專利名稱：一種低堿度生態(tài)混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合植物正常生長(zhǎng)的低堿度生態(tài)混凝土的制備方法，屬于環(huán)保建材領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，公路、鐵路、堤壩等基礎(chǔ)建設(shè)日新月異，在這些基礎(chǔ)建設(shè)的修建過程中破壞了原始地貌和植物覆蓋層，并產(chǎn)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(yīng)加劇，城市地下水位逐年下降。水庫、河川護(hù)岸多采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑或預(yù)制混凝土，造成水體和陸地環(huán)境惡化，減少水體生物的多樣性。因此，開發(fā)可進(jìn)行植生作業(yè)的低堿度生態(tài)混凝土不單有益于保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境，也具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。目前，生態(tài)混凝土在日本、美國(guó)和歐洲等國(guó)家和地區(qū)主要應(yīng)用于加固和綠化邊坡、 河堤護(hù)岸等工程。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究起步比較晚，主要集中在解決普通混凝土內(nèi)部堿度較高(pH=13左右)而無法滿足植物根系正常生長(zhǎng)的難題。目前為降低堿度主要采用自然碳化法和封堿法，但是前者破壞了水泥內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致混凝土力學(xué)性能大幅度降低；后者所用的高分子化合物毒性強(qiáng)，高溫下易分解，施工成本高。二者皆不能從根本上克服生態(tài)混凝土內(nèi)部堿度過高的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種低堿度生態(tài)混凝土，同時(shí)提供了該低堿度生態(tài)混凝土的制備方法。該低堿度生態(tài)混凝土的內(nèi)部堿度、孔隙率和孔徑分布均能滿足植物生長(zhǎng)的要求。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種低堿度生態(tài)混凝土，由以下重量份的原料制備而成
石子74. 9 84. 7
低堿度膠凝材料11. 2 16. 3
水I. 9 3. 26
減水劑0. 09 0. 17
調(diào)凝材料0. 04 0. 09
所述的低堿度膠凝材料由以下重量份的原料制備而成
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(diào)凝材料為硼酸類物質(zhì)；所述低堿度生態(tài)混凝土低堿度生態(tài)混凝土的PH值小于 9. 8。進(jìn)一步的，所述的硫鋁酸鹽水泥熟料，包括以下質(zhì)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(fā)明所提供的一種低堿度生態(tài)混凝土的制備方法，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(jī)中混合均勻，得低堿度膠凝材料；
2)取配比中水量的45飛0%，加入調(diào)凝材料，溶解，再加入石子，置入攪拌機(jī)中攪拌25 45s，隨后加入低堿度膠凝材料總量的40飛5%，攪拌45 65s，再加入剩余的低堿度膠凝材料、水和減水劑，攪拌105 135s ;得新拌低堿度生態(tài)混凝土 ；
3)新拌低堿度生態(tài)混凝土分三層加入到模具中，每層用016mm搗棒搗實(shí)20次，在振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)6 10s，然后施加0.01 0. IMPa的壓力，即得。本發(fā)明涉及的低堿度生態(tài)混凝土是一種pH值低于9. 8，植物在其孔隙中正常生長(zhǎng)的環(huán)保型建筑材料。植物根系吸收孔隙內(nèi)營(yíng)養(yǎng)基上的營(yíng)養(yǎng)，穿過低堿度生態(tài)混凝土孔隙深入到土壤中，確保了植物的進(jìn)一步生長(zhǎng)，使綠化與基礎(chǔ)建設(shè)完美的結(jié)合起來，增加城市的綠色空間，愉悅?cè)藗兊男那椤１景l(fā)明所涉及的低堿度膠凝材料有效地降低了混凝土內(nèi)部堿度，充分保證了植物正常生長(zhǎng)的需求。本發(fā)明的有益效果在于
(1)制備方法簡(jiǎn)單，操作容易，施工成本低；
(2)低堿度膠凝材料水化后不易產(chǎn)生游離的Ca(OH)2，可以在不損壞混凝土強(qiáng)度的前提下，降低混凝土內(nèi)部的堿度(pH值低于9. 8)，保證了生態(tài)混凝土內(nèi)部植物根系的良好生長(zhǎng)環(huán)境；
(3)采用裹漿法成型，避免了沉漿現(xiàn)象的發(fā)生，為植物根系在生態(tài)混凝土中發(fā)展提供了足夠的空間。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。實(shí)施例I
I)低堿度膠凝材料的制備取硫鋁酸鹽水泥熟料184. 63Kg和硬石123. 09Kg混勻。測(cè)試凈漿實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為28d的pH值為9. 53 ；28d凈漿抗壓強(qiáng)度為70. 7MPa。2)制備低堿度生態(tài)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(jī)中攪拌27s，隨后加入153. 86 Kg的低堿度膠凝材料攪拌58s，最后加入剩余的153. 86Kg低堿度膠凝材料、24. 62 Kg水和3. 08 Kg的聚羧酸，攪拌124s。然后將新拌混凝土分三層加入到模具中，每層用016mm的搗棒搗實(shí)20次，在振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)6s，然后施加0. 06MPa的壓力。測(cè)試的數(shù)據(jù)如下低堿度生態(tài)混凝土 28d的pH值為9.23 ;28d抗壓強(qiáng)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(shí)施例2
