基本信息
- 项目名称：
- 绿色环保型透水砖的制备
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 该透水砖是一种以冶金工业废渣——转炉热焖钢渣为主要原料制成的新一代道路铺装材料，其钢渣占材料总量的50%~70%。通过先进的结构梯度型设计，最大限度地提高了钢渣的利用率和利用效能，利用转炉热焖钢渣颗粒料结构强度大、粒型好、耐磨性高的优势，作为透水砖的表面耐磨层，而利用转炉热焖钢渣粉具有水化活性的特性，用作砖体基层中胶结材的主要成分，有效降低了水泥的用量和生产成本，具有低成本和绿色环保的优势。
- 详细介绍：
- 透水砖作为目前道路铺装材料的换代产品，除了可以避免地面积水，方便人们的生活出行以外，其特殊的砖体多孔结构使其具备了显著的生态环保特征，它一方面通过雨水的渗漏，提高了地下水的补给能力，减轻了城市的地基下沉和抗洪排水的压力；另外，通过砖内孔洞中水分的蒸发，减少了城市地面热能吸收和热岛效应，因此，特别适合我国南方等高温多雨地区，可广泛应用于公园、广场、园林景观、人行道、停车场、住宅区等各种地面的铺设。 本技术所开发的钢渣基透水砖是一种以冶金工业废渣－转炉热焖钢渣为主要原料制成的新一代透水道路铺装材料，其钢渣占材料总量的50%～70%。通过先进的结构梯度型设计，最大限度地提高了钢渣的利用率和利用效能，利用转炉热焖钢渣颗粒料结构强度大、粒型好、耐磨性高的优势，作为透水砖的表面耐磨层，而利用转炉热焖钢渣粉具有水化活性的特性，用作砖体基层中胶结材的主要成分，有效降低了水泥的用量和生产成本，具有低成本和绿色环保的优势。 目前，本技术已完成实验小样的研究，产品质量达到JC/T 945-2005《透水砖》的质量标准，并且申报国家发明专利（申请号：2011100751685）和实用新型专利（申请号：201120084980X）各一项。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：目前，市场上的透水砖大致可分为陶瓷透水砖、水泥基透水砖和树脂结合透水砖三种基本类型。陶瓷透水砖虽然具有硬度高、强度大、花色丰富和尺寸规范的优势，但是，生产工艺复杂，资源消耗大，生产成本高；树脂结合透水砖则由于树脂的老化而引起耐久性差；水泥基透水砖生产成本低，但抗压强度低，且耐磨性差。 基本思路：充分利用工业废渣为填充料，硅酸盐水泥为胶结材，通过配合比优化和新型成型技术的研发获得具有密度梯度透水砖的基材；同时，根据透水砖的使用特点和市场需求，在基材上涂覆彩色高分子材料表面涂层，降低使用过程中的冲击力，提高使用的舒适性和使用寿命，丰富产品花色，使透水砖真正具备环保、低成本、高强度、高透水性和彩色多规格的特征。 创新点：充分依托有机和无机材料学科的先进技术，实现透水砖的结构复合和性能优化；采用大掺量工业废料制备优质透水砖的技术，有效降低环境负荷。 技术关键：高贯通孔基体材料的成型工艺技术；透水砖的密度梯度化专有成型技术。 主要技术指标：制备出试验的样品符合建材行业标准《透水砖》JC/T 945-2005的质量标准，其其产品技术指标为：抗压强度平均值不低于30MPa；透水率不小于1×10-2㎝/s；
科学性、先进性
- 采用大量工业固体废弃物作为透水砖骨料（集料）的基本组成，同时，将固体废弃物磨细制得粉体部分替代硅酸盐水泥作为透水砖的胶结材，突显透水砖低成本和绿色环保的特点；充分依托有机和无机材料学科的先进技术，实现透水砖的结构复合和性能优化。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年12月，于韶关学院举办的第九届大学生课外学术科技作品的评比中获特等奖。
作品所处阶段
- 作品已完成实验室阶段，准备中试！
技术转让方式
- 合作生产、专利权转让
作品可展示的形式
- 模型、实物、产品、现场演示、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点与适用范围：透水砖中工业固体废弃物占有很大的比例，显著提高了固体废弃物的利用率和利用价值，降低了生产成本，制备的透水砖具有较高的强度和透水性，可广泛用于人行路面、公园、广场等场所。 分析预测：韶关作为 “中国优秀旅游城市”、 “广东省园林城市”和全国首批六个生态文明建设试点地区之一，2005年以来，仅新增道路面积即达393万平方米，年均增量近80万平方米。如果其中的10％路面铺设透水砖，加上每年的路面维修和改建，年均需求量超过预计将达20万平方米。按照透水砖售价50～80元/每平方米计算，每年市场需求总量将达1000～1600万元，利税总额超过300～480万元，具有显著的经济和环境效益。
同类课题研究水平概述
- 透水砖作为新一代的功能性道路铺装材料，其特殊的砖体多孔结构使土地具备了呼吸性能和雨雪渗漏性能，它一方面通过雨水的渗漏，提高了地下水的补给能力，减轻了城市的地基下沉和抗洪排水和管道疏浚的压力；另外，通过砖内孔洞中水分的蒸发，减少了城市地面热能吸收和热岛效应。特别是对我国广东等多雨地区，采用透水砖铺装地面，还可以避免地面积水，极大地方便了人们的生活出行，可广泛应用于生态公园、广场、园林景观、人行道、停车场、住宅区等各种地面的铺设。因此，与其他传统的地面铺装材料相比，透水砖的生产与应用具有显著的生态效益和环境效益。 世界上最早发明透水砖的是德国，其为具有特殊结构的陶瓷面透水路面砖。此后美国sureblock公司发明了一种砖体本身具有很强吸水功能的路面砖，当砖体被吸满水时水分就会向地下排去。但是这种砖的排水速度很慢，这种砖也被叫作舒布洛科路面砖。日本在透水砖研究方面独具特色和优势。他们研究的透水砖不仅具有非常强的透水性能，其强度明显高于其他同样用途产品，而且生产材料可利用天然石渣或建筑垃圾、生活垃圾、废塑料、废橡胶、矿渣、钢渣、污泥等废弃物，施工简便，工期短，有效降低了生产成本，环保特征十分显著。 鉴于透水砖作为新型功能性道路铺装材料具有很多其他路面砖所不具有的特性和优势，德国从20世纪60年代起就采用透水材料铺装路面，并致力于不透水路面的改造，其目标是到2010年把全国城市90%以上的路面改造为透水路面。 我国也高度重视透水转的研究和应用。上世纪90年代末，我国从欧洲引进了透水砖生产工艺，2005年我国发布并实施了透水砖建材行业标准《透水砖》JC/T 945-2005。2008年北京市颁布了建设项目实行“节水三同时”的规定，明确要求采用透水性材料铺装路面，同时对雨水利用改造项目给予补助。2008年在北京市石景山区9条奥运道路改造工程中全部使用了环保型透水砖，年可节水约1.2万m3。福建省则把“透水砖”作为2008年“6.18”和“绿博会”重点对接项目，争取在每个社区市建一个“透水砖”生产企业。目前，更为重要的是我国已在“国家生态园林城市”考核中，也要求建成区道路、广场的透水混凝土面积不低于50%。可以说，我国透水砖的研究和应用已经开始进入了一个蓬勃的发展时期，市场应用前景非常广阔。
