节约用水与治理污染两大问题是关系到国计民 生、可持续发展的重大问题，也是当前和今后相当长时间内需要重点研究和解决的重大课题。陶瓷透水砖作为兼有节水和治理污染双重功能的新型建筑装饰材料 而备受关注。

2、透水砖的分类、特性及其环保作用 

目前，在市面上见到的透水砖从材质和生产工艺 上可分为两大类．一类是以固体工业废料、生活垃圾和 建筑垃圾为主要原料，通过粉碎、成形、高温炼制而成 的具有透水砖的性能、符合透水砖标准的建筑装饰材 料，称之为陶瓷透水砖；另一类是以无机非金属材料为 主要原料，利用有机或无机粘结剂通过成形、固化而制 成的具有透水砖性能、符合透水砖标准的建筑装饰材 料，由于它无须烧成，所以称其为非陶瓷透水砖。

从产品本身的性能和使用功能上又可将透水砖分 为砖体本身透水的透水砖和砖体本身不透水或本身只能 渗水或微弱透水的透水砖。本身不透水的透水砖有陶瓷 的，也有非陶瓷的，其透水功能靠铺贴或拼凑组合时砖与 砖之间的接缝实现。单体不透水的陶瓷透水砖是将不同 颜色的陶瓷砖块(20 mmx30 mm、30mmx50 mm)按一定 规格组合粘贴在一片特制的树脂板上．像马赛克一样。该树脂板下面有支撑脚，以便于从砖接缝处漏下去的水渗 入地下，达到透水的目的。这种透水砖重量轻、铺砌方便， 更换也方便，图案组合更容易实现，但成本较高。

陶瓷透水砖具有很多其他陶瓷砖所不具有的特性：①高透水性；②陶瓷透水砖的主要原料是工业废料。所以其生产减轻了工业废料对环境造成的污染；③ 高透水性生态陶瓷砖主要以工业固体废物为原料，且该砖的装饰效果特别好，所以它必然会代替其他类似的建筑材料。从而节约了其他工业原材料的使用，为节约资源作出贡献；④由于陶瓷透水砖使用的工业废料 都经高温煅烧过，所以其烧制过程除燃料本身放出的 气体外，很少产生有害气体，减轻了废气对环境的污 染；⑤陶瓷透水砖孑L隙率高，吸音效果好，有防止噪音 污染的功能。另外，其表面摩擦系数大，行人行走轻松自如，从而消除行走时的疲劳感。

3、国内外透水砖的发展现状 

日本INAX陶瓷透水砖早已投放市场，有严格的企业标准，产生了良好的社会经济效益。广东佛山某中 日合资企业生产与日本INAX相同的产品，但产量不大，且几乎全部返销到日本，在国内的销量有限。 

1999年佛山市乐华陶瓷有限公司(中外合资)发明了一种透水砖制造方法并申请了专利。该方法包括了从骨料破碎筛分、粘结剂干燥破碎筛分、原料加水混合、压制成形、在1150℃～1250℃下烧成等工序。其中骨料为砖粒，配比为85％～94％；粘结剂为低温高粘性 粘土(其中A1：0，及SiO：总量小于90％)，配比为6％～ 15％。采用该专利生产的透水砖可以以废砖为主要原 料．这样就为有效利用了陶瓷废品开辟了新的途径，用这种透水砖铺贴的地面，可迅速排除路面积水，改善环境。2001年该公司又发明了一种侧、底面透水砖的制造方法。其特点是采用两种不同的原料进行二次布料， 上层原料为喷雾加工的陶瓷粉料+石料+化工原料；下层原料为陶瓷产品粗粒料+粘结剂+助熔剂+水。用这种方法制造的透水砖不仅透水性能良好，而且耐磨性很高。可延长其作为地面砖的使用寿命。2001年佛山一家陶瓷企业也开发了一种适用于需要迅速排除雨水的广场、道路等公共场所排水系统的铺面陶瓷透水砖。其配方为(wt％)：废墙地砖粒70—90、长石粉8— 20、纤维素1～5、木屑1～5，经粉碎、过筛、混合，加入适量水搅拌均匀，然后制坯、干燥，在烧成温度为1100℃～1300℃的条件下燃烧100 min～140 min，降温出料成陶瓷透水砖。 

近年来，陕西、河南、山东、河北等地相继出现了一些生产陶瓷透水砖的企业，但生产规模均较小，多数没有连续生产。从目前的技术水平来看，国内生产的陶瓷透水砖性能均优于INAX公司的产品，但市面上INAX公司产 品的性能指标远远优于其标准上的指标，比较突出的是 抗折、抗压强度都较大，而透水系数则比较小。 

我国烟台等地都有全自动化生产非陶瓷透水砖的 进口生产线，但现在还没有透水砖的国家标准。目前， 行业标准已由成阳陶瓷研究设计院和西安墙体材料研 究设计院联合起草并通过了审议。 
4、各种陶瓷透水砖的制备方法

利用陶瓷废料、废玻璃和粘土作为主要原料研制环保型陶瓷透水砖，一方面可以使目前日益增加的工业废渣得以利用，减轻环境负荷：另一方面还具有对环境的美化装饰效果，能使雨水或城市用水迅速渗透于地下，从而起到调节城市气候、减少城市水资源流失的作用。

废玻璃是用回收的玻璃瓶，粉碎成粒度1mm以 下：陶瓷废料可以用红色废陶和白色陶瓷两种，将陶瓷废料敲碎后，过20目标准筛；采用加工好的粘土，过120目筛，以滑石作为添加剂。基础试验使用废玻璃、 陶瓷废料和粘土3种原料，用三角配料法调试16种配 方(如图1所示)。在效果相对较好的配方上再做添加剂实验。

按照配方进行配料。用压力机压制配好的物料， 制备试样。压机的压力为10.2 MPa，制备好的试样尺 寸为120 mmx80 mmX 10 mm。将制备好的试样放入 干燥箱中，在120℃下干燥2h，然后放人高温箱式 电阻炉中烧成。烧成温度依次为1000℃、1050℃和 1100℃．电炉的升温速度控制在80℃/h，并在烧成温度下保温1h，随炉冷却后取出。 

4.2 黄金尾矿透水砖

以黄金尾矿为主要原料，以煤矸石作成孔剂，制备多孔透水砖。 

以黄金尾矿为主要原料，加入适量的一定粒度的煤矸石既可以起到成孔剂的作用，改善砖体的渗透性能，又能改善原料的工艺性能；所用膨润土的主要矿物 为蒙脱石、埃洛石、石英等，蒙脱石的含量在78％左 右．膨润土的阳离子交换容量为69.7 mmol/g；加入适量的粘土可以提高原料的可塑性和坯体的强度；适量 的有机高分子聚合物，如羧甲基纤维素纳、聚丙烯酰胺 等，都可以提高原料的可塑性和坯体的强度。 

实验工艺流程：原料+配料+添加剂一搅拌斗混 料一成形一干燥_÷烧成一制品。压制成形的透水砖原 料的配比为黄金尾矿80％一90％，煤矸石2％～12％，膨润土5％～10％，高分子聚合物0％～0.2％。 制备工艺的要点：将原料按配方称量后加适量水 搅拌均匀，混料20 h左右，在制样机上以不同压力压制成形。坯体干燥24h左右，分别在不同温度下保温一定时间烧制，然后自然冷却。

随着我国火力发电事业的快速发展，粉煤灰的排 放量急剧增加，造成了严重的环境污染，粉煤灰的综合 利用已成为社会关注的重大问题。 

这种方法的主要原料粉煤灰取自某火力发电厂。 同时，为提高成形时的生坯强度及烧结制品的强度，可 采用粘土作粘结剂、破碎的废地砖为骨料。粉煤灰为细 干灰，可直接用于实验。粘土、废地砖烘干后用颚式破 碎机破碎和圆盘磨磨细后过筛(粘土过200目筛，废地 砖用分样筛分级)。 

按照粉煤灰40％～50％、粘土25％～35％、废地砖 20％～30％的配比，先将粉煤灰与粘土混合均匀，然后 加入配制好的废地砖，喷水拌和，使粉料比较均匀地包 覆在废地砖表面，加水量控制在14％左右。将配制好 的坯料分别加入100 mm×100 mm×40 mm(抗压试 件)、+75 mm×40 mm(透水系数试件)的模具中，在一 定压力下压制成形。制好的坯体置于恒温干燥箱中，于 105℃一110℃下干燥9h。干坯经设定的温度制度烧成，自然冷却即获得粉煤灰透水砖。

5、影响透水砖性能的因素 

高透水性环保陶瓷砖的原料颗粒大小、配方、成形压力和烧成制度等对透水砖的力学性能、气孔率、平均 孔径和透水系数等都有显著影响，为了获得性能更好 的透水砖，应该在各个工艺条件的共同作用下合理安排工艺参数。 

透水砖的配方设计要满足废物利用率高、能耗低、 对环境污染小、生产工艺简单、产品保水性的要求，以 及保证透水性好、防滑、耐磨、抗压、抗折强度能满足道 路砖标准等。 

高透水性环保陶瓷砖具有良好的透水性及较高的 强度，可满足不同路面铺设的使用要求。考虑到要充分 利用工业废渣，解决工业固体废弃物的堆放问题，因此 必须选择合适的原料。实验应主要以工业废渣为原料， 即自燃过的工业垃圾，如煤矸石、废瓷砖、石英、长石、 高岭土和粘土等。

