CN109574613A - 一种钙华砖及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及地质吸附技术领域，提供了一种钙华砖，由包括以下质量百分含量的原料制备得到：钙华基料70～90％；钙基胶黏剂9～29.9％；钙华增强剂0.1～1％；所述钙基胶黏剂为氧化钙、氢氧化钙和碳酸氢钙的混合物；所述钙华增强剂为木质碎屑，所述木质碎屑为细长纤维状。本发明提供的钙华砖与钙华景观地质相容性好，可以保证钙华砖与钙华颜色、密度和渗透系数保持一致，不会对钙华地质造成永久性的破坏，实现对钙华地质的原位修复，且本发明得到的钙华砖抗压强度高，耐水性好。

Description

一种钙华砖及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及地质吸附技术领域，特别涉及一种钙华砖及其制备方法和应用。
背景技术
钙华是富含碳酸氢根的地表水，在适当的物理、化学或生物条件下，接近和/或露出于地表时，因二氧化碳大量逸出而形成的碳酸钙化学沉淀物。这些沉淀物随水流的游移和水循环系统的变化而变迁，形成钙华景观。我国四川省“世界自然遗产”九寨沟自然风景区不仅拥有着巨大的旅游景观价值，同时景区内钙华也可以作为高分辨率古气候环境重建的重要载体，而越来越受到人们关注。
因为人和自然原因，钙华景观在不同程度上受到了退化和破坏。例如：九寨沟自然风景区于2017年8月8日21时19分，发生Ms7.0地震。此次地震造成九寨沟火花海、诺日朗等景点受损情况十分严重。火花海钙华坝体溃坝长度约20米，占坝体长度的5％；这次地震造成诺日朗瀑布局部发生垮塌，钙华坝体溃坝长度约20m，约占瀑布整体宽度的6.25％，垮塌段后侧发育裂长4～5m、宽约0.5m，出现多处裂缝、暗流，造成水量严重减少。
受损钙华景观的修复，需要重点考虑到钙华原有的地质特点，但是常规水利工程岸坡的维护或修补用材料如钢筋混凝土与钙华地质生态相容性差，难以保证边石坝修补用材料与钙华颜色、密度和渗透系数保持一致，造成钙华原本特质的破坏。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种钙华砖及其制备方法和应用，本发明提供的钙华砖与钙华景观地质相容性好，可以保证钙华砖与钙华颜色、密度和渗透系数保持一致，不会对钙华地质造成永久性的破坏，实现对钙华地质的原位修复，且本发明得到的钙华砖抗压强度高，耐水性好。
本发明提供了一种钙华砖，由包括以下质量百分含量的原料制备得到：
钙华基料70～90％；
钙基胶黏剂9～29.9％；
钙华增强剂0.1～1％；
所述钙基胶黏剂为氧化钙、氢氧化钙和碳酸氢钙的混合物；
所述钙华增强剂为木质碎屑，所述木质碎屑为细长纤维状。
优选地，所述钙华基料为废弃钙华，所述钙华基料的粒径为75～2000μm。
优选地，所述氧化钙、氢氧化钙和碳酸氢钙的质量比为2～8：8～12：1～10。
优选地，所述木质碎屑为麻纤维或松针。
优选地，所述木质碎屑的长度为0.5～3cm。
本发明还提供了上述技术方案所述的钙华砖的制备方法，包括以下步骤：
将钙华基料、钙基胶黏剂、钙华增强剂与水混合后依次进行压制成型和在二氧化钛气氛中养护，得到钙华砖。
优选地，所述钙华基料、钙基胶黏剂、钙华增强剂的总质量与水的质量比为(90～94)：(6～10)。
优选地，所述压制成型的压强为10～30MPa。
优选地所述养护的温度为20～40℃，时间为10～30天。
本发明还提供了上述钙华砖在受损钙华景观修复或建筑中的应用。
