导热型沸石石英砂陶瓷微珠制备多孔集水海绵砖的方法技术领域
本发明涉及导热型沸石石英砂陶瓷微珠制备多孔集水海绵砖的方法，属于材料技
术领。
背景技术
由于厄尔尼诺和拉尼娜现象，我国的气候出现极端的变化，降雨分布极不均匀，南
北方旱涝不均，在同一个地区，一年中降雨量也极不均等，缺水已经制约经济的发展和人民
生活，合理利用现有的降水，将小区路面、马路、公共休闲广场有效的降水合理收集、储存、
利用，缓解干旱缺水季节的用水，意义重大。
发明内容
沸石石英砂空心微珠作为基料，石英砂耐高温、硬度高、耐磨、热膨胀系数小、耐磨
性能好，沸石粒径越小比表面积越大，吸附能力越强，沸石能够吸附水中的氨态氮、有机物
和重金属离子，还具有离子交换和耐酸耐热的性能, 调节水的pH值，能够将海绵砖表面的
热传导到土壤中，以硅酸钠作为粘结剂，水泥为多孔集水海绵砖增加机械强度和粘结作用，
粉煤灰和聚乙烯醇高吸水的树脂纤维是强吸水剂，采用膨胀浆液，降低浆液的密度，制成的
多孔集水海绵砖的一个面呈燕尾槽状，多孔集水海绵砖吸收的水分进入燕尾槽，受重力的
作用再流入集水管，集水管将多孔集水海绵砖连接在一起，雨水汇集到集水池中。
其技术方案为：导热型沸石石英砂陶瓷微珠制备多孔集水海绵砖的方法，第一步、
多孔集水海绵砖的配料：水泥15～20wt%、粒径为100～250µm沸石石英砂开孔空心陶瓷微珠
60～75wt%、模数3.2～3.5的硅酸钠 5～15wt%、烧失量1.1%的粉煤灰3～10wt%和聚乙烯醇
高吸水树脂纤维0.5～5.0wt%，以上各组分的重量百分比之和为100%；
第二步、多孔集水海绵砖膨胀吸水浆液的制备：按第一步的重量百分比取样，先将粒径
为100～250µm沸石石英砂开孔空心陶瓷微珠放入料仓中，由提升机送入布料器，布料器将
沸石石英砂开孔空心陶瓷微珠均匀分布在调速皮带秤上，喷淋器将模数3.2～3.5的硅酸钠
均匀喷洒在沸石石英砂开孔空心陶瓷微珠的外表面，沸石石英砂开孔空心陶瓷微珠随调速
皮带秤进入内螺旋滚筒搅拌器中，使每个沸石石英砂开孔空心陶瓷微珠的外表面都均匀附
着硅酸钠，硅酸钠是无机粘合剂，是亲水型的，粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好，亲水
性能不影响粘结性，混合料为水泥15～20wt%、粒径为100～250µm沸石石英砂开孔空心陶瓷
微珠60～75wt%、模数3.2～3.5的硅酸钠 5～15wt%、烧失量1.1%的粉煤灰3～10wt%和聚乙
烯醇高吸水树脂纤维0.5～5.0wt%，再将混合料以0.5～0.7的水灰比调浆，灰为混合料，最
后加入混合料总重量为0.2～1.0%的铝粉膏，水化反应生成气泡，形成多孔膨胀吸水的浆
液，降低海绵砖的重量，聚乙烯醇高吸水树脂纤维具有极强的吸水性，吸水后的海绵砖抗压
强度不变；
第三步、导热型多孔集水海绵砖的制备：将第二步制备的膨胀吸水浆液搅拌均匀倒入
海绵砖压制机的试模中，按1.2～2.0:1体积比压制，比例1.2～2.0为压制前的体积，比例1
为压制后的体积，经刮平、压制、脱模、晾干，制成的多孔集水海绵砖，多孔集水海绵砖的一
个面呈燕尾槽状，多孔集水海绵砖吸收的水分进入燕尾槽内，集水管嵌入燕尾槽内，集水管
嵌入燕尾槽内的一部分圆弧面为开口状，另一部分圆弧面为封闭状，雨水经过多孔集水海
绵砖的汇集，进入燕尾槽内，受重力的作用再流入集水管，集水管将单个多孔集水海绵砖连
接在一起，集水管汇集的雨水进入集中池中。
沸石石英砂开孔空心陶瓷微珠的制备：先将粒径80～200µm沸石、200～400µm石英
砂按重量比70～85:15～30混合料搅拌均匀，两种组分的重量百分比之和为100%，混合料按
0.5～0.7的水灰比调浆，灰为沸石和石英砂两种成分组成的混合料，经过离心旋转高速喷
射形成微珠，再经800～950℃膨胀、1000～1500℃烧制、快速冷却，形成壁厚50～100µm、粒
径100～250µm的沸石石英砂开孔空心陶瓷微珠，经过高温烧制，形成了改性的沸石石英砂
复合陶瓷抗压微珠，材料的组分不同，改性后材料的化学性质也不同，石英砂耐高温、硬度
