一种微晶透水砖及其制备方法与流程

本发明涉及无机建筑材料领域，尤其涉及一种微晶透水砖及其制备方法。
背景技术：
：目前，如广场、商业街、人行道等城市公共场合地面材料大多是由花岗岩、大理石、釉面砖、水泥和柏油等不透水的材质铺设，而研究表明不透水的地面材料对城市环境具有较大的负面影响。因为不透水地面会阻止雨水进入地下，同时造成严重的积水影响，并且在雨量较大时还会加重城市排水设施负担，雨水的大量流失导致地下水位难以回升，直接影响到城市植被的健康，使得城市中的地表植物难以正常生长，加重市政绿化负担；城镇地面大量硬化使地面降水无法入渗土地并隔绝水汽热能交换，导致城市内涝及热岛效应时有发生。因此国家在公共场合的室外场地铺装中，明确提出要推广透水材料，《绿色建筑评价标准》(gbt50378-2006)中指出公共建筑方面“室外透水地面面积比大于等于40％”，在住宅区“室外透水地面面积比大于等于45％”。因为，增强地面透水能力，对储留地下水、涵养草木、降尘、防噪、净化空气、调节气候等都起着十分积极的作用。为了解决这个问题，市场上涌现了不同种类的透水砖，主要可以分为烧结陶瓷透水砖、再生骨料透水砖、普通混凝土透水砖三大类，这几种材料各有利弊，但都存在“吸水”问题，有研究表明“吸水”不等于“透水”，这类“吸水”材料如同一块面包或海绵，它们会先吸收水分是先“喂饱”自身干渴的腹体，当达到吸收极限后，水分才会开始渗透，如果停止继续供应水分，水分只会被全部保存在砖体内，不会下渗；并且这几类透水砖主要是通过毛细现象进行水分的传导，空气中漂浮的粉尘、以及雨水中饱含的我们肉眼看不见的微尘，尘埃随着雨珠钻进砖体内毛细管道，被吸附在砖体内膜上，无法随着水汽蒸发而残留体内，积少成多，堵塞砖体内毛细管道造成透水失效，因此该类材料在服役2年后透水性能只有最初的一半不到，并且会随着时间推移而加剧，而在灰尘较大的地区这个问题更为明显。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是现有的透水砖自身并不具备优异的拒水性，现有技术也未有利用尾渣含钙量低于0.7％的青石粉生产微晶透水砖的技术手段，直接透水效果不良，容易堵塞、在透水过程中同时还吸水。本发明提供一种微晶透水砖，所述微晶透水砖为微晶透水层，所述微晶透水层为带有通孔多孔结构的透水层。优选地，所述微晶透水层为微晶玻璃材料，原料主要为青石粉。优选地，所述微晶玻璃材料的原料为青石粉制备的基础玻璃颗粒、发泡剂、张力改性剂、强度改性剂、减水剂、甲基纤维素、配体增强剂、氯化铵和水。优选地，所述青石粉制备的基础玻璃颗粒的原料为青石粉、硅源改性剂、白云石、钠长石和硼酸。优选地，所述微晶透水层的密度为1250-1900kg/m3，孔径为0.1-1mm，厚度为10-120mm。一种所述的微晶透水砖的制备方法，具体步骤如下：1)基础玻璃制备：按质量百分比将青石粉58-68％，硅源改性剂8-14％，白云石10-16％、钠长石7-12％、硼酸1-3％配料并混合均匀，粗磨至12目-80目，投入熔窑在1570℃下熔制2小时，之后进行水淬处理，得到基础玻璃颗粒；2)透水层原料制备：将步骤1)中得到的基础玻璃颗粒进行研磨筛选，得到粒度200目以上的粉料，按质量百分比将基础玻璃粉料100％、发泡剂0.1-3％、张力改性剂0.1-1.5％、强度改性剂0.05-1％、减水剂1.2％、甲基纤维素1.7％、体增强剂0.9％、氯化铵1.5％配料，然后加水混合得到比重为1.63-1.68的浆料，通过喷雾干燥及陈腐24小时得到水分的质量百分比为4％的透水层原料；3)压坯布料：将步骤2)中得到的透水层原料按照所需厚度铺设在耐火模具中，通过压机进行压坯后连同耐火模具送入窑炉进行热处理；5)对压坯进行的热处理工艺包括预热、核化、发泡晶化、稳泡、退火冷却五步；6)冷加工处理：将烧成板按照产品需求尺寸进行切割，最终得到微晶透水砖。