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一种水玻璃旧砂基透水烧结路面砖及其制备方法 0 0

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申请进展

基本信息

申请人信息

代理人信息

摘要

法律状态

权利要求

说明书

专利申请流程有哪些步骤？

申请

申请号：指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。

申请日：提出专利申请之日。

2014-09-18

申请公布

申请公布指发明专利申请经初步审查合格后，自申请日（或优先权日）起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。

申请公布号：专利申请过程中，在尚未取得专利授权之前，国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。

申请公布日：申请公开的日期，即在专利公报上予以公开的日期。

2015-01-14

授权

授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由，授予发明专利权；或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由，授予实用新型专利权或外观设计专利权。

2015-12-30

预估到期

发明专利权的期限为二十年，实用新型专利权期限为十年，外观设计专利权期限为十五年，均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。

2034-09-18

基本信息

有效性	有效专利	专利类型	发明专利
申请号	CN201410477275.4	申请日	2014-09-18
公开/公告号	CN104230370B	公开/公告日	2015-12-30
授权日	2015-12-30	预估到期日	2034-09-18
申请年	2014年	公开/公告年	2015年
缴费截止日
分类号	C04B38/00	主分类号	C04B38/00
是否联合申请	独立申请	文献类型号	B
独权数量	2	从权数量	4
权利要求数量	6	非专利引证数量	0
引用专利数量	3	被引证专利数量	0
非专利引证
引用专利	CN1420233A、CN101289310A、CN103044006A	被引证专利
专利权维持	3	专利申请国编码	CN
专利事件		事务标签	公开、实质审查、授权

申请人信息

申请人	河南城建学院	第一申请人	河南城建学院
专利权人	河南城建学院	当前专利权人	河南城建学院
发明人	王继娜、徐开东、李彦彦、汪潇、牛季收、朱凯	第一发明人	王继娜
地址	河南省平顶山市新城区河南城建学院	邮编
申请人数量	1	发明人数量	6
申请人所在省	河南省	申请人所在市	河南省平顶山市

代理人信息

代理机构

专利代理机构是经省专利管理局审核，国家知识产权局批准设立，可以接受委托人的委托，在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。

郑州联科专利事务所

代理人

专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务，取得一定资格的人。

刘建芳

摘要

一种水玻璃旧砂基透水烧结路面砖及其制备方法，属于工业固体废弃物综合利用与道路建材技术领域，该水玻璃旧砂基透水烧结路面砖，由总量为100份的下述各原料制成：铸造行业产生的工业固体废弃物水玻璃旧砂50~85份、煤矸石5~20份、粘土3~15份、水玻璃2~5份、玻璃粉3~15份，余量为水。本发明的特点为如下几方面：（1）水玻璃旧砂基透水烧结路面砖有利于解决铸造行业产生的水玻璃旧砂大量堆积及对生态环境造成污染的问题；（2）水玻璃旧砂基透水烧结路面砖烧成温度可以降低至1000℃~1150℃，降低能耗；（3）水玻璃旧砂基透水烧结路面砖可以节约硅砂资源，该发明符合国家节能减排、保护环境的产业政策，有利于推广应用。

摘要附图
说明书附图：图1

法律状态

序号	法律状态公告日	法律状态	法律状态信息
1	2015-12-30	授权
2	2015-01-14	实质审查的生效	IPC(主分类): C04B 38/00 专利申请号: 201410477275.4 申请日: 2014.09.18
3	2014-12-24	公开

权利要求

权利要求书是申请文件最核心的部分，是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。

1.一种水玻璃旧砂基透水烧结路面砖，其特征在于，由总量为100份的下述各原料制成：铸造行业产生的工业固体废弃物水玻璃旧砂50~85份、煤矸石5~20份、粘土3~15份、水玻璃2~5份、玻璃粉3~15份，余量为水。

2.根据权利要求1所述的水玻璃旧砂基透水烧结路面砖，其特征在于，所述水玻璃旧砂为一次旧砂或者经多次循环再生使用后的旧砂；所述粘土为以高岭石或蒙脱石为主导矿物的粘土；所述煤矸石为非自燃煤矸石。

