高炉矿渣烧结透水砖的制备与其性能表征

张 飞，王 浩，李家茂，樊传刚

(1.安徽工业大学材料科学与工程学院，安徽马鞍山243032；2.东南大学能源与环境学院，南京210096；3.中冶华天工程技术有限公司，安徽马鞍山243005)

随着我国城镇化水平的不断提高，不透水路面不断增加，路面雨水不能及时渗入地下，致使城市内部“逢雨必涝”，同时造成地下水位下降、地面下沉等公共安全隐患。此外，不透水路面阻断了地上环境与地下水、汽及热能的交换，导致城市局部温度升高，形成“热岛效应”[1-2]。采用透水砖铺设的路面具有良好的透水性、透气性及保湿性，因此，研发高性能透水砖，铺设会呼吸的路面，建设“海绵城市”势在必行[3]。

烧结透水砖通常是利用粉煤灰[4-5]、沙漠沙[6]、尾矿[7]、废陶瓷[8-9]等为骨料，黏土为高温结合剂，经坯体成型、烧结而成，砖内透水通道主要由骨料颗粒堆积后的空隙形成，而颗粒堆积的孔径分布较宽及孔道形状不规则，不利于提高透水效率及延长透水寿命[10-11]。廖奇丽等[12]研究表明，采用造孔剂辅助造孔可改善上述影响；陈梦婷等[13]研究表明，秸秆燃烧后也会留下孔道，有望成为烧结透水砖的造孔剂。但是，随着我国耕地保护政策的不断深入，烧结类建材所需黏土来源日趋枯竭。王小山等[14]研究表明，城市建设中产生的余泥、渣土中的黏质成分可用作黏土，会缓解上述供需矛盾。高炉矿渣来自于高炉炼铁过程，是水淬后形成的以玻璃态结构为主的粒化固态渣，矿渣中硅铝含量丰富，且含有碱金属氧化物，能够起到一定的助熔效果[15-16]，可用来制备烧结透水砖。……