本发明涉及建筑材料
技术领域：
，具体涉及铝矿废渣陶瓷透水砖及其制备工艺。
背景技术：
：我国有色金属冶炼废料和陶瓷工业废料的处理与利用程度较低，如何处理和利用金属冶炼废料和陶瓷工业废料，变废为宝，已成为社会共同关注的课题。铝矿渣又称赤泥，赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0-2.0吨赤泥。中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。赤泥一般含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，因而得名。但有的因含氧化铁较少而呈棕色，甚至灰白色。铝土矿中铝含量高的，采用拜尔法炼铝，所产生的赤泥称拜尔法赤泥；铝土矿中铝含量低的，用烧结法或用烧结法和拜尔法联合炼铝，所产生的赤泥分别称为烧结法赤泥或联合法赤泥。透水砖铺设人行道、停车场、城市广场可使雨水迅速渗入地下，即可减轻城市排水和防洪压力，又可补充土壤水和地下水，保持土壤湿度，改善城市小气候，缓解城市热岛效应，对建设“海绵城市”具有良好的效果。因此，利用工业废料生产陶瓷透水砖既能减少污染，实现废物再生利用，又能改善生态环境，对促进社会的可持续发展有重要意义。技术实现要素：为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种综合利用工业废渣资源、吸水膨胀率低较的铝矿废渣陶瓷透水砖。该铝矿废渣陶瓷透水砖在底料中添加低温烧成铝矿废渣、以降低整体透水砖的烧成温度，有效降低了加工能耗、更加低碳环保；同时铝矿废渣的烧结度高、得到的底砖具有较佳的强度，烧结时，铝矿废渣易产生微孔洞结构，有效地提高了底砖的透水系数，提高了工业废渣的利用率，降低生产成本。本发明的目的之二在于提供该铝矿废渣陶瓷透水砖的制备工艺。本发明的目的之一采用如下技术方案实现：一种铝矿废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；其中，底料由按重量份的以下组分制成：补足100份的陶瓷废料、5-8份的粘结剂、2-4份的水和5-20份的铝矿废渣；其中，陶瓷废料由15-30份16目以上陶瓷废料和余量的6-16目的陶瓷废料组成；所述铝矿废渣的粒径为16-200目；所述面料由按重量份计的以下组分制成：补足100份的陶瓷废料、4-10份粘结剂和2-4份水。即铝矿废渣陶瓷透水砖通过在底料中添入部分的铝矿废渣，从而提高透水砖的烧成性，表现在烧成温度的降低和烧成强度上的加强、烧成后孔隙率的提高。铝矿废渣的添入有效了生产成本。更进一步地，该透水砖的底料中，使用铝矿渣部分替代陶瓷废料中的16目以上的陶瓷废料进行配级，使底料在透水率和强度之间保持一个较佳的平衡。进一步地，所述底料中，陶瓷废料由5-14份30目以上、10-16份16-30目、23-34份10-16目和余量的6-10目的陶瓷废料组成。即本申请中，铝矿废渣与该配级的陶瓷废料进行匹配，从而在透水率、烧结强度之间保持一个较佳的平衡。进一步地，所述面料中，陶瓷废料由46-76份的16-30目的陶瓷废料和余量的10-16目的陶瓷废料组成。进一步地，粘结剂为无机硅酸盐类粘结剂，粒径为200目以上。粘结剂提供成型粘结和强度支撑。其用量过大时，虽然能有效增加强度，但是将造成孔隙堵塞，从而使透水砖的透水率降低；而用量过小时，透水砖粘结强度不够，难以成型。进一步地，所述粘结剂的粘度为600-800cps。进一步地，所述底料由5-7份粘结剂、3-4份水、5-15份铝矿废渣、补足100份的陶瓷废料制成；其中，陶瓷废料由4.5-12.5份30目以上、11-16份16-30目、23-35份10-16目和余量的6-10目的陶瓷废料制成。进一步地，所述面料由4-6份粘结剂、2-4份水、38-42份16-30目的陶瓷废料和补足100份的10-16目陶瓷废料。本发明的目的之二采用如下技术方案实现：一种如上述的铝矿废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；2)配料：将陶瓷废料配级后，加水拌匀，加入粘结剂和铝矿废渣，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，加水和粘结剂，混匀得到面料；3)成型：将底料铺设厚度为40-70mn的布底层；将面料铺设成厚度为15-30mm的面料层，于9000-12000kn的压力下压制成型；4)烧成：于1100-1200℃烧成2-6h，冷却，得到铝矿废渣陶瓷透水砖。进一步地，步骤2)中，在搅拌陶瓷废料的条件下，以喷雾形式加入水、筛入粘结剂。相对于水和粘结剂预混或先后加入的方式，采用喷雾形式加水、筛入粘结剂的方式可使水和粘结剂均匀地分布在陶瓷废料上，粘结剂不易成团，从而易形成均匀的粘结，提高透水砖的整体强度和透水率。