3.根据权利要求1所述的水玻璃旧砂基透水烧结路面砖，其特征在于，所述水玻璃旧砂细度模数为2.0~2.5；所述煤矸石的粒度为0.15mm~0.6mm。

4.根据权利要求1至3任一项所述的水玻璃旧砂基透水烧结路面砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）粉碎：将水玻璃旧砂、煤矸石分别进行粉碎，粉碎后的水玻璃旧砂细度模数为
2.0~2.5；粉碎后的煤矸石粒度为0.15mm~0.6mm；
（2）混料：将除水玻璃和水之外的原材料按照配比充分混合，搅拌均匀后加入水玻璃和水进行湿混，混合均匀的配料于室温下陈化不少于2小时；
（3）压制成型：将陈化后的配料加入模具中压制成型；
（4）干燥：将压制成型的试样烘干；
（5）烧制：将干燥后的试样在1000℃~1150℃下烧制40min~100min，自然冷却，贮存待用。

5.根据权利要求4所述的水玻璃旧砂基透水烧结路面砖的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中压制成型的压力为15MPa ~30MPa，保压时间为40秒~120秒。

6.根据权利要求4所述的水玻璃旧砂基透水烧结路面砖的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的烘干温度为100℃~120℃，烘干时间为1h~2h。

说明书

技术领域

[0001] 本发明属于工业固体废弃物综合利用与道路建材技术领域，具体涉及一种水玻璃旧砂基透水烧结路面砖及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着经济的发展和城市化建设的进程，现代城市的地表逐步被钢筋混凝土的房屋建筑和不透水的路面所覆盖。但这些不透水的道路给城市的生态环境带来了许多负面的影响。与自然的土壤相比，混凝土路面缺乏吸收热量和渗透雨水的能力。随之产生了一系列环境问题：能够渗入地表的雨水明显减少，城市的地下水位急剧下降；不透水的路面很难与空气进行热量与湿度的交换，产生热岛现象；短时间的集中降雨，大量雨水不能及时渗入地表，容易造成道路被淹没、交通瘫痪等社会问题。

[0003] 透水路面砖和透水路面板作为新型功能性道路铺装材料，可以保证大地与大气之间的水汽和热能的交换。同时，透水路面砖和透水路面板也是有效利用雨水资源的重要途径。其主要有以下几个突出特点：（1）不仅可使自然降水能够迅速透过地表，降低地面积水，而且可以适时补充地下水资源；（2）透水透气性好，使城市空间的温度和湿度得以调节，减轻热岛现象；（3）雨天可以防止路面积水和夜间反光，改善车辆行驶及行人的舒适性与安全性；（4）吸收车辆行驶所产生的噪音，创造安静舒适的交通环境；（5）透水路面砖和透水路面板规格全、色彩多，可铺设出格调高雅的城市景观。

[0004] 目前，我国铸造行业快速发展，面对二十一世纪环境保护和可持续发展的要求，铸造生产必须向绿色生产发展，依靠科技进步，提高工艺技术水平，减少对环境的污染，在这当中实现型砂的无公害化是一个关键问题。水玻璃旧砂的再生和回用比较困难，旧砂的废弃造成了严重的环境污染。据统计，我国目前年产铸件约4500万吨，其中每年水玻璃旧砂至少产生上百万吨，同时消耗相同数量的新砂。加上我国优质石英砂资源相对短缺，如果不对水玻璃旧砂综合利用而大量废弃，就是对有限资源的极大浪费，而且造成严重的环境污染。因此，水玻璃旧砂的处理和利用已成为整个社会亟待解决的问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的是为了提供一种水玻璃旧砂基透水烧结路面砖及其制备方法。

[0006] 基于上述目的，本发明采取了如下技术方案：

[0007] 一种水玻璃旧砂基透水烧结路面砖，由总量为100份的下述各原料制成：铸造行业产生的工业固体废弃物水玻璃旧砂50~85份、煤矸石5~20份、粘土3~15份、水玻璃2~5份、玻璃粉3~15份，余量为水。

