CN110183174A - 一种利用建筑垃圾再生制备古典园林假山的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用建筑垃圾再生制备古典园林假山的方法，涉及假山加工技术领域，包括以下步骤：(1)制作模具，(2)建筑垃圾破碎，(3)混料，(4)浇注，(5)结构致密化处理，(6)脱模，(7)修饰。本发明以建筑垃圾作为主料，协以聚己内酯等辅料经加工制得假山，实现了建筑垃圾的合理再利用；并且所制假山的外观品质好，环保性强，同时抗压性能好，保水性强，利于在假山上进行绿植的栽培，从而美化和净化环境。

Description

一种利用建筑垃圾再生制备古典园林假山的方法
技术领域：
本发明涉及假山加工技术领域，具体涉及一种利用建筑垃圾再生制备古典园林假山的方法。
背景技术：
假山，是园林中以造景为目的，用土、石等材料构筑的山。假山具有多方面的造景功能，如构成园林的主景或地形骨架，划分和组织园林空间，布置庭院、驳岸、护坡、挡土，设置自然式花台。还可以与园林建筑、园路、场地和园林植物组合成富于变化的景致，借以减少人工气氛，增添自然生趣，使园林建筑融汇到山水环境中。因此，假山成为表现中国自然山水园的特征之一。
现代园林假山的发展与古典园林假山不同，呈现了多元化、综合化的趋势。古典假山限于石材及施工技术条件等，在景观的创作方面有一定的局限性。但现代施工技术及人造石材料的发展逐渐使创造多变的、丰富的山石景观成为可能。特别是对于大规模、大体量石山的创作，可从自然地貌形态特征及组合特点中吸取到创作的灵感。利用水泥、灰泥、混凝土、玻璃钢、有机树脂、GRC(低碱度玻璃纤维水泥)作材料，进行“塑石”，正在现代园林中兴起。塑石的优点是造型随意、多变，体量可大可小，色彩可多变，重量轻，节省石材，节省开支具有现代气息的塑石作品，特别适用于施工条件受限制或承重条件受限制的地方。
建筑垃圾(废混凝土建筑垃圾和砖混建筑垃圾)在各类建筑垃圾总量中所占比例最大，是目前建筑垃圾资源化处置和利用的主要对象。目前，废混凝土建筑垃圾和砖混建筑垃圾主要加工成再生粗骨料和再生细骨料，用于生产混凝土、砂浆、混凝土砌砖、混凝土砖以及道路工程中的无机混合料。目前，建筑垃圾的产生量很大，如果不合理加以利用，将会严重影响环境。而假山的加工需要多种无机材料，为了实现建筑垃圾在假山加工中的应用，本发明提供了一种以建筑垃圾作为主料的假山加工方法。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用建筑垃圾再生制备古典园林假山的方法，不仅实现了建筑垃圾的再生利用，而且制得的假山环保性强，同时兼具良好的外观质量和使用质量。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种利用建筑垃圾再生制备古典园林假山的方法，包括以下步骤：
(1)制作模具：模具包括外模和内模，根据既定假山结构制作模具；
(2)建筑垃圾破碎：将建筑垃圾经粗破碎和细破碎后制成粒度小于2mm的粉体；
(3)混料：按比例将上述建筑垃圾粉体、聚己内酯、硅酸盐水泥、纳米吸水填料、萘系减水剂、铝酸酯偶联剂加入混料机中，并加水调节所得混合物的固含量达到60-70％，混合均匀，得到假山加工物料；
(4)浇注：将上述物料导入模具内，并将震动棒插入模具中经震动夯实物料，并补充物料直至物料夯实后与模具开口平齐；
(5)结构致密化处理：将浇注后的模具置于热处理室中，先以5～10℃/min的升温速度加热至130～140℃保温至物料中的水份挥干，然后转入冷处理室中，以5～10℃/min的降温速度冷却至-5～5℃保温静置0.5-2h，再自然恢复至室温；
(6)脱模：分离外模和内模，得到假山粗品；
(7)修饰：对所制假山粗品进行表面修整，得到假山成品。
利用热胀冷缩原理，并通过程序升温和程序降温的操作来使所制假山的内部结构致密化，避免内部出现空隙结构，进而增强所制假山的力学性能，尤其是抗压强度。
