目前粉煤灰广泛应用于建筑及建材等行业，但利用率低。根据相关统计资料，受我国建材行业市场下滑的影响，我国绝大部分地区粉煤灰市场都出现了使用量和价格急剧下降的局面，包括南京、上海等地区都出现了粉煤灰滞销的现象。因此，寻求适合煤电行业粉煤灰的高值化综合利用技术具有必要性和迫切性。

透水砖的铺装可以使天然降水大部分渗入地下，维持地下水资源的平衡，避免或减轻由于地下水位下降而产生的地表沉降、地面塌陷等地质灾害，还能有效地缓解城市排水系统的泄洪压力，对降水收集、净化和利用，还可以减少对既有水资源的消耗。此外，透水砖的铺装既能满足人类活动对于硬化地面的使用要求，又具有近于天然草坪和土壤地面的生态优势，能够减轻城市“热岛效应”，同时有效地保护了地表动植物和微生物的生存空间，有利于整个自然生态链的平衡。因此，近年来海绵城市建设对透水砖的市场需求量大，市场前景广阔。

中国发明专利(公开号CN108821666A)公开了一种海绵透水砖，原料包括粉煤灰、改性环氧树脂、花岗岩石骨料、聚丙烯纤维、高强水泥和水泥聚合物增强剂。砖坯通过方块压缩机挤压成型，后经过高温煅烧，产品结合是由颗粒间物理成分熔融后冷却形成的结合，机械性能优良。该法粉煤灰掺量虽有60wt.％，但使用原料种类多，并且使用了改性环氧树脂等有机粘结剂；工艺复杂，并且需要高温煅烧(煅烧温度高达1800℃)，成本较高。中国发明专利(公开号CN106145880A)公开了属于建筑材料制备技术领域的一种粉煤灰建筑垃圾透水砖及其制备方法，原料采用粉煤灰、建筑垃圾、硅灰、碱性激发剂和水。该方法所述建筑垃圾种类较多，取材困难。且该法粉煤灰掺量仅10wt％左右，无法大量消纳粉煤灰。中国发明专利(公开号CN105399370A)公开了一种利用工业废渣生产的高透水性环保透水砖，其方法包括表层和底层制作方法，底层材料由细砂粉煤灰颗粒、废弃矿渣、石仔料、水泥制作而成；表层材料由水泥、石英砂、装饰石材颗粒制作。该方法制备透水砖需要蒸汽养护24h，耗时较长；原料种类繁多，工艺复杂；细砂粉煤灰颗粒采用粉煤灰和水泥混合后用陶粒造粒机造粒，成本较高，且强度主要来源于水泥的水化作用；整个配方中粉煤灰掺量仅30wt％左右，骨料粒径较为单一，易被水泥粉末等堵塞，透水性不强。

总地来说，目前粉煤灰透水砖主要制备工艺有两种：烧结工艺的优点是透水性好，缺点是能耗高，成本高，并存在废气排放等环境污染问题；另外一种是混凝土透水砖，水泥掺量高，粉煤灰掺量低，无法大量消纳粉煤灰。

发明内容