浅谈我国透水砖的研究现状

2017-05-10金海贾晓林

中国新技术新产品 2017年10期

关键词：研究现状

金海+贾晓林

摘要：本文介绍了透水砖的分类和不同类型透水砖的优缺点，以及我国透水砖从90年代末至今的基本研究状况。

关键词：透水砖；研究现状；透水性能

中图分类号：TU522 文献标识码：A

0.引言

水资源作为人类生存的源泉，在自古至今都受到高度的重视，水资源的可持续发展及循环利用是目前以及未来都需要研究的重要问题。在现在高速发展的社会，城市路面大多数被不透水混凝土路面所取代，导致一些雨水多的城市出现“看海”的问题，而在一些雨水较少的城市地区，雨水无法渗透到土壤里，又经过蒸发流失，导致城市出现了“热岛效应”，城市地下水也得不到及时地补充，使城市的淡水资源缺乏。透水砖可以大大降低城市“看海”和“热岛效应”的现象，雨水从透水砖表层渗透到土壤里，又可以给城市的排水系统减轻负荷。

1.透水砖的分类

透水砖从工艺上主要分为两类，一类是养护型透水砖，将透水砖的原料进行破碎、筛分选取适宜的粒径范围，再加入粘结剂和水等辅助原料混合搅拌，然后放入模具中采用一定的压力压制成型，进行脱模后放置养护，制成具有透水性能和符合标准的路面铺装材料。另一种是烧结型透水砖，将制备透水砖的原料经过破碎、筛分、配料、混料、成型、脱模、高温烧制等一系列工序，制成具有透水性能和符合标准的路面铺装材料。

2.不同类型透水砖优缺点

2.1 养护型透水砖优缺点

养护型透水砖使用的原料本身不能含有重金属离子等其他有害物质。因为养护型透水砖在雨水长期的冲蚀过程中，有害物质会随顺雨水流入土壤和城市地下水中，对城市和环境造成污染。因此，养护型透水砖主要缺点是在原料选取上有一定的局限性，而且生产的周期比较长，其本身是通过粘结剂固化在一起，由于水的热缩冷胀的原因，在北方寒冷地区抗冻性较差，使用寿命大大缩短。优点是其制备过程中能源消耗较低，生产过程基本是零能耗，从经济角度考虑对企业十分有利。

2.2 烧结型透水砖优缺点

烧结型透水砖可以选用大多数的固体废弃物来制备，因为在高温煅烧的情况下会除去大多数有害物质，减少对环境的污染，还可以将重金属离子固化在透水砖中，防止其流入土壤和城市地下水中。烧结型透水砖的优点是透水砖生产周期较短，在原料利用方面可以选取大多固体废弃物质来制备，减少固体废弃物对环境的污染，又减缓了大量固体废弃物在堆放时浪费土地资源的问题，提升经济效益和环境效益，其本身通过高温烧结后瓷化，具有较好的抗冻性，可以大大提升在寒冷地区的使用寿命。缺点是烧结过程中需要使用天然气或电力等能源，相对于养护型透水砖在经济上的投入要大许多。

3.我国制备透水砖的研究现状

我国的透水砖研究始于上世纪90年代开始研究，透水砖的制备材料种类繁多，按照制备工艺主要分为养护型透水砖和烧结型透水砖。

3.1 烧结型透水砖

烧结型透水砖主要选用废地砖、各种尾矿、废陶瓷、废玻璃、粉煤灰等为主要原料，掺入适量的粘结剂用以提高坯体强度，经搅拌后压制成型，放入炉中高温烧制，随炉冷却后即制得透水砖。

在1999年，在广东省佛山市的一家陶瓷公司研究了一种透水砖的制造方法，其制备透水砖的主要原料是废弃的砖块和黏土，砖块为骨料大约在90%左右，将砖块经过破碎、筛分、混合、压制成型、干燥，在1150℃～1250℃之间烧制，制备的透水砖可以排除路面积水，减少雨水在路面囤积。

