CN110845189A - 一种保水型生态种植混凝土材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种保水型生态种植混凝土材料，包括按重量份数计：100份的水泥、100‑250份的石英砂、30‑120份的高吸水树脂、20‑50份的纤维、12‑40份的其它助剂、30‑60份的水。其中高吸水树脂为淀粉系(接枝物、羧甲基化等)、纤维素系(羧甲基化、接枝物等)、合成聚合物系(聚丙烯酸系、聚乙烯醇系、聚氧乙烯系等)中的一种及以上。解决了普通生态种植混凝土保水性差及营养基的问题。

Description

一种保水型生态种植混凝土材料及制备方法

技术领域

本发明属于生态混凝土领域，具体涉及一种可保水的生态种植混凝土材料，主要用于河道护坡栽培植物。

背景技术

生态种植混凝土本身是具有连续及半连续多孔隙的混凝土，通过孔隙可以使水和空气从中贯通，创造植物生长的条件，改善周围自然环境，对现阶段发展状况有着深远的影响意义，响应当前的海绵城市建设。

1970年，在欧洲等国家进行了生态种植混凝土的制备及其研究，同时进行了应用推广。1990年中期，日本研究混凝土协会开展了生态种植混凝土的课题研究，用于加固和绿化高速公路边坡、河堤护岸，并在住宅区、道路和河流护坡上进行了工程实施试验。在2001年，日本采用生态种植混凝土，修复了四万多平方米的河道护坡，使得生态种植混凝土得到了很好的研究推广。

在21世纪初，我国上海地区引进日本的生态种植混凝土技术，为了得到初步论证，在上海河道整治工程中选择了约五百米长的河道边坡进行施工试验，试验取得成功。在2003年，三峡大学顺利开展进行了生态种植混凝土在护坡方面的研究，将生态种植混凝土成功应用于三峡工程高陡岩石边坡护坡等多项工程。生态种植混凝土在我国的研究时间并不长，应用实例也是少之甚少，特别是用于河道陡坡生态修复，发展非常缓慢，影响因素很多，困难重重，特别是如何保证生态混凝土常年具备植物生长的环境。

常见的生态混凝土具备大孔隙，孔隙中充填土壤便于植物生长，泥土保水量有限，需要经常补充水分，只能在混凝土内部铺设给水管网，建立浇灌系统，然而土壤容易流失，工程复杂且造价昂贵，后期运行维护难度很大。

发明内容

本发明提供了一种保水型生态种植混凝土材料及制备方法，解决了因河堤陡坡长期干涸而导致植被枯萎死亡的问题。

为了解决上述问题，本发明采用了如下的技术方案，本发明首先提出了一种保水型生态种植混凝土材料，包括按重量份数计：100份的水泥、100-250份的石英砂、30-120份的高吸水树脂、20-50份的纤维、12-40份的其它助剂、30-60份的水。

所述的水泥为P.O 42.5普通硅酸盐水泥。

所述的石英砂为粒径0.2-0.35mm的中砂。

所述的高吸水树脂为5-10mm粒径树脂颗粒，包含淀粉系(接枝物、羧甲基化等)、纤维素系(羧甲基化、接枝物等)、合成聚合物系(聚丙烯酸系、聚乙烯醇系、聚氧乙烯系等)中的一种及以上。该材料易吸潮，遇水膨胀，饱和情况下可吸水膨胀到自身体积的1000倍以上，储水能力极强。在干燥环境中缓慢释放水分，同时体积收缩，一直到水分完全释放；遇水可再次膨胀到饱和状态，该过程可以无限重复。

所述的纤维为木质纤维、自然短纤维、自然长纤维中的一种及以上。

所述的其他助剂包括粘结剂、早强剂等。

本发明还提出了一种如上所述的保水型生态种植混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：步骤Ⅰ、将高吸水树脂浸泡在水中3-5h以上，取出30-120份的高吸水树脂备用；步骤Ⅱ、将100份的水泥、100-250份的石英砂、20-50份的纤维和12-40份的其它助剂均匀搅拌10min，再加入步骤Ⅰ中备用的30-120份的高吸水树脂，均匀搅拌5min；步骤Ⅲ、加入30-60份的水，均匀搅拌3min，制模养护28天，即得到保水型生态种植混凝土材料。

上述保水型生态种植混凝土在混凝土养护满28天之后，即可播撒植物种子，高吸水树脂会缓慢释放水分，同时高吸水树脂体积慢慢收缩，混凝土出现大量孔隙，利于植物种子生根发芽。在高吸水树脂缓慢释放水分的过程中，高吸水树脂会吸收空气中的水蒸气以及地表的湿气，在不下雨的情况下高吸水树脂释放水分的过程根据周围环境可达1-3个月；而一旦下雨，高吸水树脂又会吸收大量的水分直至饱和。