[0008] 所述水玻璃旧砂为一次旧砂或者经多次循环再生使用后的旧砂；所述粘土为以高岭石或蒙脱石为主导矿物的粘土；所述煤矸石为非自燃煤矸石。

[0009] 所述水玻璃旧砂细度模数为2.0~2.5；所述煤矸石的粒度为0.15mm~0.6mm。

[0010] 所述的水玻璃旧砂基透水烧结路面砖的制备方法，包括如下步骤：

[0011] （1）粉碎：将水玻璃旧砂、煤矸石分别进行粉碎，粉碎后的水玻璃旧砂细度模数为2.0~2.5；粉碎后的煤矸石粒度为0.15mm~0.6mm；

[0012] （2）混料：将上述除水玻璃和水之外的原材料按照配比充分混合，搅拌均匀后加入水玻璃和水进行湿混，混合均匀的配料于室温下陈化不少于2小时；

[0013] （3）压制成型：将陈化后的配料加入模具中压制成型；

[0014] （4）干燥：将压制成型的试样烘干；

[0015] （5）烧制：将干燥后的试样在1000℃~1150℃下烧制40min~100min，自然冷却，贮存待用。

[0016] 所述步骤（3）中压制成型的压力为15MPa ~30MPa，保压时间为40秒~120秒。

[0017] 所述步骤（4）中的烘干温度为100℃~120℃，烘干时间为1h~2h。

[0018] 上述制备方法中，干燥步骤得到的干燥后的透水烧结路面砖砖坯，不立即进行烧制时，则要将其密封放入干燥环境中贮存待用。

[0019] 本发明的特点为如下几方面：

[0020] （1）水玻璃旧砂基透水烧结路面砖有利于解决铸造行业产生的水玻璃旧砂大量堆积及对生态环境造成污染的问题。

[0021] 水玻璃砂是铸造生产中应用最为广泛的三大型砂之一，它采用无机水玻璃粘结剂，工作场地无毒无味、环境友好，被许多专家认为是最可能实现绿色铸造生产的型砂。我国作为铸造第一大国，90%以上的铸钢件生产采用水玻璃砂工艺，每年产生水玻璃旧砂600万t～800万t。目前，水玻璃废砂除了部分回用与制造建材外，余下的废砂基本都采用填埋的方式处理，既极大地浪费了有限的硅砂资源，也增加了废砂处置成本，还严重污染了生态环境。将水玻璃旧砂用于制造透水路面砖，可以进一步提高水玻璃旧砂的利用率，降低水玻璃旧砂处置的费用，解决水玻璃旧砂大量堆积对生态环境造成污染的问题。

[0022] （2）水玻璃旧砂基透水烧结路面砖烧成温度可以降低至1000℃~1150℃，降低能耗。

[0023] 为了解决路面的透水问题，各种透水路面砖应运而生。目前，已授权专利中各种透水烧结路面砖的烧结温度基本上介于1100℃~1300℃之间，而本发明中的水玻璃旧砂在铸造浇铸过程中已经受到高温煅烧，水玻璃和砂子熔为一体，在烧结透水路面砖的过程中，水玻璃旧砂表面的残留水玻璃起到粘结剂和助熔剂的双重作用，极大的降低了最低共熔温度，从而降低了透水路面砖的烧成温度，可以降低至1000℃~1150℃，极大地降低了能耗。

[0024] （3）水玻璃旧砂基透水烧结路面砖可以节约硅砂资源，该发明符合国家节能减排、保护环境的产业政策，有利于推广应用。

[0025] 该发明的原材料中，水玻璃旧砂、煤矸石均为工业固体废弃物，提高其综合利用率，可以降低透水路面砖的成本；此外，本发明可以节约硅砂资源、降低能耗。上述内容均符合国家节能减排、保护环境的产业政策，因此有利于推广应用。