所述建筑垃圾选自废混凝土建筑垃圾、废砖混建筑垃圾中的一种。
所述纳米吸水填料选自纳米碳酸钙、纳米滑石粉中的一种。
所述建筑垃圾粉体、聚己内酯、硅酸盐水泥、纳米吸水填料、萘系减水剂、铝酸酯偶联剂的质量比为100-150:10-30:25-50:10-20:1-10:1-10。
聚己内酯是由ε-己内酯在金属有机化合物作催化剂，二羟基或三羟基作引发剂条件下开环聚合而成，属于聚合型聚酯；本发明通过聚己内酯的添加来改善所制假山的力学性能，不仅实现了聚己内酯在假山加工中的新应用，而且由于聚己内酯本身具有生物降解性，因此不会对环境造成污染。
为了进一步提高纳米碳酸钙作为纳米吸水填料的吸水性能进而利于所制假山栽培绿植，本发明还对纳米碳酸钙进行了表面改性，具体技术方案如下：
所述纳米碳酸钙经过表面改性，其改性方法为：先将多聚谷氨酸加水配成溶液，再加热至60～70℃后保温搅拌，并在搅拌下缓慢加入纳米碳酸钙，待纳米碳酸钙全部加完后继续于60～70℃下保温搅拌15-30min，停止加热，待所得溶液自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经粉碎、研磨制成纳米粉体。
所述纳米碳酸钙、多聚谷氨酸的量比为10:0.5-2。
通过上述改性处理制得表面包覆多聚谷氨酸的纳米碳酸钙，该物质在遇水后先利用表面包覆的多聚谷氨酸吸收水分，待表面的多聚谷氨酸吸水量达到最大时开始向内部的碳酸钙渗入水分，从而大大提高碳酸钙的吸水率，同时表面包覆的多聚谷氨酸也赋予了锁水能力，避免在高温的自然环境下碳酸钙中所吸收的水分因蒸发而快速流失，进而利于植物在假山上的栽培。
本发明的有益效果是：本发明以建筑垃圾作为主料，协以聚己内酯等辅料经加工制得假山，不仅实现了建筑垃圾的合理再利用，避免了建筑垃圾废弃后对环境造成的不利影响；并且所制假山的外观品质好，环保性强，在使用过程中不会向环境中产生有害物质，同时抗压性能好，保水性强，利于在假山上进行绿植的栽培，从而美化和净化环境。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
以下实施例和对照例中的建筑垃圾来源于本市某一小区同一栋居民楼的废混凝土建筑垃圾；聚己内酯来源于湖南聚仁化工新材料科技有限公司；硅酸盐水泥来源于佛山市润合建材有限公司的325硅酸盐水泥；萘系减水剂来源于郑州宏播利化工产品有限公司的FDN萘系减水剂；铝酸酯偶联剂来源于淄博盘广塑胶有限公司；纳米碳酸钙来源于青州宇信钙业股份有限公司，平均粒径100nm；纳米滑石粉来源于上海聚千化工有限公司，平均粒径100nm；多聚谷氨酸来源于西安百川生物科技有限公司，分子量200万。
实施例1
假山的加工：
(1)制作模具：模具包括外模和内模，根据既定假山结构制作模具；
(2)建筑垃圾破碎：将建筑垃圾经粗破碎和细破碎后制成粒度小于2mm的粉体；
(3)混料：按比例将上述137kg废混凝土建筑垃圾、24kg聚己内酯、38kg硅酸盐水泥、12kg纳米碳酸钙、2kg萘系减水剂、3kg铝酸酯偶联剂加入混料机中，并加水调节所得混合物的固含量达到70％，混合均匀，得到假山加工物料；
(4)浇注：将上述物料导入模具内，并将震动棒插入模具中经震动夯实物料，并补充物料直至物料夯实后与模具开口平齐；
(5)结构致密化处理：将浇注后的模具置于热处理室中，先以5℃/min的升温速度加热至140℃保温至物料中的水份挥干，然后转入冷处理室中，以5℃/min的降温速度冷却至-5℃保温静置1h，再自然恢复至室温；
(6)脱模：分离外模和内模，得到假山粗品；
(7)修饰：对所制假山粗品进行表面修整，得到假山成品。
实施例2
以实施例1为对照，设置了以等量纳米滑石粉替代纳米碳酸钙的实施例2，其余加工操作与实施例1完全相同。
实施例3
