CN115745479A - 一种采用锰渣生产的透水砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种采用锰渣生产的透水砖及其制备方法，该透水砖包括基层和面层，面层厚度为2～5mm，基层厚度为5～12cm，基层和面层宽度为8～12cm，长度为16～22cm；基层包括以下重量份数的原料：水6～10份、胶凝材料19～25份、石灰石65～73份；面层包括以下重量份数的原料：水8～12份、胶凝材料36～43份、锰渣47～56份。该方法包括步骤：石灰石、锰渣过筛，配备基层、面层并搅拌；将基层和面层放置于模具内成型，对模具内的基层和面层施加2～3MPa压力压模后放入恒温恒湿养护箱；然后再恒温恒湿养护，进而得到透水砖。本申请解决了现有技术中的透水砖存在配料复杂和不耐用问题。
Description
技术领域
本申请属于透水砖技术领域，具体涉及一种采用锰渣生产的透水砖及其制备方法。
背景技术
伴随着城市化建设进程的不断加快，在各大中型城市中，混凝土硬化路面是城市化建设中不可缺少的一环，我国部分城市城区不透水面积高达70％～90％，在其美化城市的同时，也带来了严重的城市生态环境问题。因此具有良好透水性的透水砖逐渐得到了推广和应用。
透水砖属于绿色环保新型建材，原材料多采用水泥、砂、矿渣、粉煤灰等环保材料为主高压成形，整砖为一次性压缩而成，形成上下一致不分层的同质砖。透水砖表面无龟裂、脱层现象；耐磨性好，适合更高的负重使用环境；透水性好、防滑功能强；色泽自然、持久。透水砖具有生产工艺简便，成本低廉等优点，但现有的透水砖具有配料复杂、强度较低、不耐磨、抗冻融性差、不耐用。
发明内容
本申请实施例通过提供一种采用锰渣生产的透水砖及其制备方法，解决了现有技术中的透水砖存在配料复杂和不耐用问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种采用锰渣生产的透水砖，包括基层和面层，所述面层设置于所述基层的上方；
所述面层的厚度为2～5mm，所述基层的厚度为5～12cm，所述基层和所述面层的宽度为8～12cm，所述基层和所述面层的长度为16～22cm；
所述基层包括以下重量份数的原料：水6～10份、胶凝材料19～25份、石灰石65～73份；
所述面层包括以下重量份数的原料：水8～12份、胶凝材料36～43份、锰渣47～56份。
在一种可能的实现方式中，所述胶凝材料为水泥。
在一种可能的实现方式中，所述基层包括以下重量份数的原料：水8份、胶凝材料24份、石灰石68份；
所述面层包括以下重量份数的原料：水12份、胶凝材料39份、锰渣49份。
在一种可能的实现方式中，所述面层的厚度为3mm，所述基层的厚度为7cm；所述基层和所述面层的宽度为10cm，所述基层和所述面层的长度为20cm。
本发明实施例还提供了一种采用锰渣生产的透水砖的制备方法，包括以下步骤：
用水冲洗石灰石进行过筛，过筛后的所述石灰石粉粒径小于等于3mm；
对锰渣过筛，过筛后的所述锰渣粒径小于等于1mm；
按以下重量份数的原料配备基层：水6～10份、胶凝材料19～25份、石灰石65～73份，并充分搅拌；
按以下重量份数的原料配备面层：水8～12份、胶凝材料36～43份、锰渣47～56份，并充分搅拌；
然后将所述基层和所述面层依次放置于模具内成型，使所述面层的厚度为2～5mm，所述基层的厚度为5～12cm；所述基层和所述面层的宽度为8～12cm，所述基层和所述面层的长度为16～22cm；
对模具内的所述基层和所述面层施加2～3MPa压力压模后放入恒温恒湿养护箱；
