CN111978038A - 一种多孔种植混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种多孔种植混凝土及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111978038A
CN111978038A CN202010826593.2A CN202010826593A CN111978038A CN 111978038 A CN111978038 A CN 111978038A CN 202010826593 A CN202010826593 A CN 202010826593A CN 111978038 A CN111978038 A CN 111978038A
Authority
CN
China
Prior art keywords
concrete
mixture
porous planting
porous
planting concrete
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010826593.2A
Other languages
English (en)
Inventor
徐红灯
张琪
余乐
孙蕾
黄斯铭
郭治远
邓刚
谭杰
谭媛
朱敬平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fifth Engineering Co Ltd of China Railway 11th Bureau Group Co Ltd
Original Assignee
Fifth Engineering Co Ltd of China Railway 11th Bureau Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fifth Engineering Co Ltd of China Railway 11th Bureau Group Co Ltd filed Critical Fifth Engineering Co Ltd of China Railway 11th Bureau Group Co Ltd
Priority to CN202010826593.2A priority Critical patent/CN111978038A/zh
Publication of CN111978038A publication Critical patent/CN111978038A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04Portland cements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G24/00Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor
    • A01G24/40Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor characterised by their structure
    • A01G24/48Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor characterised by their structure containing foam or presenting a foam structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/08Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/02Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
    • B28B3/022Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form combined with vibrating or jolting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28CPREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/003Methods for mixing
