基本信息
- 項目名稱：
- 固體廢棄物制作環(huán)保陶瓷透水磚
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 以固體廢棄物為研究對象，對污泥成分進行定性分析和研究。以糖濾泥作為成孔劑、廢陶瓷作為骨料、粘土作為粘結劑，將糖濾泥、粉煤灰、粘土和廢陶瓷按一定比例混合，進行燒結，制成綠色環(huán)保透水磚。 對該透水磚進行實驗室測定，得出最優(yōu)制作工藝和條件，并測定出該磚的各項性能，得出實驗結果。 通過對實驗結果的研究分析，固體廢棄物研制綠色環(huán)保透水磚是可行性的，這為廢棄物的回收利用提供了一定實驗基礎。
- 詳細介紹：
- 透水磚的配方設計要滿足廢物利用率高、能耗低、對環(huán)境污染小、生產工藝簡單、產品保水性的要求，以及保證透水性好、防滑、耐磨、抗壓、抗折強度能滿足道路磚標準等。本磚采用配方：糖濾泥含量15%、粉煤灰含量20%、吉林水曲柳35%、廢陶瓷含量20%、污泥含量5%、玻璃粉5%；工藝條件：燒成溫度是1100℃、保溫時間為30min。燒制出來的透水磚吸水率為24.50%、孔隙率為34.81%、彎曲強度為14.33MPa。 糖濾泥中主要成分是碳酸鈣。此外還含有鎂、鐵、鋁、硅等氧化物及有機物，在制作透水磚的過程中起著成孔劑的作用，適量加入糖濾泥不但能起到成孔作用，同時還起到了熔劑作用，使產品的強度有了明顯的提高，但是加入過多則會起到相反的作用。通過對糖濾泥進行煅燒。隨著煅燒溫度的升高，糖濾泥中有機物碳化和燃燒。當溫度繼續(xù)升高，碳酸鈣開始分解，隨煅燒溫度的升高和保溫時間的延長，碳酸鈣分解更完全。將糖濾泥與一定量的廢陶瓷、粘土和粉煤灰混合，在一定的工藝條件下燒結。由于碳酸鈣分解放出二氧化碳以及有機物碳化和燃燒，產生氣體，使得燒結的制品具有一定的孔隙率。加入的廢陶瓷是顆粒料，它也是制作透水磚的主要原料，同時是制作透水磚的骨料，對產品的成型性能、燒成性能及理化性能影響都很大。加入粘土主要是為了滿足產品的成形性能要求，其次是為了滿足產品燒成過程中和燒成后的強度、結構的要求。粘土中含有鋁、硅等氧化物，在溫度達到一定時，發(fā)生化學反應，生成莫來石晶體和鈣長石。粉煤灰是粉狀料，是原料中的輔料，主要有兩種作用，一是起到助熔作用，降低燒成溫度；二是提前熔化，使粘結劑(粘土)在燒成分解時產生對骨料(廢陶瓷)的粘結作用，減弱因粘結劑分解后失去。這樣研制的環(huán)保透水磚不僅帶有一般透水磚的透水性能，而且還具有一定陶瓷材料的性能，例如強度，耐磨度。 本課題小組在參考借鑒國內外科研成果的前提下，利用固體廢棄物如糖濾泥、粉煤灰、建筑垃圾、工業(yè)廢渣、城市污泥、江河淤泥、少量粘土、石英以及城市垃圾、木屑等各種成孔劑生產和制備環(huán)保陶瓷透水磚，該產品研制成功，將達到國內先進水平！
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目的：使目前日益增加的工業(yè)廢渣得以利用，減輕環(huán)境負荷，使雨水或城市用水迅速滲透地下，調節(jié)城市氣候、減少城市水資源流失。 思路：透水磚的配方設計要滿足廢物利用率高、能耗低、對環(huán)境污染小、生產工藝簡單、產品保水性的要求，以及保證透水性好、防滑、耐磨、抗壓、抗折強度能滿足道路磚標準等。根據(jù)實驗總結，最終選用糖濾泥作為成孔劑，廢陶瓷作為骨料，粘土作為粘結劑。 創(chuàng)新：利用建筑垃圾和工業(yè)廢渣等固體廢棄物為原料，制作綠色環(huán)保陶瓷透水磚。達到廢物利用、凈化空氣、降低噪音、改善水質等目的；城市垃圾、木屑等作為低溫成孔劑，糖濾泥作為高溫成孔劑；陶瓷透水磚透水性強，強度高，使用壽命長。 技術關鍵：糖濾泥、城市垃圾、木屑等作為成孔劑的加入量以及透水孔的形成機理和大小的控制是技術關鍵。為了提高產品的透水性，但要控制成孔劑的加入量以獲得良好的產品成形性能和干燥強度，并避免產生黑芯等缺陷。 技術指標： 透水磚的外觀質量、尺寸偏差、力學性能、物理性能等技術要求應符合建材行業(yè)標準《透水磚》（JC/T945）的規(guī)定，其中如下：透水系數(shù) > 0.5mm/s，抗壓強度 > 35Mpa，抗凍標號 > 25次，抗折強度 > 6Mpa，磨抗長度 > 35mm；吸水率約為25%。
科學性、先進性