养护24h后脱模，然后再恒温恒湿养护7天，进而得到透水砖。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供了一种采用锰渣生产的透水砖及其制备方法，该透水砖的水、胶凝材料和石灰石胶结在一起形成基层，水、胶凝材料和锰渣胶结在一起形成面层，面层和基层之间通过其内的胶凝材料胶结在一起，使得透水砖形成一体结构并具有一定的承压强度，较普通砖具有较好的透水性，并且相对现有的透水砖具有组分简单、成本低的特点。该透水砖成品耐磨、耐用、抗冻融性良好，因此能够满足路面透水需求。本发明的制备方法很好地进行废弃锰渣的回收利用，处理工艺简单，无需破碎，粉磨等加工环节，采用常温养护的方式，施工简单，成本低廉。本发明解决了现有技术中的透水砖存在配料复杂和不耐用问题。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
本发明实施例提供的采用锰渣生产的透水砖，包括基层和面层，面层设置于基层的上方。面层的厚度为2～5mm，基层的厚度为5～12cm，基层和面层的宽度为8～12cm，基层和面层的长度为16～22cm。基层包括以下重量份数的原料：水6～10份、胶凝材料19～25份、石灰石65～73份。面层包括以下重量份数的原料：水8～12份、胶凝材料36～43份、锰渣47～56份。
需要说明的是，水、胶凝材料和石灰石胶结在一起形成基层，水、胶凝材料和锰渣胶结在一起形成面层，面层和基层之间通过其内的胶凝材料胶结在一起，使得透水砖形成一体结构并具有一定的承压强度，较普通砖具有较好的透水性，并且相对现有的透水砖具有组分简单、成本低的特点。该透水砖成品耐磨、耐用、抗冻融性良好，因此能够满足路面透水需求。
本实施例中，胶凝材料为水泥。
需要说明的是，水泥易于获取，成本低，并且和石灰石、锰渣具有较好的结合能力。
本实施例中，基层包括以下重量份数的原料：水8份、胶凝材料24份、石灰石68份。面层包括以下重量份数的原料：水12份、胶凝材料39份、锰渣49份。
本实施例中，面层的厚度为3mm，基层的厚度为7cm。基层和面层的宽度为10cm，基层和面层的长度为20cm。
表一：本实施例提供的水泥化学成分
表二：本实施例提供的石灰石的化学成分
| 名称 | CaO％ | MgO％ | Fe2O3％ | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>％ | SiO<sub>2</sub>％ | Loss％ | K<sub>2</sub>O％ | Na<sub>2</sub>O％ | R<sub>2</sub>O％ |
| 石灰石 | 52.04 | 0.91 | 0.60 | 0.70 | 3.07 | 41.92 | 0.13 | 0.09 | 0.18 |
表三：本实施例提供的锰渣的化学成分
| 名称 | CaO％ | MgO％ | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>％ | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>％ | SiO<sub>2</sub>％ | Loss％ |
| 锰渣 | 18.69 | 2.32 | 1.08 | 22.84 | 36.37 | 0.59 |
本发明实施例还提供了一种采用锰渣生产的透水砖的制备方法，包括以下步骤：
用水冲洗石灰石进行过筛，过筛后的石灰石粉粒径小于等于3mm。对锰渣过筛，过筛后的锰渣粒径小于等于1mm。按以下重量份数的原料配备基层：水6～10份、胶凝材料19～25份、石灰石65～73份，并充分搅拌；按以下重量份数的原料配备面层：水8～12份、胶凝材料36～43份、锰渣47～56份，并充分搅拌；然后将基层和面层依次放置于模具内成型，使面层的厚度为2～5mm，基层的厚度为5～12cm。基层和面层的宽度为8～12cm，长度为16～22cm。对模具内的基层和面层施加2～3MPa压力压模后放入恒温恒湿养护箱。养护24h后脱模，然后再恒温恒湿养护7天，进而得到透水砖。
