淺談我國透水磚的研究現狀

金海+賈曉林

摘 要：本文介紹了透水磚的分類和不同類型透水磚的優缺點，以及我國透水磚從90年代末至今的基本研究狀況。

關鍵詞：透水磚；研究現狀；透水性能

中圖分類號：TU522 文獻標識碼：A

0.引言

水資源作為人類生存的源泉，在自古至今都受到高度的重視，水資源的可持續發展及循環利用是目前以及未來都需要研究的重要問題。在現在高速發展的社會，城市路面大多數被不透水混凝土路面所取代，導致一些雨水多的城市出現“看海”的問題，而在一些雨水較少的城市地區，雨水無法滲透到土壤里，又經過蒸發流失，導致城市出現了“熱島效應”，城市地下水也得不到及時地補充，使城市的淡水資源缺乏。透水磚可以大大降低城市“看海”和“熱島效應”的現象，雨水從透水磚表層滲透到土壤里，又可以給城市的排水系統減輕負荷。

1.透水磚的分類

透水磚從工藝上主要分為兩類，一類是養護型透水磚，將透水磚的原料進行破碎、篩分選取適宜的粒徑范圍，再加入粘結劑和水等輔助原料混合攪拌，然后放入模具中采用一定的壓力壓制成型，進行脫模后放置養護，制成具有透水性能和符合標準的路面鋪裝材料。另一種是燒結型透水磚，將制備透水磚的原料經過破碎、篩分、配料、混料、成型、脫模、高溫燒制等一系列工序，制成具有透水性能和符合標準的路面鋪裝材料。

2.不同類型透水磚優缺點

2.1 養護型透水磚優缺點

養護型透水磚使用的原料本身不能含有重金屬離子等其他有害物質。因為養護型透水磚在雨水長期的沖蝕過程中，有害物質會隨順雨水流入土壤和城市地下水中，對城市和環境造成污染。因此，養護型透水磚主要缺點是在原料選取上有一定的局限性，而且生產的周期比較長，其本身是通過粘結劑固化在一起，由于水的熱縮冷脹的原因，在北方寒冷地區抗凍性較差，使用壽命大大縮短。優點是其制備過程中能源消耗較低，生產過程基本是零能耗，從經濟角度考慮對企業十分有利。

2.2 燒結型透水磚優缺點

燒結型透水磚可以選用大多數的固體廢棄物來制備，因為在高溫煅燒的情況下會除去大多數有害物質，減少對環境的污染，還可以將重金屬離子固化在透水磚中，防止其流入土壤和城市地下水中。燒結型透水磚的優點是透水磚生產周期較短，在原料利用方面可以選取大多固體廢棄物質來制備，減少固體廢棄物對環境的污染，又減緩了大量固體廢棄物在堆放時浪費土地資源的問題，提升經濟效益和環境效益，其本身通過高溫燒結后瓷化，具有較好的抗凍性，可以大大提升在寒冷地區的使用壽命。缺點是燒結過程中需要使用天然氣或電力等能源，相對于養護型透水磚在經濟上的投入要大許多。

3.我國制備透水磚的研究現狀

我國的透水磚研究始于上世紀90年代開始研究，透水磚的制備材料種類繁多，按照制備工藝主要分為養護型透水磚和燒結型透水磚。

3.1 燒結型透水磚

燒結型透水磚主要選用廢地磚、各種尾礦、廢陶瓷、廢玻璃、粉煤灰等為主要原料，摻入適量的粘結劑用以提高坯體強度，經攪拌后壓制成型，放入爐中高溫燒制，隨爐冷卻后即制得透水磚。

在1999年，在廣東省佛山市的一家陶瓷公司研究了一種透水磚的制造方法，其制備透水磚的主要原料是廢棄的磚塊和黏土，磚塊為骨料大約在90%左右，將磚塊經過破碎、篩分、混合、壓制成型、干燥，在1150℃～1250℃之間燒制，制備的透水磚可以排除路面積水，減少雨水在路面囤積。

在2003年徐曉虹等人利用工礦企業的尾礦廢渣制備透水磚，將尾礦進行廢碎成1mm～5mm的細小顆粒，再進行篩分、混勻、壓制成型，通過燒結方式制備透水磚，透水磚的透水系數為3.49×102L/m2.s，干燥強度為7.60MPa，抗折強度為24.20MPa，具有較好的熱震性。2006年李國昌等人利用黃金尾礦為主要原料，煤矸石為成孔劑制備透水磚，將尾礦進行破碎過100目篩網，添加粘結劑和膨潤土，將原料混合、壓制成型后干燥，進行燒制，制得抗壓強度為53.68MPa，透水系數為0.65/mm.s-1的透水磚。

2007年張洪波等人利用硅錳渣、硅藻土、黏土為基礎坯體的主要原料，外加廢陶瓷顆粒堆積成孔，陶瓷顆粒粒徑在0.83mm～1.70mm，通過壓制成型，置于爐中進行燒制，制的透水磚的抗壓強度為32.0MPa，透水系數為2.8×10-2cm/s。

