CN110066159A - 一种应用于生态护坡的净水型绿化砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于生态护坡的净水型绿化砖，包括从上至下依次设置的包土空心砌块、复合排水网及透水多孔砌块；所述包土空心砌块由疏浚泥、沸石、粉煤灰、硅酸盐水泥、水玻璃、木质素磺酸盐、水，所述透水多孔砌块由陶瓷颗粒、黏土、外掺料、硅酸盐水泥、成孔剂、羟丙基甲基纤维素、水；本发明还公开了该净水型绿化砖的制备方法。本发明所述包土空心砌块轻质、结构稳定性强，透水多孔砌块透水性好、孔隙率高，所述净水型绿化砖，通过包土空心砌块、复合排水网及透水多孔砌块组合，不仅可以有效生态护坡，而且可以实现对雨水的吸收、反滤、净化、排水、保护。

Description

一种应用于生态护坡的净水型绿化砖及其制备方法

技术领域

本发明属于生态廊道技术领域，具体涉及一种应用于生态护坡的净水型绿化砖及其制备方法。

背景技术

当前，正确处理项目开发和环境保护的关系已经成为人们研究经济可持续发展的重要课题，也是工程建设中合理利用资源、保护环境、美化环境所必须正视和认真对待的问题。公路、水利等工程建设与自然环境密切相关，处理不当可能导致制备破坏、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。

生态护坡技术是指根据生态学原理，利用植物比较发达的根系，深入扎进边坡岩土中，使边坡表层土错定固结，植物生长后覆盖坡面，可以调节表土的湿漓，防止扬尘与风雨侵蚀；植被也可以减缓和阻止地表径流，防止冲刷成沟壑，有利于保持水土；同时，边坡植物的存在使当地的原生态环境逐渐恢复，促进多功能生态廊道的开发和建设。

生态护坡设计包括植被选择、土壤改良、施工方法和管养技术，只有当这四者达到相互协调时，才能实现边坡生态防护的目的，路域生态系统才能恢复并达到稳定。植被选择是根据生态学原理进行合理设计，核心在于如何有针对性地选择施工路段拟种植物的物种及其组合结构。土壤是边坡生态系统的物质基础，土壤改良需要解决的问题有：调节土壤养分、调节土壤酸碱性、改善土壤通透性及调整土壤结构。施工方法是边坡土壤植被系统垂建的关键实施措施，根据施工方式不同，路域植被建植技术可分为人工建植技术、机械建植技术和人工加机械复合建植技术，人工建植技术包括：铺草皮、人工播种和人工移栽，机械建植技术包括：液压喷播、客土喷播、连续纤维增强土喷播及厚层基材喷播，人工加机械复合建植技术包括：植生带、三维土工网垫、土工格室植草、刚性骨架植草、六角型混凝土空心块植草、混凝土预制件骨架植草及营养袋。管养技术是边坡植被迅速恢复的重要保证，管养技术巧包括水分管理技术、养分管理技术、修剪技术。

生态护坡技术的研究和应用，受到越来越多的研究者关注。目前，生态护坡存在的问题集中在：景观效应差，单一的护坡模式隔断了道路与自然的联系，施工成本及工期较长，且不宜养护；生态功能有限，缺乏生态廊道等生态措施，不利于植物、微生物的生存繁衍。

发明内容

为了解决目前生态护坡技术中存在的问题，本发明的目的在于提供了一种应用于生态护坡的净水型绿化砖，该净水型绿化砖具有良好的透水性、吸附性，有助于植物稳定生长，并且便于施工。

本发明还提供了上述净水型绿化砖的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种应用于生态护坡的净水型绿化砖，包括从上至下依次设置的包土空心砌块、复合排水网及透水多孔砌块；

所述包土空心砌块由以下重量份数的原料制成：疏浚泥35~50份、沸石15~25份、粉煤灰5~15份、硅酸盐水泥15~20份、水玻璃2~4份、木质素磺酸盐4~9份、水20~30份；其中，疏浚泥的重量以干重计；

所述透水多孔砌块有以下重点份数的原料制成：陶瓷颗粒65~100份、黏土10~20份、外掺料10~25份、硅酸盐水泥5~10份、成孔剂6~10份、羟丙基甲基纤维素2~3份、水25~45份；其中，所述外掺料为珍珠岩和磷石膏按照质量比2:0.5~1混匀而成，所述成孔剂为煤矸石和膨润土按照质量比5:2~3混匀而成。