[0026] 本发明工艺简单、成本低、操控性好，原料中铸造行业产生的工业固体废弃物水玻璃旧砂占50wt%~85wt%，水玻璃旧砂来源广泛，且较容易粉碎，可大大降低透水路面砖制备对原料前期粉磨处理的要求；水玻璃旧砂表面的水玻璃粘结剂在高温下可以部分重熔，起到粘结剂和助熔剂的作用，可降低透水路面砖中粘结剂的加入量、降低透水路面砖的烧成温度，节省能耗，进一步降低成本；水玻璃旧砂表面残留不熔的水玻璃粘结剂改善了砂粒表面的状态，使其表面圆润，可以提高透水路面砖的透水系数；采用本发明制备透水路面砖可以节省大量的硅砂资源。

实施方案

[0028] 以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此。

[0029] 实施例1

[0030] 一种水玻璃旧砂基透水烧结路面砖，该透水路面砖的原材料组成及配比：水玻璃旧砂为一次旧砂，粘土的主导矿物为高岭石，配比为：水玻璃旧砂892.5g、煤矸石52.5g、粘土31.5g、水玻璃21g、玻璃粉31.5g、水21g。

[0031] 上述水玻璃旧砂基透水烧结路面砖的制备方法包括如下步骤：

[0032] （1）粉碎：分别将水玻璃旧砂和煤矸石放入粉碎机粉碎成细骨料，粉碎后的水玻璃旧砂细度模数为2.0，粉碎后煤矸石粒度为0.15mm~0.6mm；

[0033] （2）混料：将上述除了水玻璃和水以外的原材料按照配比充分混合，搅拌均匀后加入水玻璃和水进行湿混，混合均匀的配料于室温下陈化2小时；

[0034] （3）压制成型：将陈化后的配料加入模具中压制成型，成型压力为30MPa，保压时间为50秒；

[0035] （4）干燥：将压制成型的试样放入烘箱进行烘干干燥，烘干温度为120℃，烘干时间为1h；

[0036] （5）烧制：将干燥后的试样放入隧道窑进行烧制，烧制温度为1000℃，保温时间为60min，之后随窖冷却。按照《透水路面砖和透水路面板》（GB/T25993-2010）检测方法测得其单块透水烧结路面砖劈裂抗拉强度最低为3.5Mpa、线性破坏荷载最小为278N/mm，平均-2
劈裂抗拉强度为4.6MPa，透水系数（15℃）为1.83×10 cm/s。

[0037] 实施例2

[0038] 一种水玻璃旧砂基透水烧结路面砖，该透水路面砖的原材料组成及配比：水玻璃旧砂为四次旧砂，粘土的主导矿物为蒙脱石，配比为：水玻璃旧砂525g、煤矸石157.5g、粘土157.5g、水玻璃31.5g、玻璃粉157.5g、水21g。

[0039] 上述水玻璃旧砂基透水烧结路面砖的制备方法包括如下步骤：

[0040] （1）粉碎：分别将水玻璃旧砂和煤矸石放入粉碎机粉碎成细骨料，粉碎后的水玻璃旧砂细度模数为2.5，粉碎后煤矸石粒度为0.15mm~0.6mm；

[0041] （2）混料：将上述除了水玻璃和水以外的原材料按照配比充分混合，搅拌均匀后加入水玻璃和水进行湿混，混合均匀的配料于室温下陈化2小时；

[0042] （3）压制成型：将陈化后的物料加入模具中压制成型，成型压力为15MPa，保压时间为120秒；

[0043] （4）干燥：将压制成型的试样放入烘箱进行烘干干燥，烘干温度为100℃，烘干时间为2h，烘干后密封保存2天后烧制；

[0044] （5）烧制：将干燥后的试样放入隧道窑进行烧制，烧制温度为1150℃，保温时间为40min，之后随窑冷却。按照《透水路面砖和透水路面板》（GB/T25993-2010）检测方法测得其单块透水烧结路面砖劈裂抗拉强度最低为2.8MPa、线性破坏荷载最小为222N/mm，平均-2
劈裂抗拉强度为3.3MPa，透水系数（15℃）为4.52×10 cm/s。

