导热型沸石氧化铝陶瓷微珠制备多孔集水海绵砖的方法

摘要

本发明提供导热型沸石氧化铝陶瓷微珠制备多孔集水海绵砖的方法，包括以下步骤：多孔集水海绵砖的配料：水泥15～20wt%、粒径为100～250µm沸石氧化铝开孔空心陶瓷微珠60～75wt%、模数3.2～3.5的硅酸钠 5～15wt%、烧失量1.1%的粉煤灰3～10wt%和聚乙烯醇高吸水树脂纤维0.5～5.0wt%按比例取样并混合均匀，将混合料以0.5～0.7的水灰比调浆，再加入混合料总重量为0.2～1.0%的铝粉膏，铝粉膏水化反应生成气泡，形成多孔膨胀吸水浆液，将制备的膨胀吸水浆液搅拌均匀倒入海绵砖压制机的试模中，经刮平、压制、脱模、晾干，制成多孔集水海绵砖。

说明书

技术领域

本发明涉及导热型沸石氧化铝陶瓷微珠制备多孔集水海绵砖的方法，属于材料技术领。

背景技术

由于厄尔尼诺和拉尼娜现象，我国的气候出现极端的变化，降雨分布极不均匀，南北方旱涝不均，在同一个地区，一年中降雨量也极不均等，缺水已经制约经济的发展和人民生活，合理利用现有的降水，将小区路面、马路、公共休闲广场有效的降水合理收集、储存、利用，缓解干旱缺水季节的用水，意义重大。

发明内容

沸石氧化铝空心微珠作为基料，氧化铝耐高温、热稳定性能好，高强度、机械性能好，化学性能好、耐强酸、强碱溶液、有机溶剂和氯化物腐蚀，沸石粒径越小比表面积越大，吸附能力越强，沸石能够吸附水中的氨态氮、有机物和重金属离子，还具有离子交换和耐酸耐热的性能, 调节水的pH值，能够将海绵砖表面的热传导到土壤中，以硅酸钠作为粘结剂，水泥为多孔集水海绵砖增加机械强度和粘结作用，粉煤灰和聚乙烯醇高吸水的树脂纤维是强吸水剂，采用膨胀浆液，降低浆液的密度，制成的多孔集水海绵砖的一个面呈燕尾槽状，多孔集水海绵砖吸收的水分进入燕尾槽，受重力的作用再流入集水管，集水管将多孔集水海绵砖连接在一起，雨水汇集到集水池中。

其技术方案为：导热型沸石氧化铝陶瓷微珠制备多孔集水海绵砖的方法，第一步、多孔集水海绵砖的配料：水泥15～20wt%、粒径为100～250µm沸石氧化铝开孔空心陶瓷微珠60～75wt%、模数3.2～3.5的硅酸钠 5～15wt%、烧失量1.1%的粉煤灰3～10wt%和聚乙烯醇高吸水树脂纤维0.5～5.0wt%，以上各组分的重量百分比之和为100%；

第二步、多孔集水海绵砖膨胀吸水浆液的制备：按第一步的重量百分比取样，先将粒径为100～250µm沸石氧化铝空心陶瓷微珠放入料仓中，由提升机送入布料器，布料器将沸石氧化铝开孔空心陶瓷微珠均匀分布在调速皮带秤上，喷淋器将模数3.2～3.5的硅酸钠均匀喷洒在沸石氧化铝开孔空心陶瓷微珠的外表面，沸石氧化铝开孔空心陶瓷微珠随调速皮带秤进入内螺旋滚筒搅拌器中，使每个沸石氧化铝开孔空心陶瓷微珠的外表面都均匀附着硅酸钠，硅酸钠是无机粘合剂，是亲水型的，粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好，亲水性能不影响粘结性，混合料为水泥15～20wt%、粒径为100～250µm沸石氧化铝开孔空心陶瓷微珠60～75wt%、模数3.2～3.5的硅酸钠 5～15wt%、烧失量1.1%的粉煤灰3～10wt%和聚乙烯醇高吸水树脂纤维0.5～5.0wt%，再将混合料以0.5～0.7的水灰比调浆，灰为混合料，最后加入混合料总重量为0.2～1.0%的铝粉膏，水化反应生成气泡，形成多孔膨胀吸水的浆液，降低海绵砖的重量，聚乙烯醇高吸水树脂纤维具有极强的吸水性，吸水后的海绵砖抗压强度不变；

第三步、导热型多孔集水海绵砖的制备：将第二步制备的膨胀吸水浆液搅拌均匀倒入海绵砖压制机的试模中，按1.2～2.0:1体积比压制，比例1.2～2.0为压制前的体积，比例1为压制后的体积，经刮平、压制、脱模、晾干，制成的多孔集水海绵砖，多孔集水海绵砖的一个面呈燕尾槽状，多孔集水海绵砖吸收的水分进入燕尾槽内，集水管嵌入燕尾槽内，集水管嵌入燕尾槽内的一部分圆弧面为开口状，另一部分圆弧面为封闭状，雨水经过多孔集水海绵砖的汇集，进入燕尾槽内，受重力的作用再流入集水管，集水管将单个多孔集水海绵砖连接在一起，集水管汇集的雨水进入集水池中。