该技术方案解决了以下问题：

⑴上述保水型生态种植混凝土可以提供植物赖以生存的水分长达1-3个月，在此期间如果遇到下雨或者其他水源，植物生长存活期可再次延期，该过程可无限重复。本发明对河堤陡坡生态种植提供了更多的选择方案，同时也节省了大量的给水管网措施；

⑵上述保水型生态种植混凝土孔隙中包裹着的是大量高吸水树脂，高吸水树脂本身就是一种比较好的植物营养基，利于植物生长；

⑶上述保水型生态种植混凝土孔隙中包裹着的大量高吸水树脂，高吸水树脂呈凝胶状，于土壤相比较，不会变成粉末从孔隙中流走，避免了植物生长过程中营养基流失。

附图说明

图1为各种环境下种植狗牙根存活时间的对比图

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

本实施例所需原料包括按重量份数计：100份的水泥、150份的石英砂、80份的高吸水树脂、40份的纤维、30份的其它助剂、50份的水。其中：

100份的水泥为P.O 42.5普通硅酸盐水泥；

150份的石英砂为粒径0.2-0.35mm的中砂；

80份的高吸水树脂为30份的接枝淀粉和50份的聚丙烯酸钙；

40份的纤维为20份的木质纤维，10份的自然短纤维和10份的自然长纤维；

30份的其它助剂为适量的粘结剂和早强剂等。

本实施例的制备方法包括以下步骤：

步骤Ⅰ、将高吸水树脂浸泡在水中3-5h以上，取出80份的高吸水树脂备用；

步骤Ⅱ、将100份的水泥、150份的石英砂、40份的纤维和30份的其它助剂均匀搅拌10min，再加入步骤Ⅰ中备用的80份的高吸水树脂，均匀搅拌5min；

步骤Ⅲ、加入50份的水，均匀搅拌3min，支模浇筑养护28天，即得到保水型生态种植混凝土材料。

本实施例制备的保水型生态种植混凝土材料养护期满之后用于三峡堤坝陡坡植被种植，抗压强度可达到10-15Mpa，满足护坡强度要求。

本实施例选用比较常见的植物狗牙根，在室内进行对比试验：

1#采用条植法将切碎的狗牙根的根茎播撒在该保水型生态种植混凝土表面，不浇灌；

2#采用条植法将切碎的狗牙根的根茎播撒在湿润的土壤表面，不浇灌；

3#采用条植法将切碎的狗牙根的根茎播撒在湿润的土壤表面，隔天浇灌；

4#采用条植法将切碎的狗牙根的根茎播撒在该保水型生态种植混凝土表面，每隔45天浇灌一次；

5#采用条植法将切碎的狗牙根的根茎播撒在湿润的C30混凝土表面，不浇灌。

试验结果如下，参考说明书附图1：

1#在第5天生根，开始生长，持续到第62天开始枯萎；

2#在第5天生根，开始生长，持续到第20天开始枯萎；

3#在第3天生根，开始生长，一直未枯萎；

4#在第5天生根，开始生长，一直未枯萎；

5#一直未生根，也未生长。

该实施例说明上述保水型生态种植混凝土可以在无外来水源的情况下，延长狗牙根生存期达到58天，相比较传统土壤种植延长了狗牙根存活期42天。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种保水型生态种植混凝土材料，其特征在于，是由以下重量份数的原料制备得到：水泥100份，石英砂100-250份，高吸水树脂30-120份，纤维20-50份，其它助剂12-40份，水30-60份。

2.根据权利要求1所述的保水型生态种植混凝土材料，其特征在于：所述高吸水树脂为淀粉系(接枝物、羧甲基化等)、纤维素系(羧甲基化、接枝物等)、合成聚合物系(聚丙烯酸系、聚乙烯醇系、聚氧乙烯系等)中的一种及以上。

3.根据权利要求1和2所述的保水型生态种植混凝土材料，其特征在于：所述高吸水树脂用于生态混凝土植被生长储存水分的作用。

4.根据权利要求1和2所述的保水型生态种植混凝土材料，其特征在于：所述高吸水树脂用于生态混凝土植被生长所需营养基的作用。

5.权利要求1-4所述的保水型生态种植混凝土材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤Ⅰ、将高吸水树脂浸泡在水中3-5h以上，取出30-120份的高吸水树脂备用；步骤Ⅱ、将100份的水泥、100-250份的石英砂、20-50份的纤维和12-40份的其它助剂均匀搅拌10min，再加入步骤Ⅰ中备用的30-120份的高吸水树脂，均匀搅拌5min；步骤Ⅲ、加入30-60份的水，均匀搅拌3min，制模养护28天，即得到保水型生态种植混凝土材料。

6.权利要求1-5中任一项所述的保水型生态种植混凝土材料应用在河道护坡栽培植物。

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