CN104987121B - 一种营养型发泡混凝植草砌块及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于道路砌块及其制备方法技术领域，本发明主要解决了现有用于道路边坡铺设所使用的发泡混凝砌块存在无法为植物提供持久性的营养和由于抗压强度低而存在耐久性差的技术问题。本发明所述营养型发泡混凝植草砌块，包括发泡混凝骨架和发泡固化营养污泥模块，在所述发泡混凝骨架的中间设有凹槽，所述发泡固化营养污泥模块设在发泡混凝骨架的凹槽内。经泡沫的制备、发泡混凝骨架的制备、发泡固化营养污泥模块的制备和营养型发泡混凝植草砌块的制备步骤制成。本发明具有能为植物提供持久性的营养和抗压强度高和耐久性强的优点。
Description
技术领域
本发明属于道路砌块及其制备方法技术领域，具体涉及一种营养型发泡混凝植草砌块及其制备方法。
背景技术
交通线路周边以及城市的绿化是现代交通、城市建设的一项重要工作。传统的道路边坡护坡工程多使用普通的混凝砌块，若要实现在护坡上的绿化，就需要在护坡材料上预留出一定体积的空间，在其中放置土壤用于植物生长。但传统的混凝砌块不具有蓄水保水能力，更不具备营养性，难于为道路边坡绿化植被提供持久的营养物质条件，传统砌块也不能与土壤以及其中生长的植物紧密结合，易于产生水土流失，进而导致植物生长困难。
发泡混凝建材虽然已经发展多年，具有密度小、保温隔热性能好、吸水性好、施工方便等优点。但大多是用于建筑物的非承重墙板、屋面保温层等领域，而且普通发泡混凝制备时所使用的原料主要是水泥、粉煤灰、矿渣粉、发泡剂等，不含植被生长所需的营养物。近年来国内也有少量混凝植被基材的研究，但其营养物浓度以及营养持久性有待提高，其植被基材的抗压强度值偏低，耐久性较差，难以广泛用于道路护坡工程或大型立体城市绿化工程。
发明内容
本发明的目的是解决现有用于道路边坡铺设所使用的发泡混凝砌块存在无法为植物提供持久性的营养和由于抗压强度低而存在耐久性差的技术问题，提供一种营养型发泡混凝植草砌块及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种营养型发泡混凝植草砌块，包括发泡混凝骨架和发泡固化营养污泥模块，在所述发泡混凝骨架的中间设有凹槽，所述发泡固化营养污泥模块设在发泡混凝骨架的凹槽内。
一种制备所述营养型发泡混凝植草砌块的方法，包括以下步骤：
1)泡沫的制备：将十二烷基硫酸钠粉末和水以体积比为1：25～30的比例加入高速搅拌机内，以180～240转/分的转速搅拌20～60s制得泡沫备用；
2)发泡混凝骨架的制备：首先将硫铝酸盐水泥干粉、粉煤灰、细砂和热活化蒙脱石黏土干粉以体积比为70：15：10：5的比例加入慢速搅拌机内，以60转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得混合物料，接着向慢速搅拌机内加入步骤1)制得的泡沫，所述泡沫的加入量为混合物料体积的3～10倍，以20～30转/分的转速搅拌30s制得发泡混凝浆料；最后将发泡混凝浆料倒入模具，1～3天后脱模并置于室内，用塑料布覆盖并在不通风的状态下喷水养护15～20天，即得发泡混凝骨架；
3)发泡固化营养污泥模块的制备：首先将污水处理厂的脱水污泥、硫铝酸盐水泥、生石灰和骨粉以体积比为66：25：5：4的比例加入慢速搅拌机中，以60转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得营养物料，然后向慢速搅拌机中加入步骤1)制得的泡沫，所述泡沫的加入量为营养物料体积的3～6倍，以20～30转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得营养污泥浆料；最后将营养污泥浆料倒入模具，5～7天后脱模并置于室外通风处，于常温下放置5～8天，制得发泡固化营养污泥模块；
4)营养型发泡混凝植草砌块的制备：将步骤3)制得的发泡固化营养污泥模块放入步骤2)制得的发泡混凝骨架的凹槽内，并置于室内，用塑料布覆盖并在不通风的状态下喷水养护10～15天，即得营养型发泡混凝植草砌块。
所述热活化蒙脱石黏土干粉是经过200～210℃热活化处理脱水制备而成。