沸石氧化铝开孔空心陶瓷微珠的制备：将粒径80～200µm沸石、200～400µm氧化铝粉按重量比70～85: 15～30混合料搅拌均匀，两种组分的重量百分比之和为100%，混合料按0.5～0.7的水灰比调浆，灰为沸石和氧化铝两种成分组成的混合料，经过离心旋转高速喷射形成微珠，再经600～900℃膨胀、1000～1500℃烧制、快速冷却，形成壁厚50～100µm、粒径100～250µm的沸石氧化铝开孔空心陶瓷微珠，经过高温烧制，形成了改性的沸石氧化铝复合陶瓷抗压微珠，材料的组分不同，改性后材料的化学性质也不同，氧化铝耐高温、热稳定性能好，高强度、机械性能好，化学性能好、耐强酸、强碱溶液、有机溶剂和氯化物腐蚀，沸石粒径越小比表面积越大，吸附能力越强，沸石能够吸附水中的氨态氮、有机物和重金属离子，还具有离子交换和耐酸耐热的性能, 调节水的pH值，能够将海绵砖表面的热传导到土壤中。

硅酸钠的模数至关重要，当模数大于3.5时，随着模数的增大，硅酸钠变硬变脆，粘结性变差，当模数小于3.2时，粘结性下降。

多孔集水海绵砖将蓄积的雨水一部分通过集水管汇集到集水池中，另一部分渗入到土壤中，增加土壤水分含量，在夏天高温季节，多孔集水海绵砖还能将表面的热量传导到土壤中，降低海绵砖地表面的温度，水的热容量大，既能吸热也能放热。

粉煤灰是强吸水剂，经过高温烧结，有较高的活性。

本发明具有以下优点。

1、制备海绵砖所用的材料无机环保材料，对环境不会造成危害，海绵砖可回收能多次使用。

2、制备海绵砖粉煤灰和聚乙烯醇高吸水的树脂纤维是强吸水剂，能吸收海绵砖表面的水分进入内部，达到一定数量时，受重力的作用下落进入集水管内。

3、在混合料中加入铝粉膏，形成多孔膨胀的浆液，降低了浆液的密度。

4、沸石能够吸附水中的氨态氮、有机物和重金属离子，还具有离子交换和耐酸耐热的性能, 调节水的pH值，能够将海绵砖表面的热传导到土壤中。

5、氧化铝耐高温、热稳定性能好，高强度、机械性能好，化学性能好、耐强酸、强碱溶液、有机溶剂和氯化物腐蚀。

附图说明

图1 是本发明实施例的海面砖的轴测结构示意图。

图2是本发明实施例的海面砖的底视结构示意图。

图3 是本发明实施例的单块海绵砖由集水管连接在一起的结构示意图。

其中图中1、海绵砖 2、燕尾槽 3、集水管。

具体实施方式

实施例。

在如图1～3所示的实施例中，导热型沸石氧化铝陶瓷微珠制备多孔集水海绵砖的方法，第一步、沸石氧化铝开孔空心陶瓷微珠的制备：先将粒径100µm沸石、300µm氧化铝按重量比85:15混合料搅拌均匀，混合料按0.6的水灰比调浆，经过离心旋转高速喷射形成微珠，再经820℃膨胀、1150℃高温烧制、快速冷却，形成壁厚80µm，粒径为150µm的沸石氧化铝开孔空心陶瓷微珠。

第二步、多孔集水海绵砖的配料： 取水泥18wt%、粒径为150µm沸石氧化铝开孔空心陶瓷微珠64wt%、模数3.5的硅酸钠 10wt%、烧失量1.1%的粉煤灰4.5wt%、聚乙烯醇高吸水树脂纤维3.5wt%。

第三步、多孔集水海绵砖膨胀吸水浆液的制备：按第一步的重量百分比取样，先将粒径为150µm沸石氧化铝开孔空心陶瓷微珠放入料仓中，由提升机送入布料器，布料器将沸石氧化铝开孔空心陶瓷微珠均匀分布在调速皮带秤上，喷淋器将模数3.5的硅酸钠 均匀喷洒在沸石氧化铝开孔空心陶瓷微珠的外表面，随调速皮带秤进入内螺旋滚筒搅拌器，将混合料以0.55的水灰比调浆，再加入混合料总重量为0.5%的铝粉膏，水化反应生成气泡，形成多孔膨胀吸水浆液，降低海绵砖的重量，聚乙烯醇高吸水树脂纤维具有极强的吸水性，吸水后的海绵砖抗压强度不变，沸石具有吸附性，能够吸附水中的氨态氮、有机物和重金属离子，还具有离子交换和耐酸耐热的性能, 调节水的pH值，能够将海绵砖表面的热传导到土壤中。

第四步、吸附型多孔集水海绵砖的制备：将第二步制备的膨胀吸水浆液搅拌均匀倒入海绵砖压制机的试模中，按1.3: 1的体积比压制，经刮平、压制、脱模、晾干，制成多孔集水海绵砖1，多孔集水海绵砖1的一个面呈燕尾槽2状，多孔集水海绵砖1吸收的水分进入燕尾槽2内，在燕尾槽2内安装着集水管3，雨水经过多孔集水海绵砖1的汇集，进入燕尾槽2内，受重力的作用再流入集水管3，集水管3将单个多孔集水海绵砖1连接在一起，集水管3汇集的雨水进入集水池中，经过沉淀、过滤，再次使用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例，凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明型技术方案的保护范围。