优选地，所述包土空心砌块包括呈长方体形的第一砖体，第一砖体的上表面均匀间隔设有沿横向延伸的容水槽；第一砖体前侧面设有卡槽，第一砖体的后侧面设有与卡槽相适配的凸出块，第一砖体的左侧面及右侧面均设有上下贯穿的限位槽；第一砖体上沿纵向设有贯穿的种植孔，所述种植孔内放置有用于种植的土壤基质。

进一步，所述包土空心砌块的厚度为10~20厘米，所述容水槽的槽深为1~3厘米，所述卡槽的横截面呈矩形、半圆形、梯形或三角形。

优选地，所述透水多孔砌块包括呈长方体形的第二砖体，所述第二砖体与第一砖体上下对应，第二砖体上表面的左侧与右侧均设有与限位槽相对应的凸起，第二砖体内均匀间隔设有若干透水孔，所述透水孔从第二砖体的上表面沿纵向向下延伸，透水孔的长度不大于第二砖体厚度的一半。

进一步，透水多孔砌块的厚度为8~15厘米，所述凸起的高度为4~7厘米，所述透水孔的直径为0.5~1.5厘米。

优选地，所述复合排水网包括三维土工网以及覆盖于三维土工网上、下两侧的土工布。

上述应用于生态护坡的净水型绿化砖的制备方法，包括以下步骤：

（1）备料：按重量份数称取各原料；称取物料前，将疏浚泥、沸石、陶瓷颗粒、珍珠岩及煤矸石分别破碎、过筛；

（2）制备包土空心砌块：将疏浚泥、沸石、粉煤灰及硅酸盐水泥混合均匀，再加入水玻璃，混匀均匀，得到第一混合料；将木质素磺酸盐溶于水中，得到木质素磺酸盐溶液；然后在边加边搅拌的条件下，向第一混合料中加入木质素磺酸盐溶液，得到第一坯料；将第一坯料注入模具中，振动0.2~0.5小时，静置5~10小时；然后置于相对湿度为75~85%的养护室，升温至80~100℃后，保温5~10小时，然后降温，冷却至室温后，脱模、自然养护2~5天，得到包土空心砌块；

（3）制备透水多孔砌块：在搅拌混料的条件下，依次向陶瓷颗粒中加入珍珠岩、磷石膏、黏土、羟丙基甲基纤维素，得到第二混合料；在边加边搅拌的条件下，向硅酸盐水泥中加入水，混匀后，再依次加入煤矸石、膨润土及第二混合料，混合均匀后，得到第二坯料；将第二坯料通过模具加压成型、脱模，得到坯体；将坯体先于50~70℃干燥5~10小时，然后以1~5℃/min的速度升温至220~260℃，煅烧0.5~1.5小时后，冷却至室温，自然养护2~5天，得到透水多孔砌块；

（4）组合：将包土空心砌块、复合排水网及透水多孔砌块依次叠放组合，储存。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）包土空心砌块轻质、结构稳定性强，利用疏浚泥作为主要原料，不仅具有渗透性低、压实性好、适应变形能力强的特点，还含有部分有机质，有助于植物生长，沸石和粉煤灰吸附于疏浚泥表面，有效提高吸附活性，通过添加木质素磺酸盐，可增强砂浆的抗压强度；包土空心砌块表面设置的容水槽可以使流经表面的水停留，流入种植孔后，供植物生长需要，或下渗至透水多孔砌块；卡槽和凸出块有助于净水型绿化砖的施工稳定性。

（2）透水多孔砌块透水性好、孔隙率高，以陶瓷颗粒作为主要原料，具有良好的吸附性能，通过外掺料进一步提高物料的耐腐蚀性能和使用寿命，通过添加羟丙基甲基纤维素增强砌块硬化后强度，以煤矸石和膨润土为成孔剂，煤矸石煅烧时产生二氧化碳，使坯体内出现孔隙，但会降低坯体的塑性，膨润土的加入，一方面失去结合水，产生孔隙，另一方面可以提高坯料的塑性。

（3）本发明所述净水型绿化砖，通过包土空心砌块、复合排水网及透水多孔砌块组合，不仅可以有效生态护坡，而且可以实现对雨水的吸收、反滤、净化、排水、保护，从根本上缓解面源污染问题。

附图说明

图1为发明所述净水型绿化砖的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明，但所述实施例旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