进一步地，压制至体积为原体积的40-60％。相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供的铝矿废渣陶瓷透水砖，将铝矿废渣添加于底料中，可使烧成温度降低20-50℃，有效节能降耗，有效增加产量，降低生产成本；同时铝矿废渣能有效提高烧结度、提高生产工艺的适应性，有利于保障较高的生产效益，同时提高了产品强度；另外，铝矿废渣在烧结后，可形成微细孔，从而形成疏水通过，有效提高该铝矿废渣的透水系数，提高产品性能。本发明提供的铝矿废渣陶瓷透水砖，采用的主体原料均为废料或废渣等固体废弃物原料，可以有效消化固体废弃物、提高利用率，更加绿色环保；本发明同时利用低温铝矿废渣能有效降低烧成温度，同时提高生产工艺的能耗，降低生产的危险性、提高生产的经济性。本发明提供的制备工艺，其工艺条件可控，粘结剂分布均匀，得到的透水砖的质地均匀性高、强度高，透水性能佳。具体实施方式下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。以下具体实施方式中，所采用的陶瓷废料为市售的陶瓷废料半成品，或是通过收集的陶瓷废料自行进行粉碎得到的；铝矿废渣为铝矿提取氧化铝后的废渣赤泥，具体为拜尔法赤泥。以下具体实施方式中，30目以上应该理解为用30目筛分离得到的过筛组分。以下具体实施例使用的粘结剂为无机硅酸盐类粘结剂，如市售的dc-x2型透水胶粘剂。本发明使用的陶瓷废料为市售的陶瓷废料，其成分与质量百分比示例如下所示：sio2：67.62％、al2o3：19.39％、fe2o3：0.38％、tio2：0.11％、cao：0.72％、mgo：0.8％、k2o：3.38％、na2o：2.81％；烧矢量：4.61％。实施例1：一种铝矿废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；其中，底料由按重量份的以下组分制成：6份粘结剂、3.5份水、5份铝矿废渣、85.5份陶瓷废料；其中，陶瓷废料由12.5份30目以上、16份16-30目、24份10-16目和33份6-10目的陶瓷废料组成；其中，面料由按重量份的以下组分制成：5份粘结剂、3份水、40份16-30目的陶瓷废料和52份10-16目的陶瓷废料；该铝矿废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；2)配料：将陶瓷废料配级后，搅拌陶瓷废料，喷雾加入水、筛入粘结剂，再加铝矿废渣，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，喷雾加入水、筛入粘结剂，混匀得到面料；3)成型：将底料铺设厚度为55mn的布底层；将面料铺设成厚度为25mm的面料层，于11500kn的压力下压制成型至整体厚度为45mm；4)烧成：于1200℃烧成4h，冷却，得到铝矿废渣陶瓷透水砖。实施例2：一种铝矿废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；其中，底料由按重量份的以下组分制成：6份粘结剂、3.5份水、8份铝矿废渣、82.5份陶瓷废料；其中，陶瓷废料由7.5份30目以上、13份16-30目、33份10-16目和29份6-10目的陶瓷废料组成；其中，面料由按重量份的以下组分制成：5份粘结剂、3份水、40份16-30目的陶瓷废料和52份10-16目的陶瓷废料；该铝矿废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；2)配料：将陶瓷废料配级后，搅拌陶瓷废料，喷雾加入水、筛入粘结剂，再加铝矿废渣，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，喷雾加入水、筛入粘结剂，混匀得到面料；3)成型：将底料铺设厚度为55mn的布底层；将面料铺设成厚度为25mm的面料层，于11500kn的压力下压制成型至整体厚度为45mm；4)烧成：于1200℃烧成4h，冷却，得到铝矿废渣陶瓷透水砖。实施例3：一种铝矿废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；其中，底料由按重量份的以下组分制成：6份粘结剂、3.5份水、13份铝矿废渣、77.5份陶瓷废料；其中，陶瓷废料由4.5份30目以上、11份16-30目、34份10-16目和28份6-10目的陶瓷废料组成；其中，面料由按重量份的以下组分制成：5份粘结剂、3份水、40份16-30目的陶瓷废料和52份10-16目的陶瓷废料；该铝矿废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；2)配料：将陶瓷废料配级后，搅拌陶瓷废料，喷雾加入水、筛入粘结剂，再加铝矿废渣，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，喷雾加入水、筛入粘结剂，混匀得到面料；3)成型：将底料铺设厚度为55mn的布底层；将面料铺设成厚度为25mm的面料层，于11500kn的压力下压制成型至整体厚度为45mm；4)烧成：于1200℃烧成4h，冷却，得到铝矿废渣陶瓷透水砖。