CN109049295A - 一种磷酸钾镁水泥基生态挡土墙砌块及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生态挡土墙砌块领域，具体为一种磷酸钾镁水泥基生态挡土墙砌块及其制备方法，所述砌块设有砌块壳体、高吸水树脂颗粒料包、耐旱植物、植生土和磷酸钾镁水泥基陶粒透水混凝土填料，砌块壳体包括储水仓、植生仓、连通孔、隔板、底部肋板、锚固孔、链接钢丝，砌块壳体由磷酸钾镁水泥基纤维砂浆浇注而成，并预埋连接钢丝，底部肋板、连通孔、隔板为砌块壳体浇注时通过模具形式设计制得，各砌块之间通过锚固棒链接钢丝链接为一体。本发明提供的砌块，通过设置储水仓和植生仓，通过填充填料和高吸水树脂颗粒料包，大大的减轻了砌块的重量，提高了砌块的储水、滤污效果，使砌块兼具储水、滤污、植生、挡土，便于运输安装等特点。

Description

一种磷酸钾镁水泥基生态挡土墙砌块及其制备方法

技术领域

本发明涉及生态挡土墙砌块，具体涉及一种磷酸钾镁水泥基生态挡土墙砌块及其制备方法。

背景技术

生态挡土墙是一种既能起到生态环保的作用、又兼具景观功能、且能防止水土流失的挡土墙。生态挡土墙拥有广阔的市场发展前景，能够在城市河道整治中得到充分的应用。生态挡土墙成为近年来研究的重点，例如申请号为2014800225501的中国专利，申请号为2010105995696的中国专利，申请号为2017100835616的中国专利，申请号为2015107739574的中国专利，申请号为2015102277367的中国专利，中都公开了各种挡土墙砌块，但是这些挡土墙砌块都存在不同程度的问题。申请号为2014800225501的专利所用砌块结构复杂，制造与安装不便。申请号为2010105995696的专利所用砌体制成的挡土墙透水性差，且植物无法生长，对生态环境尤其是河道生态环境的不利影响较大。申请号为2017100835616的中国专利砌块密度较大，成本较高。申请号为2015107739574的中国专利，所用砌块形状复杂，制作不便。申请号为2015102277367的中国专利，所用砌块连接部位薄弱。总体而言，现有挡土墙砌块存在自重大，无植物相容性考虑等缺点。

而对于挡土墙砌块的材料，普通挡土墙砌块由普通水泥、河砂、碎石和掺合料等经加水搅拌、振捣或压制成型、撒水养护至28d(天)后制得的普通混凝土砌块。但是在我国，优质的河砂资源已日渐枯竭，这一问题在沿海发达地区尤为严重，甚至有的建筑工程违规使用海砂、麻刚砂等替代河砂。碎石资源虽然目前尚未像河砂那样严峻，但同样属不可再生资源。另外，普通混凝土中的水泥水化产生大量Ca(OH)2，在潮湿环境下Ca(OH)2易溶出，影响植物生长，而且溶出的Ca(OH)2附着在混凝土表面，影响装景观效果。总之，普通混凝土存在自然资源消耗大、生产周期长、生态功能差等缺点。

城市生活垃圾焚烧会产生20％～30％的飞灰、灰渣等剩余物，目前主要通过填埋处置，易造成二次污染。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺点，提供一种磷酸钾镁水泥基生态挡土墙砌块及其制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种磷酸钾镁水泥基生态挡土墙砌块，其特征在于，所述砌块设有砌块壳体，砌块壳体侧周面设置多个连通孔，所述砌块壳体包括储水仓和植生仓，储水仓和植生仓之间设置隔板，所述隔板上设置通孔，所述砌块壳体顶部面上设置锚固孔，锚固孔中插有锚固棒，所述砌块壳体在浇注之前，预埋连接钢丝，各砌块之间通过锚固棒和连接钢丝连接为一体，所述储水仓内填装高吸水树脂颗粒料包。

