CN106242636A - 一种多孔生态砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多孔生态砖及其制备方法，多孔生态砖的原料组成，按照重量分数计，包括以下组分：固体废料780‑900份；河道污泥350‑400份；水泥400‑450份；发泡剂110‑120份；水220份‑250份。本发明多孔生态砖，机械化施工速度快，可全面绿化，结构和绿化抗行船波浪水流冲刷性好，生态效应和耐久性好，适用于景观要求高的河流综合治理工程。

Description

一种多孔生态砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及环保建筑材料领域，主要涉及一种多孔生态砖及其制备方法。
背景技术
边坡是公路、河道的重要组成部分，处理不当，容易发生碎落、崩塌、滑塌甚至滑坡，既破坏环境，又影响公路、河道正常运行，严重时交通中断、影响河道的正常行洪泄洪，造成重大经济损失。为了保证路基、河道护岸边坡稳定，防止坡体滑坍和坡面冲蚀、碎落，需要采取合理适宜的工程措施。混凝土砌块的基本功能为固堤护坡，经综合考虑削减波能、减小荷载、增强结构抗力、增强稳定性和方便施工等因素，联锁砼砌块是由碎石或卵石为粗骨料制作的混凝土，它具有混凝土的脆性，同时砌块存在着干缩的重要特性，在自然养护后，其干缩约为60％左右，因而这样的联锁砼砌块用在墙体中就难免发生裂缝，时间一久，容易出现崩落。而且，单纯的混凝土砌块不能长期种植绿化植物。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多孔生态砖及其制备方法，旨在解决现有混凝土砌块存在裂缝、性能不稳定的问题。
本发明的技术方案如下：
一种多孔生态砖，其中，其原料组成，按照重量分数计，包括以下组分：
固体废料780-900份；
河道污泥350-400份；
水泥400-450份；
发泡剂110-120份；
水220份-250份。
所述的多孔生态砖，其中，所述固体废料包括混凝土块、碎石块、砖瓦碎块、陶瓷废料中的一种或多种。
所述的多孔生态砖，其中，所述固体废料的粒径在30～60mm之间。
所述的多孔生态砖，其中，所述发泡剂包括纸浆废液和植物性水泥发泡剂。
所述的多孔生态砖，其中，多孔生态砖中设置有两条钢筋，两条钢筋为交叉设置在多孔生态砖的对角线上。
所述的多孔生态砖，其中，所述钢筋的两端向多孔生态砖内部弯折设置，钢筋的两端在多孔生态砖外形成环扣，用于与相邻的多孔生态砖连接。
所述的多孔生态砖，其中，所述多孔生态砖为四方形，边长设置为800～1000mm，厚度设置为200～300mm。
一种如上所述的多孔生态砖的制备方法，其中，包括以下步骤：
将固体废料用破碎机进行破碎，破碎至粒径在30～60mm之间；
将固体废料、河道污泥和水泥加入搅拌机中进行搅拌均匀；
再边搅拌边加入发泡剂和水，搅拌20～30min；
将混合物料倒入模具中，干燥成型。
有益效果：本发明多孔生态砖，机械化施工速度快，可全面绿化，结构和绿化抗行船波浪水流冲刷性好，生态效应和耐久性好，适用于景观要求高的河流综合治理工程。可实现全面绿化，水位变动带的绿化效果好，因为植物根系固定于多孔混凝土内部，可防止水流重画，洪水后绿化能自行恢复，泥土和植物根系可固定于混凝土内部不受洪水冲刷的影响，景观效果好，容易与周围环境协调，部分设置跳空块种植乔灌木可使景观多样化。不需要维护费用，不需维护整修，改造时主材构件可重复利用，全生命周期费用低。
附图说明
图1为本发明多孔生态砖的结构示意图。
图2为本发明多个连接的多孔生态砖的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种多孔生态砖及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所提供的一种多孔生态砖，以建筑废料、污泥、水泥为主要原料制成，材料中不含砂子，多孔生态砖具有沙琪玛状的结构，内部和表面有许多不规则的孔。由于具有许多不规则的孔，使所述多孔生态砖的吸水性和通气性能够为植物的成长发育创造条件。植物的根系可以穿入多孔生态砖的空隙中，再扎根到堤岸的土壤中，植物地根系能进一步稳固多孔生态砖在堤岸上的位置。多孔生态砖的多孔结构不仅为植物的根系提供了生长的空间，还固定住植物根系，抵御洪水的冲刷。