    • B28C5/006Methods for mixing involving mechanical aspects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28CPREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/48Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions wherein the mixing is effected by vibrations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039Premixtures of ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F5/00Fertilisers from distillery wastes, molasses, vinasses, sugar plant or similar wastes or residues, e.g. from waste originating from industrial processing of raw material of agricultural origin or derived products thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/10Solid or semi-solid fertilisers, e.g. powders
    • C05G5/12Granules or flakes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/40Fertilisers incorporated into a matrix
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0068Ingredients with a function or property not provided for elsewhere in C04B2103/00
    • C04B2103/0094Agents for altering or buffering the pH; Ingredients characterised by their pH
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00758Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for agri-, sylvi- or piscicultural or cattle-breeding applications
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

本发明属于生态种植技术领域,公开了一种多孔种植混凝土及其制备方法,所述多孔种植混凝土的制备方法包括将级配砂砾石、水泥、骨料、减水剂、土壤粘合剂、水按照配比加入搅拌机中进行搅拌,得到混合物料;在混合物料中添加分散剂、碱性调节剂,搅拌均匀后加入有机肥料,得到混凝土混合料;将混凝土混合料浇筑在模具中,振压成型,对成型的多孔种植混凝土进行洒水养护。本发明原料组成简单,制备方法简便合理,同时提供的振压成型工艺可使多孔混凝土得到较好的力学性能和耐久性能指标;碱性调节剂进行一体粉磨,使得分子结构能够吸附于超细多孔SiO2表面,与水泥浆体的水化反应更加充分,碱性进一步降低。

Description

一种多孔种植混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于生态种植技术领域,尤其涉及一种多孔种植混凝土及其制备方法。
背景技术
目前,多孔种植混凝土的主体结构多采用水泥与石子制备而成的无砂混凝土骨架,厚度、强度、孔隙率均可依据要求进行设计。骨架采用水泥基材料制备,水泥遇水水化后生成大量的氢氧化钙和高碱水化硅酸钙,使得多孔混凝土孔隙内部水溶液的PH值高达13左右。在高碱环境下,会严重影响多孔生态种植混凝土的植物生长,严重情况下会造成植物的根系腐烂、死亡,影响了多孔种植生态混凝土的推广和应用。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:现有的多孔种植混凝土采用水泥基材料制备,遇水呈现强烈碱性影响植物生长。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种多孔种植混凝土及其制备方法。
本发明是这样实现的,一种多孔种植混凝土的制备方法,所述多孔种植混凝土的制备方法包括以下步骤:
步骤一,向蘑菇渣中加入生物发酵剂,混合均匀,产生菌丝后堆放并厌氧发酵至腐熟;将腐熟的蘑菇渣进行粉碎、过300目筛。
步骤二,将玉米秸秆粉碎为粒径1~3cm的颗粒;将玉米秸秆颗粒、腐熟的蘑菇渣、沼渣堆肥产品进行混合,加入生物菌剂并混合均匀,置于发酵池内发酵。
步骤三,将发酵后的混合物挤压造粒,然后低温干燥,制成有机肥料。
步骤四,选择缓释盐碳酸氢盐为Ca(HCO3)2,选择硬脂酸盐为(C17H35COO)2Ca,选择亚硫酸盐为FeSO4,选择粉体聚羧酸分散剂作为分散剂。
步骤五,将Ca(HCO3)2、(C17H35COO)2Ca、FeSO4、粉体聚羧酸分散剂、超细SiO2按照质量比为1:2:1:3:6的比例进行混合。