实施例4：一种铝矿废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；其中，底料由按重量份的以下组分制成：5份粘结剂、3份水、8份铝矿废渣、84.5份陶瓷废料；其中，陶瓷废料由8.5份30目以上、14份16-30目、33份10-16目和29份6-10目的陶瓷废料组成；其中，面料由按重量份的以下组分制成：5份粘结剂、3份水、40份16-30目的陶瓷废料和52份10-16目的陶瓷废料；该铝矿废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；2)配料：将陶瓷废料配级后，搅拌陶瓷废料，喷雾加入水、筛入粘结剂，再加铝矿废渣，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，喷雾加入水、筛入粘结剂，混匀得到面料；3)成型：将底料铺设厚度为55mn的布底层；将面料铺设成厚度为25mm的面料层，于11500kn的压力下压制成型至整体厚度为45mm；4)烧成：于1200℃烧成4h，冷却，得到铝矿废渣陶瓷透水砖。实施例5：一种铝矿废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；其中，底料由按重量份的以下组分制成：7份粘结剂、4份水、8份铝矿废渣、80.5份陶瓷废料；其中，陶瓷废料由6.5份30目以上、12份16-30目、33份10-16目和29份6-10目的陶瓷废料组成；其中，面料由按重量份的以下组分制成：5份粘结剂、3份水、40份16-30目的陶瓷废料和52份10-16目的陶瓷废料；该铝矿废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；2)配料：将陶瓷废料配级后，搅拌陶瓷废料，喷雾加入水、筛入粘结剂，再加铝矿废渣，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，喷雾加入水、筛入粘结剂，混匀得到面料；3)成型：将底料铺设厚度为55mn的布底层；将面料铺设成厚度为25mm的面料层，于11500kn的压力下压制成型至整体厚度为45mm；4)烧成：于1200℃烧成4h，冷却，得到铝矿废渣陶瓷透水砖。对比例1：一种铝矿废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；其中，底料由按重量份的以下组分制成：6份粘结剂、3.5份水和90.5份陶瓷废料；其中，陶瓷废料由13.5份30目以上、14份16-30目、23份10-16目和40份6-10目的陶瓷废料组成；其中，面料由按重量份的以下组分制成：5份粘结剂、3份水、40份16-30目的陶瓷废料和52份10-16目的陶瓷废料；该铝矿废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；2)配料：将陶瓷废料配级后，搅拌陶瓷废料，喷雾加入水、筛入粘结剂，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，喷雾加入水、筛入粘结剂，混匀得到面料；3)成型：将底料铺设厚度为55mn的布底层；将面料铺设成厚度为25mm的面料层，于11500kn的压力下压制成型至整体厚度为45mm；4)烧成：于1200℃烧成4h，冷却，得到铝矿废渣陶瓷透水砖。对比例2：一种铝矿废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；其中，底料由按重量份的以下组分制成：6份粘结剂、3.5份水和90.5份陶瓷废料；其中，陶瓷废料由13.5份30目以上、14份16-30目、23份10-16目和40份6-10目的陶瓷废料组成；其中，面料由按重量份的以下组分制成：5份粘结剂、3份水、40份16-30目的陶瓷废料和52份10-16目的陶瓷废料；该铝矿废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；2)配料：将陶瓷废料配级后，搅拌陶瓷废料，加入水和粘结剂，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，加入水和粘结剂，混匀得到面料；3)成型：将底料铺设厚度为55mn的布底层；将面料铺设成厚度为25mm的面料层，于11500kn的压力下压制成型至整体厚度为45mm；4)烧成：于1200℃烧成4h，冷却，得到铝矿废渣陶瓷透水砖。