一种生态混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生态混凝土，涉及混凝土技术领域，由以下重量份数的原料制成：水泥80‑100份、水35‑42份、骨料260‑290份、减水剂0.9‑1.2份、可降解材料6‑8份、红土10‑15份、污泥10‑15份、聚合氯化铝3‑5份、聚丙烯酸钾3‑5份、海泡石粉15‑20份、硅酸钠5‑8份和聚醋酸乙烯乳液6‑10份。该生态混凝土比表面积大，具有很强的吸附和净化能力，且强度高，使用寿命长。

An ecological concrete and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种生态混凝土及其制备方法
本专利技术涉及混凝土
，尤其是涉及一种生态混凝土及其制备方法。
技术介绍
生态混凝土是一种有着连续孔隙结构的多孔混凝土，具有较大的比表面积和良好的透水性，是一种集环保、支撑、透水以及净化作用的新型生态工程材料，可以用于路基河流两岸的护坡、绿化、水体净化等方面。其中在护坡绿化方面，即利用生态混凝土含有大量的连通孔隙，能够保水透水，有助于植物根系生长，一方面可以增强护坡的稳定性，还有助于改善生态环境。而在水体净化方面，一方面生态混凝土的多孔结构可以为水体中的微生物以及植物提供了附着生长空间，有利于水体生物多样性的增加，生态系统的完善，对污水水质净化具有重要意义；另一方面生态混凝土的比表面积比较大，其对水体中N、P等具有一定的吸附能力，另外混凝土本身含有的Mg、Al等也可以发挥净化作用。陈志山在《生态混凝土技术处理生活污水》中利用生态混凝土为材料设计了推流式净水装置，该装置对生活污水有良好的处理效果，出水指标满足国家规定的城市二级污水处理厂排放标准的要求。纪荣平等《生态混凝土对富营养化水源地水质改善效果》中考察了生态混凝土对太湖梅梁湾水源地水质改善的效果，研究表明：总氮、总磷、总藻毒素和胞外藻毒素的去除率均较高。由此可见生态混凝土对于水体净化方面的作用是很显著的，现有技术中也在不断的改进生态混凝土的配方，以期增加其强度、透水性和吸附性能；例如中国专利文献（申请号2017100514846）公开一种用于污水处理的大孔型生态混凝土，按重量份包括以下组分：骨料400-500份、普通硅酸盐水泥100-120份、赤泥20-30份、亚硝酸钠防冻剂10-20份、醋酸乙烯-乙烯共聚物5-10份、中聚羧酸减水剂0.03-0.08份、烷基苯磺酸钙5-15份、缓释性材料10-20份、丙烯酸共聚物5-15份、木质磺酸盐3-8份、生物质焦5-10份、稳泡剂3-10份、水60-80份；所述骨料为粒径为2.5-5mm砂石、粒径为10-25mm的花岗岩碎石和粒径为10-25mm的粘土陶粒的混合物；该生态混凝土通过改进骨料以及缓释性材料等配方，制备的生态混凝土吸附能力强，净水效果好，能够减少混凝土在流动水中钙离子的流失，提高大孔型生态混凝土的耐久性。但是该专利中采用的骨料如砂石、花岗岩碎石本身比表面积并不大，与陶粒混合后在混合间隙形成一些空隙结构，会影响其整体强度和吸附性能。而腾冲具有大小火山锥97座，火山岩流的覆盖面积为1100多平方公里，平均深度达20米以上，除旅游保护区划外，火山岩储量大约为200亿立方米，资源十分丰富，且火山石其表面和内部含有大量的气孔，比表面积非常大，若作为生态混凝土的骨料，能够大大增加其吸附性能，降低生产成本。但是火山石密度强度不稳定，质地比较脆，在实际使用的过程中容易破碎，会大大影响生态混凝土的强度，因此如何合理的利用火山石，并确保生态混凝土的强度和吸附性能是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种生态混凝土及其制备方法，该生态混凝土强度高，孔隙率高，具有很好的水体净化效果。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种生态混凝土，由以下重量份数的原料制成：水泥80-100份、水35-42份、骨料260-290份、减水剂0.9-1.2份、可降解材料6-8份、红土10-15份、污泥10-15份、聚合氯化铝3-5份、聚丙烯酸钾3-5份、海泡石粉15-20份、硅酸钠5-8份和聚醋酸乙烯乳液6-10份。进一步的，所述骨料为改性火山石，所述骨料的粒径为16-25mm、26-35mm、36-50mm的改性火山石按重量比1：1：1混合而成。进一步的，所述改性火山石的改性方法包括以下步骤：（1）火山石浸泡在1-2ml/g的盐酸溶液中1-2h，水洗至中性后烘干，得到活化火山石；（2）硅酸钠与水按重量比1：4-6混合，均匀喷洒在活化火山石上，喷洒量为0.5-0.8g/g，常温风干，得到改性骨料Ⅰ；（3）甲基丙烯酸加2-2.5倍水溶解后，加入N，N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾混合均匀，喷洒在改性骨料Ⅰ上，喷洒量为0.6-1g/g，常温晾干，得产品；所述甲基丙烯酸、N，N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钠的质量比为20：0.2：0.2。进一步的，所述可降解材料为改性淀粉和蛋白胨按重量比1-2：1混合而成；所述改性淀粉的制备方法包括以下步骤：土豆淀粉配置成质量分数为9-11%水溶液，然后加入淀粉重量3%的过硫酸钠、淀粉重量0.5-0.7%的N，N-亚甲基双丙烯酰胺以及丙烯酸，50-60℃下搅拌反应2h，常温风干，得改性淀粉；所述土豆淀粉、丙烯酸重量比为1：1.5-2。进一步的，所述污泥为脱水污泥，含水量≤10%。一种生态混凝土生态混凝土的制备方法，包括以下步骤：将骨料、可降解材料、红土、污泥、聚合氧化铝、聚丙烯酸钾和海泡石粉混合后搅拌均匀，然后加入水泥充分混合，最后加入水、减水剂、硅酸钠和聚醋酸乙烯乳液搅拌均匀，放入模具中成型，常温养护，得产品。本专利技术的有益效果是：1、本申请公开一种生态混凝土，通过对混凝土的配方进行优化，对骨料火山石进行改性处理，制备的生态混凝土的孔隙率为20-30％，比表面积大，具有很强的吸附和净化能力，且强度高，使用寿命长，成本低廉。2、本申请的生态混凝土采用的骨料是火山石，其中火山石中SiO2含量在55-60%，Fe2O3含量在8-9%，氧化铝含量在15-20%，氧化钙含量在5-8%，还含有MnO、MgO等，其表面和内部含有大量的气孔，比表面积非常大；本申请为了增强火山石的硬度和韧性，对火山石进行改性，先用酸对其进行活化处理，使其表面和内部氧化物的金属离子游离出来，还能增加其羟基的活性；然后喷洒硅酸钠溶液，使其在火山石表面以及内部孔隙表面形成硅酸钙或二氧化硅膜，能够增加火山石孔结构和表面的硬度；最后再喷洒甲基丙烯酸以及交联剂和引发剂混合液，对其表面和孔隙进行浸渍，甲基丙烯酸在交联剂等助剂的作用下进行交联聚合，最终能够在火山石表面以及孔隙面形成聚甲基丙烯酸膜，能够大大增强火山石的韧性；当与水泥等物质混合时，改性火山石表面未聚合的甲基丙烯酸还能与水泥中的氧化钙反应，与水泥互溶性好，且改性火山石表面的聚甲基丙烯酸吸水韧性好，从而大大提高水泥的抗压强度和抗拉强度；即该包覆膜不仅能增强火山石的韧性，还能提高其与水泥的粘结力，从而增强生态混凝土的强度。3、本申请的生态混凝土中还添加有污泥和红土，其中污泥在使用前经过脱水处理，污泥中会含有少量的N、P等元素，有助于微生物的生长繁殖，且污泥成本低，还能解决资源利用的问题，降低生产成本。而红土中SiO2含量为60-70%，Al2O315-20%，Fe2O34.5-6%，其SiO2的含量高，分散性好，强度高，而且由于红土为铝质、游离铁等包裹，表面能比较大，且内部多孔含水，且吸水不易膨胀，掺杂在生态混凝土中，粘结性能好，强度高，能够增强混凝土的强度。4、生态混凝土中还添加少量的聚合氯化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生态混凝土，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：水泥80-100份、水35-42份、骨料260-290份、减水剂0.9-1.2份、可降解材料6-8份、红土10-15份、污泥10-15份、聚合氯化铝3-5份、聚丙烯酸钾3-5份、海泡石粉15-20份、硅酸钠5-8份和聚醋酸乙烯乳液6-10份。/n

