【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植生混凝土材料，具体涉及一种植生混凝土用低碱度胶凝材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、植生混凝土，是一种能将工程防护和生态修复很好的结合起来的新型护坡材料，其内部独特的孔隙结构可以使植物根系进入混凝土，保障植物生长空间，进而达到固土护坡、边坡质粒及景观绿化的目的，实现硬化混凝土与绿化植被之间的完美结合，是一种良好的生态护坡技术。
2、植生混凝土所用的胶结材料一般为硅酸盐水泥或低碱度硫铝酸盐水泥，但由于原料中存在水化反应易产生碱性物质，使得植生混凝土内部呈碱性，这使得草种不论是直接拌合在植生混凝土中还是成型后进行播种都会受到碱侵蚀，导致草种难以发芽生长，从而无法达到山体绿化美化的效果，严重限制了其推广及应用。
3、因此推广植生混凝土的应用范围，就必须要降低其内部碱性，比如替换胶结材料或者在植生混凝土表面喷酸中和碱等。但这些方法无法从根本上降低植生混凝土内部碱度，如在成型后的植生混凝土表面喷酸只能降低其表面碱度，当草种在内部生根发芽时，还是会受到碱侵蚀；如若加入碱性调节剂（碱中和剂）会影响植生混凝土工作性，使其不凝或难凝，力学性能严重下降。同时为了保证在降低植生混凝土内部碱性的同时其力学性能不下降，往往需要加入其他物质来增强力学性能，这不仅增加了成本，还提高了植生混凝土的制备难度，因此不适用于大规模应用推广。
4、中国专利文献cn115321925a公开了一种植生混凝土用胶凝材料，该专利技术提供的植生混凝土用胶凝材料碳排放低，原生ph低，缓冲剂用量少；养护条件简单，节约养护成本；
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的之一在于提供一种植生混凝土用低碱度胶凝材料，可以降低植生混凝土内部的碱度，同时不改变植生混凝土的性能，使草种免受植生混凝土内部碱侵蚀，来保证草种的成活率。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种植生混凝土用低碱度胶凝材料，包括以重量份计的如下组分：硫铝酸盐水泥30-60份、矿物掺合料30-60份、石膏5-30份、消碱剂2-8份、封碱剂2-10份和促凝剂2-10份。
4、优选的，所述硫铝酸盐水泥比表面积大于400m2/kg，初凝时间大于6min，终凝时间小于180min，7天抗压强度大于42.5mpa。
5、优选的，所述矿物掺合料为偏高领土、粒化高铝矿渣、硅灰和粉煤灰中的一种或多种的混合物。
6、优选的，所述促凝剂为铝酸盐水泥、硫酸铝和硝酸钙中的一种或多种。
7、优选的，所述封碱剂为苯丙乳液和/或胶粉；进一步优选的，所述封碱剂为苯丙乳液和胶粉的混合物，苯丙乳液和胶粉的质量比为1-3:1。
8、最优选的，所述封碱剂还包括为2-乙基己酸-3-烷氧-2-羟基丙酯，其制备方法如下：
9、s1将丙酮、甲醇混合后加入氢氧化钠反应得到3-烷氧-2-丙酮；
10、s2将2-乙基己酸与3-烷氧-2-丙酮混合后加入盐酸反应得到2-乙基己酸-3-烷氧-2-羟基丙酯。
11、优选的，所述消碱剂为硫酸亚铁、硼酸、甲酸钙、草酸、三聚磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸二氢钙中的一种或多种的混合物。
12、本专利技术还提供了所述植生混凝土用低碱度胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：首先将硫铝酸盐水泥、矿物掺合料及石膏进行混合，然后加入消碱剂、封碱剂及促凝剂共混制成低碱度胶凝材料。
13、本专利技术还提供了所述植生混凝土用低碱度胶凝材料在混凝土方面的应用，具体如下：将其作为外掺或替代水泥组分用于混凝土材料中。
14、在对本方向的技术研究中，专利技术人发现添加一定比例的苯丙乳液和胶粉混合物对胶凝材料的ph值产生了影响，通过苯丙乳液和胶粉的成膜特性，来防止碱的浸出，从而降低基体碱度。具体研究发现，胶粉会在基体中形成乳液，之后成膜，如此达到封碱的效果。苯丙乳液可以在基体内部直接成膜，达到封碱的效果。但是苯丙乳液和胶粉的协同作用相当微妙，在特定比例下的苯丙乳液和胶粉才能够实现封碱的平衡。这是因为苯丙乳液和胶粉的作用时期存在差异，苯丙乳液可以直接在基体内部直接成膜，主要在前期发挥作用；而乳粉会在基体中先形成乳液，之后成膜，因此乳粉在前期成膜较慢，通过调控苯丙乳液和胶粉的比例，可以实现对基体前期和后期同时封碱的效果。同时，苯丙乳液和胶粉的成膜也会使得基体的韧性提高，提高基体的力学性能。
15、但是专利技术人发现该膜会因为长期雨水的冲刷发生脱落，进而导致胶凝材料的封碱性能下降，所以专利技术人在封碱剂中引入了助剂，该助剂能与苯丙乳液和胶粉发生交联，形成致密的交联化合物，并缓解膜固化收缩时的内应力，能降低其亲水性，并防止由于雨水冲刷导致膜层的脱落。
16、在本专利技术中，低碱度胶凝材料可以通过原料配合比实现碱度和凝结时间的调节，有利于实际工程的应用。具体而言，消减剂加入低碱度胶凝材料中会降低低碱度胶凝材料的ph值，但同时也会延长其凝结时间。而硝酸钙是一种可溶性钙盐，加入水化体系后能在短时间内提高液相中的ca2+浓度，而钙矾石的生成速率与液相中的ca2+浓度密切相关，因此加入硝酸钙后水化早期能更快地形成钙矾石，促进体系的凝结，实现凝结时间的调控。同时硫酸铝可以通过增加溶液中的al3+和so42-的浓度，在水泥浆体中生成大量的钙矾石，并形成交联网络结构，使浆体凝结硬化，且这种促凝作用随着掺量的增加逐渐增强，以此来同原料配合来实现碱度和凝结时间的调节。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
18、1）本专利技术得到的植生混凝土用低碱度胶凝材料28天抗压强度可达30-40mpa，具有优异的力学性能；
19、2）本专利技术得到的胶凝材料的28天时内部碱度不大于9，能够改善植生混凝土内部环境，有利于植物草种的发芽、成活，保证草种的成活率；
20、3）本专利技术植生混凝土用低碱度胶凝材料所使用的原材料简单易得，成本低，生产工艺简单，易于推广应用；
21、4）本专利技术的封碱剂能在基体内部直接成膜，达到封碱的效果，并能够实现封碱的平衡，可以实现对基体前期和后期同时封碱的效果，通过在封碱剂中加入2-乙基己酸-3-烷氧-2-羟基丙酯，2-乙基己酸-3-烷氧-2-羟基丙酯与苯丙乳液和胶粉发生交联，形成致密的交联化合物，并缓解膜固化收缩时的内应力，能降低其亲水性，并防止由于雨水冲刷导致膜层的脱落。
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1.一种植生混凝土用低碱度胶凝材料，其特征是，包括以重量份计的如下组分：硫铝酸盐水泥30-60份、矿物掺合料30-60份、石膏5-30份、消碱剂2-8份、封碱剂2-10份、促凝剂2-10份。
2.根据权利要求1所述植生混凝土用低碱度胶凝材料，其特征是：所述硫铝酸盐水泥比表面积大于400m2/kg，初凝时间大于6min，终凝时间小于180min，7天抗压强度大于42.5MPa。
3.根据权利要求1所述植生混凝土用低碱度胶凝材料，其特征是：所述矿物掺合料为偏高领土、粒化高铝矿渣、硅灰和粉煤灰中的一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1所述植生混凝土用低碱度胶凝材料，其特征是：所述促凝剂为铝酸盐水泥、硫酸铝和硝酸钙中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述植生混凝土用低碱度胶凝材料，其特征是：所述封碱剂为苯丙乳液和/或胶粉。
6.根据权利要求1或5所述植生混凝土用低碱度胶凝材料，其特征是：所述封碱剂为苯丙乳液和胶粉的混合物。
7.根据权利要求6所述植生混凝土用低碱度胶凝材料，其特征是，所述封碱剂还包括为2-乙基己酸-
8.根据权利要求1所述植生混凝土用低碱度胶凝材料，其特征是：所述消碱剂为硫酸亚铁、硼酸、甲酸钙、草酸、三聚磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸二氢钙中的一种或多种的混合物。
9.权利要求1~8任一项所述植生混凝土用低碱度胶凝材料的制备方法，其其特征是，包括以下步骤：首先将硫铝酸盐水泥、矿物掺合料及石膏进行混合，然后加入消碱剂、封碱剂及促凝剂共混制成低碱度胶凝材料。
10.权利要求1~8任一项所述植生混凝土用低碱度胶凝材料在混凝土方面的应用，其特征是：将其作为外掺或替代水泥组分用于混凝土材料中。
...【技术特征摘要】
1.一种植生混凝土用低碱度胶凝材料，其特征是，包括以重量份计的如下组分：硫铝酸盐水泥30-60份、矿物掺合料30-60份、石膏5-30份、消碱剂2-8份、封碱剂2-10份、促凝剂2-10份。
2.根据权利要求1所述植生混凝土用低碱度胶凝材料，其特征是：所述硫铝酸盐水泥比表面积大于400m2/kg，初凝时间大于6min，终凝时间小于180min，7天抗压强度大于42.5mpa。
3.根据权利要求1所述植生混凝土用低碱度胶凝材料，其特征是：所述矿物掺合料为偏高领土、粒化高铝矿渣、硅灰和粉煤灰中的一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1所述植生混凝土用低碱度胶凝材料，其特征是：所述促凝剂为铝酸盐水泥、硫酸铝和硝酸钙中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述植生混凝土用低碱度胶凝材料，其特征是：所述封碱剂为苯丙乳液和/或胶粉。
【专利技术属性】
技术研发人员：陈正虎，蔡伟，罗忠涛，刘晓海，殷昆鹏，郅天一，张美香，张卫东，宋亚涛，苏延峰，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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