步骤六,按配比称取级配砂砾石、水泥、骨料、减水剂、土壤粘合剂、水原材料。
步骤七,将级配砂砾石、水泥进行强制干拌形成干混料,在强制干拌过程中加入骨料形成干混料备用。
步骤八,将称量好的由水和减水剂、土壤粘合剂形成的液体混合物加入振动搅拌机的搅拌容器内进行湿拌,湿拌采用振动搅拌。
步骤九,在混合物料中添加分散剂、碱性调节剂,搅拌均匀后加入有机肥料,得到混凝土混合料。
步骤十,将混凝土混合料浇筑在模具中,振压成型,得到成型的多孔种植混凝土。
步骤十一,待混凝土初凝,利用与水源连接的自动洒水养护装置,设置时间继电器的洒水间隔为6~10h,每次洒水的时间为20~40min,对成型的多孔种植混凝土进行洒水养护,3~7天后即可得到所述多孔种植混凝土成品。
进一步,步骤二中,所述置于发酵池内发酵的方法,包括:
(1)进行发酵池内玉米秸秆颗粒、腐熟的蘑菇渣、沼渣堆肥产品、生物菌剂的混合物的温度的监测;
(2)当发酵池内混合物温度达到45℃时,进行第一次翻倒;
(3)翻倒后,当发酵池内混合物温度再次达到45℃时,进行第二次翻倒,并在翻倒中喷施蒸馏水;
(4)翻倒后,当发酵池内混合物温度再次达到45℃时,进行第三次翻倒;
(5)当发酵池内混合物温度达到65℃时,开设通气孔进行通气;温度降低至50℃时,完成发酵。
进一步,步骤八中,所述振动强度为5~10,振动搅拌时间为10~20min。
进一步,步骤十中,所述振压成型的条件为:振压成型的压力为0.06MPa~1.5MPa、振动频率为800~2500Hz、振幅为0.2~0.8mm、振动时间为10s~30s。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述的多孔种植混凝土的制备方法制备得到的多孔种植混凝土,所述多孔种植混凝土按照质量份数计,由级配砂砾石21~25份、水泥8~9份、骨料3~5份、减水剂1~2份、分散剂1~3份、有机肥料3~6份、碱性调节剂1~2份、土壤粘合剂2~3份、水9~11份组成。
进一步,所述级配砂砾石由砾石、天然砂按照质量比为9:5的比例组成,粒径为0.5~1.1mm。
进一步,所述水泥采用低碱度P.O 42.5。
进一步,所述减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂、脂肪族减水剂中的一种或是多种的组合物。
进一步,所述分散剂为聚乙烯蜡,其相对分子量为2000~4000。
进一步,所述有机肥料为蘑菇渣、玉米秸秆、沼渣堆肥产品的混合物。
结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:本发明充分考虑了砂粒级配不同对多孔混凝土孔隙率的影响,科学地解决了适宜原材选择的问题;原料组成简单,制备方法简便合理,同时提供的振压成型工艺可使多孔混凝土得到较好的力学性能和耐久性能指标;碱性调节剂中添加多种盐类、分散剂以及超细多孔SiO2,进行一体粉磨,使得分子结构能够吸附于超细多孔SiO2表面,与水泥浆体的水化反应更加充分,碱性进一步降低;制得的多孔混凝土可应用于护坡、护岸、城市绿化、建筑立体绿化等,改善环境,具有较高的社会效益和环境效益。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的多孔种植混凝土的制备方法的流程图。
图2是本发明实施例提供的将蘑菇渣、玉米秸秆、沼渣堆肥产品混合发酵的流程图。
图3是本发明实施例提供的置于发酵池内发酵的流程图。
图4是本发明实施例提供的使用缓释盐碳酸氢盐、硬脂酸盐、亚硫酸盐、分散剂、超细SiO2制备碱性调节剂的流程图。
图5是本发明实施例提供的TEC不同骨料粒径比较示意图。
图6是本发明实施例提供的IMAEC骨料组成示意图;
图中:图(a)是火山岩陶粒;图(b)是活性炭零价微米铁。
图7是本发明实施例提供的EC搅拌设备及出料情况示意图。
图8是本发明实施例提供的VR测定实验示意图。
图9是本发明实施例提供的小粒径大粒径透水性能展示示意图。
图10是本发明实施例提供的铺浆坐浆及用水平尺找平示意图。
图11是本发明实施例提供的骨料粒径和CS关系示意图。
图12是本发明实施例提供的冻融试验中使用的试块示意图。
图13(a)是滴加酚酞溶液,试块变红;图(b)是从碳化箱中取出后,滴加酚酞试块不变红;图(c)是自然条件下滴加入酚酞试剂,试块显示出浅浅的红色。
图14是本发明实施例提供的草籽的发芽情况示意图;
图中:图(a)是高羊茅;图(b)是三叶草;图(c)是黑麦草;图(d)是狗牙根。
图15是本发明实施例提供的不同覆土厚度对不同草种发芽率的影响示意图;
图中:图(a)是高羊茅覆土厚度1cm;图(b)是高羊茅覆土厚度2cm;图(c)是高羊茅覆土厚度3cm;图(d)是三叶草覆土厚度1cm;图(e)是三叶草覆土厚度2cm;图(f)是三叶草覆土厚度3cm;图(g)是狗牙根覆土厚度1cm;图(h)是狗牙根覆土厚度2cm;图(i)是狗牙根覆土厚度3cm。
