本发明属于建筑材料制品技术领域，涉及一种陶瓷透水砖及其制备方法。
背景技术：
目前极端气候出现较为频繁，在夏季经常出现短期强降雨情况，很多城市排水系统不够完善，处理雨水不及时，导致出现不同程度的城市内涝情况，轻者影响行人出行，严重者造成人身伤害甚至死亡。针对现有情况，国家提出了“海绵城市”建设的理念。在海绵城市建设中就需要使用到透水砖，透水砖主要分为陶瓷透水砖、钢渣透水砖和混凝土透水砖。从透水效果来看陶瓷透水砖优于钢渣透水砖，钢渣透水砖优于混凝土透水砖。但从成本价格来看陶瓷透水砖高于钢渣透水砖，钢渣透水砖高于混凝土透水砖，因此陶瓷透水砖无法在城市建设中大量使用。如果能降低现有陶瓷透水砖成本，同时保持现有陶瓷透水砖性能，可以增加陶瓷透水砖的实际应用量。制约陶瓷透水砖成本的主要原因在生产配方上，陶瓷透水砖粘合剂多为纤维素，成本较高，透水砖面料颜料价格昂贵，影响陶瓷透水砖的生产成本。传统的透水砖通过加入成孔剂来提高透水率，成孔剂主要是有机类及碳酸盐类，虽然透水率得到改善，但是成孔剂的加入会降低产品的成形性能和干燥强度，有些成孔剂还会使产品产生黑芯等缺陷。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种陶瓷透水砖，以陶瓷废料为原料制备陶瓷透水砖，优化陶瓷透水砖的配方，改善透水砖的成孔性能，降低原料的成本，减少陶瓷废料对环境的污染。本发明的另一目的是提供一种陶瓷透水砖的制备方法。
本发明的技术方案是：陶瓷透水砖，包括面料和底料，面料和底料经陈腐、模具中压制成型、干燥和烧制而成，面料和底料质量比为1：4。面料按重量份包括：面料坯料10～25份、水3～6份、粘合剂3～6份和长石混合料5～15份；底料按重量份包括：底料坯料40～65份、水3～6份、粘合剂3～6份和长石混合料5～15份。
面料坯料为20～40目的瓷砖废料，底料坯料为10～20目或20～40目的瓷砖废料。瓷砖废料包括建筑陶瓷、卫生陶瓷和建筑材料的废弃品。粘合剂为木质素胶粘剂，木质素胶粘剂为造纸厂造纸废料浓缩干燥后的粉末或造纸废料浆液。面料和底料中加入按重量份2～4份的木屑。面料添加颜料，颜料用颜料矿石磨制成500目的细粉，细粉按重量份10份加入面料混合料中。颜料矿石为铬鋁红、硅酸钴锌蓝、锰锑鈦黄或钴鈦绿。陶瓷透水砖的抗压强度≥35mpa，耐磨性/磨坑强度≤29.5mm，保水性≥0.7g/cm2，透水性系数≥1.0×10-2cm/s。
本发明陶瓷透水砖的制备方法，过程如下：
⑴制备坯料：对陶瓷废料进行破碎加工，破碎后过筛，得到面料坯料和底料坯料，面料坯料20～40目，底料坯料10～20目或20～40目；
⑵制备面料：按重量份称取面料坯料、水和粘合剂置入混合器中搅拌均匀，再加入长石混合料进行混合，制成面料混合料，经输送机定量输送至成型机面料布料箱料仓内；
⑶制备底料：按重量份称取面料坯料、水和粘合剂置入混合器中搅拌均匀，再加入长石混合料进行混合，制成底料混合料，经输送机定量输送至成型机底料布料箱料仓内；
⑷陈腐：将步骤⑵和⑶制备好的面料混合料和底料混合料进行陈腐，陈腐时间为6～10h；
⑸半干压制成型：采用二次布料成型，先将底料布料箱料仓内的底料混合料置入成型机的模具内，再将面料布料箱料仓内的面料混合料置入底料混合料的上部，然后在成型机上压制成砖坯，压制压力为200～300kg/cm2；
⑹干燥：将压制好的砖坯在80～120℃的烘箱中干燥24～48h，干燥至水分低于0.5％(重量)；
⑺烧制：干燥后的砖坯输送至辊道窑或隧道窑内，在1160～1200℃高温下烧制6h，保温20～25min，然后自然冷却至常温。
粘合剂采用木质素胶粘剂，木质素为造纸厂硫酸盐法造纸废料及浓缩干燥后的粉末，属于造纸厂废料利用产品，成本较低。造纸废浆液本身具备粘合性，不需要对其进行分离，完全可以用作为粘合剂在透水砖配方中使用。直接加入造纸废料浆液作粘合剂，不仅节约成本，而且使用效果良好。透水砖面料中需要添加颜料，采用颜料矿石磨制成粉，将其按照比例添加进入透水砖面料中，通过窑炉煅烧后显现出其固有的颜色，丰富了透水砖的色彩，提高了外观美感。在搅拌好的面料和底料中加入木屑再进行搅拌混合，在窑炉1100～1200度的煅烧过程中，木屑可以完全燃烧，形成细小的空隙，增加了空隙率，进一步提高了透水砖的整体孔隙率和透水效果。减少了工业废料的排放，有效保证了透水砖的透水性能。