所述植生仓中设有植生土，在植生土中栽种耐旱植物。

所述砌块壳体底部设置底部肋板，所述底部肋板上部设置磷酸钾镁水泥基陶粒透水混凝土填料，所述填料表面覆盖植生土。

所述锚固棒采用PVC管或塑料棒制得。

一种上述挡土墙砌块的制备方法，所述砌块采用磷酸钾镁水泥基纤维砂浆制备，将磷酸钾镁水泥基纤维砂浆注入砌块壳体的模具中，并将连接钢丝部分埋入到储水仓一侧砂浆内，制得砌块壳体，静置5-7小时后脱模，将陶粒填入植生仓中，将制备好的磷酸钾镁水泥基材料浆体灌入植生仓，使陶粒被包覆，同时，多余浆体通过底部肋板间缝隙流出，从而制得磷酸钾镁水泥基陶粒透水混凝土填料，并将植生土覆盖其表面；将高吸水颗粒料包填充于储水仓内。

所述磷酸钾镁水泥基纤维砂浆为磷酸钾镁水泥基材料掺加0.10％～0.20％聚丙烯纤维和50.0％～100.0％生活垃圾焚烧灰渣得到，其中生活垃圾焚烧灰渣粒径小于4.75mm。

所述磷酸钾镁水泥基材料包括过烧氧化镁、磷酸二氢钾、生活垃圾焚烧飞灰、缓凝剂、减水剂、水；各组分按质量计：过烧氧化镁33.3％～31.19％、磷酸二氢钾37.74％～28.28％、生活垃圾焚烧飞灰6.94％～12.60％、缓凝剂3.55％～5.95％、减水剂0.71％～1.19％、水17.76％～20.79％，过烧氧化镁为1350℃煅烧所得，磷酸二氢钾为工业级，生活垃圾焚烧飞灰粒径小于0.75mm，缓凝剂为工业级硼酸或硼砂，减水剂为聚羧酸减水剂，水为自来水。

所述底部肋板、连通孔、隔板，为砌块壳体浇注时通过模具形式设计制得。

所述磷酸钾镁水泥基陶粒透水混凝土填料为磷酸钾镁水泥基材料包覆陶粒得到，陶粒为粘土陶粒、粉煤灰陶粒、淤泥陶粒中的一种，单级配5-15mm粒径。

所述植生土为普通土、耐旱植物种籽、缓释化肥、陶粒、腐熟木屑混合而成，所述耐旱植物为爬山虎、牵牛花、葛藤、常春藤、结缕草、野牛草、狗牙根草、黑麦草中的一种。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)本发明的挡土墙砌块，属自嵌式挡土墙砌块，这类砌块存在单位体积原材料用量大，成本高、不适合远距离运输高、施工不便、无滤污储水功能、可用于植生的区域较小等缺点，本发明的砌块通过设计壳体结构，使砌块绝大部分区域都是空腔，植生面积大、质量轻、具有储水滤污功能，在结构上与传统自嵌式挡土墙砌块具有优势明显。

(2)本发明通过连接钢丝和锚固孔、锚固棒，克服了现有技术中砌块之间堆砌不牢固的问题，实现了砌块之间牢固的连接。

(3)本发明的砌块通过在储水仓中填有高吸水颗粒，在植生仓底部设置陶粒透水混凝土填料，具有储水、滤污作用，同时更能供给植物水和养份；同时，通过高吸水颗粒以及填料的填充，使得本发明的砌块比传统挡土墙砌块轻质，方便运输和施工。

(4)本申请通过将砌块壳体的底部内侧设置为底部肋条的形式，进一步的加强了砌块的储水、滤污作用，且进一步的减轻了砌块的总体重量。

(5)本申请磷酸钾美水泥基材料具有在数小时内完全硬化、早强、免养护特点，用该材料制备砌块工艺简单、生产周期短；且磷酸钾美水泥基材料属低碱度材料，植物相容性好，适于生态挡土墙砌块，磷酸钾镁水泥基材料硬化过程中不产生Ca(OH)₂，不会对植物生长不利。

(6)本发明用生活垃圾焚烧飞灰、灰渣分别作为水泥基材料的掺合料和细骨料，节约成本、绿色环保。

附图说明

图1本发明的立体结构示意图。

图2本发明的图1的A-A剖面示意图。

图3本发明的壳体结构示意图。

图中标记所代表的含义如下：砌块壳体-1，连通孔-2，连接钢丝-3，储水仓-4，隔板-5，植生仓-6，底部肋板-7，锚固孔-8，锚固棒-9，高吸水树脂颗粒料包-10，填料-11，植生土-12，耐旱植物-13。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