     5.2骨料     透水砖的骨料是主要原料，所以骨料对产品的成 形性能、烧成性能及理化性能影响都很大。为了能生产出最佳性能的透水砖产品，应该选择不同的骨料进行 对比试验。一般单一料包括：天然石块状的粉碎颗粒、 熟焦宝石、熟矸       等；合成料包括：废砖瓦、废陶瓷等；工 业废渣包括：自燃过的煤矸石、黄金尾矿等。 

加入粘结剂主要是为了满足产品的成形性能要 求，其次是为了满足产品烧成过程中和烧成后的强度、 结构的要求。但加入量过多，会对气孑L的形成、废物利 用率及成本产生负面影响，所以寻找合适的加入量，是 研制最佳性能透水砖的重要任务之一。

助熔剂是一些低温生活垃圾，其作用主要有两点： 一是助熔作用，降低烧成温度：二是提前熔化，使粘结剂在烧成分解时产生对骨料的粘结作用，减弱因粘结 剂分解后失去粘结力时产生的骨料松散和产品变形， 同时也可以增强产品烧成后的强度。 

陶瓷透水砖在我国的工业化生产仅有几年的时 问，其特性、生产和使用等方面有许多地方不同于普通 陶瓷砖，主要存在以下几方面的问题：

①价格问题。陶瓷透水砖由于厚度大(一般大于50 mm)，要经过高温烧成，所以窑炉投资和能耗均远远大于非陶瓷透水砖， 这必然导致其售价比一般道路砖、非陶瓷透水砖高出 好几倍，从而限制了其进入经济欠发达地区和一些项目投资少的地区；

②铺贴方法问题。透水砖由于其性能和功能特点，要求路基处理得特别平整，而且要用不 同材料对不同层进行铺贴处理：另外，对不同地区、不 同地质条件、不同环境又有不同的要求，这就对施工技 术有严格的要求，因而增加了其进入市场的难度；

③认识问题。主要分两个方面，一方面，城建部门认识不到 城市硬化路面给人们的生存和生活质量带来的危害， 不能从长远的、可持续发展的角度看问题，所以对采用新型材料(但要花较多的钱)持不支持、不积极甚至阻 止的态度；另一方面，工程技术人员，特别是搞城市规划设计和施工的技术人员普遍认为，传统的道路设计和施工中使用透水砖，会带来技术上和工程质量上的 问题，在目前技术不成熟和人们的环境意识还不是那么强的情况下，无必要实施。 

7、陶瓷透水砖生产技术
   陶瓷透水砖是利用普通陶瓷原料为主要原料，通过原料粉碎、分级、配料、混料、成型、干燥、烧成、检验等工序制成符合要求的产品。

透水砖使用的原料大部分为普通的陶瓷原料，比如硬质高岭土、自燃后的煤矸石等骨料，以及一些熔剂性原料，原料来源广泛。

7.2、陶瓷透水砖的工艺流程

工艺主要是软、硬质原料分别破碎、粉磨，然后进行混料、压制、烧成等工序。

粉碎设备：颚式破碎机、锤式破碎机、雷蒙磨机等。分级设备：振动筛等。混料设备：混料机。成型设备：压砖机。烧成设备：隧道窑。

陶瓷透水砖要求具有良好的透水性、防滑性能、抗冻性能及较高的强度，以满足不同路面铺设的使用要求，最大的技术难点是透水系数和强度的关系，透水系数大强度较低，透水系数小强度较高。因此必须选择合适的陶瓷原料、颗粒级配以及混料、成型方式是生产合格透水砖的关键。透水砖原料既可以是陶瓷原料，也可以是自燃过的工业垃圾煤矸石、废瓷砖、石英、长石、高岭土和粘土等原料。配方主要组成由骨料、结合剂、助熔剂组成。因此，对配方中的骨料、结合剂、助熔剂选择将影响透水砖的性能。

透水砖由于颗粒较粗，骨料是主要原料，所以骨料对产品的成型性能、烧成性能及成品的理化性能影响都很大。为了生产出最佳性能的透水砖产品，选择合适的骨料、颗粒级配等都对产品透水系数、强度等性能有很大的影响。

加入粘结剂主要是为了满足产品的成型性能，其次是为了满足产品烧成过程中和烧成后的强度、结构的要求。但加入量多了，又会对气孔的形成及成本产生负面影响，所以加入量要合适。

助熔剂是一些低温生活垃圾，它的作用主要有两点：其一是起助熔作用，降低烧成温度；其二是提前熔化，使粘结剂在烧成分解时对骨料产生粘结作用，减弱因结合剂分解后失去粘结力时骨料松散、产品变形，同时也可以增强产品烧成后的强度。

