[发明专利]一种基于花岗岩废料和燃煤渣的免烧透水砖及其制备方法

说明书

本发明公开一种基于花岗岩废料和燃煤渣的免烧透水砖及其制备方法。该免烧透水砖，按重量份计，包括以下原料：花岗岩颗粒160～250份、花岗岩石粉5～15份、活性燃煤渣15～25份、改性脱硫石膏2～10份、生石灰2～8份、水泥10～20份、外加剂1～5份、水。本发明以花岗岩废料与燃煤渣为主要原料制备透水砖，消耗了大量固废，变废为宝，实现透水砖的低成本制备，具有稳定生态、节能环保、资源循环的特性，同时还解决了固废堆积带来的土地资源浪费和环境污染的问题。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种基于花岗岩废料和燃煤渣的免烧透水砖及其制备方法。

背景技术

城市化的快速发展、人口的激增和规模的扩张，影响了城市的自然水系，使水生态系统退化，加剧了水环境的污染。近年来，我国城市建设的不透水路面增多，导致降雨入渗减少，城市内涝现象日益严重。为此，我国提出了建设“海绵城市”的战略来加强城市雨水管理，即用透水材料取代传统铺砌材料，提高城市雨水管理效率。透水砖作为一种常见的透水性材料，有助于环境友好型社会的建设。

目前市场上主要是烧结透水砖。烧结透水砖是在砖块中添加发泡剂或造孔剂，并在某个烧结曲线下经过高温烧结而成。利用发泡的原理或是造孔的原理使其有连通的孔隙，实现透水的效果。通过高温煅烧来改变物质的晶体结构，从而使其具有强度。烧结的透水砖强度高，耐磨性好，但是烧结的过程不仅对烧结工艺要求高，而且还会消耗大量的能源，增加成本的同时还会对环境造成一定的污染。而免烧透水砖是利用骨料堆积造孔，选用骨料的粒径不是连续的，这使得骨料和骨料之间可以形成连通的孔隙，具有较好的透水效果。用胶结剂将骨料颗粒粘结到一块后经震动或压制成型，然后再经过养护而成，整个制备过程消耗能源很少。

由于工业化的快速发展，花岗岩边角料、花岗岩石粉、燃煤渣和脱硫石膏等工业固体废弃物大量的排放和堆积，压占土地。这些固体废弃物不但容易造成扬尘，严重的污染空气，而且由于淋滤作用，会污染地下水系，排放到江河湖泊也会堵塞污染河道，直接影响生物的生长，严重破坏生态平衡，对环境造成了严重的污染。故急需对上述固体废弃物进行规模化、资源化的综合利用。

花岗岩结构细密，抗压强度比较高，化学稳定性好，不易风化，耐久性强，能进行各种异型加工，板材可拼性良好，因此是一种重要的建筑材料。但花岗岩石材在开采和加工过程中会产生大量边角余料和石粉，这些废料产生量大，堆积成山，不仅占用大量土地，还对环境造成威胁。当前，如何大量合理的利用这些花岗岩废料已成为企业和政府十分关注的问题。

燃煤渣是煤炭燃烧后产生的废弃物。长久以来，煤炭的生产和消费的构成比例约占我国一次能源的70％，2010年煤炭在我国一次能源生产消费中占77％，据国际能源机构预测，到2030年，中国一次能源供应结构中煤炭仍将占据主导地位。因此，我国在未来相当长的一段时间内将长期保持这种以煤为主的能源生产和消费格局不变。如何将燃煤渣资源化利用，成为当前固体废弃物资源化利用领域研究的重难点。

脱硫石膏是火力发电厂烟气脱硫时由SO₂和CaCO₃反应生成的一种工业副产石膏，主要成分为CaSO₄·H₂O，还有一些杂质，如：未反应完全的碳酸钙，石灰石中所含有的其它杂质和少量钾、钠盐，一般含量不大于0.5％。脱硫石膏产量大，它的综合利用完全符合国家发展循环经济的政策，既保护了生态环境与矿产资源，也解决了火电厂脱硫的后顾之忧，并将给电厂带来一定的经济效益。且已有研究表示脱硫石膏中含有CaCO₃和少量可溶性盐，对促进水泥强度发展，激发混合材活性发挥是有利的。用脱硫石膏作缓凝剂的水泥强度与用天然石膏作缓凝剂的水泥强度燃煤渣制相当，部分品种水泥的强度有一定幅度的提高。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种基于花岗岩废料和燃煤渣的免烧透水砖及其制备方法，用以解决现有技术中花岗岩废料、燃煤渣和脱硫石膏资源化利用率低的技术问题。

本发明的第一方面提供一种基于花岗岩废料和燃煤渣的免烧透水砖，按重量份计，包括以下原料：