CN107265931A - 一种生态混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生态混凝土，各组分的重量配比为：火山岩30‑45份、鹅卵石10‑15份、砂砾3‑5份、氨基磺酸1‑5份、水泥80‑95份、聚丙烯酰胺1‑5份、硫酸铝1‑5份、改性硅藻土1‑5份，其中聚丙烯酰胺与改性硅藻土的比例为1:1。本发明得到的一种生态混凝土，提高了其对水质净化的效果，同时还保持了生态混凝土自身的强度，经测试，本发明得到的生态混凝土的吸附及净化能力强于现有的生态混凝土。

Description

一种生态混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土，特别是一种生态混凝土及其制备方法。

背景技术

生态混凝土主要分为两类，即环境友好型生态混凝土和生物相容型生态混凝土。首先，环境友好型生态混凝土是指能够降低环境负荷的混凝土。混凝土采用固体废弃物再生利用实现生产，通过增强混凝土耐久性延长混凝土寿命，最后通过改变混凝土性能改善混凝土对环境的影响，最终降低环境负荷的混凝土。其次，生物相容型的生态混凝土是指能够与大自然中的动植物和谐共存，并且能够在一定程度上进行生态环境的协调，有效的美化环境，达到人与自然的和谐共存。

其中环境友好型生态混凝土是将连续粒级的粗骨料、一定量的细骨料、水泥、水及植被混凝土绿化添加剂按一定的比例范围进行配合，然后进行搅拌，浇筑及自然养护之后，便可得到表面呈米花糖状并有大量连通、细密孔隙的多孔质混凝土。它的最大特点是存在大量单独或连续的孔隙，拥有一般混凝土及普通生态混凝土所不具备的多种功能。但是目前的生态混凝土的吸附能力以及净化能力还有待提高。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种提高吸附及净化能力的一种生态混凝土及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种生态混凝土，其中各组分的重量配比为：火山岩30-45份、鹅卵石10-15份、砂砾3-5份、氨基磺酸1-5份、水泥80-95份、聚丙烯酰胺1-5份、硫酸铝1-5份、改性硅藻土1-5份，其中聚丙烯酰胺与改性硅藻土的比例为1:1。

所述改性硅藻土中的各组分重量配比为硅藻土60份、柚子皮15份、活性炭5份、石墨烯10份、聚合氯化铁2份、硝酸铈3份、草酸5份。

所述聚丙烯酰胺为阳离子聚丙烯酰胺，其分子量为1000万。

一种上述的生态混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将柚子皮用蒸馏水洗净，切碎后在105℃下干燥2h，取出后研磨，过100目筛后取15份放入烧杯中，再加入活性炭5份，混合均匀后放入预先制备好的由草酸5份制成的2-3mol/L的草酸溶液中，然后依次放入硅藻土60份、石墨烯10份、聚合氯化铁2份、硝酸铈3份，经过搅拌混合，经24小时的常温反应后，送至烘箱中，在105℃中烘干后取出冷却，研磨至100目，得到改性硅藻土以作备用；

步骤2，将火山岩30-45份、鹅卵石10-15份、砂砾3-5份、氨基磺酸1-5份经过搅拌混合均匀后，得到混合物A以作备用；

步骤3，将硫酸铝1-5份、聚丙烯酰胺1-5份溶于水中，通过混合设备混合，在常温常压下按每分钟100转，经10~20分钟的充分搅拌混合，得到混合物B以作备用；

步骤4，将混合物A与混合物B混合后，再投入改性硅藻土1-5份，水泥80-95份，接着与水在常温常压下进行混合搅拌1-2h后形成料浆，最后将制得的料浆浇筑入模，放在振动台上振实压制成型后自然养护28天，之后拆模即得到本发明的生态混凝土。

火山岩的表面粗糙多孔，孔隙率大，对污水中的有机物具有较强的凝聚力，使得更多的有机物被吸附在微孔结构中，同时火山岩的吸附能力强，更能提高对于水体的净化效果。另外鹅卵石和砂砾可以对同样对水体具有净化作用。

氨基磺酸作为减水剂，可以在维持混凝土坍落度不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥。

同时聚丙烯酰胺也具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力，在与铝离子混合时，能够加强其絮凝能力，一定程度上增大被吸附物质的凝聚力。

另外硅藻土是一种硅质生物沉积岩，主要化学成份是SiO₂，并含有少量的Al₂O₃，P₂O₅，CaO、MgO等，是由硅藻的壁壳组成，壁壳上有多级、大量、有序排列的微孔，表面有大量羧基覆盖，因而显弱酸性，在催化领域被称为固体酸。硅藻土质轻、多孔、相对密度小，孔径分布范围大，孔隙率高，吸附能力强，能吸附自身重量的1.5～4倍的杂质。因此，凭借硅藻土独特的微孔结构，利用其吸附性能来处理废水不仅可以降低成本，而且还可以更有效地利用我国丰富的矿产资源。而本专利中，采用石墨烯和聚合氯化铁对硅藻土进行改性，使得改性后的硅藻土对于有机物的去除率大大提高。当石墨烯和聚合氯化铁分布于硅藻土的表面时，对污水中的有机物具有较强的凝聚力，使得更多的有机物被吸附在微孔结构中。同时硝酸铈的加入则提高了促进作用，提高了石墨烯和聚合氯化铁的活性。另外加入的柚子皮粉末，也是具有较强吸附能力的物质，硅藻土和柚子皮粉末两者相互配合，对有机物去除率有更大的增进作用，并且柚子皮粉末能够吸附污水中的有毒害的重金属离子。其中活性炭具有一定的除臭能力和吸附能力，对生活污水气味上具有一定改善作用。

