一種低鹼度生態混凝土及其製備方法
2023-04-25 09:13:21 3
專利名稱：一種低鹼度生態混凝土及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種適合植物正常生長的低鹼度生態混凝土的製備方法，屬於環保建材領域。
背景技術：
近年來我國經濟發展迅猛，公路、鐵路、堤壩等基礎建設日新月異，在這些基礎建設的修建過程中破壞了原始地貌和植物覆蓋層，並產生了大量的次生裸地、水土流失。城市地面被一層不透水、不透氣的混凝土所包裹，熱島效應加劇，城市地下水位逐年下降。水庫、河川護岸多採用現場澆築或預製混凝土，造成水體和陸地環境惡化，減少水體生物的多樣性。因此，開發可進行植生作業的低鹼度生態混凝土不單有益於保護人類賴以生存的環境，也具有顯著的經濟和社會效益。目前，生態混凝土在日本、美國和歐洲等國家和地區主要應用於加固和綠化邊坡、 河堤護岸等工程。國內相關研究起步比較晚，主要集中在解決普通混凝土內部鹼度較高(pH=13左右)而無法滿足植物根系正常生長的難題。目前為降低鹼度主要採用自然碳化法和封鹼法，但是前者破壞了水泥內部的微觀結構，導致混凝土力學性能大幅度降低；後者所用的高分子化合物毒性強，高溫下易分解，施工成本高。二者皆不能從根本上克服生態混凝土內部鹼度過高的缺點。
發明內容
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種低鹼度生態混凝土，同時提供了該低鹼度生態混凝土的製備方法。該低鹼度生態混凝土的內部鹼度、孔隙率和孔徑分布均能滿足植物生長的要求。本發明的技術方案如下
一種低鹼度生態混凝土，由以下重量份的原料製備而成
石子74. 9 84. 7
低鹼度膠凝材料11. 2 16. 3
水I. 9 3. 26
減水劑0. 09 0. 17
調凝材料0. 04 0. 09
所述的低鹼度膠凝材料由以下重量份的原料製備而成
硫鋁酸鹽水泥熟料50. 0 80. 0
硬石骨20. 0 50. 0
或
硫鋁酸鹽水泥熟料40. 0 60. 0
硬石骨15. 0 40. 0
粉煤灰5. 0 25. 0所述的調凝材料為硼酸類物質；所述低鹼度生態混凝土低鹼度生態混凝土的PH值小於 9. 8。進一步的，所述的硫鋁酸鹽水泥熟料，包括以下質量百分含量的礦物組成=C4A3S36. 0 52. 8%, C2S 23. 0 32. 0%，鐵相8. 0 21. 0% ;所述減水劑為聚羧酸減水劑；所述石子為粒徑在9. 5 19. 5mm之間的石灰石碎石。本發明所提供的一種低鹼度生態混凝土的製備方法，包括以下步驟
1)按配比稱取硫鋁酸鹽水泥熟料和硬石膏或硫鋁酸鹽水泥熟料、硬石膏和粉煤灰，力口入混料機中混合均勻，得低鹼度膠凝材料；
2)取配比中水量的45飛0%，加入調凝材料，溶解，再加入石子，置入攪拌機中攪拌25 45s，隨後加入低鹼度膠凝材料總量的40飛5%，攪拌45 65s，再加入剩餘的低鹼度膠凝材料、水和減水劑，攪拌105 135s ;得新拌低鹼度生態混凝土 ；
3)新拌低鹼度生態混凝土分三層加入到模具中，每層用016mm搗棒搗實20次，在振動臺上振動6 10s，然後施加0.01 0. IMPa的壓力，即得。本發明涉及的低鹼度生態混凝土是一種pH值低於9. 8，植物在其孔隙中正常生長的環保型建築材料。植物根系吸收孔隙內營養基上的營養，穿過低鹼度生態混凝土孔隙深入到土壤中，確保了植物的進一步生長，使綠化與基礎建設完美的結合起來，增加城市的綠色空間，愉悅人們的心情。本發明所涉及的低鹼度膠凝材料有效地降低了混凝土內部鹼度，充分保證了植物正常生長的需求。本發明的有益效果在於
(1)製備方法簡單，操作容易，施工成本低；
(2)低鹼度膠凝材料水化後不易產生游離的Ca(OH)2，可以在不損壞混凝土強度的前提下，降低混凝土內部的鹼度(pH值低於9. 8)，保證了生態混凝土內部植物根系的良好生長環境；
(3)採用裹漿法成型，避免了沉漿現象的發生，為植物根系在生態混凝土中發展提供了足夠的空間。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步的說明。實施例I
I)低鹼度膠凝材料的製備取硫鋁酸鹽水泥熟料184. 63Kg和硬石123. 09Kg混勻。測試淨漿實驗數據為28d的pH值為9. 53 ；28d淨漿抗壓強度為70. 7MPa。2)製備低鹼度生態混凝土 取粒徑為9. 5mm 19mm的石子1538. 60 Kg、36. 93 Kg的水和硼酸I. 23 Kg加入攪拌機中攪拌27s，隨後加入153. 86 Kg的低鹼度膠凝材料攪拌58s，最後加入剩餘的153. 86Kg低鹼度膠凝材料、24. 62 Kg水和3. 08 Kg的聚羧酸，攪拌124s。然後將新拌混凝土分三層加入到模具中，每層用016mm的搗棒搗實20次，在振動臺上振動6s，然後施加0. 06MPa的壓力。測試的數據如下低鹼度生態混凝土 28d的pH值為9.23 ;28d抗壓強度為13. 4MPa ;孔隙率為30. 10% ;連通孔隙率為26. 80% ;有效半徑I. 6mm。