【技术特征摘要】
1.一种生态混凝土，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：水泥80-100份、水35-42份、骨料260-290份、减水剂0.9-1.2份、可降解材料6-8份、红土10-15份、污泥10-15份、聚合氯化铝3-5份、聚丙烯酸钾3-5份、海泡石粉15-20份、硅酸钠5-8份和聚醋酸乙烯乳液6-10份。


2.根据权利要求1所述的一种生态混凝土，其特征在于：所述骨料为改性火山石，所述骨料的粒径为16-25mm、26-35mm、36-50mm的改性火山石按重量比1：1：1混合而成。


3.根据权利要求2所述的一种生态混凝土，其特征在于：所述改性火山石的改性方法包括以下步骤：
（1）火山石浸泡在1-2ml/g的盐酸溶液中1-2h，水洗至中性后烘干，得到活化火山石；
（2）硅酸钠与水按重量比1：4-6混合，均匀喷洒在活化火山石上，喷洒量为0.5-0.8g/g，常温风干，得到改性骨料Ⅰ；
（3）甲基丙烯酸加2-2.5倍水溶解后，加入N，N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸钾混合均匀，喷洒在改性骨...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞鹏，陈春武，贺隆元，潘昆，许婧，谢非，龚爱民，王福来，
申请(专利权)人：国家林业和草原局昆明勘察设计院，云南农业大学，
类型：发明
国别省市：云南;53