需要说明的是，本发明很好地进行废弃锰渣的回收利用，处理工艺简单，无需破碎，粉磨等加工环节，只需采用常温养护的方式，施工简单，成本低廉。
本实施例以下述实施例一至五进行实际应用时的具体说明，其中透水砖的尺寸一致，主要是得出透水砖的最佳配比方式。
实施例一：用水冲洗石灰石进行过筛，过筛后的石灰石粉粒径小于等于3mm。对锰渣过筛，过筛后的锰渣粒径小于等于1mm。按以下重量份数的原料：水6份、水泥21份、石灰石73份配备基层，并充分搅拌。按以下重量份数的原料：水8份、水泥36份、锰渣56份配备面层，并充分搅拌。然后将基层和面层依次放置于模具内成型，使面层的厚度为3mm，基层的厚度为6cm。基层和面层的宽度为10cm，长度为18cm。对模具内的基层和面层施加2MPa压力压模后放入恒温恒湿养护箱。养护24h后脱模，然后再恒温恒湿养护7天，进而得到透水砖。
实施例二：用水冲洗石灰石进行过筛，过筛后的石灰石粉粒径小于等于3mm。对锰渣过筛，过筛后的锰渣粒径小于等于1mm。按以下重量份数的原料：水6份、水泥22份、石灰石72份配备基层，并充分搅拌。按以下重量份数的原料：水9份、水泥37份、锰渣54份配备面层，并充分搅拌。然后将基层和面层依次放置于模具内成型，使面层的厚度为3mm，基层的厚度为6cm。基层和面层的宽度为10cm，长度为18cm。对模具内的基层和面层施加2MPa压力压模后放入恒温恒湿养护箱。养护24h后脱模，然后再恒温恒湿养护7天，进而得到透水砖。
实施例三：用水冲洗石灰石进行过筛，过筛后的石灰石粉粒径小于等于3mm。对锰渣过筛，过筛后的锰渣粒径小于等于1mm。按以下重量份数的原料：水7份、水泥23份、石灰石70份配备基层，并充分搅拌。按以下重量份数的原料：水10份、水泥38份、锰渣52份配备面层，并充分搅拌。然后将基层和面层依次放置于模具内成型，使面层的厚度为3mm，基层的厚度为6cm。基层和面层的宽度为10cm，长度为18cm。对模具内的基层和面层施加2MPa压力压模后放入恒温恒湿养护箱。养护24h后脱模，然后再恒温恒湿养护7天，进而得到透水砖。
实施例四：用水冲洗石灰石进行过筛，过筛后的石灰石粉粒径小于等于3mm。对锰渣过筛，过筛后的锰渣粒径小于等于1mm。按以下重量份数的原料：水8份、水泥24份、石灰石68份配备基层，并充分搅拌。按以下重量份数的原料：水12份、水泥39份、锰渣49份配备面层，并充分搅拌。然后将基层和面层依次放置于模具内成型，使面层的厚度为3mm，基层的厚度为6cm。基层和面层的宽度为10cm，长度为18cm。对模具内的基层和面层施加2MPa压力压模后放入恒温恒湿养护箱。养护24h后脱模，然后再恒温恒湿养护7天，进而得到透水砖。
实施例五：用水冲洗石灰石进行过筛，过筛后的石灰石粉粒径小于等于3mm。对锰渣过筛，过筛后的锰渣粒径小于等于1mm。按以下重量份数的原料：水9份、水泥25份、石灰石66份配备基层，并充分搅拌。按以下重量份数的原料：水10份、水泥43份、锰渣47份配备面层，并充分搅拌。然后将基层和面层依次放置于模具内成型，使面层的厚度为3mm，基层的厚度为6cm。基层和面层的宽度为10cm，长度为18cm。对模具内的基层和面层施加2MPa压力压模后放入恒温恒湿养护箱。养护24h后脱模，然后再恒温恒湿养护7天，进而得到透水砖。
对上述实施例一至五所制得的透水砖送第三方进行检验，检测内容是基层和面层的拌合干湿度、透水性、以及成型强度，透水砖的检测报告如下表七所示：
