本發(fā)明公開了一種利用生活垃圾和建筑垃圾制備透水磚的方法，屬于透水磚制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于各種建筑物屋頂以及不透水路面面積在城市中占的比例越來越大，導(dǎo)致雨水徑流形成的時間越來越短，雨水形成的洪峰流量加大。這些快速形成的徑流一方面極大地增加了城市道路排水系統(tǒng)的負擔(dān)，容易引發(fā)城市內(nèi)錯現(xiàn)象；另一方面徑流的劇烈沖刷作用將屋頂路面的沉積物、行人車輛產(chǎn)生的垃圾快速帶入城市水體，引發(fā)城市雨水徑流污染問題，其中有些致癌化學(xué)物質(zhì)甚至因此進入食物鏈富集，從而危害人體健康。另外不透水路面破壞了雨水的下滲途徑，使雨水長期無法回滲地下，地下水資源不能得到補充，從而影響地表及地下生物的生長。與此同時，由于土壤長時間無法與大氣進行熱量和水分的交換，大地對空氣的水熱調(diào)節(jié)能力逐漸喪失，引發(fā)熱島效應(yīng)、雨島效應(yīng)等環(huán)境問題。
我國目前市場上的一些透水磚主要原料采用陶瓷或普通透水混凝土磚，陶瓷透水磚需要采用大量的高嶺土資源，原料的開采造成對環(huán)境的破 壞，陶瓷型透水磚生產(chǎn)工藝復(fù)雜，而且陶瓷基磚在成型燒結(jié)時需要耗費大量的能源，成本高，生產(chǎn)效率低，環(huán)保投入大，一次性投資規(guī)模大。
生活垃圾是多種有機物質(zhì)混合的低品質(zhì)燃料，隨著生活水平的提高，生活垃圾的
產(chǎn)量有增無減，熱值也不斷提高，如果能夠?qū)⒊鞘欣D(zhuǎn)化為有效的能源物資，既實現(xiàn)處理垃圾的目的，又緩解能源消耗緊張的壓力，無論是我國城市生態(tài)環(huán)境保護，還是國民經(jīng)濟發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，都具有十分重大的現(xiàn)實意義。
在新建和拆遷過程中，一方面產(chǎn)生了大量的建筑垃圾，出現(xiàn)了垃圾圍城現(xiàn)象；另一方面，新建又需要消耗大量的水泥、砂、石、磚等建筑材料，而生產(chǎn)這些建筑材料的原料均取之于巖土，這又將導(dǎo)致山林、耕地和江河受到毀損、水土流失、
環(huán)境破壞，長此下去，人類賴以生存的環(huán)境將受到嚴(yán)重的威脅。且我國又是一個人均資源擁有量相當(dāng)匱乏的國家，因此，建筑垃圾無害化循環(huán)利用已勢在必行。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有的混凝土透水磚由于表面的顆粒粗大，雖然靠表面的大孔隙透水，可以達到透水的效果，但不能達到先保水后透水的效果，磚的空隙大，無法保證大顆粒之間的粘結(jié)力，抗壓和抗折強度較低，不能持續(xù)保持長效的透水性能的缺陷，提供了一種利用生活垃圾和建筑垃圾制備透水磚的方法，本發(fā)明將生活有機垃圾粉碎后加入氫氧化鉀溶液中浸泡活化，活化后加入管式爐中熱處理，得改性有機生活垃圾粉末，備用，再取建筑垃圾粉碎，將建筑垃圾粉末、剝離土、煤矸石等物質(zhì)混合得組分A，再將改性有機生活垃圾粉末、聚丙烯纖維，膨脹珍珠巖等物質(zhì)混合得組分B，將組分A和組分B交替鋪蓋，鋪蓋后經(jīng)過壓制、干燥、燒結(jié)、養(yǎng)護后得透水磚，本發(fā)明制備的透水磚由于其三層結(jié)構(gòu)，可以達到先保水后透水的效果，透水性能好、空隙率高、抗壓和抗折強度高，不僅解決生活垃圾和建筑垃圾的問題，還做到資源循環(huán)利用，保護環(huán)境，節(jié)能環(huán)保，具有良好的社會效益。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