高、耐磨、热膨胀系数小、耐磨性能好，沸石粒径越小比表面积越大，吸附能力越强，沸石能
够吸附水中的氨态氮、有机物和重金属离子，还具有离子交换和耐酸耐热的性能, 调节水
的pH值，能够将海绵砖表面的热传导到土壤中。
硅酸钠的模数至关重要，当模数大于3.5时，随着模数的增大，硅酸钠变硬变脆，粘
结性变差，当模数小于3.2时，粘结性下降。
粉煤灰是强吸水剂，经过高温烧结，有较高的活性。
多孔集水海绵砖将蓄积的雨水一部分通过集水管汇集到集水池中，另一部分渗入
到土壤中，增加土壤水分含量，在夏天高温季节，多孔集水海绵砖还能将表面的热量传导到
土壤中，降低海绵砖地表面的温度，水的热容量大，既能吸热也能放热。
本发明具有以下优点。
1、制备海绵砖所用的材料无机环保材料，对环境不会造成危害，海绵砖可回收能
多次使用。
2、制备海绵砖粉煤灰和聚乙烯醇高吸水的树脂纤维是强吸水剂，能吸收海绵砖表
面的水分进入内部，达到一定数量时，受重力的作用下落进入集水管内。
3、在混合料中加入铝粉膏，形成多孔膨胀的浆液，降低了浆液的密度。
4、沸石能够吸附水中的氨态氮、有机物和重金属离子，还具有离子交换和耐酸耐
热的性能, 调节水的pH值，能够将海绵砖表面的热传导到土壤中。
附图说明
图1 是本发明实施例的海面砖的轴测结构示意图。
图2是本发明实施例的海面砖的底视结构示意图。
图3 是本发明实施例的单块海绵砖由集水管连接在一起的结构示意图。
其中图中1、海绵砖 2、燕尾槽 3、集水管。
具体实施方式
实施例。
在如图1～3所示的实施例中，导热型沸石石英砂陶瓷微珠制备多孔集水海绵砖的
方法，第一步、沸石石英砂开孔空心陶瓷微珠的制备：先将粒径100µm沸石、300µm石英砂按
重量比85:15混合料搅拌均匀，混合料按0.6的水灰比调浆，经过离心旋转高速喷射形成微
珠，再经860℃膨胀、1180℃高温烧制、快速冷却，形成壁厚80µm，粒径为250µm的沸石石英砂
开孔空心陶瓷微珠。
第二步、多孔集水海绵砖的配料： 取水泥15wt%、粒径为250µm沸石石英砂开孔空
心陶瓷微珠64wt%、模数3.3的硅酸钠 13wt%、烧失量1.1%的粉煤灰4.5wt%、聚乙烯醇高吸水
树脂纤维3.5wt%。
第三步、多孔集水海绵砖膨胀吸水浆液的制备：按第一步的重量百分比取样，先将
粒径为250µm沸石石英砂开孔空心陶瓷微珠放入料仓中，由提升机送入布料器，布料器将沸
石石英砂开孔空心陶瓷微珠均匀分布在调速皮带秤上，喷淋器将模数3.3的硅酸钠均匀喷
洒在沸石石英砂开孔空心陶瓷微珠的外表面，随调速皮带秤进入内螺旋滚筒搅拌器，将混
合料以0.55的水灰比调浆，再加入混合料总重量为0.5%的铝粉膏，水化反应生成气泡，形成
多孔膨胀吸水的浆液，降低海绵砖的重量，聚乙烯醇高吸水树脂纤维具有极强的吸水性，吸
水后的海绵砖抗压强度不变，沸石具有吸附性，能够吸附水中的氨态氮、有机物和重金属离
子，还具有离子交换和耐酸耐热的性能, 调节水的pH值，能够将海绵砖表面的热传导到土
壤中。
第四步、吸附型多孔集水海绵砖的制备：将第二步制备的膨胀吸水浆液搅拌均匀
倒入海绵砖压制机的试模中，按1.8: 1的体积比压制，经刮平、压制、脱模、晾干，制成多孔
集水海绵砖1，多孔集水海绵砖1的一个面呈燕尾槽2状，多孔集水海绵砖1吸收的水分进入
燕尾槽2内，在燕尾槽2内安装着集水管3，雨水经过多孔集水海绵砖1的汇集，进入燕尾槽2
内，受重力的作用再流入集水管3，集水管3将单个多孔集水海绵砖1连接在一起，集水管3汇
集的雨水进入集水池中，经过沉淀、过滤，再次使用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任
何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等
效实施例，凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明型的技术实质对以上实施例所作
的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明型技术方案的保护范围。