对比例3：一种铝矿废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；其中，底料由按重量份的以下组分制成：12份粘结剂、6份水、8份铝矿废渣、74份陶瓷废料；其中，陶瓷废料由5.5份30目以上、11份16-30目、31份10-16目和26.5份6-10目的陶瓷废料组成；其中，面料由按重量份的以下组分制成：5份粘结剂、3份水、40份16-30目的陶瓷废料和52份10-16目的陶瓷废料；该铝矿废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；2)配料：将陶瓷废料配级后，搅拌陶瓷废料，喷雾加入水、筛入粘结剂，再加铝矿废渣，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，喷雾加入水、筛入粘结剂，混匀得到面料；3)成型：将底料铺设厚度为55mn的布底层；将面料铺设成厚度为25mm的面料层，于11500kn的压力下压制成型至整体厚度为45mm；4)烧成：于1200℃烧成4h，冷却，得到铝矿废渣陶瓷透水砖。对比例4：一种铝矿废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；其中，底料由按重量份的以下组分制成：3份粘结剂、2份水、8份铝矿废渣、87份陶瓷废料；其中，陶瓷废料由8份30目以上、13份16-30目、32份10-16目和34份6-10目的陶瓷废料组成；其中，面料由按重量份的以下组分制成：5份粘结剂、3份水、40份16-30目的陶瓷废料和52份10-16目的陶瓷废料；该铝矿废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；2)配料：将陶瓷废料配级后，搅拌陶瓷废料，喷雾加入水、筛入粘结剂，再加铝矿废渣，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，喷雾加入水、筛入粘结剂，混匀得到面料；3)成型：将底料铺设厚度为55mn的布底层；将面料铺设成厚度为25mm的面料层，于11500kn的压力下压制成型至整体厚度为45mm；4)烧成：于1200℃烧成4h，冷却，得到铝矿废渣陶瓷透水砖。对比例5：一种铝矿废渣陶瓷透水砖，包括底料和面料；其中，底料由按重量份的以下组分制成：6份粘结剂、3.5份水、30份铝矿废渣和60.5份陶瓷废料；其中，陶瓷废料由5份30目以上、16份16-30目、23份10-16目和16.5份6-10目的陶瓷废料组成；其中，面料由按重量份的以下组分制成：5份粘结剂、3份水、40份16-30目的陶瓷废料和52份10-16目的陶瓷废料；该铝矿废渣陶瓷透水砖的制备工艺，包括以下步骤：1)磨碎：将陶瓷废料研磨后进行筛分，分别通过6目筛、10目筛、16目筛和30目筛，分别得到6-10目、10-16目、16-30目、30目以上的陶瓷废料；2)配料：将陶瓷废料配级后，搅拌陶瓷废料，喷雾加入水、筛入粘结剂，再加铝矿废渣，混匀得到底料；将陶瓷废料配级后，喷雾加入水、筛入粘结剂，混匀得到面料；3)成型：将底料铺设厚度为55mn的布底层；将面料铺设成厚度为25mm的面料层，于11500kn的压力下压制成型至整体厚度为45mm；4)烧成：于1200℃烧成4h，冷却，得到铝矿废渣陶瓷透水砖。性能检测对实施例1-5以及对比例1-2得到的透水砖进行透水系数测试、强度测试和吸水膨胀率，并计算成本，结果如下表所示:表1透水砖的指标对比透水系数[cm/s]强度[mpa]吸水膨胀率[％]烧成温度[℃]对比例12.1×10-23.50.41190对比例22.2×10-22.60.41190对比例31.7×10-24.60.61180对比例42.4×10-22.10.41190对比例54.3×10-24.63.21063实施例12.3×10-23.50.61200实施例22.9×10-24.50.91185实施例34.0×10-25.01.51170实施例42.6×10-24.81.01180实施例53.0×10-24.40.91185结合表1可知，实施例1-5相对于对比例1和2，烧成温度均较大幅度降低，这是由于铝矿废渣的加入，有效地降低了底料的烧成温度，其烧成性能佳也增大了透水砖的强度，同时，烧成后的铝矿废渣具有较多的微孔洞结构，使得到的透水系也增高。对比例2先将粘结剂与水混合后再加至陶瓷废料中，相对于喷雾加水和筛入粘结剂，难以混合均匀，透水砖的强度均有所下降；对比例3中粘结剂用量大，虽然使强度大幅度增大，但是其填充了大部分的孔隙，造成透水系数下降；另外，对比例4的粘结剂用量过小，虽然透水率较高，但是透水砖的粘结强度低导致透水砖的整体强度下降。对比例5的铝矿废渣用量过量，造成透水砖的整体吸水膨胀率过高。上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。当前第1页12