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基本信息

項(xiàng)目名稱：
固體廢棄物制作環(huán)保陶瓷透水磚
小類：
能源化工
簡介：
以固體廢棄物為研究對象，對污泥成分進(jìn)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(jié)劑，將糖濾泥、粉煤灰、粘土和廢陶瓷按一定比例混合，進(jìn)行燒結(jié)，制成綠色環(huán)保透水磚。 對該透水磚進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測定，得出最優(yōu)制作工藝和條件，并測定出該磚的各項(xiàng)性能，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
詳細(xì)介紹：
透水磚的配方設(shè)計(jì)要滿足廢物利用率高、能耗低、對環(huán)境污染小、生產(chǎn)工藝簡單、產(chǎn)品保水性的要求，以及保證透水性好、防滑、耐磨、抗壓、抗折強(qiáng)度能滿足道路磚標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(qiáng)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(jī)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(shí)還起到了熔劑作用，使產(chǎn)品的強(qiáng)度有了明顯的提高，但是加入過多則會(huì)起到相反的作用。通過對糖濾泥進(jìn)行煅燒。隨著煅燒溫度的升高，糖濾泥中有機(jī)物碳化和燃燒。當(dāng)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(shí)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(jié)。由于碳酸鈣分解放出二氧化碳以及有機(jī)物碳化和燃燒，產(chǎn)生氣體，使得燒結(jié)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(shí)是制作透水磚的骨料，對產(chǎn)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(chǎn)品的成形性能要求，其次是為了滿足產(chǎn)品燒成過程中和燒成后的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)的要求。粘土中含有鋁、硅等氧化物，在溫度達(dá)到一定時(shí)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，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(jié)劑(粘土)在燒成分解時(shí)產(chǎn)生對骨料(廢陶瓷)的粘結(jié)作用，減弱因粘結(jié)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(qiáng)度，耐磨度。 本課題小組在參考借鑒國內(nèi)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(chǎn)和制備環(huán)保陶瓷透水磚，該產(chǎn)品研制成功，將達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平！

作品圖片

  • 固體廢棄物制作環(huán)保陶瓷透水磚
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  • 固體廢棄物制作環(huán)保陶瓷透水磚
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

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(fù)荷，使雨水或城市用水迅速滲透地下，調(diào)節(jié)城市氣候、減少城市水資源流失。 思路：透水磚的配方設(shè)計(jì)要滿足廢物利用率高、能耗低、對環(huán)境污染小、生產(chǎn)工藝簡單、產(chǎn)品保水性的要求，以及保證透水性好、防滑、耐磨、抗壓、抗折強(qiáng)度能滿足道路磚標(biāo)準(zhǔn)等。根據(jù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)，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(jié)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(dá)到廢物利用、凈化空氣、降低噪音、改善水質(zhì)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(qiáng)，強(qiáng)度高，使用壽命長。 技術(shù)關(guān)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(jī)理和大小的控制是技術(shù)關(guān)鍵。為了提高產(chǎn)品的透水性，但要控制成孔劑的加入量以獲得良好的產(chǎn)品成形性能和干燥強(qiáng)度，并避免產(chǎn)生黑芯等缺陷。 技術(shù)指標(biāo)： 透水磚的外觀質(zhì)量、尺寸偏差、力學(xué)性能、物理性能等技術(shù)要求應(yīng)符合建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《透水磚》（JC/T945）的規(guī)定，其中如下：透水系數(shù) > 0.5mm/s，抗壓強(qiáng)度 > 35Mpa，抗凍標(biāo)號 > 25次，抗折強(qiáng)度 > 6Mpa，磨抗長度 > 35mm；吸水率約為25%。

科學(xué)性、先進(jìn)性

（1）使日益增加的工業(yè)廢渣得以利用，減輕環(huán)境負(fù)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(zhì)，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(shí)現(xiàn)固體廢棄物的綜合化利用，還能實(shí)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(chǎn)品的成型性能、燒成性能影響很大；粘土是為了滿足產(chǎn)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(shí)產(chǎn)生對骨料的粘結(jié)作用。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)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(jiǎng)。

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段。

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無

作品可展示的形式

實(shí)物。

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

本產(chǎn)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(shí)期不能很好的將水返回到地下，從而造成水資源的浪費(fèi)以及公用排水管網(wǎng)負(fù)擔(dān)過重，引起社會(huì)大眾的不便。同時(shí)大連也是一個(gè)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(dǎo)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(shè)節(jié)約型社會(huì)和走可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略需要，國內(nèi)許多科研單位和生產(chǎn)廠家加入到此類產(chǎn)品的研發(fā)行列，全國許多城市在道路擴(kuò)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?fàn)顩r十分紅火。 我國的一些大中城市在政府部門的重視和引導(dǎo)下,透水性材料（透水磚）已開始鋪設(shè)。如上海世博會(huì)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(shè)了新型透水磚并取得了良好的環(huán)保效果及社會(huì)反響。但耗費(fèi)成本較高。本產(chǎn)品充分利用廢物，降低成本，經(jīng)濟(jì)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(cè)、底面透水磚的制造方法。其特點(diǎn)是采用兩種不同的原料進(jìn)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。可延長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(chǎn)陶瓷透水磚的企業(yè)，但生產(chǎn)規(guī)模均較小，多數(shù)沒有連續(xù)生產(chǎn)。我國煙臺等地都有全自動(dòng)化生產(chǎn)非陶瓷透水磚的進(jìn)口生產(chǎn)線，但現(xiàn)在還沒有透水磚的國家標(biāo)準(zhǔn)。目前，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已由成陽陶瓷研究設(shè)計(jì)院和西安墻體材料研究設(shè)計(jì)院聯(lián)合起草并通過了審議。 在一些發(fā)達(dá)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(fù)面影響,使城市與自然協(xié)調(diào)發(fā)展、維護(hù)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(dǎo)下,透水性材料（透水磚）已開始鋪設(shè)。例如：上海，深圳，福建等。 近期，透水磚已成為國內(nèi)外開發(fā)的熱點(diǎn)。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(nèi)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(dòng)加壓或其他成型工藝，開發(fā)出28天抗壓強(qiáng)度達(dá)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(shí)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(diào)節(jié)周圍環(huán)境。 日本INAX陶瓷透水磚早已投放市場，有嚴(yán)格的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。廣東佛山某中日合資企業(yè)生產(chǎn)與日本INAX相同的產(chǎn)品，但產(chǎn)量不大，且?guī)缀跞糠典N到日本，在國內(nèi)的銷量有限。 由于透水磚屬一種新型生態(tài)產(chǎn)品，具有透水、蓄水、放濕調(diào)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(zhì)量，因此大有開發(fā)和應(yīng)用前景。
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