本发明采用以上技术方案，与背景技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明所制成的营养型发泡混凝植草砌块，既能作为建筑材料用于砌筑工程，又具备较好的营养物条件，同时具有良好的蓄水保水性能，利于植物在其中生长发育；其中的营养污泥模块所用的原料主要是含水率70～75％的市政污水处理厂脱水污泥，能够大量消纳污水厂的污泥，是一种解决污泥污染的新型环保技术；
(2)采用双层发泡固化工艺，将整个砌块分为内外层，分别进行发泡混合操作，分别进行特定的养护操作，所制得的砌块体整体抗压强度高；同时此种双层发泡固化工艺，使得内外层物质能够牢固结合，利于营养物质的长期保存以及缓慢释放，利于植物根系的伸展及存活，利于在雨季发挥整体砌块的吸水、蓄水、保水效应；
(3)制备外层发泡混凝骨架时，所添加的热活化蒙脱石黏土，具有很强的初期吸水能力，在砌块的初始凝固阶段能够起到促进混凝凝结以及泡沫定型的作用，利于实现砌块的早期强度；在砌块养护期蒙脱石黏土能够起到保持水分，促进水化反应的进行的作用；
(4)制备内层发泡固化营养污泥模块时，采用了二次养护成型工艺；先在室外通风处敞开放置形成初凝发泡污泥块，再以外层发泡混凝骨架作为模具，在室内密封养护，此种新型养护工艺，一方面使污泥模块迅速干化，另一方面使其与外层发泡混凝骨架紧密结合成型，实现其营养性与机械强度的协调。
附图说明
图1是本发明营养型发泡混凝植草砌块的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图。
具体实施方式
实施例1
如图1～2所示，本实施例中的一种营养型发泡混凝植草砌块，包括发泡混凝骨架1和发泡固化营养污泥模块2，在所述发泡混凝骨架1的中间设有凹槽，所述发泡固化营养污泥模块2设在发泡混凝骨架1的凹槽内；所述发泡混凝骨架1长100mm，宽100mm，高100mm；发泡混凝骨架1中间的凹槽长50mm，宽50mm，高50mm；发泡固化营养污泥模块2长50mm，宽50mm，高50mm。
一种制备本实施例所述营养型发泡混凝植草砌块的方法，包括以下步骤：
1)泡沫的制备：将十二烷基硫酸钠粉末和水以体积比为1：25的比例加入高速搅拌机内，以180转/分的转速搅拌20s制得泡沫备用；
2)发泡混凝骨架的制备：首先将硫铝酸盐水泥干粉、粉煤灰、细砂和热活化蒙脱石黏土干粉以体积比为70：15：10：5的比例加入慢速搅拌机内，以60转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得混合物料，接着向慢速搅拌机内加入步骤1)制得的泡沫，所述泡沫的加入量为混合物料体积的3倍，以20转/分的转速搅拌30s制得发泡混凝浆料；最后将发泡混凝浆料倒入模具，1天后脱模并置于室内，用塑料布覆盖并在不通风的状态下喷水养护15天，即得发泡混凝骨架；
3)发泡固化营养污泥模块的制备：首先将污水处理厂的脱水污泥、硫铝酸盐水泥、生石灰和骨粉以体积比为66：25：5：4的比例加入慢速搅拌机中，以60转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得营养物料，然后向慢速搅拌机中加入步骤1)制得的泡沫，所述泡沫的加入量为营养物料体积的3倍，以20转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得营养污泥浆料；最后将营养污泥浆料倒入模具，5天后脱模并置于室外通风处，于常温下放置5天，制得发泡固化营养污泥模块；
4)营养型发泡混凝植草砌块的制备：将步骤3)制得的发泡固化营养污泥模块放入步骤2)制得的发泡混凝骨架的凹槽内，并置于室内，用塑料布覆盖并在不通风的状态下喷水养护10天，即得营养型发泡混凝植草砌块。
本实施例中的热活化蒙脱石黏土干粉是经过200℃热活化处理脱水制备而成。
本实施例制成的营养型发泡混凝植草砌块的发泡混凝骨架内，分布着直径1.0～3.0mm的气泡孔洞，在靠近内层污泥模块的区域，以直径1.0～1.5mm的孔洞为主(占全部孔洞数量的80％)，在远离内层污泥模块的区域，以直径2.0～3.0mm的孔洞为主(占全部孔洞数量的80％)；营养型发泡混凝植草砌块的pH值为6.2～8.0，整体干体积密度为380～450kg/m3，抗压强度为3.5～5.0Mpa；内层发泡固化营养污泥模块，抗压强度为2.0～2.5Mpa。
实施例2
本实施例中的营养型发泡混凝植草砌块与实施例1中的营养型发泡混凝植草砌块的结构相同。
一种制备本实施例所述营养型发泡混凝植草砌块的方法，包括以下步骤：
1)泡沫的制备：将十二烷基硫酸钠粉末和水以体积比为1：30的比例加入高速搅拌机内，以240转/分的转速搅拌60s制得泡沫备用；