- （1）使日益增加的工業(yè)廢渣得以利用，減輕環(huán)境負荷，體現(xiàn)低碳環(huán)保主題。 （2）綠色環(huán)保透水磚透氣透水，凈化空氣，吸收噪音，改善水質，可以平衡城市生態(tài)系統(tǒng)。 （3)采用低溫成孔劑和高溫成孔劑的共同作用，不僅能實現(xiàn)固體廢棄物的綜合化利用，還能實現(xiàn)更好的透水性。 (4)工藝簡單，成本低，糖濾泥起成孔作用；廢陶瓷是骨料，對產品的成型性能、燒成性能影響很大；粘土是為了滿足產品的成形性能要求；粉煤灰是輔料，主要有兩種作用，一是起到助熔作用，降低燒成溫度；二是提前熔化，使粘土在燒成時產生對骨料的粘結作用。
獲獎情況及鑒定結果
- 2010年印信通低碳環(huán)保（遼寧賽區(qū)）創(chuàng)意大賽中躋身于前20名行列，并獲得了優(yōu)秀獎。
作品所處階段
- 實驗室階段。
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物。
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 本產品透水磚利用各種工業(yè)廢棄物與少量粘土制成，主要針對于大連市各街道路面雨天或發(fā)水時期不能很好的將水返回到地下，從而造成水資源的浪費以及公用排水管網(wǎng)負擔過重，引起社會大眾的不便。同時大連也是一個水資源缺乏的城市，為此大連市政府對于大連市的環(huán)保事業(yè)非常重視，倡導地毯環(huán)保的事業(yè)，如何改變雨天街道存水情況以及雨水回收是急需解決的問題之一。目前透水磚的事業(yè)在大連尚未成熟和推廣，是需要但還未滿足的市場。 目前，隨著建設節(jié)約型社會和走可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略需要，國內許多科研單位和生產廠家加入到此類產品的研發(fā)行列，全國許多城市在道路擴建工程中大量使用具有滲水功能的滲水磚和迅速自然下排雨水的透水磚，其行業(yè)發(fā)展狀況十分紅火。 我國的一些大中城市在政府部門的重視和引導下,透水性材料（透水磚）已開始鋪設。如上海世博會園區(qū)地面，北京長安街步行道，西安大明宮國家遺址公園等均鋪設了新型透水磚并取得了良好的環(huán)保效果及社會反響。但耗費成本較高。本產品充分利用廢物，降低成本，經濟效益較高。
同類課題研究水平概述
- 2001年佛山市樂華陶瓷有限公司(中外合資)公司又發(fā)明了一種側、底面透水磚的制造方法。其特點是采用兩種不同的原料進行二次布料。用這種方法制造的透水磚不僅透水性能良好，而且耐磨性很高?？裳娱L其作為地面磚的使用壽命。2001年佛山一家陶瓷企業(yè)也開發(fā)了一種適用于需要迅速排除雨水的廣場、道路等公共場所排水系統(tǒng)的鋪面陶瓷透水磚。 近年來，陜西、河南、山東、河北等地相繼出現(xiàn)了一些生產陶瓷透水磚的企業(yè)，但生產規(guī)模均較小，多數(shù)沒有連續(xù)生產。我國煙臺等地都有全自動化生產非陶瓷透水磚的進口生產線，但現(xiàn)在還沒有透水磚的國家標準。目前，行業(yè)標準已由成陽陶瓷研究設計院和西安墻體材料研究設計院聯(lián)合起草并通過了審議。 在一些發(fā)達的國家，采用透水性材料(混凝土或磚)鋪筑各種場地和路面,增大透水透氣面積，有效緩解城市不透水硬化地面對城市生態(tài)造成的負面影響,使城市與自然協(xié)調發(fā)展、維護生態(tài)平衡的可持續(xù)發(fā)展。我國，一些大中城市在政府部門的重視和引導下,透水性材料（透水磚）已開始鋪設。例如：上海，深圳，福建等。 近期，透水磚已成為國內外開發(fā)的熱點。日本利用硅藻土、粉煤灰、礦渣和廢陶瓷為原料，研制出透水性良好的鋪路磚。這種磚已投放市場，廣泛用于城市道路、庭園和別墅的小道。國內一公司通過優(yōu)選最佳水灰比、集灰比、集料粒徑的工藝參數(shù)，采用振動加壓或其他成型工藝，開發(fā)出28天抗壓強度達35.9MPa，透水系數(shù)為0.02cm/s的透水磚。使用表明，這些透水磚含有連通孔隙，可保證滲透快速下行，直接滲透到地表下，減少因長時間降雨路面路徑流的現(xiàn)象，且保持蓄水功能，在空氣干燥的環(huán)境下，通過蒸發(fā)，其含有的水分透過路面散發(fā)到空氣中，增大空氣濕度，降低地面濕度，調節(jié)周圍環(huán)境。 日本INAX陶瓷透水磚早已投放市場，有嚴格的企業(yè)標準，產生了良好的社會經濟效益。廣東佛山某中日合資企業(yè)生產與日本INAX相同的產品，但產量不大，且?guī)缀跞糠典N到日本，在國內的銷量有限。 由于透水磚屬一種新型生態(tài)產品，具有透水、蓄水、放濕調濕的功能，用于路面能緩解雨水過多對城市路面的壓力和降低城市地表溫度，提高人們在城市里的生活質量，因此大有開發(fā)和應用前景。