在2003年徐晓虹等人利用工矿企业的尾矿废渣制备透水砖，将尾矿进行废碎成1mm～5mm的细小颗粒，再进行筛分、混匀、压制成型，通过烧结方式制备透水砖，透水砖的透水系数为3.49×102L/m2.s，干燥强度为7.60MPa，抗折强度为24.20MPa，具有较好的热震性。2006年李国昌等人利用黄金尾矿为主要原料，煤矸石为成孔剂制备透水砖，将尾矿进行破碎过100目筛网，添加粘结剂和膨润土，将原料混合、压制成型后干燥，进行烧制，制得抗压强度为53.68MPa，透水系数为0.65/mm.s-1的透水砖。

2007年张洪波等人利用硅锰渣、硅藻土、黏土为基础坯体的主要原料，外加废陶瓷颗粒堆积成孔，陶瓷颗粒粒径在0.83mm～1.70mm，通过压制成型，置于炉中进行烧制，制的透水砖的抗压强度为32.0MPa，透水系数为2.8×10-2cm/s。

2008年王立久等人利用伟晶石为主要原料，采用二次烧结的工艺制备透水砖。先将伟晶石烧制成高强度陶粒，陶粒粒径为1.25mm～2mm，外加黏土进行混合、压制成型后烧制，制成透水砖的抗压强度为43.5MPa，透水系数为2.1×10-2cm/s。2013年谢敏等人利用给水厂的污泥、粉煤灰、砂子为主要原料制备透水砖，选取适宜粒径的原料、后加水混合，压制成型后干燥，然后放入炉中烧制，制成的透水砖的抗压强度为36.53MPa，透水系数为1.08×10-2cm/s。

3.2 养护型透水砖

养护型透水砖选用粗颗粒的石子、钢渣、废旧混凝土、煤矸石等为主要原料，外添加水泥、粉煤灰作为粘结剂，通过混匀、搅拌、压力成型，使水泥等粘结剂包裹住骨料，随着时间固化，制成养护型透水砖。

2010年丁亮[12]等人利用碳酸化养护的钢渣和石子、沙子制备透水砖，钢渣粒径在5.23mm～38.16mm之间，沙子的粒径<1.18mm，石子的粒径在1.18mm～2.36mm之间，将原料配好后放入养护模具，采用3.0MPa成型，脱模后进行养护，不需要烧制，养护14天后测试，其透水砖的抗压强度43.9MPa，透水系数为1.68×10-2cm/s，保水性2.2g/cm2。2012年薛俊[13]等人利用废旧混凝土制备透水砖，将混凝土進行破碎后加入水泥、河沙混合搅拌，然后进行28天养护，制的透水砖的抗压强度为在38.2MPa，抗折强度为7.6MPa，透水系数为12.8×10-2cm/s。

2016年赵训[14]等人利用生活建筑垃圾制备透水砖，将生活中建筑垃圾破碎成4.75mm～9.5mm，添加粉煤灰、水泥混合搅拌、成型、脱模、养护，最后制得养护型透水砖，其劈裂抗拉强度为4.0MPa，抗折强度为4.0MPa，冻融损失率为16%，透水系数为1.56×10-2cm/s。

结论

我们正处于一个高速发展的社会，随之带来雨水环境问题一直困扰着我们，具有较好透水性能又有普通路面砖强度的透水铺装材料，可以改善降雨量较多的城市路面积水问题，调节水资源的平衡，补充城市淡水资源的储备。同时，我们生活和生产中所创造的垃圾也伴随着时间不断积累，将生活以及生产中的垃圾加以利用、变废为宝制备高附加值的透水铺装材料，可以为消耗各种废弃物提供了新的途径，提高了社会效益、经济效益和环境效益，相信以后制备环保透水砖的技术将会更加成熟，生产出性能更为优良的环保透水砖，其未来发展也将会十分可观。

参考文献

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