下述实施例中所用原料均为普通市售产品。

实施例1

如图1所示，一种应用于生态护坡的净水型绿化砖，包括从上至下依次设置的包土空心砌块、复合排水网7及透水多孔砌块。所述包土空心砌块包括呈长方体形的第一砖体1，第一砖体1的上表面均匀间隔设有沿横向延伸的容水槽4；第一砖体1前侧面设有呈梯形的卡槽2，第一砖体1的后侧面设有与卡槽2相适配的凸出块5，第一砖体1的左侧面及右侧面均设有上下贯穿的限位槽6；第一砖体1上沿纵向设有贯穿的种植孔3，所述种植孔3内放置有用于种植的土壤基质。所述透水多孔砌块包括呈长方体形的第二砖体8，所述第二砖体8与第一砖体1上下对应，第二砖体8上表面的左侧与右侧均设有与限位槽6相对应的凸起10，第二砖体8内均匀间隔设有若干透水孔9，所述透水孔9从第二砖体8的上表面沿纵向向下延伸，透水孔9的长度不大于第二砖体8厚度的一半。

所述包土空心砌块由以下重量份数的原料制成：疏浚泥40份、沸石20份、粉煤灰10份、硅酸盐水泥15份、水玻璃3份、木质素磺酸盐6份、水25份；其中，疏浚泥的重量以干重计。所述包土空心砌块的厚度为10~20厘米，所述容水槽4的槽深为1~3厘米。

上述包土空心砌块的制备方法：按重量份数称取各原料，称取物料前，将疏浚泥、沸石分别破碎、过筛；然后将疏浚泥、沸石、粉煤灰及硅酸盐水泥混合均匀，再加入水玻璃，混匀均匀，得到第一混合料；将木质素磺酸盐溶于水中，得到木质素磺酸盐溶液；然后在边加边搅拌的条件下，向第一混合料中加入木质素磺酸盐溶液，得到第一坯料；将第一坯料注入模具中，振动0.3小时，静置6小时；然后置于相对湿度为80%的养护室，升温至85℃后，保温6小时，然后降温，冷却至室温后，脱模、自然养护3天，得到包土空心砌块；

所述透水多孔砌块有以下重点份数的原料制成：陶瓷颗粒80份、黏土15份、外掺料15份、硅酸盐水泥10份、成孔剂8份、羟丙基甲基纤维素3份、水35份；其中，所述外掺料为珍珠岩和磷石膏按照质量比2:0.8混匀而成，所述成孔剂为煤矸石和膨润土按照质量比5:2混匀而成。透水多孔砌块的厚度为8~15厘米，所述凸起10的高度为4~7厘米，所述透水孔9的直径为0.5~1.5厘米。

上述透水多孔砌块的制备方法：按重量份数称取各原料，称取物料前，将疏浚泥、沸石分别破碎、过筛；在搅拌混料的条件下，依次向陶瓷颗粒中加入珍珠岩、磷石膏、黏土、羟丙基甲基纤维素，得到第二混合料；在边加边搅拌的条件下，向硅酸盐水泥中加入水，混匀后，再依次加入煤矸石、膨润土及第二混合料，混合均匀后，得到第二坯料；将第二坯料通过模具加压成型、脱模，得到坯体；将坯体先于60℃干燥6小时，然后以3℃/min的速度升温至240℃，煅烧1小时后，冷却至室温，自然养护3天，得到透水多孔砌块。

所述复合排水网7包括三维土工网以及覆盖于三维土工网上、下两侧的土工布。使用时，将包土空心砌块、复合排水网7及透水多孔砌块依次叠放组合，凸起10与限位槽6上下配合，可以实现包土空心砌块与透水多孔砌块左右限位，前后两块包土空心砌块可通过卡槽2与凸出块5配合，实现前后限位。根据环境条件及绿化需要，包土空心砌块里可选择种植麦冬、香根草、羊茅等。

采用上述包土空心砌块的配方及其制备工艺制作一块5×5厘米的试块（记作：样品1），采用上述透水多孔砌块的配方及其制备工艺也制作一块5×5厘米的试块（记作：样品2），对他们的基本性能进行检测，结果如下：

由上表可见，本发明制备的包土空心砌块及透水多孔砌块均具有良好的保水、透水及抗压性能。雨水流经包土空心砌块表面，容水槽4会阻拦雨水直接沿坡流下，雨水进入种植孔3，部分被植物吸收，另一部经土壤基质下渗后，经过复合排水网7的过滤，快速进入透水孔9，然后再慢慢渗过透水多孔砖，被透水多孔砖吸附、净化。

