具有高植生性能的低碱再生生态混凝土及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种具有高植生性能的低碱再生生态混凝土及其施工方法，该生态混凝土包括基于再生骨料的大孔隙混凝土、填隙土和覆土，基于再生骨料的大孔隙混凝土包括再生骨料、水泥、减水剂和水，填隙土包括有机营养土、粉煤灰、磷石膏和珍珠岩，覆土包括有机营养土、粉煤灰、磷石膏、海藻酸钠、珍珠岩、保水树脂和泥炭土；该施工方法包括以下步骤：在边坡上铺筑隔框；制备大孔隙混凝土预制板，将孔隙中填满填隙土；将填满了填隙土的大孔隙混凝土预制板放置于边坡上每一个隔框内；铺设第一层覆土、播撒草种、铺设第二层覆土、浇水。本发明专利技术采用再生骨料减少对天然骨料的浪费并提高边坡防护结构的蓄水能力，采用大孔隙及低碱环境提升植物的生长性能。升植物的生长性能。升植物的生长性能。

【技术实现步骤摘要】
具有高植生性能的低碱再生生态混凝土及其施工方法


[0001]本专利技术属于道路及环境工程
，具体涉及一种具有高植生性能的低碱再生生态混凝土及其施工方法。

技术介绍

[0002]在以碳酸盐岩广布、喀斯特景观普遍发育为特征的山地和丘陵，常见“一山连一山”的情形，因此在道路设计及施工过程中，挖方的情况难以避免，进而形成了大量的边坡及高陡边坡。现有技术的边坡处理方式大致分为以下三种：其一，对于开挖后比较稳定的边坡不做特殊防护处理；其二，采用喷射混凝土等手段对边坡进行加固处理；其三，采用柔性防护网对边坡进行加固处理。然而无论采用上述哪种方式，都无法恢复山体本身的绿色形貌。此外磷石膏的随意排放、堆积，严重破坏了生态环境，不仅污染地下水资源，而且还造成土地资源的浪费。
[0003]边坡缺失了绿色形貌，这不仅是美观的问题，更是交通发展与生态保护和谐共生的问题。然而现有技术中，关于低碱生态混凝土技术，尚未研究其护坡性能及再生骨料的使用；关于再生生态混凝土技术，尚未研究其碱性所造成的植物生长环境差的问题，也尚未研究现有的边坡覆土抗冲刷性能差、流失严重的问题。
[0004]综上所述，现有的生态护坡混凝土在实际应用中普遍存在天然骨料浪费、植物生长率低、植物繁殖率低等问题，因此急需开发一种能够促进碳减排并能够兼顾生态修复，同时具有足够的护坡及抗冲刷性能、良好的植物生长环境的新型生态混凝土。
[0005]申请公布号为CN102584127A的专利技术专利公开了一种再生骨料型植生生态混凝土及其制备方法，该生态混凝土由以下重量份的物料组合而成：再生粗骨料1420
‑
1580份、再生细骨料80
‑
100份、水泥300
‑
350份、水50
‑
70份、ZS
‑
2专用外加剂6
‑
10.5份；该制备方法包括框格梁浇筑、制备再生骨料、生态混凝土浇筑、将草种和土壤等材料填充于生态混凝土的孔隙中、覆盖表层客土养护等步骤，选择粒径范围为20
‑
40mm的再生骨料和粒径范围为2.5
‑
3.5mm的再生细骨料，先投入水泥、再生细骨料、水和ZS
‑
2专用外加剂制备成水泥砂浆，然后加入再生粗骨料搅拌，或者先将再生粗、细骨料和50%用水量搅拌，再加入水泥、ZS
‑
2专用外加剂搅拌，最后加入剩余用水量搅拌。该技术方案重点研究了再生生态混凝土及其制备技术，但是未考虑再生生态混凝土的碱性造成植物生长环境差以及边坡覆土抗冲刷性能差、流失严重的问题；此外，该技术方案使用再生混凝土骨料，其碱性较高，吸水率和保水率都比红砖碎料差，而且在使用过程中，需要将拌合好的混凝土运输到现场，远距离运输需要控制在1h以内，温度在250℃以上，可见该再生混凝土的使用受到诸多条件限制。
[0006]申请公布号为CN114394807A的专利技术专利公开了一种能够提高植生性能的多孔植生混凝土，由如下质量分数的原料制成：水泥180
‑
200份、再生粗骨料1200
‑
1400份、乳液8
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15份和水40