一种磷酸钾镁水泥基生态挡土墙砌块，设有砌块壳体1、高吸水树脂颗粒料包10、耐旱植物13、植生土12和磷酸钾镁水泥基陶粒透水混凝土填料11，砌块壳体由储水仓4、植生仓6、连通孔2、隔板5、底部肋板7、锚固孔8、链接钢丝3组成，砌块壳体1由磷酸钾镁水泥基纤维砂浆浇注而成，并预埋链接钢丝3，底部肋板7、连通孔2、隔板5为砌块壳体浇注时通过模具形式设计制得，储水仓4内填装高吸水树脂颗粒料包10，植生仓内有耐旱植物13、植生土12、磷酸钾镁水泥基陶粒透水混凝土填料11，锚固孔8插有锚固棒9，锚固棒9由PVC管或塑料棒制得，各砌块之间通过锚固棒9链接钢丝3链接为一体。

磷酸钾镁水泥基生态挡土墙砌块的制备方法如下：将磷酸钾镁水泥基纤维砂浆注入砌块壳体1的模具中，并将连接钢丝3部分埋入到储水仓4一侧砂浆内，制得砌块壳体1，静置6小时后脱模，将陶粒填入植生仓6中，将制备好的磷酸钾镁水泥基材料浆体灌入植生仓，使陶粒被包覆，同时，多余浆体通过底部肋板7间缝隙流出，从而制得磷酸钾镁水泥基陶粒透水混凝土填料11，并将植生土12覆盖其表面；将高吸水颗粒料包10填充于储水仓4内。施工时，先平整基础，将挡土墙砌块砌成挡土墙，将锚固棒9插入锚固孔8内部使砌块竖向链接，将相临砌块间的链接钢丝3拧在一起，使砌块纵向链接，将储水仓4埋入土中，并将挡土墙背面用土填实。

磷酸钾镁水泥基材料、磷酸钾镁水泥基纤维砂浆制备方法：

①将过烧氧化镁、磷酸二氢钾、生活垃圾焚烧飞灰放入搅拌机搅拌1min；

②将缓凝剂、减水剂、水混合为均匀液体，注入搅拌机中并搅拌1min，制得磷酸钾镁水泥基材料浆体；

③将磷酸钾镁水泥基材料浆体成型40mm×40mm×160mm试件，6h后脱模，测试性能；

④将聚丙烯纤维和生活垃圾焚烧灰渣加入磷酸钾镁水泥基材料浆体中，搅拌均匀，制得磷酸钾镁水泥基纤维砂浆。

⑤浆磷酸钾镁水泥基纤维砂浆成型40mm×40mm×160mm试件，6h后脱模，测试性能。

其中，过烧氧化镁是1350℃煅烧得到，MgO含量≥89％，平均粒径30μm；磷酸二氢钾是工业级；硼酸、硼砂是工业级；生活垃圾焚烧飞灰、灰渣由扬州天楹环保能源有限公司生产，飞灰粒径小于0.75mm，灰渣粒径小于4.75mm；聚羧减水剂为江苏苏博特新材料股份有限公司生产，含固量30％，聚羧酸减水剂饱和掺量点减水率30％以上；陶粒为江苏建华陶粒有限公司生产，粒径10mm；聚丙烯纤维是深圳市特耐新型材料有限公司生产，长13mm。

PVC管是硬聚氯乙烯管，是由聚氯乙烯树脂与稳定剂、润滑剂等配合后用热压法挤压成型，是最早得到开发应用的塑料管材。

实施例1-实施例4配方见表1，制备工艺相同。

比较例1-比较例3配方见表1，制备工艺相同。

各实施例和比较例结果见表2

表1实施例1-4和比较例1-3的配方表

表2实施例和比较例结果

磷酸钾镁水泥基纤维砂浆满足JC/T 2094-2011《干垒挡土墙用混凝土砌块》MU15.0～MU30.0强度等级的性能要求。过烧氧化镁的质量比例和水的质量比例是控制因素，对比实施例4与比较例1，当过烧氧化镁的质量比例超过33.3％后，磷酸钾镁水泥基纤维砂浆强度降低，软化系数提高；对比实施例1与比较例2，过烧氧化镁的质量比例低于31.19％时，磷酸钾镁水泥基纤维砂浆强度与软化系数均降低，对比实施例1与比较例3，水的质量比例超过20.79％时，磷酸钾镁水泥基纤维砂浆强度与软化系数均低于规范要求。因此，将成分设为过烧氧化镁33.3％～31.19％、磷酸二氢钾37.74％～28.28％、生活垃圾焚烧飞灰6.94％～12.60％、缓凝剂3.55％～5.95％、减水剂0.71％～1.19％、水17.76％～20.79％、聚丙烯纤维0.10％～0.20％和生活垃圾焚烧灰渣50.0％～100.0％。

