CN106746832B - 一种具有肥效的可降解骨料的制备方法 - Google Patents

一种具有肥效的可降解骨料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有肥效的可降解骨料的制备方法，属于节能环保建筑材料技术领域。该方法以破碎额玉米粒颗粒与磷酸、酵母菌、饱水吸水树脂和淀粉混合造粒成球得到骨料芯，然后在将可溶性包膜以雾态喷于骨料芯表层形成包膜，干燥后即得具有肥效的可降解骨料。该制备方法简单，原料易得，成本低廉，所制得的骨料用于植生生态混凝土时可为植物提供生长所需要的营养组分，同时还具有较低的压碎指标和吸水率，保证了其作为混凝土骨料的强度要求。此外，骨料在一定时期内可以自然降解，不会对环境造成污染，同时为植物根系生长提供更多的空间。

Description

一种具有肥效的可降解骨料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有肥效的可降解骨料的制备方法，属于节能环保建筑材料技术领域。
背景技术
生态混凝土是能够适应动、植物生长、对调节生态平衡、美化环境景观、实现人类与自然的协调具有积极作用的混凝土材料。这类混凝土的研究与开发时间还不长。生态混凝土的出现标志着人类在处理混凝土材料与环境的关系过程中采取了更加积极、主动的态度。混凝土不仅仅是作为建筑材料，为人类构筑所需要的结构物或建筑物，而且它是与自然融合的，对自然环境和生态平衡具有积极的保护作用的材料。植生生态混凝土护坡技术是将混凝土集料与生态护坡专用胶凝材料进行适当配比和现场浇注，形成可植生态绿化的完整的生态护坡体系。要求具有高强度、大孔隙率、结构稳定的性能特点，且能适应多种植生方式，绿化覆盖率达到95%以上，改善生态环境和景观，可实现长期持续性生态护坡。但是植生生态混凝土目前未得到广泛应用，其根本原因在于仍存在以下问题：混凝土内没有植物生长所需要的营养组分，导致植物经常生长发育不良甚至死亡；由于混凝土的强度和孔隙率成反比，为保证混凝土强度，孔隙率一般小于38%，导致出现植物根系过于庞大破坏了混凝土结构的现象。而骨料作为混凝土中的主要原料，在建筑物中起着非常重要的作用，它起着起骨架，传递应力，亦可支撑载重。随着混凝土技术多样化的发展，骨料在混凝土中所起到的作用也越来越多样化。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种具有肥效的可降解骨料的制备方法。该制备方法简单，原料易得，成本低廉，所制得的骨料用于植生生态混凝土时可为植物提供生长所需要的营养组分。此外，骨料在一定时期内可以自然降解，不会对环境造成污染，同时为植物根系生长提供更多的空间。
本发明采用以下技术方案：
一种具有肥效的可降解骨料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将玉米粒破碎并筛选粒径介于0.5-3mm的颗粒，浸泡于35-60℃温水中2-5天后捞出、沥干；
（2）将重量百分比为50-85%沥干的玉米粒、1-3%磷酸、1-3%酵母菌、10-40%饱水吸水树脂和2-10%淀粉搅拌30-90秒后，造粒成球，粒径介于5-10mm，得到骨料芯；
（3）将重量百分比为80-90%淀粉、2-6%糊精、2-6%阿拉伯树胶、5-10%水混合30-90秒后，以雾态喷于骨料芯表层形成包膜，可溶性包膜厚度是骨料芯直径的20-50%，于45-65℃干燥后得到可降解骨料。
所述吸水树脂的比表面积为280～340m2/kg，吸水倍率为60～95。
所述糊精的比表面积为240～300m2/kg。
所述阿拉伯树胶的比表面积为240～300m2/kg。
所述淀粉为可溶性淀粉，比表面积为330～380m2/kg。
所述可溶性包膜厚度是骨料芯直径的20-50%。
本发明的有益效果是：
（1）本发明骨料的主要成分为玉米，磷酸、酵母菌和吸水树脂，所提供的水分能保证其充分分解并释放氮磷等营养组分，即使在3-6个月内不施肥不灌溉，利用本发明的骨料用于植生生态混凝土时，也能持续提供植物生长所需要的营养组分。
（2）本发明骨料的制备原料中磷酸破坏玉米粒的微观结构后，酵母菌在饱和吸水树脂提供足够水分的前提下能促进玉米粒的腐烂分解。故骨料在一定时期内可以自然降解，孔隙率不断增大的同时还保持较好的压碎指标和吸水率，不会对环境造成污染，同时为植物根系生长提供更多的空间，防止植物根系过于庞大而破坏混凝土结构现象的发生。
（3）原料易得，工艺简单，成本低廉，具有广泛的应用推广价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
一种具有肥效的可降解骨料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将玉米粒破碎并筛选粒径介于0.5-3mm的颗粒，浸泡于65℃温水中2天后捞出、沥干。
（2）将重量百分比为50%沥干的玉米粒、1%磷酸、1%酵母菌、40%饱水吸水树脂和8%淀粉搅拌30秒后，造粒成球，粒径介于9-10mm，得到骨料芯；
（3）将重量百分比为80%淀粉、6%糊精、4%阿拉伯树胶、10%水混合80秒后，以雾态喷于骨料芯表层形成包膜，可溶性包膜厚度是骨料芯直径的50%，于65℃干燥后得到可降解骨料。
上述吸水树脂的比表面积为280m2/kg，吸水倍率为60；糊精的比表面积为240m2/kg；阿拉伯树胶的比表面积为240m2/kg；淀粉为可溶性淀粉，比表面积为330m2/kg。
按照GB/T14685-2011《建筑用卵石、碎石》测得可降解骨料的压碎指标为20%，吸水率为0.02%。
以310kg/m3水泥、1400kg/m3石子、140kg/m3可降解骨料、62kg/m3水和3.11kg/m3外加剂制备植生混凝土，其孔隙率为26.52%，种植30天植株长度为38.12cm。在25℃和95%RH恒温恒湿条件下养护150天降解率达到80%，并且混凝土孔隙率增加8.78%。
实施例2
一种具有肥效的可降解骨料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将玉米粒破碎并筛选粒径介于0.5-3mm的颗粒，浸泡于35℃温水中5天后捞出、沥干。
（2）将重量百分比为85%沥干的玉米粒、3%磷酸、3%酵母菌、7%饱水吸水树脂和2%淀粉搅拌90秒后，造粒成球，粒径介于5-8mm，得到骨料芯；
（3）将重量百分比为90%淀粉、2%糊精、2%阿拉伯树胶、6%水混合30秒后，以雾态喷于骨料芯表层形成包膜，可溶性包膜厚度是骨料芯直径的20%。于45℃干燥后得到可降解骨料。
上述吸水树脂的比表面积为340m2/kg，吸水倍率为95；糊精的比表面积为300m2/kg；阿拉伯树胶的比表面积为300m2/kg；淀粉为可溶性淀粉，比表面积为380m2/kg。
按照GB/T14685-2011《建筑用卵石、碎石》测得可降解骨料的压碎指标为14%，吸水率为0.01%。
以310kg/m3水泥、1400kg/m3石子、140kg/m3可降解骨料、62kg/m3水和3.11kg/m3外加剂制备植生混凝土，其孔隙率为26.38%，种植30天植株长度为36.77cm。在25℃和95%RH恒温恒湿条件下养护150天降解率达到56%，并且混凝土孔隙率增加7.89%。
实施例3
一种具有肥效的可降解骨料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将玉米粒破碎并筛选粒径介于0.5-3mm的颗粒，浸泡于45℃温水中4天后捞出、沥干；
（2）将重量百分比为65%沥干的玉米粒、2%磷酸、2%酵母菌、23%饱水吸水树脂和8%淀粉搅拌60秒后，造粒成球，粒径介于7-9mm，得到骨料芯；
（3）将重量百分比为85%淀粉、4%糊精、5%阿拉伯树胶、6%水混合50秒后，以雾态喷于骨料芯表层形成包膜，可溶性包膜厚度是骨料芯直径的40%。于50℃干燥后得到可降解骨料。
上述吸水树脂的比表面积为300m2/kg，吸水倍率为75；所述糊精的比表面积为260m2/kg；阿拉伯树胶的比表面积为260m2/kg；淀粉为可溶性淀粉，比表面积为350m2/kg。
按照GB/T14685-2011《建筑用卵石、碎石》测得可降解骨料的压碎指标为17%，吸水率为0.01%。
以310kg/m3水泥、1400kg/m3石子、140kg/m3可降解骨料、62kg/m3水和3.11kg/m3外加剂制备植生混凝土，其孔隙率为26.71%，种植30天植株长度为38.14cm。在25℃和95%RH恒温恒湿条件下养护150天降解率达到62%，并且混凝土孔隙率增加8.25%。
对照例：
以310kg/m3水泥、1540kg/m3石子、140kg/m3废渣、62kg/m3水和3.11kg/m3外加剂制备普通植生混凝土，其孔隙率为26.67%，种植30天植株长度为32.12cm。
将实施例1-3所制备的植生混凝土与对照例制备的普通混凝土相比，初始孔隙率相差无几，但随着种植植物时间的增长，本发明制备的植生混凝土可不断发生降解，孔隙率不断增加同时还保持较好的压碎指标和吸水率，不会对环境造成污染，同时为植物根系生长提供更多的空间，防止植物根系过于庞大而破坏混凝土结构现象的发生。种植相同时间后作物长势要明显好于对照例。这是由于利用本发明制备的可降解骨料制备的植生混凝土在为植物提供足够生长空间的同时还具有不断释放的养分，满足植物的生长需求，因而植株长势较好。