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70份，乳液由苯丙乳液、VAE乳液和丁苯乳液组成，再生粗骨料由建筑垃圾拆除物破碎而成，粒径为20
‑
40 mm。该技术方案重点研究了低碱生态混凝土技术，但是未考虑该低碱生态混凝土的护坡性能；此外，该技术方案制备了一种多孔混凝土，并将碱性降低，但
是并未阐述如何将土壤结合起来适应植物生长，只是提供一个植物生长空间。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种具有高植生性能的低碱再生生态混凝土，包括基于再生骨料的大孔隙混凝土、填隙土和覆土；所述基于再生骨料的大孔隙混凝土中各组分的质量百分比为，再生骨料73
‑
79Wt%、水泥16
‑
21Wt%、水4
‑
6Wt%、减水剂0.15
‑
0.25Wt%；所述填隙土中各组分的质量百分比为，有机营养土63
‑
67Wt%、粉煤灰8
‑
12Wt%、磷石膏18
‑
22Wt%、珍珠岩4
‑
6Wt%；所述覆土中各组分的质量百分比为，有机营养土58
‑
62Wt%、粉煤灰6
‑
10Wt%、磷石膏14
‑
18Wt%、海藻酸钠2
‑
4Wt%、珍珠岩4
‑
6Wt%、保水树脂2
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4Wt%、泥炭土2
‑
6Wt%。
[0008]优选的是，基于再生骨料的大孔隙混凝土中，所述再生骨料为生产粒径为15
‑
25mm的红砖碎料，所述水泥为R.SAC42.5级低碱度硫铝酸盐水泥，所述减水剂为聚羧酸减水剂，其减水率为35%。
[0009]由于普通混凝土中的骨料是由开山采石获得，但开山采石会严重破坏生态环境，而边坡防护结构对骨料的强度要求并不高，所以采用过剩建筑垃圾中废旧再生骨料即可。在建筑垃圾废旧骨料的再利用过程中，再生骨料的添加量、再生骨料与其他原材料的质量配比以及制备工艺参数是关键技术，只有保证各参数的协同作用，才能获得本专利技术预期的技术效果。红砖碎石为砖混结构建筑中的红砖碎石，形状不规则，加工厂会根据规范要求进行处理。
[0010]在上述任一方案中优选的是，填隙土中，所述有机营养土的粒径不超过5mm，所述粉煤灰为F类粉煤灰，所述磷石膏的PH值为4.17，每千克磷石膏中含有机质4.6g，所述珍珠岩的PH值为6
‑
7，其粒径为2
‑
4mm。
[0011]在上述任一方案中优选的是，覆土中，所述有机营养土的粒径为10
‑
20mm，所述粉煤灰为F类粉煤灰，所述磷石膏的PH值为4.17，每千克磷石膏中含有机质4.6g，所述海藻酸钠的纯度为分析纯，其粒径为0.075mm，所述珍珠岩的PH值为6
‑
7，其粒径为4
‑
8mm的珍珠岩占70%，其粒径为9
‑
15mm的珍珠岩占30%，所述保水树脂为聚丙烯酸钾，其粒径为0.075mm，所述泥炭土的PH值为5.5，其粒径为1
‑
10mm。
[0012]磷石膏是矿山开采的副产物，由于磷石膏的再利用技术较薄弱，所以通常将其随意堆积，但随意堆积会导致严重的环境污染。本专利技术将磷石膏利用到边坡防护中，使用磷石膏制备填隙土和覆土，在制备过程中，磷石膏的添加量、磷石膏与其他原材料的质量配比以及制备工艺参数是关键技术，只有保证各参数的协同作用，才能获得本专利技术预期的技术效果。
[0013]有机营养土为植物生长提供所需要的营养；保水树脂、海藻酸钠和珍珠岩为植物种子发芽、生长以及根系提供充足的水分，保水树脂在降雨或喷淋之后可反复蓄存、释放水分，对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高植生性能的低碱再生生态混凝土，包括基于再生骨料的大孔隙混凝土、填隙土和覆土，其特征在于：所述基于再生骨料的大孔隙混凝土中各组分的质量百分比为，再生骨料73
‑
79Wt%、水泥16
‑
21Wt%、水4
‑
6Wt%、减水剂0.15
‑
0.25Wt%；所述填隙土中各组分的质量百分比为，有机营养土63
‑
67Wt%、粉煤灰8
‑
12Wt%、磷石膏18
‑
22Wt%、珍珠岩4
‑