[0045] 实施例3

[0046] 一种水玻璃旧砂基透水烧结路面砖，该透水路面砖的原材料组成及配比：水玻璃旧砂为三次旧砂，粘土的主导矿物为高岭石，配比为：水玻璃旧砂682.5g、煤矸石210g、粘土42g、水玻璃52.5g、玻璃粉42g、水21g。

[0047] 上述水玻璃旧砂基透水烧结路面砖的制备方法包括如下步骤：

[0048] （1）粉碎：分别将水玻璃旧砂和煤矸石放入粉碎机粉碎成细骨料，粉碎后的水玻璃旧砂细度模数为2.3，粉碎后煤矸石粒度为0.15mm~0.6mm；

[0049] （2）混料：将上述除了水玻璃和水以外的原材料按照配比充分混合，搅拌均匀后加入水玻璃和水进行湿混，混合均匀的配料于室温下陈化2小时；

[0050] （3）压制成型：将陈化后的配料加入模具中压制成型，成型压力为25MPa，保压时间为40秒；

[0051] （4）干燥：将压制成型的试样放入烘箱进行烘干干燥，烘干温度为110℃，烘干时间为1.5h；

[0052] （5）烧制：将干燥后的试样放入隧道窑进行烧制，烧制温度为1050℃，保温时间为100min，之后随窑冷却。按照《透水路面砖和透水路面板》（GB/T25993-2010）检测方法测得其单块透水烧结路面砖劈裂抗拉强度最低为3.0MPa、线性破坏荷载最小为238N/mm，平-2
均劈裂抗拉强度为3.6MPa，透水系数（15℃）为3.84×10 cm/s。

[0053] 实施例4：

[0054] 一种水玻璃旧砂基透水烧结路面砖，该透水路面砖的原材料组成及配比：水玻璃旧砂为二次旧砂，粘土的主导矿物为蒙脱石，配比为：水玻璃旧砂:787.5g、煤矸石115.5g、粘土31.5g、水玻璃31.5g、玻璃粉42g、水42g。

[0055] 上述水玻璃旧砂基透水烧结路面砖的制备方法，包括如下步骤：

[0056] （1）粉碎：分别将水玻璃旧砂和煤矸石放入粉碎机粉碎成细骨料，粉碎后的水玻璃旧砂细度模数为2.2，粉碎后煤矸石粒度为0.15mm~0.6mm；

[0057] （2）混料：将上述除了水玻璃和水以外的原材料按照配比充分混合，搅拌均匀后加入水玻璃和水进行湿混，混合均匀的配料于室温下陈化2小时；

[0058] （3）压制成型：将陈化后的配料加入模具中压制成型，成型压力为20MPa，保压时间为100秒；

[0059] （4）干燥：将压制成型的试样放入烘箱进行烘干干燥，烘干温度为120℃，烘干时间为1h；

[0060] （5）烧制：将干燥后的试样放入隧道窑进行烧制，烧制温度为1100℃，保温时间为80min，之后随窑冷却。按照《透水路面砖和透水路面板》（GB/T25993-2010）检测方法测得其单块透水烧结路面砖劈裂抗拉强度最低为3.4MPa、线性破坏荷载最小为270N/mm，平均-2
劈裂抗拉强度为4.2MPa，透水系数（15℃）为2.61×10 cm/s。

附图说明

[0027] 图1为本发明的工艺流程图。

1一种添加有发泡酚醛颗粒的发泡水泥保温板制造方法 2一种根据汞发散量调节温度的彩瓷烧结装置 3一种工作在顺电相高储能反铁电复合陶瓷材料及其制备方法 4一种以地沟油为原料制备的渗透型防水剂及其制备方法和使用方法 5一种高强度空心隔热建筑材料及其应用 6一种沙质地基场地的土壤固化方法 7一种建筑内装饰棉绒涂料及其使用方法 8一种电传感器 9一种可应用于3D打印的无机胶凝材料及其制备方法 10一种抗冲击陶瓷绝缘子及其制造方法