2)发泡混凝骨架的制备：首先将硫铝酸盐水泥干粉、粉煤灰、细砂和热活化蒙脱石黏土干粉以体积比为70：15：10：5的比例加入慢速搅拌机内，以60转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得混合物料，接着向慢速搅拌机内加入步骤1)制得的泡沫，所述泡沫的加入量为混合物料体积的10倍，以30转/分的转速搅拌30s制得发泡混凝浆料；最后将发泡混凝浆料倒入模具，3天后脱模并置于室内，用塑料布覆盖并在不通风的状态下喷水养护20天，即得发泡混凝骨架；
3)发泡固化营养污泥模块的制备：首先将污水处理厂的脱水污泥、硫铝酸盐水泥、生石灰和骨粉以体积比为66：25：5：4的比例加入慢速搅拌机中，以60转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得营养物料，然后向慢速搅拌机中加入步骤1)制得的泡沫，所述泡沫的加入量为营养物料体积的6倍，以30转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得营养污泥浆料；最后将营养污泥浆料倒入模具，7天后脱模并置于室外通风处，于常温下放置8天，制得发泡固化营养污泥模块；
4)营养型发泡混凝植草砌块的制备：将步骤3)制得的发泡固化营养污泥模块放入步骤2)制得的发泡混凝骨架的凹槽内，并置于室内，用塑料布覆盖并在不通风的状态下喷水养护15天，即得营养型发泡混凝植草砌块。
本实施例中的热活化蒙脱石黏土干粉是经过210℃热活化处理脱水制备而成。
本实施例制成的营养型发泡混凝植草砌块的发泡混凝骨架内，分布着直径1.0～3.0mm的气泡孔洞，在靠近内层污泥模块的区域，以直径1.0～1.5mm的孔洞为主(占全部孔洞数量的80％)，在远离内层污泥模块的区域，以直径2.0～3.0mm的孔洞为主(占全部孔洞数量的80％)；营养型发泡混凝植草砌块的pH值为6.2～8.0，整体干体积密度为380～450kg/m3，抗压强度为3.5～5.0Mpa；内层发泡固化营养污泥模块，抗压强度为2.0～2.5Mpa。
实施例3
本实施例中的营养型发泡混凝植草砌块与实施例1中的营养型发泡混凝植草砌块的结构相同。
一种制备本实施例所述营养型发泡混凝植草砌块的方法，包括以下步骤：
1)泡沫的制备：将十二烷基硫酸钠粉末和水以体积比为1：27的比例加入高速搅拌机内，以200转/分的转速搅拌40s制得泡沫备用；
2)发泡混凝骨架的制备：首先将硫铝酸盐水泥干粉、粉煤灰、细砂和热活化蒙脱石黏土干粉以体积比为70：15：10：5的比例加入慢速搅拌机内，以60转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得混合物料，接着向慢速搅拌机内加入步骤1)制得的泡沫，所述泡沫的加入量为混合物料体积的6倍，以25转/分的转速搅拌30s制得发泡混凝浆料；最后将发泡混凝浆料倒入模具，2天后脱模并置于室内，用塑料布覆盖并在不通风的状态下喷水养护18天，即得发泡混凝骨架；
3)发泡固化营养污泥模块的制备：首先将污水处理厂的脱水污泥、硫铝酸盐水泥、生石灰和骨粉以体积比为66：25：5：4的比例加入慢速搅拌机中，以60转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得营养物料，然后向慢速搅拌机中加入步骤1)制得的泡沫，所述泡沫的加入量为营养物料体积的5倍，以25转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得营养污泥浆料；最后将营养污泥浆料倒入模具，6天后脱模并置于室外通风处，于常温下放置6天，制得发泡固化营养污泥模块；
4)营养型发泡混凝植草砌块的制备：将步骤3)制得的发泡固化营养污泥模块放入步骤2)制得的发泡混凝骨架的凹槽内，并置于室内，用塑料布覆盖并在不通风的状态下喷水养护13天，即得营养型发泡混凝植草砌块。
本实施例中的热活化蒙脱石黏土干粉是经过205℃热活化处理脱水制备而成。
本实施例制成的营养型发泡混凝植草砌块的发泡混凝骨架内，分布着直径1.0～3.0mm的气泡孔洞，在靠近内层污泥模块的区域，以直径1.0～1.5mm的孔洞为主(占全部孔洞数量的80％)，在远离内层污泥模块的区域，以直径2.0～3.0mm的孔洞为主(占全部孔洞数量的80％)；营养型发泡混凝植草砌块的pH值为6.2～8.0，整体干体积密度为380～450kg/m3，抗压强度为3.5～5.0Mpa；内层发泡固化营养污泥模块，抗压强度为2.0～2.5Mpa。