优选地，步骤1)所述按质量百分比为将青石粉65.4％，硅源改性剂11.7％，白云石12.8％，钠长石8.6％，硼酸1.5％。优选地，所述硅源改性剂为石英砂、水洗砂、机制砂、风积沙、河沙、海沙中的一种或多种；所述发泡剂为碳化硅、轻钙粉、重钙粉、氢化钛、碳酸镁、碳酸钠、二氧化锰中的一种或多种，所述张力改性剂为硼酸、硼砂、四氟化硅、锂辉石、萤石粉中的一种或多种，所述强度改性剂为二氧化钛、氧化锆、氧化镍中的一种或多种。优选地，步骤5)的热处理工艺具体如下所示：①预热：将耐火模具升温至580-640℃进行预热处理，保温0.1-3h；②核化：在预热处理后耐火模具继续升温至860-940℃进行核化处理，保温0.1-3h；③发泡晶化：在核化处理后耐火模具继续升温至1120-1180℃进行发泡晶化处理，保温0.5-5h；④稳泡：在发泡晶化处理后耐火模具降温至520-680℃进行稳泡处理，保温0.1-2h；⑤退火冷却：在稳泡处理后耐火模具继续降温至100℃以下出炉制得烧成板。优选地，所述青石粉化学成分为：二氧化硅63-71％，氧化铝17-20％，氧化钙0-1％，氧化镁2-6％，氧化铁1-7％，氧化钾1-3％，氧化钠2-7％，其他＜5％。本发明的上述技术方案的有益效果如下：本发明提供一种微晶透水砖及其制备方法，这种微晶透水砖的特点有：砖体材料为微晶玻璃材料，具有优异的拒水性，自身不会吸水而是通过蜂窝状的开孔结构将雨水、积水导入地下；并且微晶玻璃具有优异的机械强度，不同密度的微晶透水砖的抗压强度为41.7-89.1mpa，均能满足《透水砖行业标准》(jct945-2005)中透水砖抗压强度的行业标准，能够达到长期服役不易碎裂的效果。本发明提供了一种利用青石粉生产微晶透水砖的工艺方法，能有效缓解青石粉尾矿带来的环境问题，且透水过程并不吸水，抗压强度优良，透水率高，不易堵塞，利于工业生产和使用。附图说明下面将结合本专利实施例中的附图，对本专利实施例中的技术方案进行进一步说明。图1为本发明一种微晶透水砖的剖面结构示意图。其中：1、微晶透水层。具体实施方式为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本发明要解决的技术问题是如何将四氯化钛的制备与二氧化钛氯化的两步过程集成为一步作业以有效提高空间的利用率、减少环境的二次污染和最终降低海绵钛的生产成本。为解决上述技术问题，如图1所示，本发明提供一种微晶透水砖，所述微晶透水砖为微晶透水层1，微晶透水层1为带有通孔多孔结构的透水层。微晶透水层1为微晶玻璃材料，原料主要为青石粉。所述微晶玻璃材料的原料为青石粉制备的基础玻璃颗粒、发泡剂、张力改性剂、强度改性剂、减水剂、甲基纤维素、配体增强剂、氯化铵和水。所述青石粉制备的基础玻璃颗粒的原料为青石粉、硅源改性剂、白云石、钠长石和硼酸。微晶透水层1的密度为1250-1900kg/m3，孔径为0.1-1mm，厚度为10-120mm。一种所述的微晶透水砖的制备方法，具体步骤如下：1)基础玻璃制备：按质量百分比将青石粉58-68％，硅源改性剂8-14％，白云石10-16％、钠长石7-12％、硼酸1-3％配料并混合均匀，粗磨至12目-80目，投入熔窑在1570℃下熔制2小时，之后进行水淬处理，得到基础玻璃颗粒；2)透水层原料制备：将步骤1)中得到的基础玻璃颗粒进行研磨筛选，得到粒度200目以上的粉料，按质量百分比将基础玻璃粉料100％、发泡剂0.1-3％、张力改性剂0.1-1.5％、强度改性剂0.05-1％、减水剂1.2％、甲基纤维素1.7％、体增强剂0.9％、氯化铵1.5％配料，然后加水混合得到比重为1.63-1.68的浆料，通过喷雾干燥及陈腐24小时得到水分的质量百分比为4％的透水层原料；3)压坯布料：将步骤2)中得到的透水层原料按照所需厚度铺设在耐火模具中，通过压机进行压坯后连同耐火模具送入窑炉进行热处理；5)对压坯进行的热处理工艺包括预热、核化、发泡晶化、稳泡、退火冷却五步；6)冷加工处理：将烧成板按照产品需求尺寸进行切割，最终得到微晶透水砖。所述硅源改性剂为石英砂、水洗砂、机制砂、风积沙、河沙、海沙中的一种或多种；所述发泡剂为碳化硅、轻钙粉、重钙粉、氢化钛、碳酸镁、碳酸钠、二氧化锰中的一种或多种，所述张力改性剂为硼酸、硼砂、四氟化硅、锂辉石、萤石粉中的一种或多种，所述强度改性剂为二氧化钛、氧化锆、氧化镍中的一种或多种。步骤5)的热处理工艺具体如下所示：①预热：将耐火模具升温至580-640℃进行预热处理，保温0.1-3h；②核化：在预热处理后耐火模具继续升温至860-940℃进行核化处理，保温0.1-3h；③发泡晶化：在核化处理后耐火模具继续升温至1120-1180℃进行发泡晶化处理，保温0.5-5h；④稳泡：在发泡晶化处理后耐火模具降温至520-680℃进行稳泡处理，保温0.1-2h；⑤退火冷却：在稳泡处理后耐火模具继续降温至100℃以下出炉制得烧成板。特别地，所述青石粉化学成分为：二氧化硅63-71％，氧化铝17-20％，氧化钙0-1％，氧化镁2-6％，氧化铁1-7％，氧化钾1-3％，氧化钠2-7％，其他＜5％。具体的微晶透水砖制备方法结合以下实施例和附图进行说明：表1基础玻璃成分配比具体实施例青石粉硅源改性剂白云石钠长石硼酸实施例1581414.5121.5实施例26881392实施例365.411.712.88.61.5实施例465.411.712.88.61.5实施例565.411.712.88.61.5表2透水层核心料配比及保水层与透水层厚度表3各实施例样品性能检测指标表4硅源改性剂、发泡剂、张力改性剂强度改性剂的成分选择和配比表5青石粉的成分选择具体实施例二氧化硅氧化铝氧化钙氧化铁氧化镁氧化钾氧化钠其他实施例164.219.70.584.33.721.93.162.44实施例267.8418.580.672.943.911.372.841.85实施例366.7818.210.533.852.132.112.244.15实施例468.8117.670.363.322.941.772.462.67实施例568.5418.110.492.714.151.213.761.03实施例一：一种所述的微晶透水砖的制备方法，具体步骤如下：1)基础玻璃制备：将原料按如表1所示进行配料并混合均匀，粗磨至12目，投入熔窑在1570℃下熔制2小时，之后进行水淬处理，得到基础玻璃颗粒；2)透水层原料制备：将步骤1)中得到的基础玻璃颗粒进行研磨筛选，得到粒度200目以上的粉料，透水层核心原料配比如表2所示进行配料，再加入占基础玻璃粉料质量比1.2％的减水剂、1.7％的甲基纤维素、0.9％的体增强剂、1.5％的氯化铵配料，然后加水混合得到比重为1.63的浆料，通过喷雾干燥及陈腐24小时得到水分的质量百分比为4％的透水层原料；3)压坯布料：将步骤2)中得到的透水层原料按照所需厚度铺设在耐火模具中，通过压机进行压坯后连同耐火模具送入窑炉进行热处理；5)对压坯进行的热处理工艺包括预热、核化、发泡晶化、稳泡、退火冷却五步；6)冷加工处理：将烧成板按照产品需求尺寸进行切割，最终得到微晶透水砖。其中，硅源改性剂、发泡剂、张力改性剂强度改性剂的成分选择和配比如表4所示。其中，所述青石粉化学成分如表5所示。其中，步骤5)的热处理工艺具体如下所示：①预热：将耐火模具升温至640℃进行预热处理，保温0.1h；②核化：在预热处理后耐火模具继续升温至940℃进行核化处理，保温0.1h；③发泡晶化：在核化处理后耐火模具继续升温至1180℃进行发泡晶化处理，保温0.5h；④稳泡：在发泡晶化处理后耐火模具降温至680℃进行稳泡处理，保温0.1h；⑤退火冷却：在稳泡处理后耐火模具继续降温至100℃以下出炉制得烧成板。最终制备产品性能如表3所示。实施例二：一种所述的微晶透水砖的制备方法，具体步骤如下：1)基础玻璃制备：将原料按如表1所示进行配料并混合均匀，粗磨至12目，投入熔窑在1570℃下熔制2小时，之后进行水淬处理，得到基础玻璃颗粒；2)透水层原料制备：将步骤1)中得到的基础玻璃颗粒进行研磨筛选，得到粒度200目以上的粉料，透水层核心原料配比如表2所示进行配料，再加入占基础玻璃粉料质量比1.2％的减水剂、1.7％的甲基纤维素、0.9％的体增强剂、1.5％的氯化铵配料，然后加水混合得到比重为1.68的浆料，通过喷雾干燥及陈腐24小时得到水分的质量百分比为4％的透水层原料；3)压坯布料：将步骤2)中得到的透水层原料按照所需厚度铺设在耐火模具中，通过压机进行压坯后连同耐火模具送入窑炉进行热处理；5)对压坯进行的热处理工艺包括预热、核化、发泡晶化、稳泡、退火冷却五步；6)冷加工处理：将烧成板按照产品需求尺寸进行切割，最终得到微晶透水砖。其中，硅源改性剂、发泡剂、张力改性剂强度改性剂的成分选择和配比如表4所示。其中，所述青石粉化学成分如表5所示。其中，步骤5)的热处理工艺具体如下所示：①预热：将耐火模具升温至580℃进行预热处理，保温3h；②核化：在预热处理后耐火模具继续升温至860℃进行核化处理，保温3h；③发泡晶化：在核化处理后耐火模具继续升温至1120℃进行发泡晶化处理，保温5h；④稳泡：在发泡晶化处理后耐火模具降温至520℃进行稳泡处理，保温2h；⑤退火冷却：在稳泡处理后耐火模具继续降温至100℃以下出炉制得烧成板。最终制备产品性能如表3所示。实施例三：一种所述的微晶透水砖的制备方法，具体步骤如下：1)基础玻璃制备：将原料按如表1所示进行配料并混合均匀，粗磨至12目，投入熔窑在1570℃下熔制2小时，之后进行水淬处理，得到基础玻璃颗粒；2)透水层原料制备：将步骤1)中得到的基础玻璃颗粒进行研磨筛选，得到粒度200目以上的粉料，透水层核心原料配比如表2所示进行配料，再加入占基础玻璃粉料质量比1.2％的减水剂、1.7％的甲基纤维素、0.9％的体增强剂、1.5％的氯化铵配料，然后加水混合得到比重为1.67的浆料，通过喷雾干燥及陈腐24小时得到水分的质量百分比为4％的透水层原料；3)压坯布料：将步骤2)中得到的透水层原料按照所需厚度铺设在耐火模具中，通过压机进行压坯后连同耐火模具送入窑炉进行热处理；5)对压坯进行的热处理工艺包括预热、核化、发泡晶化、稳泡、退火冷却五步；6)冷加工处理：将烧成板按照产品需求尺寸进行切割，最终得到微晶透水砖。其中，硅源改性剂、发泡剂、张力改性剂强度改性剂的成分选择和配比如表4所示。其中，所述青石粉化学成分如表5所示。其中，步骤5)的热处理工艺具体如下所示：①预热：将耐火模具升温至600℃进行预热处理，保温2h；②核化：在预热处理后耐火模具继续升温至890℃进行核化处理，保温1.2h；③发泡晶化：在核化处理后耐火模具继续升温至1130℃进行发泡晶化处理，保温4h；④稳泡：在发泡晶化处理后耐火模具降温至580℃进行稳泡处理，保温0.8h；⑤退火冷却：在稳泡处理后耐火模具继续降温至100℃以下出炉制得烧成板。最终制备产品性能如表3所示。