一种微孔双级配吸附混凝土产品、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及绿色建筑技术领域，具体公开了一系列与吸附混凝土相关的技术方案，涉及一种微孔双级配吸附混凝土产品、制备方法及其应用。本发明专利技术通过设计具有高吸附能力的骨料、具有高吸附能力的砂浆以及构建微孔结构，提高透水混凝土的吸附能力，形成吸附混凝土。本发明专利技术提供的吸附混凝土，是一种具有微孔结构的双级配的具有高吸附能力的透水混凝土，能够有效吸附雨水携带的污染物，适用于去除暴雨径流污染物。物。物。

【技术实现步骤摘要】
一种微孔双级配吸附混凝土产品、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及绿色建筑材料
，具体涉及一种微孔双级配吸附混凝土及其制备方法、一种颗粒状的吸附骨料及其制备方法和一种吸附砂料。

技术介绍

[0002]磷是水体污染的主要污染物之一，主要来自于农田、工业、生活污水以及大气污染沉积物。它也是植物生长的必要微量元素，可以提高作物产量，被广泛用作植物肥料。过量的磷会导致水体富营养化和藻类的疯狂生长，影响鱼类繁殖并阻碍阳光穿过水体，破坏水生系统平衡，导致鱼类与水生植物的大量死亡。世界上50％的河流和湖泊都存在富营养化，我国排放了全球大约30％(约48.6万吨)磷。因此，降低水体中的磷对提高水质具有重要意义。
[0003]随着海绵城市的快速发展，考虑到在透水的同时，也降低暴雨径流中的污染物，普通透水混凝土的吸附特性也开始被关注。在普通透水混凝土雨水渗透过程中，可以对水中污染物，比如磷、重金属、大肠杆菌等进行吸附，但吸附能力非常低。因为普通透水混凝土是由不具备吸附能力的碎石作为骨料，碎石在吸附过程中不体现吸附作用，吸附能力归因于砂浆与水中污染物的反应，而普通密实砂浆本身的吸附能力也有限，导致与污染物的反应时间长、移除能力低。为了进一步增加透水混凝土的吸附特性，粉煤灰、氧化铁、氢氧化铝等材料，被应用到混凝土组分中，但这并没有从根本上解决问题。第一、透水混凝土的出发点是提高混凝土的透水、渗水的能力，在设计初始阶段并没有以除去暴雨径流污染物为目标，导致它的低吸附特性。第二、普通透水混凝土只考虑了污水物的吸附，对饱和吸附后污染物的移除方法需要进一步研究。
[0004]暴雨径流是将污染物从源头转移到水体中的关键路径。在径流携带污染物转移过程中，基于城镇广泛分布的混凝土集水面积，用高吸附混凝土实现暴雨径流的初次吸附，对降低水体污染物程度和提高水体质量具有非常重要的意义。因此，为了增加透水混凝土对暴雨污染物的移除能力，不仅要提出高吸附骨料的设计方法，还需要提高普通砂浆的吸附能力，构建合理的微孔结构。特别是当污染物达到饱和后，研发适用于污染物的自循环移除结构，显著地提高吸附混凝土的服务寿命。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中透水混凝土对路面径流携带的雨水污染物吸附能力不足的问题，本专利技术提供了一系列与吸附混凝土相关的技术方案，通过设计具有高吸附能力的骨料、具有高吸附能力的砂浆以及构建微孔结构，提高透水混凝土的吸附能力，形成吸附混凝土。本专利技术提供的吸附混凝土，是一种具有微孔结构的双级配的具有高吸附能力的透水混凝土，能够有效吸附雨水携带的污染物，适用于去除暴雨径流污染物。
[0006]首先，从提高透水混凝土吸附能力角度考虑，本专利技术提供了一种微孔双级配吸附混凝土产品、制备方法及其应用。
[0007]所述吸附混凝土包括骨料、水泥浆体和砂，其中，所述骨料分为普通骨料和吸附骨料，且所述吸附骨料占骨料的体积比为25％
‑
75％；
[0008]所述普通骨料为颗粒状的大粒径骨料，所述普通骨料的粒径为R1；
[0009]所述吸附骨料为颗粒状的小粒径骨料，且所述吸附骨料的粒径为R2，
[0010]满足：R2＝(0.22
‑
0.73)R1。
[0011]本专利技术所提供的吸附混凝土中均为颗粒状但粒径不同的普通骨料、吸附骨料都是骨料，但粒径较大的普通骨料作为吸附混凝土的主骨架，粒径较小的吸附骨料填充到普通骨料中共同形成了吸附主体。也就是说，所述吸附混凝土中大颗粒的普通骨料和小颗粒的吸附骨料形成了双级配的微孔结构。
[0012]再者，本专利技术所提供的吸附混凝土中吸附骨料利用多孔材料、吸附材料制备，又增加了骨料本身的吸附能力。因此，本专利技术同时具备吸附骨料、微孔结构的吸附混凝土与现有技术中的透水混凝土相比，显著提高了对污染物的吸附能力，能够在有效移除雨水中的污染物，适用于暴雨径流污染物的去除。
[0013]进一步地，所述普通骨料可以采用常规破碎的石子，也可以采用与吸附骨料配方相同的产品。当所述普通骨料采用与吸附骨料配方相同的产品时，制备的吸附混凝土具有更好的吸附能力。
[0014]进一步地，所述水泥浆体可以采用水灰比为30％
‑
37％的普通的水泥浆体，也可以采用添加了多孔材料、吸附材料的吸附型的水泥浆体。当采用吸附水泥浆体时，制备的吸附混凝土具有更好的吸附能力。
[0015]制备所述吸附混凝土时，需要提前准备好普通骨料、吸附骨料、砂、水泥、水等原料。所述普通骨料、所述吸附骨料均为颗粒状产品，而水泥浆体主要有水泥和水组成，也可以在水泥浆体中添加多孔材料、吸附材料进一步提升吸附性能。
[0016]本专利技术提供一种微孔双级配吸附混凝土产品，包括骨料、水泥浆体和砂，其中，所述骨料分为普通骨料和吸附骨料，且所述吸附骨料占骨料的体积比为25％
‑
75％。
[0017]所述普通骨料为颗粒状的大粒径骨料，所述普通骨料的粒径为R1；
[0018]所述吸附骨料为颗粒状的小粒径骨料，且所述吸附骨料的粒径为R2，
[0019]满足：R2＝(0.22
‑
0.73)R1。
[0020]进一步地，所述普通骨料为常规破碎的石子，或者所述普通骨料为与所述吸附骨料配方相同但粒径不同的骨料；
[0021]所述吸附骨料包括多孔材料A、吸附材料A、胶结材料A和水；
[0022]所述水泥浆体包括多孔材料B、吸附材料B、水泥和水；
[0023]所述多孔材料A、多孔材料B均为粉末状的炭化多孔生物基材料；
[0024]所述吸附材料A、吸附材料B均为粉末状的含钙矿物质材料；
[0025]所述胶结材料A为水泥。
[0026]具体地，所述微孔双级配吸附混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0027]步骤S1：制备吸附骨料；
[0028]步骤S2：按重量比计算并称量普通骨料、步骤S1制备的吸附骨料、多孔材料B、吸附材料B、水泥、砂、水；
[0029]步骤S3：将步骤S2中称量的普通骨料、吸附骨料、砂倒入搅拌机搅拌均匀后，加入
多孔材料B、吸附材料B、水泥后干燥混合1
‑
2分钟，再分2
‑
3次加入水，继续搅拌2
‑
5分钟；得到新鲜的混合物；
[0030]步骤S4：向步骤S3中得到的新鲜的混合物倒入模具，在振动台上振动5
‑
20秒；
[0031]步骤S5：在步骤S4振动处理后的混合物表面覆盖塑料膜，经24
‑
48小时后脱模，放入标准养护室养护至少28天，得到吸附混凝土。
[0032]由上述制备方法制备的吸附混凝土利用双级配形成的微孔结构，提高了对雨水污染物的吸附能力。
[0033]考虑到吸附混凝土达到饱和后移除污染物再利用的问题，本专利技术还提供了一种吸附混凝土饱和后污染物自循环移除结构。
[0034]所述污染物自循环移除结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微孔双级配吸附混凝土，其特征在于，所述吸附混凝土（1）包括骨料、水泥浆体（4）和砂（5），其中，所述骨料分为普通骨料（2）和吸附骨料（3），且所述吸附骨料（3）占骨料的体积比为25%
‑
75%；所述普通骨料（2）为颗粒状的大粒径骨料，所述普通骨料（2）的粒径为R1；所述吸附骨料（3）为颗粒状的小粒径骨料，且所述吸附骨料（3）的粒径为R2，满足：R2=（0.22
‑
0.73）R1。2.根据权利要求1所述的一种微孔双级配吸附混凝土，其特征在于，每1m3的吸附混凝土（1）包括350kg
‑
1200kg的普通骨料（2）、200kg
‑
1400kg的吸附骨料（3）、水泥浆体（4）、400kg
‑
500kg的砂（5）。3.根据权利要求1或2所述的一种微孔双级配吸附混凝土，其特征在于，所述吸附骨料（3）包括多孔材料A（31）、吸附材料A（32）、胶结材料A（33）和水；以吸附材料A（32）的质量为基数1，所述多孔材料A（31）、吸附材料A（32）、胶结材料A（33）、水的质量比为：1%
‑
5%：1：5%
‑
20%：10%
‑
20%。4.根据权利要求1或2所述的一种微孔双级配吸附混凝土，其特征在于，所述水泥浆体（4）包括多孔材料B（41）、吸附材料B（42）、水泥和水；以水泥的质量为基数1，所述多孔材料B（41）、吸附材料B（42）、水泥和水的质量比为：0.5%
‑
1%：5%
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20%：1:40%
‑
60%。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的一种微孔双级配吸附混凝土，其特征在于，所述普通骨料（2）为常规破碎的石子，或者所述普通骨料（2）为与所述吸附骨料（3）配方相同但粒径不同的骨料；所述多孔材料A（31）、多孔材料B（41）均为粉末状的炭化多孔生物基材料；所述吸附材料A（32）、吸附材料B（42）均为粉末状的含钙矿物质材料；所述胶结材料A（33）为水泥。6.一种微孔双级配吸附混凝土的制备方法，制备如权利要求4所述的吸附混凝土（1）；其特征在于，所述微孔双级配吸附混凝土（1）的制备方法，包括以下步骤：步骤S1：制备吸附骨料（3）；步骤S2：按重量比计算并称量普通骨料（2）、步骤S1制备的吸附骨料（3）、多孔材料B（41）、吸附材料B（42）、水泥、砂（5）、水；步骤S3：将步骤S2中称量的普通骨料（2）、吸附骨料（3）、砂（5）倒入搅拌机（6）搅拌均匀后，加入多孔材料B（41）、吸附材料B（42）、水泥干燥混合1
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2分钟，再分2
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3...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴帆，陈晓清，陈剑刚，赵万玉，
申请(专利权)人：中国科学院，水利部成都山地灾害与环境研究所，
类型：发明
国别省市：