具体地，所述多孔生态砖的原料组成，按照重量分数计，包括以下组分：
固体废料780-900份；
河道污泥350-400份；
水泥400-450份；
发泡剂110-120份；
水220份-250份。
其中，所述固体废料包括混凝土块、碎石块、砖瓦碎块、陶瓷废料中的一种或多种。随着工业化、城市化进程的加速，建筑业也同时快速发展，相伴而产生的建筑垃圾日益增多，中国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的1/3以上，建筑材料包括混凝土块、碎石块、砖瓦碎块，均是具有一定强度，可以用作多孔生态砖的骨料。近20年来，陶瓷行业进入了日新月异的发展阶段，新技术、新设备的大量使用，陶瓷产量也有较大幅度增长。在产量猛增的同时，陶瓷废料的产生量也越来越多。根据不完全统计，全国陶瓷废料的年产量估计在1000万吨左右。大量的陶瓷废料不仅让企业为如何处理而头疼，也让政府为其对环境造成的破坏而大伤脑筋。本发明中也可以添加了混凝土块、碎石块、砖瓦碎块、陶瓷废料作为骨料，这些材料本身具有耐高温、坚硬的优点，用作多孔生态砖的骨料，可以大大提高其承载能力。所述固体废料的体积大小一般是不均匀的，优选地，对所述固体废料进行预处理，将所述固体废料用破碎机进行破碎，破碎至粒径在30～60mm之间，采用这个粒径范围内的固体废料可以与水泥、污泥联合紧密联合成一个整体，而且由于粒径较小，固体废料本身不易再断裂破碎，使得多孔生态砖结构紧密但不会密实，具有较多适当的孔径，而且承载能力高。
河道治理是美化环境的重要手段，但是，在清理河道过程中通常会产生大量的河道污泥。河道污泥中含有大量的有机物和丰富的氮、磷等营养物质，还存在着重金属、致病菌和寄生虫等有毒有害物质。如何对河道污泥进行处理已经成为一个难题。在本发明中将污泥用作多孔生态砖的原料，不仅解决了污泥处理的难题，还降低了生产成本。河道污泥可以直接挖出使用，使用含水的河道污泥可以降低水的添加量，但由于河道污泥含水量较高，与其他原料混合后，干燥成型的时间就会比较长。优选地，本发明中河道污泥在使用前进行预处理，将污泥挖出后，进行加热烘干，最后破碎至砂状。由于河道污泥中含有丰富的有机物和营养物质，可以为植物提供丰富的营养，使植物能生长得更好，更牢固地扎根进入土壤中。
所述发泡剂包括纸浆废液和植物性水泥发泡剂。其中，纸浆废液是阴离子表面活性剂水溶液在机械作用力引入空气的情况下，产生大量泡沫。植物性水泥发泡剂选用进口优质天然植物高分子材料为原料，对硬水不敏感，无毒、无味、无沉淀物。PH值接近中性，对水泥无腐蚀性，对环境不产生污染。该发泡剂组合具有优异的起泡能性，泡沫丰富，泡沫的稳定性适中。用该发泡剂组合制作多孔生态砖具有发泡效果好、耗用量少、成本低、质量稳定等特点。而且，无需加热，只需搅拌均匀即可，制备方法方便。
进一步地，如图1所示，多孔生态砖中设置有两条钢筋12，两条钢筋12为交叉设置在多孔生态砖的对角线上。钢筋12在多孔生态砖10中起到加强筋的作用，进一步提高多孔生态砖10的坚固度。进一步地，所述钢筋12的两端向多孔生态砖10内部弯折设置，钢筋12的两端在多孔生态砖10外形成环扣13，用于与相邻的多孔生态砖连接。所述钢筋12优选为设置在多孔生态砖10的两条对角线上，这样，环扣13刚好设置在多孔生态砖10的四个角上，如图2所示。这样，同一行的多孔生态砖之间或上下两排多孔生态砖之间采用圆环14穿过相邻的环扣13连接起来，可以使所有的多孔生态砖连成一片，环环相扣，结构牢固稳定，形成一个柔性抗变形体，稳定性好，可以防止出现坡体滑坍和坡面冲蚀、碎落。该多孔生态砖可以采用机械吊装安装，施工速度快，效率高，可适用于抗洪抢险救灾的需要。
本发明中还提供所述多孔生态砖的制备方法，包括以下步骤：
将固体废料用破碎机进行破碎，破碎至粒径在30～60mm之间；
将固体废料、河道污泥和水泥加入搅拌机中进行搅拌均匀；