本发明以陶瓷废料为原料制备陶瓷透水砖，充分利用了陶瓷生产的废料，减少了工业废料对环境造成的污染，通过对原料的颗粒度的控制，有效的保证了透水砖的透水性能。由于陶瓷废料的可塑性能较低，在配料过程中加入了造纸浆料废液作为粘结剂，使得原料各组分之间有效的结合，提高紧实度和强度，有利于改善透水砖的品质。本发明用木屑作成孔剂，通过合理的配比，提高了透水砖砖体的孔隙率和透水率。采用颜料矿石同透水砖一起煅烧，有利于降低颜料的使用成本。本发明陶瓷透水砖的制备方法，制备步骤简单，操作费用低，易于实施。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明陶瓷透水砖，包括面料和底料，面料和底料质量比为1:4。面料按重量份包括：面料坯料15份、水4份、粘合剂4份、木屑3份、颜料10份和长石混合料10份。底料按重量份包括：底料坯料50份、水5份、粘合剂4份和长石混合料10份。
面料坯料为30目的瓷砖废料，底料坯料为15目瓷砖废料，瓷砖废料包括建筑陶瓷和卫生陶瓷的废弃品。粘合剂为造纸厂造纸废料浓缩干燥后的粉末或造纸废料浆液，浆液中固体的重量浓度为65％。颜料用颜料矿石磨制成500目的细粉，颜料矿石为硅酸钴锌蓝。
陶瓷透水砖的制备过程如下：
⑴制备坯料：对陶瓷废料进行破碎加工，破碎后过筛，得到面料坯料和底料坯料，面料坯料30目，底料坯料15目。
⑵制备面料：按重量份称取面料坯料、水、木屑、颜料细粉和粘合剂置入混合器中搅拌均匀，再加入长石混合料进行混合，制成面料混合料，经输送机定量输送至成型机面料布料箱料仓内；
⑶制备底料：按重量份称取面料坯料、水、木屑和粘合剂置入混合器中搅拌均匀，再加入长石混合料进行混合，制成底料混合料，经输送机定量输送至成型机底料布料箱料仓内；
⑷陈腐：将步骤⑵和⑶制备好的面料混合料和底料混合料进行陈腐，陈腐时间为8h；
⑸半干压制成型：采用二次布料成型，先将底料布料箱料仓内的底料混合料置入成型机的模具内，再将面料布料箱料仓内的面料混合料置入底料混合料的上部，然后在成型机上压制成砖坯，压制压力为250kg/cm2；
⑹干燥：将压制好的砖坯在100℃的烘箱中干燥48h，干燥至水分低于0.5％(重量)；
⑺烧制：干燥后的砖坯输送至辊道窑或隧道窑内，在1200℃高温下烧制6h，保温25min，然后自然冷却至常温。
烧成的陶瓷透水砖外观无缺棱少角，无裂纹，颜色基本一致。经测定：陶瓷透水砖的抗压强度37mpa，耐磨性/磨坑强度29mm，保水性8g/cm2，透水性系数1.10×10-2cm/s。
实施例2
本发明另一实施方式，陶瓷透水砖包括面料和底料，面料和底料质量比为1：4。面料按重量份包括：面料坯料20份、水5份、粘合剂5份、木屑份、颜料10份和长石混合料12份。底料按重量份包括：底料坯料60份、水5份、粘合剂5份和长石混合料13份。
面料坯料为35目的瓷砖废料，底料坯料为25目瓷砖废料，瓷砖废料包括建筑陶瓷和卫生陶瓷的废弃品。粘合剂为造纸厂造纸废料浓缩干燥后的粉末或造纸废料浆液，浆液中固体的重量浓度为75％。颜料用颜料矿石磨制成500目的细粉，颜料矿石为锰锑鈦黄。
陶瓷透水砖的制备过程如下：
⑴制备坯料：对陶瓷废料进行破碎加工，破碎后过筛，得到面料坯料和底料坯料，面料坯料35目，底料坯料25目。
⑵制备面料：按重量份称取面料坯料、水、木屑、颜料细粉和粘合剂置入混合器中搅拌均匀，再加入长石混合料进行混合，制成面料混合料，经输送机定量输送至成型机面料布料箱料仓内；
⑶制备底料：按重量份称取面料坯料、水、木屑和粘合剂置入混合器中搅拌均匀，再加入长石混合料进行混合，制成底料混合料，经输送机定量输送至成型机底料布料箱料仓内；
⑷陈腐：将步骤⑵和⑶制备好的面料混合料和底料混合料进行陈腐，陈腐时间为9h；
⑸半干压制成型：采用二次布料成型，先将底料布料箱料仓内的底料混合料置入成型机的模具内，再将面料布料箱料仓内的面料混合料置入底料混合料的上部，然后在成型机上压制成砖坯，压制压力为280kg/cm2；
⑹干燥：将压制好的砖坯在110℃的烘箱中干燥36h，干燥至水分低于0.5％(重量)；
⑺烧制：干燥后的砖坯输送至辊道窑或隧道窑内，在1180℃高温下烧制6h，保温25min，然后自然冷却至常温。
烧成的陶瓷透水砖外观无缺棱少角，无裂纹，颜色基本一致。经测定：陶瓷透水砖的抗压强度36mpa，耐磨性/磨坑强度28mm，保水性7.5g/cm2，透水性系数1.05×10-2cm/s。