以实施例1为对照，设置对纳米碳酸钙进行表面改性的实施例3，其余加工操作与实施例1完全相同。
纳米碳酸钙的表面改性：先将1.5kg多聚谷氨酸加5kg水配成溶液，再加热至70℃后保温搅拌，并在搅拌下缓慢加入10kg纳米碳酸钙，待纳米碳酸钙全部加完后继续于70℃下保温搅拌30min，停止加热，待所得溶液自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经粉碎、研磨制成平均粒径100nm的纳米粉体。
对照例1
以实施例1为对照，设置不进行结构致密化处理的对照例1，浇注后的物料在常温25℃下自然固化成型，其余加工操作与实施例1完全相同。
对照例2
以实施例1为对照，设置不添加聚己内酯的对照例2，其余加工操作与实施例1完全相同。
分别利用实施例1-3、对照例1-2加工假山，并测定所制假山的吸水率和抗压强度，测试结果如表1所示。
吸水率测试方法：分别选取实施例1-4、对照例所制假山作为试件，称取试件重量W0，然后将试件浸入清水中，1h后取出，称取吸水后的试件重量W1，并计算吸水率，吸水率＝(W1-W0)/W0×100％。
抗压强度测试方法：分别选取实施例1-4、对照例所制假山作为试件，试件长30cm宽25cm高20cm，然后将试件浸入清水中，48h后取出，擦干表面，放在HCT系列A型压力机上进行强度试验，施加的载荷速率保持在0.25MPa/s。
表1
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对照例1 对照例2
吸水率/％ 147 162 183 135 142
抗压强度/MPa 3.50 3.75 3.75 2.75 3.00
由表1可知，实施例3通过对纳米碳酸钙的表面改性处理将所制假山的吸水率由147％提高到183％；实施例1通过结构致密化处理使所制假山的抗压强度由2.75MPa提高到3.50MPa，并通过聚己内酯的添加使所制假山的抗压强度由3.00MPa提高到3.50MPa。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种利用建筑垃圾再生制备古典园林假山的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)制作模具：模具包括外模和内模，根据既定假山结构制作模具；
(2)建筑垃圾破碎：将建筑垃圾经粗破碎和细破碎后制成粒度小于2mm的粉体；
(3)混料：按比例将上述建筑垃圾粉体、聚己内酯、硅酸盐水泥、纳米吸水填料、萘系减水剂、铝酸酯偶联剂加入混料机中，并加水调节所得混合物的固含量达到60-70％，混合均匀，得到假山加工物料；
(4)浇注：将上述物料导入模具内，并将震动棒插入模具中经震动夯实物料，并补充物料直至物料夯实后与模具开口平齐；
(5)结构致密化处理：将浇注后的模具置于热处理室中，先以5～10℃/min的升温速度加热至130～140℃保温至物料中的水份挥干，然后转入冷处理室中，以5～10℃/min的降温速度冷却至-5～5℃保温静置0.5-2h，再自然恢复至室温；
(6)脱模：分离外模和内模，得到假山粗品；
(7)修饰：对所制假山粗品进行表面修整，得到假山成品。
2.根据权利要求1所述的利用建筑垃圾再生制备古典园林假山的方法，其特征在于：所述建筑垃圾选自废混凝土建筑垃圾、废砖混建筑垃圾中的一种。
3.根据权利要求1所述的利用建筑垃圾再生制备古典园林假山的方法，其特征在于：所述纳米吸水填料选自纳米碳酸钙、纳米滑石粉中的一种。
4.根据权利要求1所述的利用建筑垃圾再生制备古典园林假山的方法，其特征在于：所述建筑垃圾粉体、聚己内酯、硅酸盐水泥、纳米吸水填料、萘系减水剂、铝酸酯偶联剂的质量比为100-150:10-30:25-50:10-20:1-10:1-10。
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