本发明涉及透水砖技术领域，尤其涉及一种透水砖及其制备方法。
背景技术：
普通透水砖主要采用砂石颗粒为基料，以普通建筑水泥作为胶凝剂，加入水进行充分搅拌后加入模型中挤压成型，最后再将成型的产品进行干燥，加入不同的染料添加剂可制成不同颜色的透水路面砖。用于一般街区人行步道、广场等；较高档的聚合物纤维多孔混凝土透气砖主要以花岗石、大理石为骨料，以高强水泥和改性环氧树脂胶合，搅拌后经压制成型，主要用于市政、重要工程和住宅小区的人行道、广场、停车场等。
攀钢的高炉渣通过高温碳化、低温氯化处理提取出渣中有用成分TiO2后产生大量的尾渣，该尾渣若不经处理，既不能用于其他产业又不能直接排放，势必对环境产生较大影响。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种透水砖及其制备方法，该透水砖充分利用氯化尾渣，且具有较高的抗压强度和保水性。
本发明提供了一种透水砖，以重量份数计，包括以下组分：
粒度5～3mm的尾渣颗粒30～35份、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒35～40份、粒度小于0.074mm的尾渣细粉22～30份、结合剂3～8份和添加剂2.1～4.9份；
所述粒度5～3mm的尾渣颗粒、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒、粒度小于0.074mm的尾渣细粉由以下方法制得：
将质量比为100:8～15：15～25的粒度小于1mm的氯化尾渣、粘土和水混合，造粒，得到粒度5～3mm的尾渣颗粒、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒和粒度小于0.074mm的尾渣细粉。
优选地，所述结合剂选自改性环氧树脂、工业糊精和自来水中的一种或多种。
优选地，所述添加剂选自石材染色剂和/或建筑用木质素纤维。
优选地，所述添加剂为质量比为3.5～4：0.5～0.8的石材染色剂和建筑用木质素纤维的混合物。
优选地，所述改性环氧树脂选自型号为D.E.R.331的环氧树脂；
所述建筑用木质素纤维选自型号SMA-200的木质素纤维。
优选地，所述粘土中，22％≤Al2O3质量含量＜100％，0＜Fe2O3质量含量≤2％。
优选地，所述粘土的粒度小于等于0.088mm。
优选地，所述粒度小于1mm的氯化尾渣中，22％≤SiO2质量含量≤28％，17％≤Al2O3质量含量≤22％，1.4％≤Fe2O3质量含量≤2％，25％≤CaO质量含量≤35％，6％≤MgO质量含量≤10％，2％≤Cl-质量含量≤4.5％。
本发明提供了一种上述技术方案所述透水砖的制备方法，包括以下步骤：
将质量比为100:8～15：15～25的粒度小于1mm的氯化尾渣、粘土和水混合，造粒，得到粒度5～3mm的尾渣颗粒、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒和粒度小于0.074mm的尾渣细粉；
将粒度5～3mm的尾渣颗粒、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒和粒度小于0.074mm的尾渣细粉与结合剂、添加剂混合，成型，得到透水砖。
本发明提供了一种透水砖，以重量份数计，包括以下组分：粒度5～3mm的尾渣颗粒30～35份、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒35～40份、粒度小于0.074mm的尾渣细粉22～30份、结合剂3～8份和添加剂2.1～4.9份；所述粒度5～3mm的尾渣颗粒、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒、粒度小于0.074mm的尾渣细粉由以下方法制得：将质量比为100:8～15：15～25的粒度小于1mm的氯化尾渣、粘土和水混合，造粒，得到粒度5～3mm的尾渣颗粒、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒和粒度小于0.074mm的尾渣细粉。本发明通过将氯化尾渣经过处理后与结合剂、添加剂混合在一起作为透水砖的制备原料，充分利用了氯化尾渣，且透水砖具有较高的抗压强度和保水性。另外，透水砖还具有较好的耐磨性、抗冻性和透水系数。实验结果表明：A型透水砖的耐压强度为55.8～60.2MPa；摩坑长度为20～24mm；保水性为1.1～1.2g/cm2；透水系数为1.5×10-2～1.8×10-2(15℃cm/s)；抗压强度损失率为12～14％；B型透水砖的耐压强度为38.2～45.5MPa；摩坑长度为26～30mm；保水性为0.8～1.0g/cm2；透水系数为1.2×10-2～1.4×10-2(15℃cm/s)；抗压强度损失率为15～18％。
