一種鋼渣植生混凝土的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生態(tài)混凝土領(lǐng)域，主要涉及一種鋼渣植生混凝土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在積極倡導(dǎo)綠色生活，節(jié)能環(huán)保的生活理念下，我國現(xiàn)在不僅僅停留在過去只看重混凝土的結(jié)構(gòu)性能，也逐漸開始向環(huán)境友好、資源節(jié)約等功能混凝土方向發(fā)展。始于日本的植生混凝土既具有混凝土的功能，又具有環(huán)境調(diào)節(jié)功能，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)化的需求。植生混凝土用于城市的道路兩側(cè)、高速公路護(hù)坡及中央隔離帶，水邊護(hù)坡、樓頂停車場等部位，可以增加混凝土材料表面透水透氣性，提高濕熱交換能力，降低混凝土材料表面溫度，增加城市的綠色空間，減少城市熱島效應(yīng)，調(diào)節(jié)人們的生活情緒，具有吸收噪聲和粉塵的功能，對城市氣候的生態(tài)平衡也起到積極作用，能夠改善人居環(huán)境，其社會效益和生態(tài)效益十分突出。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，植生混凝土從構(gòu)造上來看，可分為孔洞型、多孔連續(xù)型、孔洞型多層結(jié)構(gòu)等3種形式?？锥葱秃涂锥葱投鄬咏Y(jié)構(gòu)植生混凝土并不是嚴(yán)格意義的植生混凝土。而多孔連續(xù)型植生混凝土中關(guān)鍵的指標(biāo)是孔隙率，已有研究證明混凝土平均孔徑對其植生性能影響顯著，平均粒徑太小會導(dǎo)致植物根系無法吸收足夠的營養(yǎng)物質(zhì)，從而影響根系的延伸生長，同時會使pH值過高，不利于植物生長；平均粒徑太大，混凝土保水性差，因此，平均孔徑要適中。
[0004]現(xiàn)有的研究發(fā)現(xiàn)多孔混凝土孔隙內(nèi)堿環(huán)境的改造是制約植生混凝土技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。在日本，用于植生混凝土的膠凝材料是低堿度高爐B、C型水泥資源，用該類型的水泥配制出的多孔混凝土，其表面pH值在8-9左右，適合植物生長。而我國缺乏低堿度水泥資源，一般采用普通硅酸鹽水泥配制多孔混凝土，空隙間的水環(huán)境未經(jīng)改造，其pH值高達(dá)12.5-13.5，影響植物生長，這也是該項(xiàng)技術(shù)的瓶頸之一。改造多孔植生混凝土孔隙內(nèi)堿度主要應(yīng)從以下三方面考慮:(1)降低膠凝材料的堿度；(2)用酸性土壤和添加弱酸性物質(zhì)中和溶出的堿，以來降低孔隙內(nèi)堿度值；(3)通過對靜漿體進(jìn)行表面處理，隔絕堿類物質(zhì)與填充土壤的接觸，保證植物的生長。
[0005]然而，現(xiàn)有的技術(shù)中，用酸性土壤和添加弱酸性物質(zhì)中和溶出的堿，以來降低孔隙內(nèi)堿度值，雖然能在一定程度可降低多孔混凝土的孔隙堿度，然而其摻量對強(qiáng)度的降低作用明顯，F(xiàn)eS04等若酸性物質(zhì)的摻量不宜過多。用蠟封處理的生態(tài)混凝土的孔隙水環(huán)境pH值只降低0.5-1，而且整體上工序復(fù)雜而成本較高，工業(yè)化前景不容樂觀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種鋼渣植生混凝土及其制備方法，利用鋼渣制備的植生混凝土強(qiáng)度高、孔隙率大且pH值在8-10，能夠滿足植物生長的需求。
[0007]本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為:
一種鋼渣植生混凝土，其原料包括鋼渣骨料、復(fù)合鋼渣粉、增強(qiáng)劑，各原料配比以質(zhì)量份數(shù)計為:鋼渣骨料75-83份，復(fù)合鋼渣粉15-24.5份，增強(qiáng)劑0.5-2份。
[0008]進(jìn)一步地，所述鋼渣植生混凝土中還包括著色劑，著色劑的加入量占所述鋼渣植生混凝土總質(zhì)量的0-3%。其中，所述著色劑選自氧化鐵紅、氧化鐵黃、氧化鐵黑等中的一種或幾種。添加著色劑的目的是為了改變混凝土的顏色，使其與周圍環(huán)境的顏色協(xié)調(diào)。
