一种低碱度高耐久生态植生混凝土材料及制备方法技术

本申请公开了一种低碱度高耐久生态植生混凝土材料及制备方法，由如下重量份的组分组成：磷酸盐100份；金属氧化物250

【技术实现步骤摘要】
一种低碱度高耐久生态植生混凝土材料及制备方法


[0001]本申请属于生态护坡建筑材料
，尤其涉及一种低碱度高耐久生态植生混凝土材料及制备方法。

技术介绍

[0002]生态植生混凝土是能够满足绿色植物生长、又具有一定防护功能的无砂多孔混凝土，植物根系可以生长于孔隙内或穿透混凝土生长于下层土壤中。生态植生混凝土在日本和欧美等国家主要应用于加固和绿化边坡工程。国内研究起步较晚，主要集中在解决普通混凝土内部碱度较高(pH＝13左右)而无法满足植物根系正常生长(pH＜9.5)的难题，主要措施包括降低水泥用量、自然碳化法和封碱法，这些措施势必会破坏混凝土内部浆体和骨料界面粘结结构，导致混凝土后期力学性能、耐久性大幅度降低，而且封碱法采用的高分子化合物毒性强，施工成本高。
[0003]目前，在生态植生混凝土的应用中，仍无法平衡碱度、强度以及耐久性的问题，一方面是混凝土内部高碱性，植物无法正常生长；另一方面是混凝土强度迅速降低、耐久性差，导致混凝土结构破坏，无法满足护坡要求。现有的很多生态护坡工程1-2年就要重新施工，远达不到5-8年的施工设计要求。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种低碱度高耐久生态植生混凝土材料及制备方法，既具有较低的碱度又可大大提高生态植生混凝土的长期强度和耐久性，进而防止混凝土结构出现开裂、剥落和失稳等问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：
[0006]本申请提出了一种低碱度高耐久生态植生混凝土材料，由如下重量份的组分组成：
[0007]磷酸盐100份；
[0008]金属氧化物250-350份；
[0009]粉煤灰微珠30-40份；
[0010]硅灰20-30份；
[0011]粗骨料2500-2800份；
[0012]碳纤维0.5-1.0份；
[0013]减水剂2-5份；
[0014]缓凝剂0.5-1.5份；
[0015]水60-80份。
[0016]进一步地，上述的低碱度高耐久生态植生混凝土材料，其中，所述磷酸盐为磷酸二氢钾或磷酸二氢钠的一种或两种混合物，所述磷酸盐的纯度不小于98wt％。
[0017]进一步地，上述的低碱度高耐久生态植生混凝土材料，其中，所述金属氧化物为重
烧氧化镁，所述金属氧化物的勃氏比表面积为300-350m2/kg，纯度不小于98wt％。
[0018]进一步地，上述的低碱度高耐久生态植生混凝土材料，其中，所述粉煤灰微珠的球形微珠含量不小于90％，细度不小于1200目。
[0019]进一步地，上述的低碱度高耐久生态植生混凝土材料，其中，所述硅灰的勃氏比表面积不小于20000m2/kg，SiO2含量不小于95wt％。
[0020]进一步地，上述的低碱度高耐久生态植生混凝土材料，其中，所述粗骨料包括玄武岩、辉绿岩或石英岩的一种，所述粗骨料的母岩抗压强度不小于150MPa，单粒径级配，粒径范围为16-25mm，压碎值小于5％，针片状含量小于3％。
[0021]进一步地，上述的低碱度高耐久生态植生混凝土材料，其中，所述碳纤维为微细单丝碳纤维，直径为7
±
10％μm，长度3
±
10％mm，所述碳纤维的拉伸强度不小于3500MPa，拉伸弹性模量不小于220GPa。
[0022]进一步地，上述的低碱度高耐久生态植生混凝土材料，其中，所述减水剂为缓释型聚羧酸系高性能减水剂，其减水率不小于25％。
[0023]进一步地，上述的低碱度高耐久生态植生混凝土材料，其中，所述缓凝剂为硼酸，其纯度不小于99wt％。
[0024]本申请还提出了一种上述的低碱度高耐久生态植生混凝土材料的制备方法，将磷酸盐、金属氧化物、粉煤灰微珠、硅灰、粗骨料以及碳纤维加入搅拌机中混合第一时间，同时将减水剂、缓凝剂以及水预先混合均匀，然后加入搅拌机中拌合第二时间，即可制备出所述生态植生混凝土材料。
[0025]与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：
[0026]1)本申请采用合理配比的磷酸盐、重烧氧化镁、硅灰以及粉煤灰微珠，可以使生态植生混凝土具有满足植物生长所需的碱度环境，且具有稳定的后期强度和耐久性，制备出的混凝土碱度pH值小于9.5，360d强度不小于10MPa，56d干燥收缩小于100
×
10-6
，抗冻等级不小于F50，抗硫酸盐等级不小于KS60，具有长寿命的绿化和护坡效果。
[0027]2)本申请中碳纤维具有高抗拉强度和高弹模，分散在浆体中形成三维交错网络，增加浆体强度，同时减少内部微裂纹，提高了生态植生混凝土的耐久性。
[0028]3)本申请中粗骨料具有高强度和坚固性，可以避免连通孔堵塞，提高生态植生混凝土的孔隙率，其中连通孔隙率不小于25％，更有利于植物根系的生长。
[0029]4)本申请较好地解决了生态植生混凝土的碱度、强度和耐久性之间的矛盾问题，兼具绿化和护坡功能，具有低碱度、稳定的长期强度以及高耐久性，延长了生态植生混凝土的使用年限，适用于河道护坡、山体生态修复以及生态城市建设等