有益技术效果：本发明提供了一种钙华砖，由包括以下质量百分含量的原料制备得到：钙华基料70～90％；钙基胶黏剂9～29.9％；钙华增强剂0.1～1％；所述钙基胶黏剂为氧化钙、氢氧化钙和碳酸氢钙的混合物；所述钙华增强剂为木质碎屑，所述木质碎屑为细长纤维状。本发明提供的钙华砖与钙华景观地质相容性好，可以保证钙华砖与钙华颜色、密度和渗透系数保持一致，不会对钙华地质造成永久性的破坏，实现对钙华地质的原位修复，且本发明得到的钙华砖抗压强度高，耐水性好。实施例实验数据明，本发明提供的钙华砖在保留了与钙华颜色、密度和渗透系数保持一致的情况下，其抗压强度为8～12MPa，静水中浸泡2个月未发生解体，质量仅降低了1.2～1.8％。
具体实施方式
本发明提供了一种钙华砖，由包括以下质量百分含量的原料制备得到：
钙华基料70～90％；
钙基胶黏剂9～29.9％；
钙华增强剂0.1～1％；
所述钙基胶黏剂为氧化钙、氢氧化钙和碳酸氢钙的混合物；
所述钙华增强剂为木质碎屑，所述木质碎屑为细长纤维状。
在本发明中，若无特殊说明，本发明所述原料均为本领域技术人员所熟知的市售商品。
以质量百分含量计，本发明所述钙华砖的原料包括70～90％的钙华基料，更优选为80～85％。在本发明中，所述钙华基料优选为废弃钙华，所述钙华基料的粒径优选为75～2000μm，更优选为100～1500μm，最优选为100～1000μm。在发明中，所述钙基材料采用废弃钙华，废弃钙华与钙华地质相容性好，与钙华颜色、密度、渗透系数都能保持一致，并且采用废弃钙华作为钙华基料，本发明通过限定钙华基料的粒径，使其能够在压制时减少颗粒之间的间隙，增强钙华砖的强度。
以质量百分含量计，本发明所述钙华砖的原料包括9～29.9％的钙基胶黏剂，更优选为15～25％。在本发明中，所述钙基胶黏剂为氧化钙、氢氧化钙和碳酸氢钙的混合物；所述氧化钙、氢氧化钙和碳酸氢钙的质量比优选为2～8：8～12：1～10，更优选为3～5：10：5～7。
本发明中，所述氧化钙和氢氧化钙与水反应生成碳酸钙可以实现钙华基料颗粒间的胶结作用，碳酸氢钙溶于水后，可以增加水中碳酸氢根和钙离子的浓度，促进反应生成碳酸钙，增加胶黏性，并且随着时间的延长可以提高钙华砖的强度。并且三者最终的生成物都是碳酸钙，作为钙华的主要成分，不会引入其他破坏物，提高了与钙华地质的相容性。
以质量百分含量计，本发明所述钙华砖的原料包括0.1～1％的钙华增强剂；所述钙华增强剂为木质碎屑，所述木质碎屑为细长纤维状。在本发明中，所述木质碎屑优选为麻纤维或松针；所述木质碎屑的长度优选为0.5～3cm，更优选为1～2cm。在本发明中，所述钙华增强剂的加入可以减少钙华砖中钙基材料的脆性，使残余强度衰减减少，提高钙华砖抗折强度。但是加入过多会使得钙华基料不能充分包裹纤维表面，导致黏结不充分，同时纤维很难均匀分散，在搅拌时很容易形成球团状，降低材料内部密实度和连续性，因此控制钙华增强剂的质量百分含量在0.1～1％。
本发明还提供了上述技术方案所述钙华砖的制备方法，包括以下步骤：
将钙华基料、钙基胶黏剂、钙华增强剂与水混合后依次进行压制成型和在二氧化钛气氛中养护，得到钙华砖。
在本发明中，所述钙华基料优选为将废弃钙华依次进行破碎、研磨和除杂得到。本发明对破碎和研磨的方法没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的破碎和研磨的方法即可。在本发明中，所述除杂优选为筛分除杂方法。
在本发明中，所述钙华基料、钙基胶黏剂、钙华增强剂的总质量与水的质量比优选为(90～94)：(6～10)。本发明加入水可以使钙基黏胶剂初步反应，增加钙华砖的强度。