8.3、生产工艺过程的研究

高透水性环保陶瓷砖的主要原料通过粉碎、分级、配料、混料、成型、干燥、烧成、检验等工序制成符合要求的产品，如何混料以及先后次序等影响产品性能。

验等工序制成符合要求的产品，如何混料以及先后次序等影响产品性能。

陶瓷透水砖的特性如下：

（1）透水性：可使部分雨水渗入地下，使地下水得以补充，减少地面下沉的危害；

（2）经济性：减少城市排水和污水处理费用；

（3）舒适性：高摩擦系数，行人行走舒适，特别是在下雨天；

（4）环保性：吸收城市噪音污染，降低路面热污染和保护绿荫带等，可以形成舒适的小气候。

与其功能类似的路面砖是混凝土路面砖，其外观、装饰装修效果，走路的舒适度等与陶瓷透水砖相类似，但其透水性（方式）不如陶瓷透水砖。其原料是高能耗、高原料消耗、高污染的水泥，其用量越大，给社会造成的负面效应越大，因此透水砖无论从功能上、性能上、所用原料上，还是社会经济效益上都是非常好的，是其他路面砖所无法比拟的和不可代替的。

随着国家节能减排政策的进一步推进和绿色建筑材料的需求量的进一步增加，在GB/T 50378《绿色建筑评价标准》中要求“硬质铺装地面中透水铺装面积的比例达到50%”，可以得到3分，可见国家在政策扶持方面的力度进一步加大，透水砖的用量会越来越多。

随着国家对建设海绵城市的提倡，海绵城市的建设越来越受到重视，2015年4月，根据财政部网站消息，海绵城市建设试点城市名单正式公布。根据竞争性评审得分，排名在前16位的城市分别是：迁安、白城、镇江、嘉兴、池州、厦门、萍乡、济南、鹤壁、武汉、常德、南宁、重庆、遂宁、贵安新区和西咸新区。国务院办公厅最近印发《关于推进海绵城市建设的指导意见》（以下简称《指导意见》），部署推进海绵城市建设工作。《指导意见》指出，从2015年起，全国各城市新区、各类园区、成片开发区要全面落实海绵城市建设要求；推进海绵型建筑和相关基础设施建设，推广海绵型建筑与小区，大力推进城市排水防涝设施的达标建设；推进公园绿地建设和自然生态修复。同时，《指导意见》明确，通过海绵城市建设，最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响，将70%的降雨就地消纳和利用。到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求。

海绵城市，能充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水吸纳、蓄渗和缓释作用，有效缓解城市内涝，削减城市径流污染负荷，节约水资源，保护和改善城市生态环境。其主要特征是道路透水铺装形成海绵体，而陶瓷透水砖就是很好的道路铺装材料。

综上所述，陶瓷透水砖是一种符合目前绿色建筑和城市建设发展趋势的功能性材料，发展前景是非常广阔的。

目前，在市面上见到的透水砖从材质和生产工艺 上可分为两大类．一类是以固体工业废料、生活垃圾和 建筑垃圾为主要原料，通过粉碎、成形、高温炼制而成 的具有透水砖的性能、符合透水砖标准的建筑装饰材 料，称之为陶瓷透水砖；另一类是以无机非金属材料为 主要原料，利用有机或无机粘结剂通过成形、固化而制 成的具有透水砖性能、符合透水砖标准的建筑装饰材 料，由于它无须烧成，所以称其为非陶瓷透水砖。

从产品本身的性能和使用功能上又可将透水砖分 为砖体本身透水的透水砖和砖体本身不透水或本身只能 渗水或微弱透水的透水砖。本身不透水的透水砖有陶瓷 的，也有非陶瓷的，其透水功能靠铺贴或拼凑组合时砖与 砖之间的接缝实现。单体不透水的陶瓷透水砖是将不同 颜色的陶瓷砖块(20 mmx30 mm、30mmx50 mm)按一定 规格组合粘贴在一片特制的树脂板上．像马赛克一样。该树脂板下面有支撑脚，以便于从砖接缝处漏下去的水渗 入地下，达到透水的目的。这种透水砖重量轻、铺砌方便， 更换也方便，图案组合更容易实现，但成本较高。

陶瓷透水砖具有很多其他陶瓷砖所不具有的特性：①高透水性；②陶瓷透水砖的主要原料是工业废料。所以其生产减轻了工业废料对环境造成的污染；③ 高透水性生态陶瓷砖主要以工业固体废物为原料，且该砖的装饰效果特别好，所以它必然会代替其他类似的建筑材料。从而节约了其他工业原材料的使用，为节约资源作出贡献；④由于陶瓷透水砖使用的工业废料 都经高温煅烧过，所以其烧制过程除燃料本身放出的 气体外，很少产生有害气体，减轻了废气对环境的污 染；⑤陶瓷透水砖孑L隙率高，吸音效果好，有防止噪音 污染的功能。另外，其表面摩擦系数大，行人行走轻松自如，从而消除行走时的疲劳感。

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