图16是本发明实施例提供的在灌浆方式下高羊茅草种的生长情况示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种多孔种植混凝土及其制备方法,下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的多孔种植混凝土的制备方法包括以下步骤:
S101,将蘑菇渣、玉米秸秆、沼渣堆肥产品混合发酵,得到有机肥料。
S102,使用缓释盐碳酸氢盐、硬脂酸盐、亚硫酸盐、分散剂、超细SiO2制备碱性调节剂。
S103,将级配砂砾石、水泥、骨料、减水剂、土壤粘合剂、水按照配比加入搅拌机中进行搅拌,得到混合物料。
S104,在混合物料中添加分散剂、碱性调节剂,搅拌均匀后加入有机肥料,得到混凝土混合料。
S105,将混凝土混合料浇筑在模具中,振压成型,得到成型的多孔种植混凝土。
S106,对成型的多孔种植混凝土进行洒水养护,3-7天后得到多孔种植混凝土成品。
如图2所示,本发明实施例提供的步骤S101中,所述将蘑菇渣、玉米秸秆、沼渣堆肥产品混合发酵的方法包括:
S201,向蘑菇渣中加入生物发酵剂,混合均匀,产生菌丝后堆放并厌氧发酵至腐熟。
S202,将腐熟的蘑菇渣进行粉碎、过300目筛。
S203,将玉米秸秆粉碎为粒径1-3cm的颗粒。
S204,将玉米秸秆颗粒、腐熟的蘑菇渣、沼渣堆肥产品进行混合,加入生物菌剂并混合均匀,置于发酵池内发酵。
S205,将发酵后的混合物挤压造粒,然后低温干燥,制成有机肥料。
本发明实施例提供的搅拌方法包括:
首先,按配比称取级配砂砾石、水泥、骨料、减水剂、土壤粘合剂、水原材料;
其次,将级配砂砾石、水泥进行强制干拌形成干混料,在强制干拌过程中加入骨料形成干混料备用;
最后,将称量好的由水和减水剂、土壤粘合剂形成的液体混合物加入振动搅拌机的搅拌容器内进行湿拌,湿拌采用振动搅拌。
如图3所示,本发明实施例提供的步骤S204中,所述置于发酵池内发酵的方法具体包括以下步骤:
S301,进行发酵池内玉米秸秆颗粒、腐熟的蘑菇渣、沼渣堆肥产品、生物菌剂的混合物的温度的监测。
S302,当发酵池内混合物温度达到45℃时,进行第一次翻倒。
S303,翻倒后,当发酵池内混合物温度再次达到45℃时,进行第二次翻倒,并在翻倒中喷施蒸馏水。
S304,翻倒后,当发酵池内混合物温度再次达到45℃时,进行第三次翻倒。
S305,当发酵池内混合物温度达到65℃时,开设通气孔进行通气;温度降低至50℃时,完成发酵。
如图4所示,本发明实施例提供的步骤S102中,所述使用缓释盐碳酸氢盐、硬脂酸盐、亚硫酸盐、分散剂、超细SiO2制备碱性调节剂的方法包括以下步骤:
S401,选择缓释盐碳酸氢盐为Ca(HCO3)2,选择硬脂酸盐为(C17H35COO)2Ca,选择亚硫酸盐为FeSO4,选择粉体聚羧酸分散剂作为分散剂。
S402,将Ca(HCO3)2、(C17H35COO)2Ca、FeSO4、粉体聚羧酸分散剂、超细SiO2按照质量比为1:2:1:3:6的比例进行混合。
S403,对混合物进行球磨,球磨至混合物粒径小于45μm,得到碱性调节剂。
本发明实施例提供的步骤S105中,所述振压成型具体为:振压成型的压力为0.06MPa-1.5MPa、振动频率为800-2500Hz、振幅为0.2-0.8mm、振动时间为10s-30s。
本发明实施例提供的多孔种植混凝土按照质量分数由级配砂砾石21-25份、水泥8-9份、骨料3-5份、减水剂1-2份、分散剂1-3份、有机肥料3-6份、碱性调节剂1-2份、土壤粘合剂2-3份、水9-11份组成。
本发明实施例提供的级配砂砾石由砾石、天然砂按照质量比为9:5的比例组成,粒径为0.5-1.1mm。
本发明实施例提供的水泥采用低碱度P.O 42.5。
本发明实施例提供的减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂、脂肪族减水剂中的一种或是多种的组合物。
本发明实施例提供的分散剂为聚乙烯蜡,其相对分子量为2000-4000。
本发明实施例提供的有机肥料为蘑菇渣、玉米秸秆、沼渣堆肥产品的混合物。
本发明实施例提供的洒水养护方法包括:待混凝土初凝,利用与水源连接的自动洒水养护装置,设置时间继电器的洒水间隔为6-10h,每次洒水的时间为20-40min;进行洒水养护。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。
实施例1
将蘑菇渣、玉米秸秆、沼渣堆肥产品混合发酵,得到有机肥料;将级配砂砾石、水泥、骨料、减水剂、土壤粘合剂、水按照配比加入搅拌机中进行搅拌,得到混合物料;在混合物料中添加分散剂,搅拌均匀得到混凝土混合料;将混凝土混合料浇筑在模具中,振压成型,得到成型的多孔种植混凝土;对成型的多孔种植混凝土进行洒水养护,3-7天后得到多孔种植混凝土成品。
实施例2
将蘑菇渣、玉米秸秆、沼渣堆肥产品混合发酵,得到有机肥料;将级配砂砾石、水泥、骨料、减水剂、土壤粘合剂、水按照配比加入搅拌机中进行搅拌,得到混合物料;在混合物料中添加分散剂,搅拌均匀后加入有机肥料,得到混凝土混合料;将混凝土混合料浇筑在模具中,振压成型,得到成型的多孔种植混凝土;对成型的多孔种植混凝土进行洒水养护,3-7天后得到多孔种植混凝土成品。
实施例3