實施例2
I)低鹼度膠凝材料的製備取硫鋁酸鹽水泥熟料223. 80Kg和硬石膏55. 95Kg混勻。測試淨漿實驗數據為28d的pH值為9. 91 ；28d淨漿抗壓強度為103. 3MPa。。2)製備低鹼度生態混凝土 取粒徑為9. 5mm 19mm的石子1538. 60 Kg、33. 57 Kg的水和硼酸I. 12 Kg加入攪拌機中攪拌27s，隨 後加入139. 87 Kg的低鹼度膠凝材料攪拌58s，最後加入剩餘的139. 87Kg低鹼度膠凝材料、22. 38 Kg水和2. 80 Kg的聚羧酸，攪拌124s。然後將新拌混凝土分三層加入到模具中，每層用016mm的搗棒搗實20次，在振動臺上振動6s，然後施加0. 08MPa的壓力。測試後的數據如下低鹼度生態混凝土 28d的pH值為9. 67 ;28d抗壓強度為12. IMPa ;孔隙率為31. 00% ;連通孔隙率為28. 40% ;有效半徑I. 9mm。實施例3
I)低鹼度膠凝材料的製備取硫鋁酸鹽水泥熟料128. 22Kg、硬石膏89. 75Kg和粉煤灰38. 47 Kg 混勻。測試淨漿實驗數據為28d的pH值為9. 68 ；28d淨漿抗壓強度為95. 6MPa。2)製備低鹼度生態混凝土 取粒徑為9. 5mm 19mm的石子1538. 60 Kg、30. 77 Kg的水和硼酸I. 03 Kg加入攪拌機中攪拌27s，隨後加入128. 22 Kg的低鹼度膠凝材料攪拌58s，最後加入剩餘的128. 22Kg低鹼度膠凝材料、20. 51 Kg水和2. 56 Kg的聚羧酸，攪拌124s。然後將新拌混凝土分三層加入到模具中，每層用016mm的搗棒搗實20次，在振動臺上振動6s，然後施加0. 05MPa的壓力。測試後的數據如下低鹼度生態混凝土 28d的pH值為9. 27 ；28d抗壓強度為9. 20MPa ;孔隙率為32. 90% ;連通孔隙率為29. 20% ;有效孔徑為2. 4mm。
權利要求
1.一種低鹼度生態混凝土，其特徵在於，由以下重量份的原料製備而成 石子74. 9 84. 7 低鹼度膠凝材料11. 2 16. 3 水I. 9 3. 26 減水劑0. 09 0. 17 調凝材料0. 04 0. 09 所述的低鹼度膠凝材料由以下重量份的原料製備而成 硫鋁酸鹽水泥熟料50. 0 80. 0 硬石骨20. 0 50. 0 或 硫鋁酸鹽水泥熟料40. 0 60. 0 硬石骨15. 0 40. 0 粉煤灰5. 0 25. 0 所述的調凝材料為硼酸類物質； 所述低鹼度生態混凝土低鹼度生態混凝土的PH值小於9. 8。
2.根據權利要求I所述的低鹼度生態混凝土，其特徵在於，所述的硫鋁酸鹽水泥熟料包括以下質量百分含量的礦物組成C4A3S 36. 0 52. 8%，C2S 23. 0 32. 0%，鐵相8. 0 21. 0%。
3.根據權利要求I所述的低鹼度生態混凝土，其特徵在於，所述減水劑為聚羧酸減水劑。
4.根據權利要求I所述的低鹼度生態混凝土，其特徵在於，所述石子為粒徑在9.5 19.5mm之間的石灰石碎石。
5.權利要求1-4任一項所述的低鹼度生態混凝土的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟 1)按配比稱取硫鋁酸鹽水泥熟料和硬石膏或硫鋁酸鹽水泥熟料、硬石膏和粉煤灰，力口入混料機中混合均勻，得低鹼度膠凝材料； 2)取配比中水量的45飛0%，加入調凝材料，溶解，再加入石子，置入攪拌機中攪拌25 45s，隨後加入低鹼度膠凝材料總量的40飛5%，攪拌45 65s，再加入剩餘的低鹼度膠凝材料、水和減水劑，攪拌105 135s ;得新拌低鹼度生態混凝土 ； 3)新拌低鹼度生態混凝土分三層加入到模具中，每層用016mm搗棒搗實20次，在振動臺上振動6 10s，然後施加0. 01 0. IMPa的壓力，即得低鹼度生態混凝土。
全文摘要
本發明提供了一種低鹼度生態混凝土及其製備方法，由以下重量份的原料製備而成石子74.9～84.7、低鹼度膠凝材料11.2～16.3、水1.9～3.26、減水劑0.09～0.17和調凝材料0.04~0.09；本發明採用裹漿法製備，從而避免了沉漿現象的發生。本發明提供的低鹼度膠凝材料水化後不易產生游離的Ca(OH)2，可以在不損壞混凝土強度的前提下，降低混凝土內部的鹼度(pH值低於9.8)，保證了生態混凝土內部植物根系的良好生長環境。
文檔編號C04B28/14GK102745971SQ201210247808
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月18日 優先權日2012年7月18日
發明者宮晨琛, 王守德, 程新, 蘆令超, 顏小波 申請人:濟南大學