实施例一和实施例二的透水砖在脱模后检测发现强度偏低现象，分析原因主要是水泥用量较少，未形成有效得胶凝框架，无法将基层和面层骨料有效粘结在一起，形成具有一定强度的透水砖。实施例三、实施例四和实施例五的透水砖强度满足要求，通过比较实施例三、实施例四和实施例五的透水砖发现方案实施例四外观质量和透水性能均最优。
按照实施例四的透水砖的组分开展重复性实验，目的是获取最佳的透水砖尺寸及其制备方法，本次共制作不同尺寸的透水砖五块，经过标准养护后送第三方进行检验，本实施例以下述实施例六至十进行实际应用时的具体说明。
实施例六：用水冲洗石灰石进行过筛，过筛后的石灰石粉粒径小于等于3mm。对锰渣过筛，过筛后的锰渣粒径小于等于1mm。按以下重量份数的原料：水8份、水泥24份、石灰石68份配备基层，并充分搅拌。按以下重量份数的原料：水12份、水泥39份、锰渣49份配备面层，并充分搅拌。然后将基层和面层依次放置于模具内成型，使面层的厚度为2mm，基层的厚度为5cm。基层和面层的宽度为8cm，长度为16cm。对模具内的基层和面层施加2MPa压力压模后放入恒温恒湿养护箱。养护24h后脱模，然后再恒温恒湿养护7天，进而得到透水砖。
实施例七：用水冲洗石灰石进行过筛，过筛后的石灰石粉粒径小于等于3mm。对锰渣过筛，过筛后的锰渣粒径小于等于1mm。按以下重量份数的原料：水8份、水泥24份、石灰石68份配备基层，并充分搅拌。按以下重量份数的原料：水12份、水泥39份、锰渣49份配备面层，并充分搅拌。然后将基层和面层依次放置于模具内成型，使面层的厚度为3mm，基层的厚度为6cm。基层和面层的宽度为9cm，长度为18cm。对模具内的基层和面层施加2.2MPa压力压模后放入恒温恒湿养护箱。养护24h后脱模，然后再恒温恒湿养护7天，进而得到透水砖。
实施例八：用水冲洗石灰石进行过筛，过筛后的石灰石粉粒径小于等于3mm。对锰渣过筛，过筛后的锰渣粒径小于等于1mm。按以下重量份数的原料：水8份、水泥24份、石灰石68份配备基层，并充分搅拌。按以下重量份数的原料：水12份、水泥39份、锰渣49份配备面层，并充分搅拌。然后将基层和面层依次放置于模具内成型，使面层的厚度为3mm，基层的厚度为7cm。基层和面层的宽度为10cm，长度为20cm。对模具内的基层和面层施加2.5MPa压力压模后放入恒温恒湿养护箱。养护24h后脱模，然后再恒温恒湿养护7天，进而得到透水砖。
实施例九：用水冲洗石灰石进行过筛，过筛后的石灰石粉粒径小于等于3mm。对锰渣过筛，过筛后的锰渣粒径小于等于1mm。按以下重量份数的原料：水8份、水泥24份、石灰石68份配备基层，并充分搅拌。按以下重量份数的原料：水12份、水泥39份、锰渣49份配备面层，并充分搅拌。然后将基层和面层依次放置于模具内成型，使面层的厚度为4mm，基层的厚度为9cm。基层和面层的宽度为11cm，长度为21cm。对模具内的基层和面层施加2.8MPa压力压模后放入恒温恒湿养护箱。养护24h后脱模，然后再恒温恒湿养护7天，进而得到透水砖。
实施例十：用水冲洗石灰石进行过筛，过筛后的石灰石粉粒径小于等于3mm。对锰渣过筛，过筛后的锰渣粒径小于等于1mm。按以下重量份数的原料：水8份、水泥24份、石灰石68份配备基层，并充分搅拌。按以下重量份数的原料：水12份、水泥39份、锰渣49份配备面层，并充分搅拌。然后将基层和面层依次放置于模具内成型，使面层的厚度为5mm，基层的厚度为12cm。基层和面层的宽度为12cm，长度为22cm。对模具内的基层和面层施加3MPa压力压模后放入恒温恒湿养护箱。养护24h后脱模，然后再恒温恒湿养护7天，进而得到透水砖。
对上述实施例六至十所制得的透水砖送第三方进行检验，检测内容是基层和面层的拌合干湿度、透水性、以及成型强度，透水砖的检测报告如下表七所示：
根据上述结果可以得出实施例八的透水砖具有较好的强度且透水性好，实施例八的透水砖尺寸适中并能够满足实际应用时的尺寸需求，因此得出透水砖较佳的参数为：基层包括以下重量份数的原料：水8份、水泥24份、石灰石68份，面层包括以下重量份数的原料：水12份、水泥39份、锰渣49份。面层的厚度为3mm，基层的厚度为7cm。基层和面层的宽度为10cm，长度为20cm。制取透水砖较佳的工艺条件为：用水冲洗石灰石进行过筛，过筛后的石灰石粉粒径小于等于3mm。对锰渣过筛，过筛后的锰渣粒径小于等于1mm。配备基层并充分搅拌。配备面层并充分搅拌。然后将基层和面层依次放置于模具内成型，对模具内的基层和面层施加2.5MPa压力压模后放入恒温恒湿养护箱。养护24h后脱模，然后再恒温恒湿养护7天，进而得到透水砖。本发明通过两批次的试验，通过控制变量的方式得到了较佳的透水砖及其制备方法，因此能够满足实际使用需求。
本发明得到的透水砖形成一体结构并具有一定的承压强度，较普通砖具有较好的透水性，并且相对现有的透水砖具有组分简单、成本低的特点。该透水砖成品耐磨、耐用、抗冻融性良好，因此能够满足路面透水需求。本发明的制备方法很好地进行废弃锰渣的回收利用，处理工艺简单，无需破碎，粉磨等加工环节，采用常温养护的方式，施工简单，成本低廉。本发明解决了现有技术中的透水砖存在配料复杂和不耐用问题。本发明没有添加粘结剂、空心微珠、硅藻土或可再分散乳胶粉等添加剂来制备透水砖，制备的透水砖仍然能够满足实际使用强度的需求和透水性的需求，因此配料简单，成本低，制备工艺简单。
本实施例中，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (5)
1.一种采用锰渣生产的透水砖，其特征在于：包括基层和面层，所述面层设置于所述基层的上方；
所述面层的厚度为2～5mm，所述基层的厚度为5～12cm，所述基层和所述面层的宽度为8～12cm，所述基层和所述面层的长度为16～22cm；
所述基层包括以下重量份数的原料：水6～10份、胶凝材料19～25份、石灰石65～73份；
所述面层包括以下重量份数的原料：水8～12份、胶凝材料36～43份、锰渣47～56份。
2.根据权利要求1所述的采用锰渣生产的透水砖，其特征在于：所述胶凝材料为水泥。
3.根据权利要求1所述的采用锰渣生产的透水砖，其特征在于：所述基层包括以下重量份数的原料：水8份、胶凝材料24份、石灰石68份；
所述面层包括以下重量份数的原料：水12份、胶凝材料39份、锰渣49份。
4.根据权利要求1所述的采用锰渣生产的透水砖，其特征在于：所述面层的厚度为3mm，所述基层的厚度为7cm；所述基层和所述面层的宽度为10cm，所述基层和所述面层的长度为20cm。
5.一种采用锰渣生产的透水砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
用水冲洗石灰石进行过筛，过筛后的所述石灰石粉粒径小于等于3mm；
对锰渣过筛，过筛后的所述锰渣粒径小于等于1mm；
按以下重量份数的原料配备基层：水6～10份、胶凝材料19～25份、石灰石65～73份，并充分搅拌；
按以下重量份数的原料配备面层：水8～12份、胶凝材料36～43份、锰渣47～56份，并充分搅拌；
然后将所述基层和所述面层依次放置于模具内成型，使所述面层的厚度为2～5mm，所述基层的厚度为5～12cm；所述基层和所述面层的宽度为8～12cm，所述基层和所述面层的长度为16～22cm；
对模具内的所述基层和所述面层施加2～3MPa压力压模后放入恒温恒湿养护箱；
养护24h后脱模，然后再恒温恒湿养护7天，进而得到透水砖。
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