（1）稱取50～100kg的生活垃圾，篩選得到有機生活垃圾，將有機生活垃圾放入太陽下暴曬3～5天，暴曬后加入粉碎機中粉碎，過40～50目篩，得有機生活垃圾顆粒，將有機生活垃圾顆粒按質(zhì)量比1：10加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鉀溶液中浸泡，浸泡3～5h后過濾，得濾渣，放入真空干燥箱中，在50～55℃和0.01～0.02MPa條件下干燥10～12h得干燥物，將干燥物放入管式爐中，同時通入氮氣，并以10～12℃/min升溫速率升溫至500～600℃，熱處理2～3h，處理后冷卻至室溫并停止通入氮氣，取出處理后的固體粉碎，過300～320目篩，得改性有機生活垃圾粉末，備用；
（2）稱取80～120kg建筑垃圾，先篩選去除其中金屬材料，將剩下的建筑垃圾利用顎式破碎機進行破碎處理，過30～40目篩得建筑垃圾顆粒，將建筑垃圾顆粒加入氣流粉碎機中粉碎，過400～420目篩，得建筑垃圾粉末；
（3）按重量份數(shù)計，分別選取80～100份上述建筑垃圾粉末、10～15份200～220目剝離土、5～10份200～220目煤矸石、200～240目10～15份硅藻土、1～3份松香和8～10份水，攪拌均勻后得組分A，備用；
（4）按重量份數(shù)計，分別選取80～90份步驟（1）備用的得改性有機生活垃圾粉末、5～10份聚丙烯纖維、1～3份膨脹珍珠巖、10～15份膨潤土和5～7份水，攪拌混合均勻后得組分B；
（5）將上述組分B加入到磚模具中，鋪制高度為2.0～2.2cm，隨后在組分B上方均勻鋪上步驟（3）備用組分A，高度為0.8～1.0cm，最后在組分A上方鋪蓋組分B，高度為2.0～2.2cm，用抹刀修平表面后以40～50MPa壓力進行加壓成型制得磚坯，將磚坯放置60～70℃溫度下干燥20～24h，干燥后放入窯爐中，先以3～5℃/min升溫速率升溫至300～400℃，保溫?zé)Y(jié)2～3h，隨后以10～15℃/min升溫速率升溫至1000～1200℃，保溫?zé)Y(jié)1～2h；
（6）將上述燒結(jié)后的磚先在溫度為120～150℃，濕度為90～95%的條件下養(yǎng)護2～4天，隨后在溫度為25～27℃、濕度為60～70%的條件下養(yǎng)護3～5天，養(yǎng)護后即可得到透水磚。
本發(fā)明的應(yīng)用方法是：先將需要鋪設(shè)透水磚的地面鋪設(shè)粒徑為3～10mm大小的石子，高度為2～4cm，整理平整后將本發(fā)明制備的透水磚進行鋪設(shè)，從路面的一端進行依次鋪設(shè)，每相鄰的透水磚之間留有4～6mm縫隙，延續(xù)鋪設(shè)直至完成整個路面，本發(fā)明制備得到的透水磚的抗壓強度為56～65MPa，保水性為0.92～1.02g/cm3，透水系數(shù)為0.078～0.082cm/s，使用5～7年后，透水系數(shù)為0.069～0.073cm/s。
本發(fā)明的有益效果是：
（1）本發(fā)明制備的透水磚由于其三層結(jié)構(gòu)，可以達到先保水后透水的效果；
（2）本發(fā)明制備的透水磚透水性能好、空隙率高、抗壓和抗折強度高；
（3）本發(fā)明制備的透水磚不僅解決生活垃圾和建筑垃圾的問題，還做到資源循環(huán)利用，保護環(huán)境，節(jié)能環(huán)保，具有良好的社會效益。
具體實施方式
稱取50～100kg的生活垃圾，篩選得到有機生活垃圾，將有機生活垃圾放入太陽下暴曬3～5天，暴曬后加入粉碎機中粉碎，過40～50目篩，得有機生活垃圾顆粒，將有機生活垃圾顆粒按質(zhì)量比1：10加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鉀溶液中浸泡，浸泡3～5h后過濾，得濾渣，放入真空干燥箱中，在50～55℃和0.01～0.02MPa條件下干燥10～12h得干燥物，將干燥物放入管式爐中，通入氮氣，以10～12℃/min升溫速率升溫至500～600℃，熱處理2～3h，冷卻至室溫并停止通入氮氣，取出后粉碎過300～320目篩，得改性有機生活垃圾粉末，備用；稱取80～120kg建筑垃圾，先篩選去除其中金屬材料，將剩下的建筑垃圾利用顎式破碎機進行破碎處理，過30～40目篩得建筑垃圾顆粒，將建筑垃圾顆粒加入氣流粉碎機中粉碎，過400～420目篩，得建筑垃圾粉末；按重量份數(shù)計，分別選取80～100份上述建筑垃圾粉末、10～15份200～220目剝離土、5～10份200～