将蘑菇渣、玉米秸秆、沼渣堆肥产品混合发酵,得到有机肥料;使用缓释盐碳酸氢盐、硬脂酸盐、亚硫酸盐、分散剂、超细SiO2制备碱性调节剂;将级配砂砾石、水泥、骨料、减水剂、土壤粘合剂、水按照配比加入搅拌机中进行搅拌,得到混合物料;在混合物料中添加分散剂、碱性调节剂,搅拌均匀后加入有机肥料,得到混凝土混合料;将混凝土混合料浇筑在模具中,振压成型,得到成型的多孔种植混凝土;对成型的多孔种植混凝土进行洒水养护,3-7天后得到多孔种植混凝土成品。
实施例4
分别对实施例1、实施例2、实施例3提供的多孔种植混凝土的性能、种植效果进行测定、统计,具体结果见表1。
表1多孔种植混凝土的性能、种植效果进行测定、统计结果
Figure BDA0002636419660000081
Figure BDA0002636419660000091
下面结合具体实验对本发明作进一步描述。
目前,对TEC研究较为普遍,应用也相对广泛。而IMAEC研究较少。由于IMAEC的在制作过程中与TEC的配合比、搅拌工艺、成型工艺等方面的不同,而且成型后的EC在孔隙率(Void Ratio,VR)、抗压强度(CompressiveStrength,CS)、抗冻融性(Freeze-ShawResistance,FSR)、碱性和植物亲和性等方面存在差异。本章主要针对IMAEC的原料配比和制作工艺进行研究,并对成型后IMAEC的理化性质进行分析测试,最终得到一套IMAEC的制作方法。这些研究对提升EC的性能和拓展应用范围等方面提供科学基础。
1、实验材料的选择
(1)骨料的选择
本实验中,TEC选择以石灰岩基为骨料。粒径规格分为3种(见图5)。
IMAEC选取火山岩、陶粒、活性炭和微米铁为骨料,火山岩粒径规格为20-40mm,陶粒粒径规格为7mm左右,活性炭粒径规格为7mm左右,零价微米铁为粉末状(见图6)。
(2)自制添加剂
实验采用GFC-2混凝土添加剂,其优点为:
①促进水泥的水合反应、提高了EC前期强度,确保混凝土孔隙大小均匀。
②强化了水化物与混凝土骨料的附着能力,并增强骨料间的粘结强度。
③粘结剂与水化物在骨料表面形成致密的保护层,提高EC的抗化学侵蚀能力,同时防止Ca(OH)2的溶出,有效改善EC的pH条件。
④为植物和微生物生长提供空间,同时添加剂中富含氮磷钾等元素,引入肥效,便于植物生长,强化了EC的植物亲和性。
(3)水泥
采用北京金隅股份有限公司生产的P·O 42.5水泥,该水泥相关的各项指标如表2所示。
表2水泥物理力学性能指标评价
Figure BDA0002636419660000101
2、EC的制备
2.1EC配合比设计
由于EC具有多孔的结构特点,通常认为单位体积EC的质量为:单位体积EC的质量和所用粘结剂质量之和。因此设计EC配合比应当按照4个步骤进行:
(1)根据要求选取适当的骨料类型,分析测试其理化性质。
(2)根据单位质量骨料的用量确定所用集料的质量。
(3)根据所用集料质量和VR的要求来确定粘结剂的使用情况。
(4)按照成型工艺确定水灰比。
通过实验计算可得,不同类型EC的最佳配合比例如表3所示。
表3不同类型生态混凝土的配合比
Figure BDA0002636419660000102
通过对新型EC的骨料比例进行多次试验,发现当火山岩、陶粒、活性炭和零价微米铁的比例为8:2:2:1时,IMAEC的CS和透水性能较好。
2.2EC的搅拌和成型工艺
(1)搅拌工艺
本实验选取了三种搅拌工艺(见表4)。研究结果表明,采用第1、2种搅拌方式,其包浆效果不好,不能在骨料表面形成一层致密的粘结层,对成型后的EC强度产生一定程度的影响。第3种搅拌方式可以有效的在骨料表面形成一层致密的粘结层,使在保证EC强度的前提下,形成气相连通的多孔、大孔结构。
EC搅拌设备及出料情况如图7所示。
表4 EC不同的制作方法比较
Figure BDA0002636419660000111
(2)成型工艺
根据实验获得EC最优成型方式:EC分3层灌入模具中,充分震动搅拌后,在其表面施加0.01-0.03MPa的压力,可使骨料粘结更加牢固。
2.3不同类型EC理化特性研究
2.3.1孔隙率的测定
在EC的设计中,VR是反应透水系数和混凝土结构的主要参数。本实验采用排水法测定VR。操作步骤如下:
(1)V1为水桶装满水时的体积。
(2)取一块成型的混凝土试块,缓慢放入装满水的水桶中,待稳定后将试块取出,称剩余水桶体积为V2
(3)用V1-V2的到排出水的体积V排。
(4)混凝土试块的体积为V。
(5)VR为V排的体积与混凝土试块的体积的比值。
VR测定实验如图8所示。根据表5中TEC孔隙率实验结果可知,VR与骨料粒径成正比。而IMAEC的VR与20-40mm粒径的TEC接近。图9表示不同骨料粒径混凝土试块的透水效果。
表5不同类型EC试块的VR
Figure BDA0002636419660000112
Figure BDA0002636419660000121
2.3.2抗压强度试验
由于混凝土试块上下表面凹凸不平,对CS测试的实验结果影响较为严重。因此,在测试前,需要对混凝土试块进行铺浆坐浆。用水平尺找平,使试块表面水平,使CS的研究结果更准确。