具体实施方式
[0030]下面将结合对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0031]下文各实施例中所采用的原料采购信息如下：
[0032]所述减水剂采购自上海三瑞高分子材料有限公司，型号为VIVID500聚羧酸高性能
减水剂。
[0033]其它原料及规格以具体实施例中记载的为准，其中，下文所述的磷酸盐、重烧碳酸镁以及硼酸为工业产品。
[0034]下文各实施例中的性能测试方法如下：
[0035]力学性能的测定按GB/T 50081《普通混凝土力学性能试验方法标准》相关规定进行。
[0036]干燥收缩和耐久性按GB/T 50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》相关规定进行。
[0037]参照日本《透水性混凝土河川护堤施工手则》来测多孔生态混凝土的总孔隙率和连通孔隙率。
[0038]碱度的测定采用碱度释放原理测定，具体步骤如下：在直径200mm的桶中加入5.8kg水，然后将生态植生混凝土试块(100
×
100
×
100mm)放入水桶中，水超过生态植生混凝土试块的表面，待浸泡24h后，采用PHS-3C型精密pH计测量水溶液的pH值。再换一桶5.8kg的自来水，重复以上步骤，直到浸泡水的pH值稳定不变停止测量。
[0039]实施例1
[0040]一种低碱度高耐久生态植生混凝土材料，由以下重量份数的组份组成：磷酸盐100份、金属氧化物250份、粉煤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低碱度高耐久生态植生混凝土材料，其特征在于，由如下重量份的组分组成：磷酸盐100份；金属氧化物250-350份；粉煤灰微珠30-40份；硅灰20-30份；粗骨料2500-2800份；碳纤维0.5-1.0份；减水剂2-5份；缓凝剂0.5-1.5份；水60-80份。2.根据权利要求1所述的低碱度高耐久生态植生混凝土材料，其特征在于，所述磷酸盐为磷酸二氢钾或磷酸二氢钠的一种或两种混合物，所述磷酸盐的纯度不小于98wt％。3.根据权利要求1所述的低碱度高耐久生态植生混凝土材料，其特征在于，所述金属氧化物为重烧氧化镁，所述金属氧化物的勃氏比表面积为300-350m2/kg，纯度不小于98wt％。4.根据权利要求1所述的低碱度高耐久生态植生混凝土材料，其特征在于，所述粉煤灰微珠的球形微珠含量不小于90％，细度不小于1200目。5.根据权利要求1所述的低碱度高耐久生态植生混凝土材料，其特征在于，所述硅灰的勃氏比表面积不小于20000m2/kg，SiO2含量不小于95wt％。6.根据权利要求1所述的低碱度高耐久生态植生混凝土材料，其特征在于，所述粗骨料包括玄武岩、...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁远博，王成启，李业勋，张晓乐，郭玉林，万超群，方子善，
申请(专利权)人：中交上海三航科学研究院有限公司中交第三航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：