220目煤矸石、200～240目10～15份硅藻土、1～3份松香和8～10份水，攪拌均勻后得組分A，備用；按重量份數(shù)計，分別選取80～90份備用的得改性有機生活垃圾粉末、5～10份聚丙烯纖維、1～3份膨脹珍珠巖、10～15份膨潤土和5～7份水，攪拌混合均勻后得組分B；將上述組分B加入到磚模具中，鋪制高度為2.0～2.2cm，隨后在組分B上方均勻鋪上備用組分A，高度為0.8～1.0cm，最后在組分A上方鋪蓋組分B，高度為2.0～2.2cm，用抹刀修平表面后以40～50MPa壓力進行加壓成型制得磚坯，將磚坯放置60～70℃溫度下干燥20～24h，干燥后放入窯爐中，先以3～5℃/min升溫速率升溫至300～400℃，保溫?zé)Y(jié)2～3h，隨后以10～15℃/min升溫速率升溫至1000～1200℃，保溫?zé)Y(jié)1～2h；將上述燒結(jié)后的磚先在溫度為120～150℃，濕度為90～95%的條件下養(yǎng)護2～4天，隨后在溫度為25～27℃、濕度為60～70%的條件下養(yǎng)護3～5天，養(yǎng)護后即可得到透水磚。
實例1
稱取50kg的生活垃圾，篩選得到有機生活垃圾，將有機生活垃圾放入太陽下暴曬3天，暴曬后加入粉碎機中粉碎，過40目篩，得有機生活垃圾顆粒，將有機生活垃圾顆粒按質(zhì)量比1：10加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鉀溶液中浸泡，浸泡3h后過濾，得濾渣，放入真空干燥箱中，在50℃和0.01MPa條件下干燥10得干燥物，將干燥物放入管式爐中，通入氮氣，以10℃/min升溫速率升溫至500℃，熱處理2h，冷卻至室溫并停止通入氮氣，取出后粉碎過300目篩，得改性有機生活垃圾粉末，備用；稱取80kg建筑垃圾，先篩選去除其中金屬材料，將剩下的建筑垃圾利用顎式破碎機進行破碎處理，過30目篩得建筑垃圾顆粒，將建筑垃圾顆粒加入氣流粉碎機中粉碎，過400目篩，得建筑垃圾粉末；按重量份數(shù)計，分別選取80份上述建筑垃圾粉末、10份200目剝離土、5份200目煤矸石、200目10份硅藻土、1份松香和8份水，攪拌均勻后得組分A，備用；按重量份數(shù)計，分別選取80份備用的得改性有機生活垃圾粉末、5份聚丙烯纖維、1～3份膨脹珍珠巖、10份膨潤土和5份水，攪拌混合均勻后得組分B；將上述組分B加入到磚模具中，鋪制高度為2.0cm，隨后在組分B上方均勻鋪上備用組分A，高度為0.8cm，最后在組分A上方鋪蓋組分B，高度為2.0cm，用抹刀修平表面后以40MPa壓力進行加壓成型制得磚坯，將磚坯放置60℃溫度下干燥20h，干燥后放入窯爐中，先以3℃/min升溫速率升溫至300℃，保溫?zé)Y(jié)2～3h，隨后以10℃/min升溫速率升溫至1000℃，保溫?zé)Y(jié)1h；將上述燒結(jié)后的磚先在溫度為120℃，濕度為90%的條件下養(yǎng)護2天，隨后在溫度為25℃、濕度為60%的條件下養(yǎng)護3天，養(yǎng)護后即可得到透水磚。
先將需要鋪設(shè)透水磚的地面鋪設(shè)粒徑為3mm大小的石子，高度為2cm，整理平整后將本發(fā)明制備的透水磚進行鋪設(shè)，從路面的一端進行依次鋪設(shè)，每相鄰的透水磚之間留有4mm縫隙，延續(xù)鋪設(shè)直至完成整個路面，本發(fā)明制備得到的透水磚的抗壓強度為56MPa，保水性為0.92g/cm3，透水系數(shù)為0.078cm/s，使用5年后，透水系數(shù)為0.069cm/s。
實例2
稱取75kg的生活垃圾，篩選得到有機生活垃圾，將有機生活垃圾放入太陽下暴曬4天，暴曬后加入粉碎機中粉碎，過45目篩，得有機生活垃圾顆粒，將有機生活垃圾顆粒按質(zhì)量比1：10加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鉀溶液中浸泡，浸泡4h后過濾，得濾渣，放入真空干燥箱中，在53℃和0.015MPa條件下干燥11h得干燥物，將干燥物放入管式爐中，通入氮氣，以11℃/min升溫速率升溫至550℃，熱處理2.5h，冷卻至室溫并停止通入氮氣，取出后粉碎過310目篩，得改性有機生活垃圾粉