Claims (5)

1.一种具有肥效的可降解骨料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将玉米粒破碎并筛选粒径介于0.5-3mm的颗粒，浸泡于35-60℃温水中2-5天后捞出、沥干；
将重量百分比为50-85%沥干的玉米粒、1-3%磷酸、1-3%酵母菌、10-40%饱水吸水树脂和2-10%淀粉搅拌30-90秒后，造粒成球，粒径介于5-10mm，得到骨料芯；
将重量百分比为80-90%淀粉、2-6%糊精、2-6%阿拉伯树胶、5-10%水混合30-90秒后，以雾态喷于骨料芯表层形成包膜，可溶性包膜厚度是骨料芯直径的20-50%，于45-65℃干燥后得到可降解骨料。
2.根据权利要求1所述的具有肥效的可降解骨料的制备方法，其特征在于，所述吸水树脂的比表面积为280～340m2/kg，吸水倍率为60～95。
3.根据权利要求1所述的具有肥效的可降解骨料的制备方法，其特征在于，所述糊精的比表面积为240～300m2/kg。
4.根据权利要求1所述的具有肥效的可降解骨料的制备方法，其特征在于，所述阿拉伯树胶的比表面积为240～300m2/kg。
5.根据权利要求1所述的具有肥效的可降解骨料的制备方法，其特征在于，所述淀粉为可溶性淀粉，比表面积为330～380m2/kg。
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