铺浆坐浆及用水平尺找平如图10所示。
试验结果分析:
EC试块极限CS计算公式:
fcu=F/A (2-1)
式中:fcu—立方体极限CS,MPa;
F—破坏荷载,N;
A—试块受压面积,mm2
取3次测量的算术平均值为最终测定值。EC试块的CS见表6:
表6混凝土试块CS测试结果
Figure BDA0002636419660000122
根据图11中可以看出:从在三组TEC实验中,10天CS的结果为:粒径30-50mm的CS值最小,其次是5-10mm的CS值,20-40mm的CS值最大,而IMAEC的CS接近于5-10mm粒径骨料的CS;从28天CS结果分析可知,CS与粒径成反比。IMAEC的CS介于20-40mm和30-50mm之间。
2.3.3抗冻融性试验
本实验中抗冻融性采用GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的慢冻法进行操作。
在以下三种情况下,可停止试验:①已经达到规定的循环次数;②CS已经降低25%;③质量损失率已经达到5%。
冻融试验中使用的试块如图12所示,实验结果如表7所示。
表7 FSR实验质量变化值
Figure BDA0002636419660000131
通过抗冻融实验得出:EC经受20次慢速冻融实验后,TEC质量损失率低于IMAEC。
2.3.4碱性实验
在进行碱性实验前,需要将被测试试块在水中浸泡24小时后再进行测定。使用pH测试仪测定碱度。
表8 EC试块pH值随碳化天数的变化
Figure BDA0002636419660000132
此外,在第十天时取三个传统型混凝土试块,滴加酚酞溶液试块变红(如图13(a)),用试纸测其pH值为12.2,把其中两个试块放入碳化箱中,7天后再次测定其pH值为11,pH值有所降低;14天时测的pH值为9.5;28天时测的pH值为8,60天后pH值为8,滴加酚酞混凝土试块不变色,试块基本呈中性(如图13(b))。另取一试块置于自然条件下,60天时滴加酚酞溶液混凝土试块有浅浅的红色(如图13(c)),说明在自然条件下和放于碳化箱中试块pH变化基本相同。
2.4不同类型EC植生性能研究
植生实验共分为两组,第一组中EC骨料粒径统一为30-50mm,而覆土厚度和草种类型不同;第二组中EC骨料粒径不同,覆土厚度和草种类型相同,第二组采用灌浆植生。
本实验选取高羊茅、三叶草、狗牙根和黑麦草四种草籽为研究对象,观察这几种草籽的生长情况。草种发芽速度从高到低的顺序为:高羊茅>黑麦草>三叶草>狗牙根;高羊茅发芽率高于黑麦草和三叶草。狗牙根的发芽速度较慢,一般发芽时间在10-15天(如图14所示)。
2.4.1覆土厚度对植生性能的影响
在第一组中,选取高羊茅、三叶草和狗牙根三种草籽作为研究对象,分别种植于覆土厚土为1cm、2cm和3cm的花盆中,观察植物长势。实验结果表明,对于草籽的不同覆土厚度来看,高羊茅、三叶草和狗牙根覆土厚度为1cm时,植物发芽一段时间后,均开始萎蔫,最终死亡。覆土厚度为2cm和3cm的高羊茅生长情况良好,而三叶草和狗牙根在覆土厚度为2cm和3cm的花盆中,在生长一段时间后也开始萎蔫,最终死亡。
2.4.2不同草种植生性能研究
本实验选取了高羊茅、三叶草、狗牙根和黑麦草四种草籽,通过一段时间对植物长势的观察后发现得到以下结论:随着植物生长,一段时间后高羊茅和黑麦草长势良好。但三叶草和狗牙根逐渐萎蔫、死亡。
2.4.3不同骨料粒径植生性能研究
在5-10mm、20-40mm和30-50mm三种不同粒径的混凝土中种植草籽,其中在粒径为5-10mm、VR为16.1%的花盆中,植物发芽率很低,死亡率较高。是由于VR过小,空气难以到达植物根部;在粒径为20-40mm、VR为17.6%的花盆中,植物生长状况良好;在粒径为30-50mm、VR为25.9%的花盆中,植物生长状况良好。不同覆土厚度对不同草种发芽率的影响如图15所示。
2.4.4灌浆植生
所谓灌浆就是将水和土和成泥浆,再将高羊茅草籽撒入泥浆中,最后灌入到装有混凝土的花盆中。通过一段时间观察植物生长情况后发现高羊茅在灌浆方式下的生长情况良好(如图16所示)。
2.4.5后期养护管理
由于EC空隙率较大,致使其中水分易蒸发流失,因此对EC早期的养护十分重要。EC的湿养时间设定为7天左右较为合适。早期可在其表面铺设塑料薄膜来降低水分的流失,同时在我国北方地区还起到保温的作用。另外,还要防止雨淋,特别是暴雨的冲刷,冲刷会带走EC中的水泥浆,导致EC强度降低。一般情况下,EC在铺设的8-12小时后进行洒水养护。养护时应注意:从上往下缓慢洒水,以免带走粘结浆体,每天洒水2-3次为宜。
以上所述,仅为本发明较优的具体的实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多孔种植混凝土的制备方法,其特征在于,所述多孔种植混凝土的制备方法包括以下步骤:
步骤一,向蘑菇渣中加入生物发酵剂,混合均匀,产生菌丝后堆放并厌氧发酵至腐熟;将腐熟的蘑菇渣进行粉碎、过300目筛;
步骤二,将玉米秸秆粉碎为粒径1~3cm的颗粒;将玉米秸秆颗粒、腐熟的蘑菇渣、沼渣堆肥产品进行混合,加入生物菌剂并混合均匀,置于发酵池内发酵;