Claims (10)

1.一种磷酸钾镁水泥基生态挡土墙砌块，其特征在于，所述砌块设有砌块壳体(1)，砌块壳体(1)侧周面设置多个连通孔(2)，所述砌块壳体(1)包括储水仓(4)和植生仓(6)，储水仓(4)和植生仓(6)之间设置隔板(5)，所述隔板(5)上设置通孔，所述砌块壳体(1)顶部面上设置锚固孔(8)，锚固孔(8)中插有锚固棒(9)，所述砌块壳体(1)在浇注之前，预埋连接钢丝(3)，各砌块之间通过锚固棒(9)和连接钢丝(3)连接为一体，所述储水仓(4)内填装高吸水树脂颗粒料包(10)。

2.根据权利要求1所述的挡土墙砌块，其特征在于，所述植生仓(6)中设有植生土(12)，在植生土(12)中栽种耐旱植物(13)。

3.根据权利要求2所述的挡土墙砌块，其特征在于，所述砌块壳体(1)底部设置底部肋板(7)，所述底部肋板(7)上部设置磷酸钾镁水泥基陶粒透水混凝土填料(11)，所述填料(11)表面覆盖植生土(12)。

4.根据权利要求3所述的挡土墙砌块，其特征在于，所述锚固棒(9)采用PVC管或塑料棒制得。

5.一种权利要求1-4任一项所述的挡土墙砌块的制备方法，其特征在于，所述砌块采用磷酸钾镁水泥基纤维砂浆制备，将磷酸钾镁水泥基纤维砂浆注入砌块壳体(1)的模具中，并将连接钢丝(3)部分埋入到储水仓(4)一侧砂浆内，制得砌块壳体(1)，静置5-7小时后脱模，将陶粒填入植生仓(6)中，将制备好的磷酸钾镁水泥基材料浆体灌入植生仓(6)，使陶粒被包覆，同时，多余浆体通过底部肋板(7)间缝隙流出，从而制得磷酸钾镁水泥基陶粒透水混凝土填料(11)，并将植生土(12)覆盖其表面；将高吸水颗粒料包(10)填充于储水仓(4)内。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸钾镁水泥基纤维砂浆为磷酸钾镁水泥基材料掺加0.10％～0.20％聚丙烯纤维和50.0％～100.0％生活垃圾焚烧灰渣得到，其中生活垃圾焚烧灰渣粒径小于4.75mm。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸钾镁水泥基材料包括过烧氧化镁、磷酸二氢钾、生活垃圾焚烧飞灰、缓凝剂、减水剂、水；各组分按质量计：过烧氧化镁33.3％～31.19％、磷酸二氢钾37.74％～28.28％、生活垃圾焚烧飞灰6.94％～12.60％、缓凝剂3.55％～5.95％、减水剂0.71％～1.19％、水17.76％～20.79％，过烧氧化镁为1350℃煅烧所得，磷酸二氢钾为工业级，生活垃圾焚烧飞灰粒径小于0.75mm，缓凝剂为工业级硼酸或硼砂，减水剂为聚羧酸减水剂，水为自来水。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述底部肋板(7)、连通孔(2)、隔板(5)，为砌块壳体浇注时通过模具形式设计制得。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸钾镁水泥基陶粒透水混凝土填料(11)为磷酸钾镁水泥基材料包覆陶粒得到，陶粒为粘土陶粒、粉煤灰陶粒、淤泥陶粒中的一种，单级配5-15mm粒径。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述植生土(12)为普通土、耐旱植物种籽、缓释化肥、陶粒、腐熟木屑混合而成，所述耐旱植物(13)为爬山虎、牵牛花、葛藤、常春藤、结缕草、野牛草、狗牙根草、黑麦草中的一种。