2008年王立久等人利用偉晶石為主要原料，采用二次燒結的工藝制備透水磚。先將偉晶石燒制成高強度陶粒，陶粒粒徑為1.25mm～2mm，外加黏土進行混合、壓制成型后燒制，制成透水磚的抗壓強度為43.5MPa，透水系數為2.1×10-2cm/s。2013年謝敏等人利用給水廠的污泥、粉煤灰、砂子為主要原料制備透水磚，選取適宜粒徑的原料、后加水混合，壓制成型后干燥，然后放入爐中燒制，制成的透水磚的抗壓強度為36.53MPa，透水系數為1.08×10-2cm/s。

3.2 養護型透水磚

養護型透水磚選用粗顆粒的石子、鋼渣、廢舊混凝土、煤矸石等為主要原料，外添加水泥、粉煤灰作為粘結劑，通過混勻、攪拌、壓力成型，使水泥等粘結劑包裹住骨料，隨著時間固化，制成養護型透水磚。

2010年丁亮[12]等人利用碳酸化養護的鋼渣和石子、沙子制備透水磚，鋼渣粒徑在5.23mm～38.16mm之間，沙子的粒徑<1.18mm，石子的粒徑在1.18mm～2.36mm之間，將原料配好后放入養護模具，采用3.0MPa成型，脫模后進行養護，不需要燒制，養護14天后測試，其透水磚的抗壓強度43.9MPa，透水系數為1.68×10-2cm/s，保水性2.2g/cm2。2012年薛俊[13]等人利用廢舊混凝土制備透水磚，將混凝土進行破碎后加入水泥、河沙混合攪拌，然后進行28天養護，制的透水磚的抗壓強度為在38.2MPa，抗折強度為7.6MPa，透水系數為12.8×10-2cm/s。

2016年趙訓[14]等人利用生活建筑垃圾制備透水磚，將生活中建筑垃圾破碎成4.75mm～9.5mm，添加粉煤灰、水泥混合攪拌、成型、脫模、養護，最后制得養護型透水磚，其劈裂抗拉強度為4.0MPa，抗折強度為4.0MPa，凍融損失率為16%，透水系數為1.56×10-2cm/s。

結論

我們正處于一個高速發展的社會，隨之帶來雨水環境問題一直困擾著我們，具有較好透水性能又有普通路面磚強度的透水鋪裝材料，可以改善降雨量較多的城市路面積水問題，調節水資源的平衡，補充城市淡水資源的儲備。同時，我們生活和生產中所創造的垃圾也伴隨著時間不斷積累，將生活以及生產中的垃圾加以利用、變廢為寶制備高附加值的透水鋪裝材料，可以為消耗各種廢棄物提供了新的途徑，提高了社會效益、經濟效益和環境效益，相信以后制備環保透水磚的技術將會更加成熟，生產出性能更為優良的環保透水磚，其未來發展也將會十分可觀。

參考文獻

[1]張雪峰，栗陽，賈曉林，等.利用固體廢棄物制備滲水磚的研究現狀[J].中國陶瓷，2013（5）：5-8.

[2]趙亞兵，張新朋，吳楠，等.環保免燒結煤矸石透水磚的制備方法及其透水性能[J].硅酸鹽通報，2014（12）：3255-3260.

[3]丁亮，常鈞.碳酸化養護鋼渣制備透水磚[J].磚瓦，2010（7）：12-14.

[4]饒玲麗，曹建新，張洪波，等.粉煤灰透水磚的制備研究[J].磚瓦世界，2006（9）：42-44.

[5]馬養志.透水磚的生產工藝與發展前景_馬養志[J].磚瓦，2004（7）.

[6]戴武斌，曾令可，王慧，等.透水磚的研究現狀及發展前景[J].磚瓦，2007（8）：22-25.

[7]徐曉虹，吳建鋒，黃明旭，等.利用工業廢渣研制滲水磚[J].磚瓦，2003（10）：8-10.

[8]李國昌，王萍.黃金尾礦透水磚的制備及性能研究[J].金屬礦山.2006（06）：78-82.

[9]張洪波.利用硅錳渣研制生態滲水磚[Z].貴州大學，2007：碩士，57.

[10]王立久，李如林.偉晶石高性能陶瓷透水磚的研制[J].玻璃與搪瓷，2008（1）：11-13.

[11]謝敏，高丹，劉小波，等.利用給水廠污泥制備透水磚的實驗研究[J].環境工程學報，2013（5）：1925-1928.

[12]丁亮，常鈞.碳酸化養護鋼渣制備透水磚[J].磚瓦，2010（7）：12-14.

[13]薛俊，劉軍，季明旭，等.以再生建筑混凝土為骨料制備透水磚[J].武漢工程大學學報，2012（5）：51-55.

[14]趙訓，柳華實，李國忠.建筑垃圾透水磚的工藝與性能研究[J].磚瓦，2016（10）：32-34.