具体实施方式
本发明提供了一种透水砖，以重量份数计，包括以下组分：
粒度5～3mm的尾渣颗粒30～35份、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒35～40份、粒度小于0.074mm的尾渣细粉22～30份、结合剂3～8份和添加剂2.1～4.9份；
所述粒度5～3mm的尾渣颗粒、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒、粒度小于0.074mm的尾渣细粉由以下方法制得：
将质量比为100:8～15：15～25的粒度小于1mm的氯化尾渣、粘土和水混合，造粒，得到粒度5～3mm的尾渣颗粒、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒和粒度小于0.074mm的尾渣细粉。
本发明采用生产四氯化钛的尾渣、软质粘土为主要原料，以改性环氧树脂为胶结剂，制备一种具有透水性好、强度高、防滑耐磨、耐风化、吸音等性能的新型环保透水砖。该透水砖能够用于城市人行(自行车)道、公园、学校操场、球场、停车场等路面铺装，把工业固体废弃物“变废为宝”在环保和利废方面都具有较好的经济效益和社会效益。
本发明提供的透水砖以重量份数计，包括粒度5～3mm的尾渣颗粒30～35份。
本发明提供的透水砖包括粒度3～0.074mm的尾渣颗粒35～40份。
本发明提供的透水砖包括粒度小于0.074mm的尾渣细粉22～30份。
在本发明中，所述粒度5～3mm的尾渣颗粒、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒、粒度小于0.074mm的尾渣细粉由以下方法制得：
将质量比为100:8～15：15～25的粒度小于1mm的氯化尾渣、粘土和水混合，造粒，得到粒度5～3mm的尾渣颗粒、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒和粒度小于0.074mm的尾渣细粉。
在本发明中，所述粘土中，22％≤Al2O3质量含量＜100％，0＜Fe2O3质量含量≤2％。所述粘土的粒度小于等于0.088mm。所述粘土优选选自软质粘土。
在本发明中，所述粒度小于1mm的氯化尾渣中，22％≤SiO2质量含量≤28％，17％≤Al2O3质量含量≤22％，1.4％≤Fe2O3质量含量≤2％，25％≤CaO质量含量≤35％，6％≤MgO质量含量≤10％，2％≤Cl-质量含量≤4.5％。
在本发明具体实施例中，所述粒度小于1mm的氯化尾渣中，SiO2质量含量为25.0％，Al2O3质量含量为19.1％，Fe2O3质量含量为1.63％，CaO质量含量为29.6％，MgO质量含量为8.07％，Cl-质量含量为3.14％。
本发明提供的透水砖包括结合剂3～8份。所述结合剂选自改性环氧树脂、工业糊精和自来水中的一种或多种。所述改性环氧树脂优选选自型号为D.E.R.331的环氧树脂。在本发明某些具体实施例中，所述结合剂选自改性环氧树脂；在本发明某些实施例中，所述结合剂选自工业糊精和自来水的混合物；所述工业糊精和自来水的混合物中工业糊精和自来水的质量比为1～2:1。
本发明提供的透水砖包括添加剂2.1～4.9份。所述添加剂选自石材染色剂和/或建筑用木质素纤维。所述添加剂为质量比为3.5～4：0.5～0.8的石材染色剂和建筑用木质素纤维的混合物。所述建筑用木质素纤维优选选自型号SMA-200的木质素纤维。
本发明提供了一种上述技术方案所述透水砖的制备方法，包括以下步骤：
将质量比为100:8～15：15～25的粒度小于1mm的氯化尾渣、粘土和水混合，造粒，得到粒度5～3mm的尾渣颗粒、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒和粒度小于0.074mm的尾渣细粉；
将粒度5～3mm的尾渣颗粒、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒和粒度小于0.074mm的尾渣细粉与结合剂、添加剂混合，成型，得到透水砖。
在本发明中，所述粒度小于1mm的氯化尾渣、粘土、水、结合剂和添加剂的种类和来源与上述技术方案一致，在此不再赘述。
所述成型方式选自挤压成型或机压成型。
在本发明中，上述技术方案所述透水砖根据抗压强度不同，分为A型透水砖和B型透水砖。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种透水砖及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