再边搅拌边加入发泡剂和水，搅拌20～30min；
将混合物料倒入模具中，干燥成型。
在堤岸上铺设本多孔生态砖，可以再在多孔生态砖的表面铺一层土壤，种上植物。多孔生态砖的多孔结构以及含有丰富的有机物质为植物的早期生长创造了条件，已扎根的植物反过来又促进水分的保持和土壤的沉积，从而加快绿化的进程。所述多孔生态砖优选为四方形，便于堆砌和排列。所述多孔生态砖的边长设置为800～1000mm，厚度设置为200～300mm，为重力式多孔混凝土制品。因此，多孔生态砖具有稳定边坡、抗冲刷的功能，防止水土流失，及早实现边坡的植被恢复，提高边坡的稳定性起到积极作用。
实施例
准备陶瓷废料和砖瓦碎块，用用破碎机进行破碎，破碎至粒径在30～60mm之间。将污泥挖出后，进行加热烘干，最后破碎至砂状。将破碎好的固体废料850份、河道污泥380份和水泥420份加入搅拌机中进行搅拌均匀；再边搅拌边加入发泡剂110份和水240份，搅拌20～30min；将混合物料倒入1000mm*1000mm*230mm模具中，干燥成型。
确定施工位置后，在施工坡面进行整平，先在坡面铺设一层112m2的土工布，防止土壤流失；取100个多孔生态砖，采用吊车铺设在坡面上，通过环扣将相邻的多孔生态砖连接起来；最后，在多孔生态砖层的表面铺设带有草种草根的回填土层8m3，回填土层厚约10cm左右。施工2～3月后可实现绿化，一年后稳定生长形成植被。
多孔生态砖单体强度高；结构耐久性好，金属件(环扣)锈能力在50年以上。即使连接扣件锈蚀，多孔生态砖的自身重力以及深入孔隙和土壤的草根，尚能维持边坡稳定；结构抗变形能力和稳定性好，多个多孔生态砖采用环扣连接成一个柔性抗变形整体；整体抗水流冲刷和抗水土流失能力好高，适应8m/s以下。
采用此多孔生态砖，机械化施工速度快，可全面绿化，结构和绿化抗行船波浪水流冲刷性好，生态效应和耐久性好，适用于景观要求高的河流综合治理工程。可实现全面绿化，水位变动带的绿化效果好，因为植物根系固定于多孔混凝土内部，可防止水流重画，洪水后绿化能自行恢复，泥土和植物根系可固定于混凝土内部不受洪水冲刷的影响，景观效果好，容易与周围环境协调，部分设置跳空块种植乔灌木可使景观多样化。不需要维护费用，不需维护整修，改造时主材构件可重复利用，全生命周期费用低。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种多孔生态砖，其特征在于，其原料组成，按照重量分数计，包括以下组分：
固体废料780-900份；
河道污泥350-400份；
水泥400-450份；
发泡剂110-120份；
水220份-250份。
2.根据权利要求1所述的多孔生态砖，其特征在于，所述固体废料包括混凝土块、碎石块、砖瓦碎块、陶瓷废料中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的多孔生态砖，其特征在于，所述固体废料的粒径在30～60mm之间。
4.根据权利要求1所述的多孔生态砖，其特征在于，所述发泡剂包括纸浆废液和植物性水泥发泡剂。
5.根据权利要求1所述的多孔生态砖，其特征在于，多孔生态砖中设置有两条钢筋，两条钢筋为交叉设置在多孔生态砖的对角线上。
6.根据权利要求5所述的多孔生态砖，其特征在于，所述钢筋的两端向多孔生态砖内部弯折设置，钢筋的两端在多孔生态砖外形成环扣，用于与相邻的多孔生态砖连接。
7.根据权利要求1所述的多孔生态砖，其特征在于，所述多孔生态砖为四方形，边长设置为800～1000mm，厚度设置为200～300mm。
8.一种如权利要求1～7任一所述的多孔生态砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将固体废料用破碎机进行破碎，破碎至粒径在30～60mm之间；
将固体废料、河道污泥和水泥加入搅拌机中进行搅拌均匀；
再边搅拌边加入发泡剂和水，搅拌20～30min；
将混合物料倒入模具中，干燥成型。
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