末，備用；稱取100kg建筑垃圾，先篩選去除其中金屬材料，將剩下的建筑垃圾利用顎式破碎機進行破碎處理，過35目篩得建筑垃圾顆粒，將建筑垃圾顆粒加入氣流粉碎機中粉碎，過410目篩，得建筑垃圾粉末；按重量份數(shù)計，分別選取90份上述建筑垃圾粉末、13份210目剝離土、8份210目煤矸石、220目13份硅藻土、2份松香和9份水，攪拌均勻后得組分A，備用；按重量份數(shù)計，分別選取85份備用的得改性有機生活垃圾粉末、8份聚丙烯纖維、2份膨脹珍珠巖、13份膨潤土和6份水，攪拌混合均勻后得組分B；將上述組分B加入到磚模具中，鋪制高度為2.1cm，隨后在組分B上方均勻鋪上備用組分A，高度為0.9cm，最后在組分A上方鋪蓋組分B，高度為2.1cm，用抹刀修平表面后以45MPa壓力進行加壓成型制得磚坯，將磚坯放置65℃溫度下干燥22h，干燥后放入窯爐中，先以4℃/min升溫速率升溫至350℃，保溫?zé)Y(jié)2.5h，隨后以13℃/min升溫速率升溫至1100℃，保溫?zé)Y(jié)1.5h；將上述燒結(jié)后的磚先在溫度為135℃，濕度為93%的條件下養(yǎng)護3天，隨后在溫度為26℃、濕度為65%的條件下養(yǎng)護4天，養(yǎng)護后即可得到透水磚。
先將需要鋪設(shè)透水磚的地面鋪設(shè)粒徑為6mm大小的石子，高度為3cm，整理平整后將本發(fā)明制備的透水磚進行鋪設(shè)，從路面的一端進行依次鋪設(shè)，每相鄰的透水磚之間留有5mm縫隙，延續(xù)鋪設(shè)直至完成整個路面，本發(fā)明制備得到的透水磚的抗壓強度為60MPa，保水性為0.95g/cm3，透水系數(shù)為0.080cm/s，使用6年后，透水系數(shù)為0.071cm/s。
實例3
稱取100kg的生活垃圾，篩選得到有機生活垃圾，將有機生活垃圾放入太陽下暴曬5天，暴曬后加入粉碎機中粉碎，過50目篩，得有機生活垃圾顆粒，將有機生活垃圾顆粒按質(zhì)量比1：10加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鉀溶液中浸泡，浸泡5h后過濾，得濾渣，放入真空干燥箱中，在55℃和0.02MPa條件下干燥12h得干燥物，將干燥物放入管式爐中，通入氮氣，以12℃/min升溫速率升溫至600℃，熱處理3h，冷卻至室溫并停止通入氮氣，取出后粉碎過320目篩，得改性有機生活垃圾粉末，備用；稱取120kg建筑垃圾，先篩選去除其中金屬材料，將剩下的建筑垃圾利用顎式破碎機進行破碎處理，過40目篩得建筑垃圾顆粒，將建筑垃圾顆粒加入氣流粉碎機中粉碎，過420目篩，得建筑垃圾粉末；按重量份數(shù)計，分別選取100份上述建筑垃圾粉末、15份220目剝離土、10份220目煤矸石、240目15份硅藻土、3份松香和10份水，攪拌均勻后得組分A，備用；按重量份數(shù)計，分別選取90份備用的得改性有機生活垃圾粉末、10份聚丙烯纖維、3份膨脹珍珠巖、15份膨潤土和7份水，攪拌混合均勻后得組分B；將上述組分B加入到磚模具中，鋪制高度為2.2cm，隨后在組分B上方均勻鋪上備用組分A，高度為1.0cm，最后在組分A上方鋪蓋組分B，高度為2.2cm，用抹刀修平表面后以50MPa壓力進行加壓成型制得磚坯，將磚坯放置70℃溫度下干燥24h，干燥后放入窯爐中，先以5℃/min升溫速率升溫至400℃，保溫?zé)Y(jié)3h，隨后以15℃/min升溫速率升溫至1200℃，保溫?zé)Y(jié)2h；將上述燒結(jié)后的磚先在溫度為150℃，濕度為95%的條件下養(yǎng)護4天，隨后在溫度為27℃、濕度為70%的條件下養(yǎng)護5天，養(yǎng)護后即可得到透水磚。
先將需要鋪設(shè)透水磚的地面鋪設(shè)粒徑為10mm大小的石子，高度為4cm，整理平整后將本發(fā)明制備的透水磚進行鋪設(shè)，從路面的一端進行依次鋪設(shè)，每相鄰的透水磚之間留有6mm縫隙，延續(xù)鋪設(shè)直至完成整個路面，本發(fā)明制備得到的透水磚的抗壓強度為65MPa，保水性為1.02g/cm3，透水系數(shù)為0.082cm/s，使用7年后，透水系數(shù)為0.073cm/s。