先将氯化尾渣(粒度≤1mm)加入15wt％软质粘土(粒度小于等于0.088mm)和20wt％水混合造粒后经过回转窑烧成后制备成粒度5～3mm的尾渣颗粒、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒和粒度小于0.074mm的细粉。
再将尾渣颗粒5～3mm 35重量份、粒度3～0.074mm 35重量份，粒度小于0.074mm的尾渣细粉30重量份，改性环氧树脂5.2重量份、建筑用木质素纤维(SMA-200)4重量份，石材染色剂0.8重量份，混合均匀，机压成型，得到A型透水砖。
所述氯化尾渣和软质粘土的主要化学成分组成见表1：
表1实施例1～5采用的氯化尾渣和软质粘土的主要化学成分组成
本发明对实施例1制备的A型透水砖进行性能测试，结果见表2：
表2本发明实施例1～5制备的透水砖的性能测试结果
实施例2
先将氯化尾渣(粒度＜1mm)加入15％软质粘土(粒度小于等于0.088mm)和20wt％水混合造粒后经过回转窑烧成后制备成粒度5～3mm的颗粒、粒度3～0.074mm的颗粒和粒度小于0.074mm的细粉。
将尾渣颗粒5～3mm颗粒32重量份、粒度3～0.074mm颗粒38重量份，粒度小于0.074mm的尾渣细粉30重量份，改性环氧树脂(标准液体，D.E.R.331)4重量份、建筑用木质素纤维(SMA-200)3.5重量份和石材染色剂0.5重量份，混合均匀，机压成型，得到A型透水砖。
本发明对实施例2制备的A型透水砖进行性能测试，结果见表2。
实施例3
将氯化尾渣(粒度＜1mm)加入8％软质粘土(粒度小于等于0.088mm)和22wt％水混合造粒并经过回转窑烧成后制备成粒度5～3mm的颗粒、3～0.074mm的颗粒和粒度小于0.074mm的细粉。
将尾渣颗粒5～3mm 32重量份、3～0.074mm 40重量份，小于0.074mm的尾渣细粉28重量份，改性环氧树脂(标准液体，D.E.R.331)结合剂3.2重量份、建筑用木质素纤维(SMA-200)2.8重量份，混合均匀，机压成型，得到B型透水砖。
本发明对实施例3制备的B型透水砖进行性能测试，结果见表2。
实施例4
将氯化尾渣(粒度＜1mm)加入12％软质粘土(粒度小于等于0.088mm)和22wt％水混合造粒后经过回转窑烧成后制备成5～3mm、3～0.074mm的颗粒和小于0.074mm的细粉。
将尾渣颗粒5～3mm 35重量份，粒度3～0.074mm 40重量份，粒度小于180目的尾渣细粉25重量份，工业糊精4重量份，自来水4重量份，建筑用木质素纤维(SMA-200)3.5重量份和石材染色剂0.5重量份，混合搅拌均匀，机压成型，得到B型透水砖。
本发明对实施例4制备的B型透水砖进行性能测试，结果见表2。
实施例5
将氯化尾渣(粒度＜1mm)加入12％软质粘土(粒度小于等于0.088mm)和22wt％水造粒混合后经过回转窑烧成后制备成粒度5～3mm的颗粒、粒度3～0.074mm的颗粒和粒度小于0.074mm的细粉。
将尾渣颗粒5～3mm 35重量份，3～0.074mm 38重量份，粒度小于0.074mm的尾渣细粉25重量份，工业糊精2重量份，自来水4重量份，建筑用木质素纤维(SMA-200)3.5重量份和石材染色剂0.5份，混合搅拌均匀，机压成型，得到B型透水砖。
本发明对实施例5制备的B型透水砖进行性能测试，结果见表2。
由以上实施例可知，本发明提供了一种透水砖，以重量份数计，包括以下组分：粒度5～3mm的尾渣颗粒30～35份、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒35～40份、粒度小于0.074mm的尾渣细粉22～30份、结合剂3～8份和添加剂2.1～4.9份；所述粒度5～3mm的尾渣颗粒、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒、粒度小于0.074mm的尾渣细粉由以下方法制得：将质量比为100:8～15：15～25的粒度小于1mm的氯化尾渣、粘土和水混合，造粒，得到粒度5～3mm的尾渣颗粒、粒度3～0.074mm的尾渣颗粒和粒度小于0.074mm的尾渣细粉。本发明通过将氯化尾渣经过处理后与结合剂、添加剂混合在一起作为透水砖的制备原料，充分利用了氯化尾渣，且透水砖具有较高的抗压强度和保水性。另外，透水砖还具有较好的耐磨性、抗冻性和透水系数。实验结果表明：A型透水砖的耐压强度为55.8～60.2MPa；摩坑长度为20～24mm；保水性为1.1～1.2g/cm2；透水系数为1.5×10-2～1.8×10-2(15℃cm/s)；抗压强度损失率为12～14％；B型透水砖的耐压强度为38.2～45.5MPa；摩坑长度为26～30mm；保水性为0.8～1.0g/cm2；透水系数为1.2×10-2～1.4×10-2(15℃cm/s)；抗压强度损失率为15～18％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。