[0009]按上述方案，所述的鋼渣骨料為粒度2.36-4.75mm，游離氧化鈣含量小于2%，含泥量小于3%的鋼渣細(xì)集料，由是轉(zhuǎn)爐鋼渣經(jīng)過熱潑等工藝穩(wěn)定化處理后，消除了鋼渣的游離氧化鈣等不穩(wěn)定物質(zhì)，經(jīng)過破碎、磁選、篩分、滾筒水洗等工序加工后所得到的。
[0010]按上述方案，所述的復(fù)合鋼渣粉為的細(xì)度標(biāo)準(zhǔn)為:比表面積大于300 m2/kgo具體地，所述的復(fù)合鋼渣粉包括鋼渣尾渣粉、水泥熟料和高爐?；V渣粉混合而成。更具體地，所述的復(fù)合鋼渣粉中各組分按質(zhì)量百分比計為:30%?40%鋼渣尾渣粉、10%?30%水泥熟料和30%?60%高爐?；V渣粉。其中，所述的鋼渣尾渣粉是由鋼渣進(jìn)行穩(wěn)定化處理后再經(jīng)破碎、磁選、篩分等處理得到的，其游離氧化鈣的含量小于3%，金屬鐵含量小于3%，；所述水泥熟料主要化學(xué)成分為氧化鈣、二氧化硅和少量的氧化鋁和氧化鐵，四種主要成分含量總和大于96.5% ;所述?；郀t礦渣粉是高爐煉鐵時的副產(chǎn)品，其含水量不大于0.8%，比表面積不小于350m2/kg，7天活性指數(shù)不小于60%。
[0011]按上述方案，所述的增強(qiáng)劑包括錳渣、拜耳赤泥、粉煤灰、石膏混合而成，其中石膏為二水石膏或者工業(yè)石膏。更具體地，所述增強(qiáng)劑中各組分按質(zhì)量份數(shù)計為:錳渣1?6份、拜耳赤泥1?5份、粉煤灰1?7份、二水石膏或工業(yè)石膏1?2份。其中，錳渣的主要化學(xué)成分為:Si02、A1203、Fe203、CaO和S03，S03含量不大于20% ;所述拜耳赤泥的化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計為:Si02:6-10%、Al 203:13-24%、Fe 203:24-38%、CaO: 15-29%、Na 20:0.5-3.5%。
[0012]本發(fā)明所述的鋼渣植生混凝土的制備方法為:將鋼渣骨料與復(fù)合鋼渣粉、增強(qiáng)劑按比例攪拌混合均勻，按照復(fù)合鋼渣粉質(zhì)量的(0.38-0.56)倍加水生產(chǎn)鋼渣植生混凝土。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果如下:
第一，本發(fā)明的植生型生態(tài)混凝土澆筑好后具有連通的連續(xù)孔隙，結(jié)構(gòu)類似米花糖狀，具有良好的抗壓強(qiáng)度、耐久性、施工性能和孔隙率，植物根系可深入到基層，既達(dá)到邊坡加固又達(dá)到生態(tài)綠化的雙重效果。與普通混凝土相比，在排水性(透水性)、穩(wěn)定性、抗洗掘與流失性能、景觀性以及改善自然環(huán)境能力等方面都具有優(yōu)越性。
[0014]第二，由于鋼渣的多孔性，保證了本發(fā)明提供的一種鋼渣生態(tài)植生混凝土良好的透水性能；復(fù)合鋼渣粉的弱堿性有效改善了植生混凝土孔隙內(nèi)堿度，多孔混凝土的pH值在10左右這樣低堿性，有利于植物和水中生物的生長；鋼渣和?；郀t礦渣的膠凝性能，使得鋼渣生態(tài)植生混凝土具有足夠的強(qiáng)度?？傊景l(fā)明用鋼渣作為主原料配制生態(tài)植生混凝土具有良好的性能指標(biāo)。
[0015]第三，本發(fā)明能夠在使用鋼渣生產(chǎn)植生混凝土材料時，提高鋼渣的使用率，降低生產(chǎn)成本，，而且由于復(fù)合鋼渣粉包括鋼渣尾渣粉和高爐?；V渣粉，從而能夠較大限度地利用了鋼渣尾渣、高爐?；V渣粉等這些難以綜合利用的廢棄物作為膠凝材料的部分原料，使得這些廢物得以回收利用，進(jìn)一步的降低了生成膠凝材料的生產(chǎn)成本。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0017]下述實(shí)施例中，所述的鋼渣骨料為轉(zhuǎn)爐鋼渣經(jīng)過熱潑等工藝穩(wěn)定化處理后，經(jīng)過破碎、磁選、篩分、滾筒水洗等工序加工后所得粒度為2.36-4.75mm，游離氧化鈣含量〈2%，含泥量〈3%的鋼渣細(xì)集料。
[0018]下述實(shí)施例中，所采用的復(fù)合鋼渣粉中，所述鋼渣尾渣粉是由鋼渣進(jìn)行穩(wěn)定化處理后再經(jīng)破碎、磁選、篩分等處理得到的，其游離氧化鈣的含量小于3% (質(zhì)量含量)，金屬鐵含量小于3% (質(zhì)量含量)；所述水泥熟料主要由Si02、CaO和A1203、Fe203組成，四種成分含量總和大于96.5% (質(zhì)量含量);所述?；郀t礦渣粉是高爐煉鐵時的副產(chǎn)品，其含水量不大于0.8% (質(zhì)量含量)，比表面積不低于350m2/kg，7天活性指數(shù)不低于60%。