在本发明中，所述压制成型的压强优选为10～30MPa，更优选为15～25MPa。本发明通过压制成型使原料颗粒之间的孔隙变小，颗粒间结合更加紧密，增加钙华砖的强度。
在本发明中，所述养护的温度优选为20～40℃，更优选为28～35℃；所述养护的时间优选为10～30天，更优选为15～25天。本发明通过养护使压制成型后的钙华砖干燥，同时为氧化钙、氢氧化钙的反应提供二氧化碳的条件，进一步增加钙华砖的强度。
本发明还提供了上述钙华砖在受损钙华景观修复或建筑中的应用。在修复受损钙华景观中，制备的钙华砖用于填充受损景观内部作为支撑材料，或者将其铺设在受损景观表面作为恢复其形貌，在建筑应用中作为室内装饰材料。
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
以质量百分含量计，取钙华基料70％、钙基胶黏剂29％、钙华增强剂1％，钙华基料的粒度为75μm，钙基胶黏剂为氧化钙、氢氧化钙和碳酸氢钙按质量比为1：4：5混合得到的混合物，钙华增强剂为长度为1cm的松针。将上述原料与水按质量比为90：10混合均匀后在30Mpa压力下压制成钙华砖，在二氧化碳气氛中养护28d后测试其抗压强度为10Mpa。将制备得到的钙华砖在静水中完全浸泡，2个月后砌砖没有发生解体，2个月的浸泡完成后，称量砌砖质量，质量仅降低1.5％。
实施例2～实施例10
实施例2～10中的相关参数及实验结果如表1和表2所示，其它与实施例相同。
表1实施例2～实施例10中相关参数
表2实施例2～实施例10得到的钙华砖的相关性能
由上述实施例可知，本发明提供的钙华砖在基料配比以及压制成型条件下，所得产品颜色呈白色、密度在2.5g/cm3左右，钙华颜色、密度和渗透系数保持一致，同时经过28天的，养护效果，其抗压强度为8～12MPa，静水中浸泡2个月未发生解体，质量仅降低了1.2～1.8％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种钙华砖，由包括以下质量百分含量的原料制备得到：
钙华基料 70～90％；
钙基胶黏剂 9～29.9％；
钙华增强剂 0.1～1％；
所述钙基胶黏剂为氧化钙、氢氧化钙和碳酸氢钙的混合物；
所述钙华增强剂为木质碎屑，所述木质碎屑为细长纤维状。
2.根据权利要求1所述的钙华砖，其特征在于，所述钙华基料为废弃钙华，所述钙华基料的粒径为75～2000μm。
3.根据权利要求1所述的钙华砖，其特征在于，所述氧化钙、氢氧化钙和碳酸氢钙的质量比为2～8：8～12：1～10。
4.根据权利要求1所述的钙华砖，其特征在于，所述木质碎屑为麻纤维或松针。
5.根据权利要求1或4所述的钙华砖，其特征在于，所述木质碎屑的长度为0.5～3cm。
6.权利要求1～5任意一项所述的钙华砖的制备方法，包括以下步骤：
将钙华基料、钙基胶黏剂、钙华增强剂与水混合后依次进行压制成型和在二氧化钛气氛中养护，得到钙华砖。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述钙华基料、钙基胶黏剂、钙华增强剂的总质量与水的质量比为(90～94)：(6～10)。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述压制成型的压强为10～30MPa。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述养护的温度为20～40℃，时间为10～30天。
10.权利要求1～5任意一项所述的钙华砖在受损钙华景观修复或建筑中的应用。
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