步骤三,将发酵后的混合物挤压造粒,然后低温干燥,制成有机肥料;
步骤四,选择缓释盐碳酸氢盐为Ca(HCO3)2,选择硬脂酸盐为(C17H35COO)2Ca,选择亚硫酸盐为FeSO4,选择粉体聚羧酸分散剂作为分散剂;
步骤五,将Ca(HCO3)2、(C17H35COO)2Ca、FeSO4、粉体聚羧酸分散剂、超细SiO2按照质量比为1:2:1:3:6的比例进行混合;
步骤六,按配比称取级配砂砾石、水泥、骨料、减水剂、土壤粘合剂、水原材料;
步骤七,将级配砂砾石、水泥进行强制干拌形成干混料,在强制干拌过程中加入骨料形成干混料备用;
步骤八,将称量好的由水和减水剂、土壤粘合剂形成的液体混合物加入振动搅拌机的搅拌容器内进行湿拌,湿拌采用振动搅拌;
步骤九,在混合物料中添加分散剂、碱性调节剂,搅拌均匀后加入有机肥料,得到混凝土混合料;
步骤十,将混凝土混合料浇筑在模具中,振压成型,得到成型的多孔种植混凝土;
步骤十一,待混凝土初凝,利用与水源连接的自动洒水养护装置,设置时间继电器的洒水间隔为6~10h,每次洒水的时间为20~40min,对成型的多孔种植混凝土进行洒水养护,3~7天后即可得到所述多孔种植混凝土成品。
2.如权利要求1所述的多孔种植混凝土的制备方法,其特征在于,步骤二中,所述置于发酵池内发酵的方法,包括:
(1)进行发酵池内玉米秸秆颗粒、腐熟的蘑菇渣、沼渣堆肥产品、生物菌剂的混合物的温度的监测;
(2)当发酵池内混合物温度达到45℃时,进行第一次翻倒;
(3)翻倒后,当发酵池内混合物温度再次达到45℃时,进行第二次翻倒,并在翻倒中喷施蒸馏水;
(4)翻倒后,当发酵池内混合物温度再次达到45℃时,进行第三次翻倒;
(5)当发酵池内混合物温度达到65℃时,开设通气孔进行通气;温度降低至50℃时,完成发酵。
3.如权利要求1所述的多孔种植混凝土的制备方法,其特征在于,步骤八中,所述振动强度为5~10,振动搅拌时间为10~20min。
4.如权利要求1所述的多孔种植混凝土的制备方法,其特征在于,步骤十中,所述振压成型的条件为:振压成型的压力为0.06MPa~1.5MPa、振动频率为800~2500Hz、振幅为0.2~0.8mm、振动时间为10s~30s。
5.一种利用如权利要求1~4任意一项所述的多孔种植混凝土的制备方法制备得到的多孔种植混凝土,其特征在于,所述多孔种植混凝土按照质量份数计,由级配砂砾石21~25份、水泥8~9份、骨料3~5份、减水剂1~2份、分散剂1~3份、有机肥料3~6份、碱性调节剂1~2份、土壤粘合剂2~3份、水9~11份组成。
6.如权利要求5所述的多孔种植混凝土,其特征在于,所述级配砂砾石由砾石、天然砂按照质量比为9:5的比例组成,粒径为0.5~1.1mm。
7.如权利要求5所述的多孔种植混凝土,其特征在于,所述水泥采用低碱度P.O 42.5。
8.如权利要求5所述多孔种植混凝土,其特征在于,所述减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂、脂肪族减水剂中的一种或是多种的组合物。
9.如权利要求5所述的多孔种植混凝土,其特征在于,所述分散剂为聚乙烯蜡,其相对分子量为2000~4000。
10.如权利要求5所述的多孔种植混凝土,其特征在于,所述有机肥料为蘑菇渣、玉米秸秆、沼渣堆肥产品的混合物。
CN202010826593.2A 2020-08-17 2020-08-17 一种多孔种植混凝土及其制备方法 Pending CN111978038A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010826593.2A CN111978038A (zh) 2020-08-17 2020-08-17 一种多孔种植混凝土及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010826593.2A CN111978038A (zh) 2020-08-17 2020-08-17 一种多孔种植混凝土及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111978038A true CN111978038A (zh) 2020-11-24

Family

ID=73434550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010826593.2A Pending CN111978038A (zh) 2020-08-17 2020-08-17 一种多孔种植混凝土及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111978038A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113171652A (zh) * 2021-04-30 2021-07-27 矿冶科技集团有限公司 尾矿反滤料、制备方法及应用和反滤料排渗结构及应用
