一种锰尾矿透水砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及透水砖技术领域，尤其涉及一种锰尾矿透水砖及其制备方法。
背景技术
对尾矿的综合利用途径，最直接的利用就是用尾矿作为建筑材料。锰矿尾矿是锰矿开采和选矿过程中产生的废石，长期堆放在锰矿尾矿库中，占据了大量的农用、林用土地，从而导致锰矿尾矿库所在地区的土地(广西、湖南等地)资源失衡。尾矿在建筑材料领域有着广泛的利用，利用尾矿制取加气混凝土、尾矿制造木化板等技术已取得一定成效，然而利用尾矿制取透水砖的研究则很少，目前利用矿物尾矿制备透水砖大多是采用高温烧结法制得，从而导致其具有良好的抗压强度，但烧结透水砖成本高且不利于环保。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种透水性好，抗压强度大的免烧结的锰尾矿透水砖及其制备方法。
本发明的一种锰尾矿透水砖，包括基层和饰面层，其中，基层坯料包括如下质量份数的原料：
锰尾矿40-60份，水泥10-15份，水15-20份，造孔剂0.135-0.38份；
饰面层坯料包括如下质量份数的原料：
锰尾矿35-50份，水泥10-15份，水15-20份，造孔剂0.12-0.34份。
进一步的，所述基层的水灰比为0.29-0.31，骨胶比为3.8-4.2。
进一步的，所述的饰面层的水灰比为0.34～0.36，骨胶比为3.3～3.7。
进一步的，所述基层坯料和饰面层坯料中的造孔剂的质量均为锰尾矿、水泥和水之和的0.2％-0.4％。
进一步的，所述的造孔剂包括Al粉、过氧化氢或十二烷基硫酸钠。
进一步的，所述水泥为包括硅酸盐水泥。
进一步的，所述基层坯料的锰尾矿粒级为5-10mm。
进一步的，所述饰面层坯料的锰尾矿的粒径为10-30目。
进一步的，所述基层和饰面层的厚度比为4:1，所述饰面层的厚度为10-15mm。
本发明的一种锰尾矿透水砖的制备方法，包括如下步骤：1)制取基层坯料：各原料的质量份数为：锰尾矿40-60份，水泥10-15份，水15-20份，造孔剂按重量计为各原料总重的0.2％-0.4％；将锰尾矿、水泥和水混合搅拌，搅拌过程中加入造孔剂，制成透水砖基层坯料，备用；
2)制取饰面层坯料：各原料的质量份数为：锰尾矿35-50份，水泥10-15份，水15-20份，造孔剂按重量计为各原料总重的0.2％-0.4％；将锰尾矿、水泥和水混合搅拌，搅拌过程中加入造孔剂，制成透水砖饰面层坯料，备用；
3)制备砖坯：按碾压后饰面层坯料所占重量为15-20％，基层坯料所占重量为80-85％，先将饰面层坯料铺于压机钢模中，再将基层坯料铺于油压机钢模中，采取静压成型工艺压制成透水砖的砖坯，试验加压4.5-5.5MPa，即65-80KN的压力，静压保压时间控制在20-30min，制得砖坯；
4)养护：将制成的砖坯放在恒温蒸汽养护箱进行养护，选用蒸汽养护作为养护条件，养护气压为一个大气压；养护温度45-55℃，养护湿度85％-95％，养护时间65-75h；得到锰尾矿透水砖；
其中步骤1)和步骤2)顺序可以调换。
本发明的一种锰尾矿透水砖及其制备方法具有以下有益效果：
1)本发明提供的锰尾矿透水砖，各项指标达到中华人民共和国建材行业标准《透水砖》(JC/T 945-2005)与国家标准《透水路面砖与透水路面板》(GB/T 25993-2010)的要求，满足抗压强度≥30MPa，透水系数(15℃)≥1.0×10-2cm/s，抗折强度≥3.0MPa，能够满足“海绵城市”建设的需求，对城市生态环境的保护能起到非常积极的作用。
2)透水砖基层使用大粒级锰矿(矿渣)作为骨料，饰面层以小粒级锰矿作为骨料，所制备的透水砖含锰尾矿量高达70％，而且锰矿石含泥量较低，所以不必做除泥处理，破碎筛分后即可作为试验原料使用，提高资源利用率，减少尾矿占地，改善环境。
3)本发明所提供的透水砖为免烧结透水砖，锰尾矿成分中以SiO2为主，其含量为30-40％，其次为Al2O3、MnO等，尾矿中的SiO2及Al2O3等成分具有潜在的胶凝活性，在水泥的作用下，能发挥其胶凝特性，满足制砖的基本条件，以锰矿为主要原料，再辅以少量水泥作为胶凝材料，配以造孔剂混合搅拌均匀，通过压制成型、养护制得透水砖，原料易得、制备工艺简单，既避免了高温烧结工艺，大大降低了能耗，同时又降低了原料成本，有利于产业化。
附图说明
图1为本发明的一种锰尾矿透水砖的制备流程图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例涉及一种锰尾矿透水砖及制备方法，由如下步骤组成：
1)制取基层坯料：
选取粒级为5mm-10mm(3次破碎可得到，筛分去掉粒级小于5mm的部分)锰矿尾矿作为原料，各原料的质量份数：锰尾矿40份，水泥10份，水15份，造孔剂Al粉按重量计为各原料总重的0.2％；将锰尾矿、水泥和水混合搅拌，搅拌过程中加入造孔剂，制成透水砖基层坯料，备用；