[0019]下述實(shí)施例中，所采用的增強(qiáng)劑由錳渣、拜耳赤泥、粉煤灰、石膏混合而成，其中石膏為二水石膏或者工業(yè)石膏；所述增強(qiáng)劑中各組分按質(zhì)量份數(shù)計為:錳渣1-6份、拜耳赤泥
1-5份、粉煤灰1-7份、二水石膏或工業(yè)石膏1-2份。其中，所述錳渣的主要化學(xué)成分為:Si02、A1203、Fe203、CaO和S03，S03含量不大于20% (質(zhì)量含量);所述拜耳赤泥的化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計為:Si02:6-10%、Al 203:13-24%、Fe 203:24-38%、CaO: 15-29%、Na 20:0.5-3.5%。
[0020]實(shí)施例1
一種鋼渣植生混凝土，其原料包括鋼渣骨料、復(fù)合鋼渣粉、增強(qiáng)劑、著色劑，各原料配比以質(zhì)量百分比計為:鋼渣骨料75%，復(fù)合鋼渣粉24%，增強(qiáng)劑0.5%，氧化鐵紅0.5%，其中，所述的復(fù)合鋼渣粉為的細(xì)度標(biāo)準(zhǔn)為比表面積為320m2/kg，所述的復(fù)合鋼渣粉按質(zhì)量比包括30%鋼渣尾渣粉、20%水泥熟料和50%高爐?；V渣粉混合而成，所述增強(qiáng)劑的具體組成為錳渣1份、拜耳赤泥5份、粉煤灰2份、二水石膏1份。
[0021]上述鋼渣植生混凝土的生產(chǎn)方法，具體處理過程如下:將鋼渣骨料與復(fù)合鋼渣粉、增強(qiáng)劑、著色劑混合均勻，按照復(fù)合鋼渣粉質(zhì)量0.38倍加水?dāng)嚢杈鶆蚝蟪尚蜕a(chǎn)生態(tài)植生多孔混凝土。
[0022]本發(fā)明對實(shí)施例中所制備的鋼渣植生混凝土均進(jìn)行的性能檢測，包括抗壓強(qiáng)度、孔隙率、種植實(shí)驗(yàn)結(jié)果，具體檢測方法如下:
1)抗壓強(qiáng)度
試件尺寸為150mmX 150mmX 150mm，按照GB50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，成型后拆模，在標(biāo)準(zhǔn)條件下自然養(yǎng)護(hù)7d，在抗壓機(jī)上檢測其抗壓強(qiáng)度。每個實(shí)施例取6個試樣檢測，取其平均值即為該多孔混凝土的抗壓強(qiáng)度。
[0023]實(shí)施例1中，所制備的鋼渣植生混凝土自然養(yǎng)護(hù)7d的標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊的抗壓強(qiáng)度為22.15MPa，超過一般多孔混凝土需要自然養(yǎng)護(hù)28d的強(qiáng)度，能夠滿足植物生長的需求。
[0024]2)孔隙率
由于該植生混凝土表面孔隙較多，因此其孔隙率的測定是采用特殊手段來進(jìn)行的，具體步驟如下:先測定自然養(yǎng)護(hù)7d，體積為V試件在空氣中的質(zhì)量G。，然后再測定其在水中的質(zhì)量G1D由公式求得各個試件的孔隙率Φ。每個實(shí)施例取6個試件檢測，取其平均值即為該多孔植生混凝土的孔隙率。
[0025]實(shí)施例1中，根據(jù)檢測結(jié)果，孔隙率為26.2%，能夠滿足植物生長的需求。
[0026]3)種植實(shí)驗(yàn)結(jié)果
在底層填上50mm的黃土和少量的堆肥，采用高羊茅種子播在土上，其上澆注上述混凝土層，厚度為40mm，每天澆水一次進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，七天后，觀察種子的發(fā)育情況。
[0027]本實(shí)施例1中，高羊茅植物扎到土壤中吸收養(yǎng)分，透過混凝土層長出綠色的小草，可知本發(fā)明制備的植生混凝土能夠滿足植物生長要求，pH值在8-10。
[0028]實(shí)施例2
一種鋼渣植生混凝土，其原料包括鋼渣骨料、復(fù)合鋼渣粉、增強(qiáng)劑、著色劑，各原料配比以質(zhì)量百分比計為:鋼渣骨料83%，復(fù)合鋼渣粉15%，增強(qiáng)劑0.5%，氧化鐵黃1.5%，其中，所述的復(fù)合鋼渣粉為的細(xì)度標(biāo)準(zhǔn)為比表面積為350