Claims (7)

1.一种应用于生态护坡的净水型绿化砖，其特征在于：包括从上至下依次设置的包土空心砌块、复合排水网及透水多孔砌块；

所述包土空心砌块由以下重量份数的原料制成：疏浚泥35~50份、沸石15~25份、粉煤灰5~15份、硅酸盐水泥15~20份、水玻璃2~4份、木质素磺酸盐4~9份、水20~30份；其中，疏浚泥的重量以干重计；

所述透水多孔砌块有以下重点份数的原料制成：陶瓷颗粒65~100份、黏土10~20份、外掺料10~25份、硅酸盐水泥5~10份、成孔剂6~10份、羟丙基甲基纤维素2~3份、水25~45份；其中，所述外掺料为珍珠岩和磷石膏按照质量比2:0.5~1混匀而成，所述成孔剂为煤矸石和膨润土按照质量比5:2~3混匀而成。

2.根据权利要求1所述应用于生态护坡的净水型绿化砖，其特征在于：所述包土空心砌块包括呈长方体形的第一砖体，第一砖体的上表面均匀间隔设有沿横向延伸的容水槽；第一砖体前侧面设有卡槽，第一砖体的后侧面设有与卡槽相适配的凸出块，第一砖体的左侧面及右侧面均设有上下贯穿的限位槽；第一砖体上沿纵向设有贯穿的种植孔，所述种植孔内放置有用于种植的土壤基质。

3.根据权利要求2所述应用于生态护坡的净水型绿化砖，其特征在于：所述包土空心砌块的厚度为10~20厘米，所述容水槽的槽深为1~3厘米，所述卡槽的横截面呈矩形、半圆形、梯形或三角形。

4.根据权利要求2所述应用于生态护坡的净水型绿化砖，其特征在于：所述透水多孔砌块包括呈长方体形的第二砖体，所述第二砖体与第一砖体上下对应，第二砖体上表面的左侧与右侧均设有与限位槽相对应的凸起，第二砖体内均匀间隔设有若干透水孔，所述透水孔从第二砖体的上表面沿纵向向下延伸，透水孔的长度不大于第二砖体厚度的一半。

5.根据权利要求4所述应用于生态护坡的净水型绿化砖，其特征在于：透水多孔砌块的厚度为8~15厘米，所述凸起的高度为4~7厘米，所述透水孔的直径为0.5~1.5厘米。

6.根据权利要求1所述应用于生态护坡的净水型绿化砖，其特征在于：所述复合排水网包括三维土工网以及覆盖于三维土工网上、下两侧的土工布。

7.权利要求1至6任一所述应用于生态护坡的净水型绿化砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）备料：按重量份数称取各原料；称取物料前，将疏浚泥、沸石、陶瓷颗粒、珍珠岩及煤矸石分别破碎、过筛；

（2）制备包土空心砌块：将疏浚泥、沸石、粉煤灰及硅酸盐水泥混合均匀，再加入水玻璃，混匀均匀，得到第一混合料；将木质素磺酸盐溶于水中，得到木质素磺酸盐溶液；然后在边加边搅拌的条件下，向第一混合料中加入木质素磺酸盐溶液，得到第一坯料；将第一坯料注入模具中，振动0.2~0.5小时，静置5~10小时；然后置于相对湿度为75~85%的养护室，升温至80~100℃后，保温5~10小时，然后降温，冷却至室温后，脱模、自然养护2~5天，得到包土空心砌块；

（3）制备透水多孔砌块：在搅拌混料的条件下，依次向陶瓷颗粒中加入珍珠岩、磷石膏、黏土、羟丙基甲基纤维素，得到第二混合料；在边加边搅拌的条件下，向硅酸盐水泥中加入水，混匀后，再依次加入煤矸石、膨润土及第二混合料，混合均匀后，得到第二坯料；将第二坯料通过模具加压成型、脱模，得到坯体；将坯体先于50~70℃干燥5~10小时，然后以1~5℃/min的速度升温至220~260℃，煅烧0.5~1.5小时后，冷却至室温，自然养护2~5天，得到透水多孔砌块；

（4）组合：将包土空心砌块、复合排水网及透水多孔砌块依次叠放组合，储存。