CN115611558A (zh) * 2022-09-13 2023-01-17 安徽师范大学 一种立体生态混凝土制备方法及在黑臭水体治理中的应用
CN116041019A (zh) * 2023-01-17 2023-05-02 中建三局绿色产业投资有限公司 一种高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101538135A (zh) * 2008-03-19 2009-09-23 深圳市海川实业股份有限公司 一种植生型多孔混凝土及其制备方法
CN102643120A (zh) * 2011-02-17 2012-08-22 潍坊市云涛有机肥料有限公司 一种有机肥料的制备方法
CN107162465A (zh) * 2017-04-21 2017-09-15 北京建筑大学 一种用于多孔种植混凝土的除碱剂制备和使用方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101538135A (zh) * 2008-03-19 2009-09-23 深圳市海川实业股份有限公司 一种植生型多孔混凝土及其制备方法
CN102643120A (zh) * 2011-02-17 2012-08-22 潍坊市云涛有机肥料有限公司 一种有机肥料的制备方法
CN107162465A (zh) * 2017-04-21 2017-09-15 北京建筑大学 一种用于多孔种植混凝土的除碱剂制备和使用方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
许燕莲等: "植被型多孔混凝土的制备与植生试验", 《新型建筑材料》, vol. 36, no. 2, pages 16 - 20 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113171652A (zh) * 2021-04-30 2021-07-27 矿冶科技集团有限公司 尾矿反滤料、制备方法及应用和反滤料排渗结构及应用
CN115611558A (zh) * 2022-09-13 2023-01-17 安徽师范大学 一种立体生态混凝土制备方法及在黑臭水体治理中的应用
CN115611558B (zh) * 2022-09-13 2023-08-22 安徽师范大学 一种立体生态混凝土制备方法及在黑臭水体治理中的应用
CN116041019A (zh) * 2023-01-17 2023-05-02 中建三局绿色产业投资有限公司 一种高抗裂耐腐蚀超高性能混凝土及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111978038A (zh) 一种多孔种植混凝土及其制备方法
CN112723844B (zh) 一种轻质植生型多孔混凝土预制件及其制备方法
CN108558351A (zh) 一种以人造碳化钢渣小球作骨料的低碱植生混凝土砌块及其制备方法
CN103130460B (zh) 一种植生型钢渣多孔混凝土及其制备和应用
CN107857528A (zh) 一种煤矸石骨料无砂多孔植生混凝土的制备方法
CN114538845B (zh) 一种含营养基材颗粒的生态混凝土及其制备方法
CN112390660B (zh) 一种护坡绿化专用的植被混凝土及其制备方法
CN111074912A (zh) 一种用于植被恢复的以多孔混凝土为基础层的组合结构
CN109336451B (zh) 一种低碱高强大孔隙率植生混凝土外加剂
CN114394807A (zh) 一种能够提高植生性能的多孔植生混凝土
CN110698167A (zh) 一种磷酸盐轻质植生混凝土及其制备方法与应用
CN103922654A (zh) 用于既有低荷载屋顶的植被混凝土及屋顶绿化系统
CN106212100B (zh) 含有种植基质的护坡植生型沥青混合料及其制备方法和应用
CN110240451B (zh) 一种绿化混凝土及其施工方法
CN113354348B (zh) 一种大孔隙卵石生态混凝土及其现场制备方法
CN108164210A (zh) 一种植草砖及其制备方法
CN103641394B (zh) 一种用于人工海岸的大孔径生态混凝土及其制备方法
CN111084055A (zh) 一种用于植被恢复的以喷射混合料为基础层的组合结构
CN107540257B (zh) 一种浮床及其制备方法
CN115611587B (zh) 一种植生型多孔混凝土及其制备方法和应用
CN108178600B (zh) 一种可快速建植的多孔轻质钢渣混凝土及其制备方法
CN117303813A (zh) 一种植生混凝土及其制备方法
CN103102115B (zh) 一种多孔高强反滤植生砼的制备方法
CN112502712B (zh) 一种钙华基裸岩铆根过渡层的制备方法
CN112876183B (zh) 一种可植生轻质多孔混凝土及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination