用于植物生长的人造生物土壤发泡混凝土的生产方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种生产用于植物生长的人造生物土壤发泡混凝土的方法，其在无土壤条件下能够确保用于植物的生长环境的足够的水分和植物养分；和得到重量轻、持久的且深的土壤层，并为植物生长不断地提供有利的环境。为了达到上述目的，根据本发明专利技术，通过将水泥与掺和剂，例如诸如赭石和高炉渣，混合制备膏状物；通过将具有适当发泡率发泡泡沫添加至所述膏状物而形成发泡混凝土，从而生产土壤混凝土。当使用所述发泡混凝土时，能够确保指定的压缩强度并形成大量的允许空气通过其被吸入和排出并在其中储存水分孔隙空间。而且，被纳入所述发泡混凝土中的水凝胶可以供应植物生长所需的养分、提高抗虫性并储存和供应大量的水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种基于用于植物生长的发泡混凝土来生产人造生物土壤集料的方法。
技术介绍
在道路绿化、绿色屋顶、城市农业等中，使用包含养分的自然土壤或人造土壤提供植物生长环境。在现有技术中(例如，韩国专利注册No.10-0536458，题目为“用于土壤混凝土的制造方法”)，用于提供植物生长环境的土壤混凝土通过将水泥和赭石与土壤稳定剂和水混合而形成。在如此制备的土壤混凝土中，由于外部温度变化引起的孔隙度最小，因此具有优异的疏水性、防冻性和持久性。然而，当形成土壤层时，可能出现以下问题。第一，由于用于植物生长的耕种土壤的复杂结构，在形成土壤层期间需要进行很多过程。第二，很难确保足够的水分和养分以保证永久的植物生长环境。第三，植物可能具有低的抗虫性。第四，在使用自然土壤和人造土壤的混合物的情况下，由于土壤的重量，造成建筑物的静负荷增加，其进而而影响建筑物的安全性。第五，用于种植的土壤层的深度很浅，因此，限制了能够用于植树造林的植物种类。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供一种基于用于植物生长的发泡混凝土来生产人造生物土壤集料的方法，其在无土壤条件下能够确保用于植物的生长环境的足够的水分和植物养分；和得到重量轻、持久的且深的土壤层，并不断地为植物生长提供有利的环境。技术方案为了达到上述目的，本专利技术解决问题的原理是通过形成在户外环境中持久的、重量轻的、多孔的发泡混凝土，并将所述发泡混凝土与水凝胶混合而基于用于植物生长的发泡混凝土来生产人造生物土壤集料，使得人造生物土壤集料能够供应用于植物生长的足够的水分、具有高抗虫性并不断供应植物养分。为了解决所述问题，可以考虑各种各样的措施，第一是通过使用发泡剂将具有适当发泡率的发泡泡沫与水泥混合而形成具有特定压缩强度的重量轻的多孔水泥，以便产生发泡混凝土。第二，为了提供植物能够生长良好的环境，将能够弱化混凝土的水泥的碱性的赭石、高炉渣、石膏和粉煤灰等添加至水泥中。可选地，可以单独仅使用半水石膏，或可以将赭石、高炉渣、无水石膏、粉煤灰和水泥等添加至半水石膏中。第三，通过添加至发泡混凝土中的水凝胶，用于滋养植物生长的植物养分、用于提高抗虫性的有效微生物，和水分被供应给植物，由此，植物能够在人造生物土壤集料中继续生长。有益效果基于发泡混凝土的人造生物土壤集料在无土壤区域提供了足够的水分和植物养分使得植物能够继续生长，并且可用作深土壤层使得可以种植不同的植物。而且，通过添加在发泡混凝土中的水凝胶不断地供应植物养分、有效微生物和水分，因此，能够建立用于植物的生长环境并使得保持和管理人造生物土壤集料的作业容易。此外，通过人造生物土壤集料形成的深土壤层减少了热导率，其进而降低了建筑物的供热/制冷能量的消耗；并且因为重量轻的人造生物土壤集料不会增加建筑物的静负荷，所以建筑物的结构安全性不受危害。附图说明图1是示出根据本专利技术的示例性实施方式的基于发泡混凝土的人造土壤集料的结构的图；图2是用于解释当将图1中的基于发泡混凝土的人造生物土壤集料应用至建筑物的屋顶时的效果的图。具体实施方式在下文中参照示出本专利技术的示例性实施方式的附图更全面地描述本专利技术。根据依照本专利技术的生产方法，通过将水泥与掺和剂(诸如赭石和高炉渣)混合而制备膏状物；通过将具有适当发泡率的发泡泡沫添加至所述膏状物中而形成发泡混凝土，从而产生作为基于发泡混凝土的人造生物土壤集料的Terra-混凝土(在下文中，“Terra-混凝土”将称作“土壤混凝土”)。当使用发泡混凝土时，能够确保指定的压缩强度并形成大量的允许空气通过其被吸入和排出并在其中储存水分的孔隙。而且，被纳入发泡混凝土中的水凝胶可以供应植物生长所需的养分、改善抗虫性以及储存并供应大量的水。图1是示出根据本专利技术的示例性实施方式的土壤混凝土的结构的图。在根据一个示例性实施方式的生产土壤混凝土的方法中，通过将混合水加入由赭石、高炉渣、石膏和粉煤灰等组成的粘结剂中而生产膏状物；将由泡沫发生器产生的一批发泡泡沫添加至所述膏状物中以形成发泡混凝土。此时，在将膏状物与这批发泡泡沫混合之前，可以将包含有效微生物、植物养分和水分的水凝胶添加至膏状物中，然后可以再将这批发泡泡沫混合入膏状物中，从而完成土壤混凝土。土壤混凝土需要具有其中储存用于植物生长的水分和通过其吸入并排出空气的大量的孔隙。