I)低堿度膠凝材料的制備取硫鋁酸鹽水泥熟料223. 80Kg和硬石膏55. 95Kg混勻。測(cè)試凈漿實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為28d的pH值為9. 91 ；28d凈漿抗壓強(qiáng)度為103. 3MPa。。2)制備低堿度生態(tài)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(jī)中攪拌27s，隨 后加入139. 87 Kg的低堿度膠凝材料攪拌58s，最后加入剩余的139. 87Kg低堿度膠凝材料、22. 38 Kg水和2. 80 Kg的聚羧酸，攪拌124s。然后將新拌混凝土分三層加入到模具中，每層用016mm的搗棒搗實(shí)20次，在振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)6s，然后施加0. 08MPa的壓力。測(cè)試后的數(shù)據(jù)如下低堿度生態(tài)混凝土 28d的pH值為9. 67 ;28d抗壓強(qiáng)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(shí)施例3
I)低堿度膠凝材料的制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(cè)試凈漿實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為28d的pH值為9. 68 ；28d凈漿抗壓強(qiáng)度為95. 6MPa。2)制備低堿度生態(tài)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(jī)中攪拌27s，隨后加入128. 22 Kg的低堿度膠凝材料攪拌58s，最后加入剩余的128. 22Kg低堿度膠凝材料、20. 51 Kg水和2. 56 Kg的聚羧酸，攪拌124s。然后將新拌混凝土分三層加入到模具中，每層用016mm的搗棒搗實(shí)20次，在振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)6s，然后施加0. 05MPa的壓力。測(cè)試后的數(shù)據(jù)如下低堿度生態(tài)混凝土 28d的pH值為9. 27 ；28d抗壓強(qiáng)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(quán)利要求
1.一種低堿度生態(tài)混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制備而成 石子74. 9 84. 7 低堿度膠凝材料11. 2 16. 3 水I. 9 3. 26 減水劑0. 09 0. 17 調(diào)凝材料0. 04 0. 09 所述的低堿度膠凝材料由以下重量份的原料制備而成 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(diào)凝材料為硼酸類物質(zhì)； 所述低堿度生態(tài)混凝土低堿度生態(tài)混凝土的PH值小于9. 8。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低堿度生態(tài)混凝土，其特征在于，所述的硫鋁酸鹽水泥熟料包括以下質(zhì)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(jù)權(quán)利要求I所述的低堿度生態(tài)混凝土，其特征在于，所述減水劑為聚羧酸減水劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低堿度生態(tài)混凝土，其特征在于，所述石子為粒徑在9.5 19.5mm之間的石灰石碎石。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的低堿度生態(tài)混凝土的制備方法，其特征在于，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(jī)中混合均勻，得低堿度膠凝材料； 2)取配比中水量的45飛0%，加入調(diào)凝材料，溶解，再加入石子，置入攪拌機(jī)中攪拌25 45s，隨后加入低堿度膠凝材料總量的40飛5%，攪拌45 65s，再加入剩余的低堿度膠凝材料、水和減水劑，攪拌105 135s ;得新拌低堿度生態(tài)混凝土 ； 3)新拌低堿度生態(tài)混凝土分三層加入到模具中，每層用016mm搗棒搗實(shí)20次，在振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)6 10s，然后施加0. 01 0. IMPa的壓力，即得低堿度生態(tài)混凝土。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種低堿度生態(tài)混凝土及其制備方法，由以下重量份的原料制備而成石子74.9～84.7、低堿度膠凝材料11.2～16.3、水1.9～3.26、減水劑0.09～0.17和調(diào)凝材料0.04~0.09；本發(fā)明采用裹漿法制備，從而避免了沉漿現(xiàn)象的發(fā)生。本發(fā)明提供的低堿度膠凝材料水化后不易產(chǎn)生游離的Ca(OH)2，可以在不損壞混凝土強(qiáng)度的前提下，降低混凝土內(nèi)部的堿度(pH值低于9.8)，保證了生態(tài)混凝土內(nèi)部植物根系的良好生長(zhǎng)環(huán)境。
文檔編號(hào)C04B28/14GK102745971SQ201210247808
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者宮晨琛, 王守德, 程新, 蘆令超, 顏小波 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)