实施例四：一种所述的微晶透水砖的制备方法，具体步骤如下：1)基础玻璃制备：将原料按如表1所示进行配料并混合均匀，粗磨至12目，投入熔窑在1570℃下熔制2小时，之后进行水淬处理，得到基础玻璃颗粒；2)透水层原料制备：将步骤1)中得到的基础玻璃颗粒进行研磨筛选，得到粒度200目以上的粉料，透水层核心原料配比如表2所示进行配料，再加入占基础玻璃粉料质量比1.2％的减水剂、1.7％的甲基纤维素、0.9％的体增强剂、1.5％的氯化铵配料，然后加水混合得到比重为1.65的浆料，通过喷雾干燥及陈腐24小时得到水分的质量百分比为4％的透水层原料；3)压坯布料：将步骤2)中得到的透水层原料按照所需厚度铺设在耐火模具中，通过压机进行压坯后连同耐火模具送入窑炉进行热处理；5)对压坯进行的热处理工艺包括预热、核化、发泡晶化、稳泡、退火冷却五步；6)冷加工处理：将烧成板按照产品需求尺寸进行切割，最终得到微晶透水砖。其中，硅源改性剂、发泡剂、张力改性剂强度改性剂的成分选择和配比如表4所示。其中，所述青石粉化学成分如表5所示。其中，步骤5)的热处理工艺具体如下所示：①预热：将耐火模具升温至620℃进行预热处理，保温2h；②核化：在预热处理后耐火模具继续升温至890℃进行核化处理，保温1.2h；③发泡晶化：在核化处理后耐火模具继续升温至1120℃进行发泡晶化处理，保温4h；④稳泡：在发泡晶化处理后耐火模具降温至580℃进行稳泡处理，保温0.8h；⑤退火冷却：在稳泡处理后耐火模具继续降温至100℃以下出炉制得烧成板。最终制备产品性能如表3所示。实施例五：一种所述的微晶透水砖的制备方法，具体步骤如下：1)基础玻璃制备：将原料按如表1所示进行配料并混合均匀，粗磨至12目，投入熔窑在1570℃下熔制2小时，之后进行水淬处理，得到基础玻璃颗粒；2)透水层原料制备：将步骤1)中得到的基础玻璃颗粒进行研磨筛选，得到粒度200目以上的粉料，透水层核心原料配比如表2所示进行配料，再加入占基础玻璃粉料质量比1.2％的减水剂、1.7％的甲基纤维素、0.9％的体增强剂、1.5％的氯化铵配料，然后加水混合得到比重为1.67的浆料，通过喷雾干燥及陈腐24小时得到水分的质量百分比为4％的透水层原料；3)压坯布料：将步骤2)中得到的透水层原料按照所需厚度铺设在耐火模具中，通过压机进行压坯后连同耐火模具送入窑炉进行热处理；5)对压坯进行的热处理工艺包括预热、核化、发泡晶化、稳泡、退火冷却五步；6)冷加工处理：将烧成板按照产品需求尺寸进行切割，最终得到微晶透水砖。其中，硅源改性剂、发泡剂、张力改性剂强度改性剂的成分选择和配比如表4所示。其中，所述青石粉化学成分如表5所示。其中，步骤5)的热处理工艺具体如下所示：①预热：将耐火模具升温至610℃进行预热处理，保温2h；②核化：在预热处理后耐火模具继续升温至890℃进行核化处理，保温1.2h；③发泡晶化：在核化处理后耐火模具继续升温至1140℃进行发泡晶化处理，保温4h；④稳泡：在发泡晶化处理后耐火模具降温至590℃进行稳泡处理，保温0.8h；⑤退火冷却：在稳泡处理后耐火模具继续降温至100℃以下出炉制得烧成板。最终制备产品性能如表3所示。综上可见，本发明提供一种微晶透水砖及其制备方法，这种微晶透水砖的特点有：砖体材料为微晶玻璃材料，具有优异的拒水性，自身不会吸水而是通过蜂窝状的开孔结构将雨水、积水导入地下；并且微晶玻璃具有优异的机械强度，不同密度的微晶透水砖的抗压强度为41.7-89.1mpa，均能满足《透水砖行业标准》(jct945-2005)中透水砖抗压强度的行业标准，能够达到长期服役不易碎裂的效果。总之，本发明提供了一种利用青石粉生产微晶透水砖的工艺方法，能有效缓解青石粉尾矿带来的环境问题，且透水过程并不吸水，抗压强度优良，透水率高，不易堵塞，利于工业生产和使用。以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，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。当前第1页12