6Wt%；所述覆土中各组分的质量百分比为，有机营养土58
‑
62Wt%、粉煤灰6
‑
10Wt%、磷石膏14
‑
18Wt%、海藻酸钠2
‑
4Wt%、珍珠岩4
‑
6Wt%、保水树脂2
‑
4Wt%、泥炭土2
‑
6Wt%。2.根据权利要求1所述的具有高植生性能的低碱再生生态混凝土，其特征在于：基于再生骨料的大孔隙混凝土中，所述再生骨料为生产粒径为15
‑
25mm的红砖碎料，所述水泥为R.SAC42.5级低碱度硫铝酸盐水泥，所述减水剂为聚羧酸减水剂，其减水率为35%。3.根据权利要求2所述的具有高植生性能的低碱再生生态混凝土，其特征在于：填隙土中，所述有机营养土的粒径不超过5mm，所述粉煤灰为F类粉煤灰，所述磷石膏的PH值为4.17，每千克磷石膏中含有机质4.6g，所述珍珠岩的PH值为6
‑
7，其粒径为2
‑
4mm。4.根据权利要求3所述的具有高植生性能的低碱再生生态混凝土，其特征在于：覆土中，所述有机营养土的粒径为10
‑
20mm，所述粉煤灰为F类粉煤灰，所述磷石膏的PH值为4.17，每千克磷石膏中含有机质4.6g，所述海藻酸钠的纯度为分析纯，其粒径为0.075mm，所述珍珠岩的PH值为6
‑
7，其粒径为4
‑
8mm的珍珠岩占70%，其粒径为9
‑
15mm的珍珠岩占30%，所述保水树脂为聚丙烯酸钾，其粒径为0.075mm，所述泥炭土的PH值为5.5，其粒径为1
‑
10mm。5.一种具有高植生性能的低碱再生生态混凝土的施工方法，其特征在于：使用权利要求1
‑
4中任一项所述的具有高植生性能的低碱再生生态混凝土进行施工，按照先后顺序包括以下步骤，步骤一：采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥在边坡上铺筑正方形或者菱形的隔框，若干个隔框组合在一起在边坡上形成框架，并进行养护；步骤二：采用基于再生骨料的大孔隙混凝土制备与隔框相同形状的大孔隙混凝土预制板，并将大孔隙混凝土预制板的孔隙中填满填隙土；步骤三：将填满了填隙土的大孔隙混凝土预制板的四周涂上干硬性水泥砂浆，然后将其放置于边坡上的每一个隔框内，并使隔框和其内部的大孔隙混凝土预制板处于同一平面上；步骤四：在整个边坡上的隔框和填满了填隙土的大孔隙混凝土预制板上铺设第一层覆土，在第一层覆土上均匀地播撒草种，在草种上继续铺设第二层覆土，在第二层覆土上均匀地浇洒水。6.根据权利要求5所述的具有高植生性能的低碱再生生态混凝土的施工方法，其特征在于：步骤一中，在边坡上铺筑正方形或者菱形隔框的方法是，在每相邻的四个隔框的共同顶点位置钻一个洞，直至钻到岩石层，将洞内清理干净并埋入一根钢筋；向洞内浇入强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，同时浇筑隔框的四条边框，并在每一个边框的中心位置设置一个排水孔；所述隔框的内壁边长为101cm、外壁边长为116cm、高度为15cm，所述排水孔的直径为2
‑
3cm，所述隔框的养护时间为28天。7.根据权利要求6所述的具有高植生性能的低碱再生生态混凝土的施工方法，其特征在于：步骤二中，大孔隙混凝土预制板的制备方法，按照先后顺序包括以下步骤，
步骤（1）：按照设计要求的质量配比，称取各原材料备用；步骤（2）：将原材料再生骨料、水泥、减水剂和水依次倒入搅拌机中进行搅拌，得到基于再生骨料的大孔隙混凝土；步骤（3）：将基于再生骨料的大孔隙混凝土均匀地摊铺在预制模具中，并进行养护成型，得到大孔隙混凝土预制板；步骤（2）中，所述原材料再生骨料、水泥、减水剂和水的搅拌温度为常温、搅拌速率为1500
‑
7000r/min、搅拌时间为1
‑
5min，所述基于再生骨料的大孔隙混凝土的孔隙率为25
‑
30%；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：金珊珊，徐增淼，杨媛，张扬，李傲东，季节，刘鹏飞，李响，严雨苓，李刘欢，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：