摘 要 本文介绍了国内外透水砖的分类、特性、生产工艺等现状，以及透水砖在推向市场过程中存在的一些问题以及其应用优势。
关键词 透水砖，现状，废料利用，工艺
1 引 言
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、高温烧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(20mm×30mm、30mm×50mm)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，为节约资源做出贡献；(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)陶瓷透水砖孔隙率高，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Al2O3及SiO2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[9]。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[10]。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、混和，加入适量水搅拌均匀，然后制坯、干燥，在烧成温度为1100～1300℃的条件下煅烧100～140min，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，行业标准已由咸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
由于透水砖品种较多，故透水砖的制备方法和生产工艺也很多，下面介绍几种有代表性的制备方法。
4.1 利用陶瓷废料研制透水砖[3]
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。
4.1.1 原 料
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2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（如图所示）。在效果相对较好的配方上再做添加剂实验。
4.1.2 试样的制备
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10.2MPa，制得的试样尺寸为120mm×80mm×10mm。将制备好的试样放入干燥箱中，在120℃下干燥2h，然后放入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[6]
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。
4.2.1原 料
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69.7mmol∕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，如羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺等，都可以提高原料的可塑性和坯体的强度。
4.2.2 实验方法
实验工艺流程：原料+配料+添加剂→搅拌→混料→成形→干燥→烧成→制品。压制成形的透水砖原料的配比为黄金尾矿80%～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20h左右，在制样机上以不同压力压制成形。坯体干燥24h，分别在不同温度下保温一定时间烧制，然后自然冷却。
4.3 粉煤灰透水砖[7]
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。
4.3.1 原 料
这种方法的主要原料粉煤灰取自某火电发电厂。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、废地砖烘干后用鄂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）。