2)透水砖饰面层坯料：
选取粒径为20目锰矿尾矿作为原料，各原料的质量份数：锰尾矿50份，水泥15份，水20份，造孔剂Al粉按重量计为各原料总重的0.4％；将锰尾矿、水泥和水混合搅拌，搅拌过程中加入造孔剂，制成透水砖饰面层坯料，备用；
3)透水砖的成型：
按碾压后饰面层坯料所占重量为20％，基层坯料所占重量为80％，先将饰面层坯料铺于压机钢模中，再将基层坯料铺于油压机钢模中，采取静压成型工艺压制成透水砖的砖坯，试验加压4.5MPa，静压保压时间控制在25min；
4)透水砖的养护：
将制成的砖坯放在恒温蒸汽养护箱进行养护，选用蒸汽养护作为养护条件，养护气压为一个大气压；养护温度55℃，养护湿度90％，养护时间72h；得到锰尾矿免烧透水砖。
实施例2
本实施例涉及一种锰尾矿透水砖及制备方法，由如下步骤组成：
1)制取透水砖基层坯料：
选取粒级为5mm-10mm(3次破碎可得到，筛分去掉粒级小于5mm的部分)锰矿尾矿作为原料，各原料的质量份数：锰尾矿40份，水泥10份，水15份，造孔剂Al粉按重量计为各原料总重的0.2％；将锰尾矿、水泥和水混合搅拌，搅拌过程中加入造孔剂，制成透水砖基层坯料，备用；
2)透水砖饰面层坯料：
选取粒径为20目锰矿尾矿作为原料，各原料的质量份数：锰尾矿42份，水泥12份，水18份，造孔剂Al粉按重量计为各原料总重的0.3％；将锰尾矿、水泥和水混合搅拌，搅拌过程中加入造孔剂，制成透水砖饰面层坯料，备用；
3)透水砖的成型：
按碾压后饰面层坯料所占重量为18％，基层坯料所占重量为82％，先将饰面层坯料铺于压机钢模中，再将基层坯料铺于油压机钢模中，采取静压成型工艺压制成透水砖的砖坯，试验加压5.5MPa，静压保压时间控制在25min；
4)透水砖的养护：
将制成的砖坯放在恒温蒸汽养护箱进行养护，选用蒸汽养护作为养护条件，养护气压为一个大气压；养护温度50℃，养护湿度90％，养护时间72h；得到锰尾矿免烧透水砖。
实施例3
本实施例涉及一种锰尾矿透水砖及制备方法，由如下步骤组成：
1)制取透水砖基层坯料：
选取粒级为5mm-10mm(3次破碎可得到，筛分去掉粒级小于5mm的部分)锰矿尾矿作为原料，各原料的质量份数：锰尾矿52份，水泥14份，水19份，造孔剂Al粉按重量计为各原料总重的0.3％；将锰尾矿、水泥和水混合搅拌，搅拌过程中加入造孔剂，制成透水砖基层坯料，备用；
2)透水砖饰面层坯料：
选取粒径为20目锰矿尾矿作为原料，各原料的质量份数：锰尾矿38份，水泥12份，水17份，造孔剂Al粉按重量计为各原料总重的0.3％；将锰尾矿、水泥和水混合搅拌，搅拌过程中加入造孔剂，制成透水砖饰面层坯料，备用；
3)透水砖的成型：
按碾压后饰面层坯料所占重量为17％，基层坯料所占重量为83％，先将饰面层坯料铺于压机钢模中，再将基层坯料铺于油压机钢模中，采取静压成型工艺压制成透水砖的砖坯，试验加压5MPa，静压保压时间控制在30min；
4)透水砖的养护：
将制成的砖坯放在恒温蒸汽养护箱进行养护，选用蒸汽养护作为养护条件，养护气压为一个大气压；养护温度45℃，养护湿度90％，养护时间75h；得到锰尾矿免烧透水砖。
实施例4
本实施例涉及一种锰尾矿透水砖及制备方法，由如下步骤组成：
1)制取透水砖基层坯料：
选取粒级为5mm-10mm(3次破碎可得到，筛分去掉粒级小于5mm的部分)锰矿尾矿作为原料，各原料的质量份数：锰尾矿60份，水泥15份，水20份，造孔剂Al粉按重量计为各原料总重的0.3％；将锰尾矿、水泥和水混合搅拌，搅拌过程中加入造孔剂，制成透水砖基层坯料，备用；
2)透水砖饰面层坯料：
选取粒径为20目锰矿尾矿作为原料，各原料的质量份数：锰尾矿35份，水泥10份，水15份，造孔剂Al粉按重量计为各原料总重的0.4％；将锰尾矿、水泥和水混合搅拌，搅拌过程中加入造孔剂，制成透水砖饰面层坯料，备用；
3)透水砖的成型：
按碾压后饰面层坯料所占重量为15％，基层坯料所占重量为85％，先将饰面层坯料铺于压机钢模中，再将基层坯料铺于油压机钢模中，采取静压成型工艺压制成透水砖的砖坯，试验加压5.5MPa，静压保压时间控制在20min；
4)透水砖的养护：
将制成的砖坯放在恒温蒸汽养护箱进行养护，选用蒸汽养护作为养护条件，养护气压为一个大气压；养护温度55℃，养护湿度90％，养护时间70h；得到锰尾矿免烧透水砖。
其主要性能及效果见下表：
表1实施例的结果
由上表可见，实施例1-4获得的锰尾矿透水砖样品均具有良好的抗压抗折强度与透水性能。
以上未涉及之处，适用于现有技术。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