土壤混凝土还需要是持久的并保持特定的压缩强度，使得植物能够深深地扎根于土壤混凝土中。为此，发泡混凝土由粘结剂、混合水和泡沫组成，其中，通过将粘结剂与混合水在水与粘结剂的比例为30-50％下而制备膏状物，使得发泡混凝土的压缩强度能够被保持在0.2-2MPa。通过将30-70重量％的水泥与30-70重量％的由赭石、高炉渣、石膏和粉煤灰的一种或更多种的混合物组成的掺和剂混合至100-500kg/m3的密度而制备粘结剂。根据一个示例性实施方式，将50重量％的掺和剂与50重量％的水泥混合以得到100-500kg/m3的密度。可选地，可以通过将0-50重量％的半水石膏与0-50重量％的由一种或更多种组分(即，赭石、高炉渣、无水石膏或水泥)的混合物组成的掺和剂混合至100-500kg/m3的密度而制备粘结剂。根据一个示例性实施方式，粘合剂可以仅由半水石膏组成，而不包含掺和剂。使用能够产生有弹力的并具有优异的表面张力和低消泡率的发泡剂，从而防止如果在混凝土的塑性状态期间发泡泡沫坍塌而会发生的沉淀和干缩裂缝。根据适当的稀释比将发泡剂以每100重量份的混合水使用2-5重量％的发泡剂的条件稀释在水中；发泡剂产生独立的泡沫从而得到1000-1500％的适当的发泡率。当发泡率小于1000％时，发泡泡沫具有高水分含量，并因此，在混合过程中，水与粘结剂的比例增加并且压缩强度进而减小；而当发泡率大于1500％时，发泡泡沫具有较少的水分，并因此由于在混合过程中膏状物与混合水之间的接触而导致发泡泡沫可能坍塌。使用传输泵将发泡溶液(其是水与基于动物的发泡剂的混合物)挤入泡沫发生器中，并且通过所述泡沫发生器产生一批发泡泡沫；将来自高压压缩机的压缩空气喷到被传输的发泡溶液中，并且将这批发泡泡沫添加至膏状物中。将膏状物(其是粘结剂与混合水的混合物)与通过泡沫发生器产生的发泡泡沫混合以形成发泡混凝土，且此时，使用粘结剂以达到100-500kg/m3的密度，发泡混凝土单位体积(1m3)中的所有的孔隙都充满泡沫，而不是由粘结剂与水占据的体积，从而保持发泡混凝土的密度在100-500kg/m3。添加至发泡混凝土的水凝胶能够吸收并留存比其自身重量多几百倍的水，并包含植物生长所需的植物养分和用于抗虫的有效微生物。将发泡混凝土固化然后粉碎，并且将粉碎的混凝土与水凝胶混合从而产生用于植物生长的人造土壤混凝土。在此，添加占发泡混凝土的体积的30-50％的水凝胶，使得保持最佳量的用于植物生长的水分。随着时间逝去，在水凝胶中的有效有机物、植物养分和水分不断地被植物吸收；通过在土壤混凝土中形成的多个孔隙向植物供应水，或雨水被吸收并留存在所述孔隙中并被向植物供应。使水凝胶吸收通过培养酵母菌、乳酸菌或光合细菌产生的有效微生物。这使得植物保持其最佳条件。支持生长的植物养分(诸如，硫酸钾和二氧化硅-磷酸钙等)也被水凝胶吸收，使得所述植物养分能够不断地被供应至植物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于用于植物生长的发泡混凝土来生产人造生物土壤集料的方法，包括：通过将粘结剂和混合水混合以达到水与粘结剂的比例为30‑50％来形成膏状物，其中，所述粘结剂通过将30‑70重量％的水泥与30‑70重量％的由赭石、高炉渣、石膏和粉煤灰中的一种或更多种的混合物组成的掺和剂混合至100‑500kg/m3的密度而制备；通过将所述膏状物与发泡泡沫混合而形成发泡混凝土，其中所述发泡泡沫通过泡沫发生器以每100重量份混合水使用2‑5重量％的发泡剂来产生，其中适当的发泡率是1000‑1500％；和通过将水凝胶与经固化并粉碎的所述发泡混凝土块混合生产土壤混凝土，其中，所述水凝胶是占所述土壤混凝土的体积的30‑50％的混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.13 KR 10-2015-00520451.一种基于用于植物生长的发泡混凝土来生产人造生物土壤集料的方法，包括：通过将粘结剂和混合水混合以达到水与粘结剂的比例为30-50％来形成膏状物，其中，所述粘结剂通过将30-70重量％的水泥与30-70重量％的由赭石、高炉渣、石膏和粉煤灰中的一种或更多种的混合物组成的掺和剂混合至100-500kg/m3的密度而制备；通过将所述膏状物与发泡泡沫混合而形成发泡混凝土，其中所述发泡泡沫通过泡沫发生器以每100重量份混合水使用2-5重量％的发泡剂来产生，其中适当的发泡率是1000-1500％；和通过将水凝胶与经固化并粉碎的所述发泡混凝土块混合生产土壤混凝土，其中，所述水凝胶是占所述土壤混凝土的体积的30-50％的混合物。2.一种基于用于植物生长的发泡混凝土的来生产人造生物土壤集料的方法，包括：通过将粘结剂和混合水混合以达到水与粘结剂的比例为30-50％来形成膏状物，其中，所述粘结剂通过将30-70重量％的水泥与30-70重量％的由赭石、高炉渣、石膏和粉煤灰中的一种或更多种的混合物组成的掺和剂混合至100-500k...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁根赫，
申请(专利权)人：京畿大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR