一种低碱生态混凝土及其制备方法技术

本申请涉及生态混凝土技术领域，具体公开了一种低碱生态混凝土及其制备方法。生态混凝土的原料包括粗骨料400

【技术实现步骤摘要】
一种低碱生态混凝土及其制备方法


[0001]本申请涉及生态混凝土
，更具体地说，它涉及一种低碱生态混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]生态混凝土是一种有着连续孔隙的多孔混凝土，具有特殊的结构与表面特性，能够适应生物生长，有利于调节生态平衡、美化环境景观，促进生态系统的修复，对生态环境的保护和基础设施的建设起到了积极地作用，已经被广泛应用于河道景观的边坡治理、园林绿化中。
[0003]相关技术中，生态混凝土由粗骨料、水泥、水、外加剂拌和、浇注而成的具有一定强度、一定孔隙的多孔混凝土，粗骨料表面包覆的薄层水泥浆彼此相互粘结形成孔隙均匀分布的一种蜂窝状结构，在生态混凝土的基层中填充土壤、肥料、保水剂等基材，便可使植物根系在其中生长延伸并从中获取养分，从而可给植物提供生长空间。
[0004]在上述相关技术中，利用普通硅酸盐水泥制备生态混凝土的过程中，水泥中的主要成分硅酸钙与水反应后，生成水化产物硅酸钙和氢氧化钙，其中氢氧化钙碱性溶液大量存在于生态混凝土的孔隙内，其释放出来导致植物生长率底，为了降低混凝土内部的pH，在配比中大量降低胶凝材料的用量，这会导致多孔生态混凝土强度进一步降低，因此需要保持生态混凝土强度不变的同时，降低生态混凝土的pH。

技术实现思路

[0005]为了降低生态混凝土的pH，本申请提供一种低碱生态混凝土及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种低碱生态混凝土，采用如下的技术方案：一种低碱生态混凝土，由包括如下重量份的原料制成：粗骨料400r/>‑
510份；细骨料60
‑
90份；水泥100
‑
130份；矿物掺合料10
‑
20份；磷酸微胶囊9
‑
14份。
[0007]通过采用上述技术方案，粗骨料在混凝土中起骨架作用，细骨料填充粗骨料之间的孔隙，水泥作为胶凝材料，将粗骨料粘结形成孔隙结构，矿物掺合料提高混凝土的强度和耐久性能，水泥水化过程中会产生氢氧化钙，使混凝土中的pH在12
‑
13左右，不利于植物生长，通过在生态混凝土中加入磷酸微胶囊，在水泥水化过程中，磷酸从微胶囊中缓慢释放出去，中和水化产物氢氧化钙，反应生成过磷酸钙Ca(H2PO4)2，从而降低了生态混凝土pH，同时可以提供植物生长所需钙、磷等营养元素，有利于植物后期的生长。
[0008]优选的，所述粗骨料为矿山废石。
[0009]通过采用上述技术方案，矿山废石作为固废不仅占用大量的土地，而且污染环境，
利用这些矿山废石资源可替代部分天然砂石骨料，达到固废回收再利用的目的，在生态混凝土的制备过程中矿山废石起到骨架的作用，矿山碎石具备一定的强度和坚固性，能够抵抗冷冻融化和自然的风化作用，保证混凝土的强度和耐久性。
[0010]优选的，所述粗骨料粒径为10
‑
40mm。
[0011]通过采用上述技术方案，骨料的粒径大小决定其比表面积的大小，当骨料粒径增大时，其比表面积减小，混凝土的水泥用量也减少，骨料粒径减小时，其比表面积增大，通过采用上述的粒径，在满足胶凝材料充分润湿粗骨料的表面积的同时，粗骨料的粒径应尽量选大一些，才便于植物在其孔隙中生长。
[0012]优选的，所述矿物掺合料为粉煤灰和高炉矿渣。
[0013]通过采用上述技术方案，粉煤灰和高炉矿渣作为固废，是可以部分替代水泥的胶凝材料，一方面可以减少部分水泥的用量，缓解水泥生产过程中造成的环境污染；另一方面水泥水化过程中粉煤灰和高炉矿渣中含有的二氧化硅、氧化钙生成水化硅酸钙，对生态混凝土起到增强作用。
[0014]优选的，所述磷酸微胶囊的制备包括如下步骤：S1：首先将十二烷基硫酸钠溶解在石油醚溶剂中，加入磷酸水溶液，得到油包水乳液；S2：再将甲基丙烯酸和丙烯酸甲酯混合搅拌均匀，之后加入氯仿溶剂搅拌均匀，制得预聚体溶液；S3：将预聚体溶液加入到上述油包水乳液中，之后加入引发剂，过滤、分离、干燥得到磷酸微胶囊。
[0015]通过采用上述技术方案，通过将甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯和引发剂溶于氯仿中，形成有机溶液，有机溶液加入到油包水乳液中，甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯原位聚合生成丙烯酸类树脂，将磷酸水滴包裹起来，从而制得磷酸微胶囊，在水泥水化的过程中，随着氢氧化钙的不断生成，碱性条件下，氢氧根离子使聚合物主链上的羧酸基团发生电离，使其分子离子化并沿着聚合物的主链产生负电荷，同性电荷相斥使分子链舒张，产生溶胀现象，丙烯酸树脂网状结构结构破坏，随之磷酸从微胶囊中缓慢释放，中和水化产生的氢氧化钙，进而降低了生态混凝土的pH，为植物生长提供了有利环境。
[0016]优选的，所述引发剂为过硫酸铵。
[0017]通过采用上述技术方案，采用过硫酸铵作为引发剂，在甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯聚合过程中，能提高聚合速率，防止聚合速率过慢，使聚合物的分子量变小，转化率降低，使形成的网状结构无法将磷酸水滴完全包裹其中，在水泥水化过程中，微胶囊缓释效果无法体现，磷酸过量使生态混凝土的强度下降。
[0018]第二方面，本申请提供一种生态混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：一种生态混凝土的制备方法，制备步骤如下：S1：将粗骨料、水泥、矿物掺合料以及磷酸微胶囊加入搅拌机中搅拌均匀得到混合物；S2：在混合物中加入水搅拌均匀，然后在浆体中加入细骨料，搅拌均匀得到浆体；S3：将制备的浆体浇筑入模，振实压制成型，养护28d，之后拆模，制得生态混凝土。
[0019]通过采用上述技术方案，首先将粗骨料、水泥、矿物掺合料以及磷酸微胶囊加入搅
拌机中搅拌均匀，然后加入细骨料填充粗骨料之间的孔隙，水泥作为胶凝材料，将骨料凝结起来，形成孔隙结构，同时水泥水化产生氢氧化钙，强碱性使丙烯酸类单体链段发生解离，负电荷的静电排斥作用使大分子链迅速扩张并伸展开来，破坏了三维网状结构，胶囊所包覆封装的磷酸缓慢释放，与氢氧化钙反应生成过磷酸钙，中和不断生成的氢氧化钙，从而降低了混凝土的pH,制备了适合植物生长的生态混凝土。
[0020]优选的，所述生态混凝土的制备过程中水灰重量比为(0.35
‑
0.52):1。
[0021]通过采用上述技术方案，水一方面参与水泥水化反应，另一方面对物料起润滑作用，由于生态混凝土为了适合植物生长，其孔隙率较大，混凝土内部集料之间的胶结点就越少，强度自然降低，通过采用上述的水灰重量比，混凝土的和易性、粘聚性良好，对大粒径的粗骨料起到很好的粘结性，使生态混凝土强度满足要求。
[0022]综上所述，本申请具有以下有益效果：1、由于本申请采用适当的粗骨料粒径，骨料的粒径大小决定其比表面积的大小，当骨料粒径增大时，其比表面积减小，混凝土的水泥用量也减少，骨料粒径减小时，其比表面积增大，采用合适的粗骨料粒径，在满足胶凝材料充分润湿粗骨料的表面积的同时，粗骨料的粒径应尽量选大一些，才便于植物在其孔隙中生长。
[0023]2、本申请中优选采用磷酸与氢氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低碱生态混凝土，其特征在于，包括如下重量份的原料制成：粗骨料400
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510份；细骨料60
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90份；水泥100
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130份；矿物掺合料10
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20份；磷酸微胶囊9
‑
14份。2.根据权利要求1所述的一种低碱生态混凝土，其特征在于：所述粗骨料为矿山碎石。3.根据权利要求1所述的一种低碱生态混凝土，其特征在于：所述粗骨料粒径为10
‑
40mm。4.根据权利要求1所述的一种低碱生态混凝土，其特征在于：所述矿物掺合料为粉煤灰和高炉矿渣。5.根据权利要求1所述的一种低碱生态混凝土，其特征在于：所述磷酸微胶囊的制备包括如下步骤：S1：首先将十二烷基硫酸钠溶解在石油醚溶剂中，加入磷酸水溶液，得到油包水乳液；S2：...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶章伟，翁杰，詹强，
申请(专利权)人：杭州三中新型建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：