本发明属于制砖领域，尤其涉及一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖。
背景技术：
透水砖是一种基础路面和建筑材料，其应用场景广泛，使用量大。一般的透水砖透水过程并无吸附、过滤作用，表面分散或溶解的污染物可以从一侧渗透到达另一侧。当用作路面材料时，路面的污染物容易经过透水砖进入地下，造成地下水污染。调变透水砖性质，实现透水过程污染物的滞留可以阻滞污染物的扩散，防止二次污染，具有显著的环保价值。
分子筛是一种常用的催化材料，主要成分为氧化铝和氧化硅。其孔道结构丰富，比表面积大，具有较好的过滤和吸附特性，被应用于多种催化体系，使用量大。分子筛长期参与催化反应会产生磨损、破碎，不能保持固有宏观结构，需要定期更换。另外，分子筛制备过程也会产生大量碎屑。这些废弃分子筛以及分子筛碎屑等生成量大，且难以处理和利用，目前只是作为固体废弃物进行堆放或填埋。将分子筛废料作为骨料，添加作为透水砖原料，不但可以解决分子筛固体废弃物排放问题，而且可以利用分子筛孔道结构，达到过滤和吸附污染物的效果，实现功能化透水砖的制备。
另外，钢渣是炼钢过程副产物，其产量巨大，大多作为工业废弃物填埋处理，占用宝贵土地资源，且产生二次污染，是函需无害化处理和综合利用的大宗工业固体废弃物。钢渣化学组成与水泥熟料接近，具有部分或全部替代水泥作为免烧砖粘结料的潜力。然而，钢渣中含有较高比例的游离氧化钙（f-cao），在环境中遇水膨胀，影响砖块体积安定性，甚至造成砖体开裂，难以直接利用。应探索通过适当的物理和/或化学手段，进行钢渣改性，使其满足制砖需要，并结合原料组成和制备方法的优化和创新进行砖体制备。
技术实现要素：
本发明目的是实现分子筛废料和钢渣的资源化利用，达到利用分子筛废料阻碍污染物透过的功能化透水砖的目的。
本发明的所采用的技术方案是：一种以分子筛废料和钢渣为原料制备的透水砖，原料由粘结料、骨料、改性剂、水组成，以水作为分散剂，其中，粘结料为细磨钢渣和水泥，骨料为分子筛废料和砂子，改性剂为酒石酸钠、苹果酸钠、柠檬酸钠中的一种或几种，制砖过程，成型压力为18~25mpa，砖成型后需经过蒸汽养护，养护温度为45~75℃，养护时间为12~72h。本发明中提及的细磨钢渣是较大粒径的钢渣经过研磨得到的。
原料中，除水以外，粘结料占总重量的60~85%，改性剂占总重量的0.5~3%，其余为骨料；
细磨钢渣占全部粘结料重量的25~70%。
分子筛废料占全部骨料重量的35~70%。
水的重量为粘结料、骨料、改性剂总重量的1~10%。
细磨钢渣的平均粒径为0.01~0.2mm，比表面积为200~500m2/g，自由氧化钙（f-cao）含量为1.5~2.5%。
分子筛废料平均粒径为0.8~2.5mm，比表面积为250~600m2/g。
本发明的有益效果是：（1）利用工业生产制备和使用中产生的分子筛废料制备透水砖，使这一类型的固体废弃物可以变废为宝；（2）将钢渣用于透水砖制备，通过物理和化学方法相结合，在制备前和制备过程中进行钢渣改性，改善成品砖块体积安定性；（3）依托分子筛比表面积大，孔道结构丰富的特征，对污染物进行过滤和吸附，阻滞污染物从透水砖中穿透。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步描述本专利中公开的制备方法，但本发明并不受下述实施例的限制。
实施例1
取细磨钢渣15kg，水泥45kg，分子筛废料12.95kg，砂子24kg，酒石酸钠3kg，水7kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.05mm，比表面积为350m2/g，f-cao含量为2%；分子筛废料平均粒径为1.6mm，比表面积为300m2/g。制砖过程成型压力为20mpa，成型后蒸汽养护温度为60℃，养护时间为24h。
对经过成型和养护的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为28mpa，抗折强度为6.7mpa，体积膨胀率为0.023%。制成后第28天测定，抗压强度为30mpa，抗折强度为6.9mpa，体积膨胀率为0.025%，透水系数为1.7×10-2cm/s，24h污染物透过率为3.2%。
实施例2
取细磨钢渣22.75kg，水泥42.25kg，分子筛废料14.63kg，砂子17.87kg，酒石酸钠2.5kg，水8kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.05mm，比表面积为350m2/g，f-cao含量为1.8%；分子筛废料平均粒径为2.0mm，比表面积为415m2/g。制砖过程成型压力为22mpa，成型后蒸汽养护温度为65℃，养护时间为36h。
对经过成型和养护的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为33mpa，抗折强度为6.4mpa，体积膨胀率为0.040%。制成后第28天测定，抗压强度为35mpa，抗折强度为6.9mpa，体积膨胀率为0.043%，透水系数为1.7×10-2cm/s，24h污染物透过率为2.8%。
实施例3
取细磨钢渣31.5kg，水泥38.5kg，分子筛废料15.4kg，砂子12.6kg，酒石酸钠2kg，水9kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.08mm，比表面积为400m2/g，f-cao含量为1.6%；分子筛废料平均粒径为1.0mm，比表面积为475m2/g。制砖过程成型压力为23mpa，成型后蒸汽养护温度为70℃，养护时间为48h。
对经过成型和养护的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为34mpa，抗折强度为6.3mpa，体积膨胀率为0.030%。制成后第28天测定，抗压强度为35mpa，抗折强度为7.0mpa，体积膨胀率为0.040%，透水系数为2.2×10-2cm/s，24h污染物透过率为3.5%。
实施例4
取细磨钢渣44kg，水泥36kg，分子筛废料12.0kg，砂子6.47kg，酒石酸钠1kg，苹果酸钠0.5kg，水7kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.18mm，比表面积为475m2/g，f-cao含量为1.5%；分子筛废料平均粒径为1.4mm，比表面积为295m2/g。制砖过程成型压力为25mpa，成型后蒸汽养护温度为70℃，养护时间为60h。
对经过成型和养护的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为30mpa，抗折强度为6.2mpa，体积膨胀率为0.040%。制成后第28天测定，抗压强度为35mpa，抗折强度为6.9mpa，体积膨胀率为0.040%，透水系数为2.2×10-2cm/s，24h污染物透过率为4.5%。
实施例5
取细磨钢渣55.25kg，水泥29.75kg，分子筛废料9.8kg，砂子4.2kg，酒石酸钠1.0kg，水6.5kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.04mm，比表面积为280m2/g，f-cao含量为1.5%；分子筛废料平均粒径为2.3mm，比表面积为425m2/g。制砖过程成型压力为20mpa，成型后蒸汽养护温度为75℃，养护时间为72h。
对经过成型和养护的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为29mpa，抗折强度为6.0mpa，体积膨胀率为0.020%。制成后第28天测定，抗压强度为34mpa，抗折强度为6.8mpa，体积膨胀率为0.030%，透水系数为2.5×10-2cm/s，24h污染物透过率为4.8%。
实施例6
取细磨钢渣63.75kg，水泥21.25kg，分子筛废料10kg，砂子4.35kg，酒石酸钠0.5kg，水8.5kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.06mm，比表面积为375m2/g，f-cao含量为1.6%；分子筛废料平均粒径为2.4mm，比表面积为280m2/g。制砖过程成型压力为25mpa，成型后蒸汽养护温度为55℃，养护时间为72h。
对经过成型和养护的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为32mpa，抗折强度为6.5mpa，体积膨胀率为0.030%。制成后第28天测定，抗压强度为35mpa，抗折强度为6.9mpa，体积膨胀率为0.040%，透水系数为2.2×10-2cm/s，24h污染物透过率为4.5%。
对比例1
取细磨钢渣22.75kg，水泥42.25kg，砂子35kg，酒石酸钠2.5kg，水8kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.05mm，比表面积为350m2/g，f-cao含量为1.8%。制砖过程成型压力为22mpa，成型后蒸汽养护温度为65℃，养护时间为36h。
对经过成型和养护的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为33mpa，抗折强度为6.4mpa，体积膨胀率为0.040%。制成后第28天测定，抗压强度为35mpa，抗折强度为6.9mpa，体积膨胀率为0.043%，透水系数为1.7×10-2cm/s，24h污染物透过率为84%。
对比例2
取细磨钢渣44kg，水泥36kg，分子筛废料12.0kg，砂子6.47kg，酒石酸钠1kg，苹果酸钠0.5kg，水7kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.18mm，比表面积为475m2/g，f-cao含量为1.5%；分子筛废料平均粒径为1.4mm，比表面积为295m2/g。制砖过程成型压力为25mpa，成型后不经蒸气养护。
对经过成型的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为21mpa，抗折强度为4.2mpa，体积膨胀率为0.090%。制成后第28天测定，抗压强度为15mpa，抗折强度为3.9mpa，体积膨胀率为0.092%，透水系数为2.2×10-2cm/s，24h污染物透过率为8.2%。
对比例3
取细磨钢渣63.75kg，水泥21.25kg，分子筛废料10kg，砂子4.35kg，酒石酸钠0.5kg，水8.5kg，混合后作为制砖原料。其中细磨钢渣平均粒径为0.06mm，比表面积为375m2/g，f-cao含量为1.6%；分子筛废料平均粒径为2.4mm，比表面积为280m2/g。制砖成型过程中不经过加压，成型后蒸汽养护温度为55℃，养护时间为72h。
对经过成型和养护的成品砖进行性能测定。在制成后第3天测定，抗压强度为18mpa，抗折强度为3.5mpa，体积膨胀率为0.090%。制成后第28天测定，抗压强度为17mpa，抗折强度为3.9mpa，体积膨胀率为0.095%，透水系数为2.1×10-2cm/s，24h污染物透过率为7.3%。