上述实施例中的营养型发泡混凝植草砌块还可以制成其它形状或其它尺寸。
Claims (3)
1.一种营养型发泡混凝植草砌块，包括发泡混凝骨架(1)和发泡固化营养污泥模块(2)，在所述发泡混凝骨架(1)的中间设有凹槽，所述发泡固化营养污泥模块(2)设在发泡混凝骨架(1)的凹槽内；
其特征在于：所述营养型发泡混凝植草砌块的制备方法，包括以下步骤：
1)泡沫的制备：将十二烷基硫酸钠粉末和水以体积比为1：25～30的比例加入高速搅拌机内，以180～240转/分的转速搅拌20～60s制得泡沫备用；
2)发泡混凝骨架的制备：首先将硫铝酸盐水泥干粉、粉煤灰、细砂和热活化蒙脱石黏土干粉以体积比为70：15：10：5的比例加入慢速搅拌机内，以60转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得混合物料，接着向慢速搅拌机内加入步骤1)制得的泡沫，所述泡沫的加入量为混合物料体积的3～10倍，以20～30转/分的转速搅拌30s制得发泡混凝浆料；最后将发泡混凝浆料倒入模具，1～3天后脱模并置于室内，用塑料布覆盖并在不通风的状态下喷水养护15～20天，即得发泡混凝骨架；
3)发泡固化营养污泥模块的制备：首先将污水处理厂的脱水污泥、硫铝酸盐水泥、生石灰和骨粉以体积比为66：25：5：4的比例加入慢速搅拌机中，以60转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得营养物料，然后向慢速搅拌机中加入步骤1)制得的泡沫，所述泡沫的加入量为营养物料体积的3～6倍，以20～30转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得营养污泥浆料；最后将营养污泥浆料倒入模具，5～7天后脱模并置于室外通风处，于常温下放置5～8天，制得发泡固化营养污泥模块；
4)营养型发泡混凝植草砌块的制备：将步骤3)制得的发泡固化营养污泥模块放入步骤2)制得的发泡混凝骨架的凹槽内，并置于室内，用塑料布覆盖并在不通风的状态下喷水养护10～15天，即得营养型发泡混凝植草砌块。
2.一种制备权利要求1所述营养型发泡混凝植草砌块的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)泡沫的制备：将十二烷基硫酸钠粉末和水以体积比为1：25～30的比例加入高速搅拌机内，以180～240转/分的转速搅拌20～60s制得泡沫备用；
2)发泡混凝骨架的制备：首先将硫铝酸盐水泥干粉、粉煤灰、细砂和热活化蒙脱石黏土干粉以体积比为70：15：10：5的比例加入慢速搅拌机内，以60转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得混合物料，接着向慢速搅拌机内加入步骤1)制得的泡沫，所述泡沫的加入量为混合物料体积的3～10倍，以20～30转/分的转速搅拌30s制得发泡混凝浆料；最后将发泡混凝浆料倒入模具，1～3天后脱模并置于室内，用塑料布覆盖并在不通风的状态下喷水养护15～20天，即得发泡混凝骨架；
3)发泡固化营养污泥模块的制备：首先将污水处理厂的脱水污泥、硫铝酸盐水泥、生石灰和骨粉以体积比为66：25：5：4的比例加入慢速搅拌机中，以60转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得营养物料，然后向慢速搅拌机中加入步骤1)制得的泡沫，所述泡沫的加入量为营养物料体积的3～6倍，以20～30转/分的转速搅拌30s，使其混合均匀制得营养污泥浆料；最后将营养污泥浆料倒入模具，5～7天后脱模并置于室外通风处，于常温下放置5～8天，制得发泡固化营养污泥模块；
4)营养型发泡混凝植草砌块的制备：将步骤3)制得的发泡固化营养污泥模块放入步骤2)制得的发泡混凝骨架的凹槽内，并置于室内，用塑料布覆盖并在不通风的状态下喷水养护10～15天，即得营养型发泡混凝植草砌块。
3.根据权利要求2所述的一种制备营养型发泡混凝植草砌块的方法，其特征在于：所述热活化蒙脱石黏土干粉是经过200～210℃热活化处理脱水制备而成。
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