本发明得到的一种生态混凝土，提高了其对水质净化的效果，同时还保持了生态混凝土自身的强度，经测试，本发明得到的生态混凝土的吸附及净化能力强于现有的生态混凝土。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

本实施例提供的一种生态混凝土，各组分的重量配比为：火山岩30份、鹅卵石10份、砂砾3份、氨基磺酸2份、水泥80份、聚丙烯酰胺1份、硫酸铝1份、改性硅藻土1份。

所述改性硅藻土中的各组分重量配比为硅藻土60份、柚子皮15份、活性炭5份、石墨烯10份、聚合氯化铁2份、硝酸铈3份、草酸5份。

一种上述的生态混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将柚子皮用蒸馏水洗净，切碎后在105℃下干燥2h，取出后研磨，过100目筛后取15份放入烧杯中，再加入活性炭5份，混合均匀后放入预先制备好的由草酸5份制成的2-3mol/L的草酸溶液中，然后依次放入硅藻土60份、石墨烯10份、聚合氯化铁2份、硝酸铈3份，经过搅拌混合，经24小时的常温反应后，送至烘箱中，在105℃中烘干后取出冷却，研磨至100目，得到改性硅藻土以作备用；

步骤2，将火山岩30份、鹅卵石10份、砂砾3份、氨基磺酸2份经过搅拌混合均匀后，得到混合物A以作备用；

步骤3，将硫酸铝1份、聚丙烯酰胺1份溶于水中，通过混合设备混合，在常温常压下按每分钟100转，经10~20分钟的充分搅拌混合，得到混合物B以作备用；

步骤4，将混合物A与混合物B混合后，再投入改性硅藻土1份、水泥80份，接着与水在常温常压下进行混合搅拌1-2h后形成料浆，最后将制得的料浆浇筑入模，放在振动台上振实压制成型后自然养护28天，之后拆模即得到本发明的生态混凝土。

将本实施例制得的生态混凝土用于处理生活污水，其结果如下：COD和氨氮的去除率分别为93.4%和92.5%。

实施例2：

本实施例提供的一种生态混凝土及其制备方法大致与实施例1相同，其主要区别点在于，本实施例中各组分的重量配比为：火山岩45份、鹅卵石15份、砂砾5份、氨基磺酸4份、水泥85份、聚丙烯酰胺4份、硫酸铝4份、改性硅藻土4份。

将本实施例制得的生态混凝土用于处理生活污水，其结果如下：COD和氨氮的去除率分别为92.5%和93.1%。

实施例3：

本实施例提供的一种生态混凝土及其制备方法大致与实施例1相同，其主要区别点在于，本实施例中各组分的重量配比为：火山岩40份、鹅卵石12份、砂砾4份、氨基磺酸5份、水泥95份、聚丙烯酰胺5份、硫酸铝5份、改性硅藻土5份。

将本实施例制得的生态混凝土用于处理生活污水，其结果如下：COD和氨氮的去除率分别为93.6%和92.8%。

Claims (4)

1.一种生态混凝土，其特征是各组分的重量配比为：火山岩30-45份、鹅卵石10-15份、砂砾3-5份、氨基磺酸1-5份、水泥80-95份、聚丙烯酰胺1-5份、硫酸铝1-5份、改性硅藻土1-5份，其中聚丙烯酰胺与改性硅藻土的比例为1:1。

2.根据权利要求1所述的一种生态混凝土，其特征是所述改性硅藻土中的各组分重量配比为硅藻土60份、柚子皮15份、活性炭5份、石墨烯10份、聚合氯化铁2份、硝酸铈3份、草酸5份。

3.根据权利要求1所述的一种生态混凝土，其特征是所述聚丙烯酰胺为阳离子聚丙烯酰胺，其分子量为1000万。

4.一种如权利要求1所述的生态混凝土的制备方法，其特征是包括以下步骤：

步骤1，将柚子皮用蒸馏水洗净，切碎后在105℃下干燥2h，取出后研磨，过100目筛后取15份放入烧杯中，再加入活性炭5份，混合均匀后放入预先制备好的由草酸5份制成的2-3mol/L的草酸溶液中，然后依次放入硅藻土60份、石墨烯10份、聚合氯化铁2份、硝酸铈3份，经过搅拌混合，经24小时的常温反应后，送至烘箱中，在105℃中烘干后取出冷却，研磨至100目，得到改性硅藻土以作备用；

步骤2，将火山岩30-45份、鹅卵石10-15份、砂砾3-5份、氨基磺酸1-5份经过搅拌混合均匀后，得到混合物A以作备用；

步骤3，将硫酸铝1-5份、聚丙烯酰胺1-5份溶于水中，通过混合设备混合，在常温常压下按每分钟100转，经10~20分钟的充分搅拌混合，得到混合物B以作备用；

步骤4，将混合物A与混合物B混合后，再投入改性硅藻土1-5份，水泥80-95份，接着与水在常温常压下进行混合搅拌1-2h后形成料浆，最后将制得的料浆浇筑入模，放在振动台上振实压制成型后自然养护28天，之后拆模即得到本发明的生态混凝土。