[發明專利]一種輕質植生型多孔混凝土預制件及其制備方法

有效

• 申請號: 202011575512.2
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112723844B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 祁順彬;陳揚;李永紅
• 申請（專利權）人: 南京交通職業技術學院
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;C04B28/34;C04B38/08;C04B38/02;C04B18/02;C04B7/21;C04B7/17;C04B7/26;C04B7/32;C04B12/02;C04B41/63;E01C9/00;E02B3/14;E02D17/20
• 代理公司: 南昌豐擇知識產權代理事務所(普通合伙) 36137
• 代理人: 張榮

1.一種高孔隙率、低密度且具有較高持水涵水能力的輕質植生型多孔混凝土預制件，其特征在于，由經過熱分解造孔處理的密度低于1g/cm³的多孔混凝土基體及任選的表面處理層構成；其中，所述多孔混凝土基體由底層基體和高孔隙率上層基體組成；所述高孔隙率為孔隙率大于35％；

其中，所述多孔混凝土基體含大小粒徑不等的輕質多孔陶球骨料和輕質多孔陶粒骨料，所述表面處理層經由含水不溶性高分子聚合物的混凝土表面處理劑涂覆制成；所述輕質多孔陶球骨料包含陶球粗骨料和陶球細骨料；所述陶球骨料和陶粒骨料均經過造孔處理制得；

其中，所述多孔混凝土基體由以下原料制備得到：直徑5-30mm的輕質多孔陶球骨料，粒徑1-5mm的陶粒骨料，選自硫鋁酸鹽水泥、磷鋁酸鹽水泥、磷酸鎂水泥中的至少一種的水泥，植生型低堿度膠凝材料，復合混凝土增強劑，減水劑，緩凝劑，低溫熱分解造孔劑，以及適量水； 其中，緩凝劑為硼砂和硼酸混合物； 其中，低溫熱分解造孔劑為偶氮二異丁腈粉末；其中，陶粒骨料與輕質多孔陶球骨料的用量比為0.1-1:1；

其中，所述植生型低堿度膠凝材料由以下原料制備而成：高強脫硫石膏，選自高爐礦渣或其他酸性礦渣的礦渣微粉，選自硫鋁酸鹽水泥或磷鋁酸鹽水泥的水泥，粉煤灰，磷酸鈣粉和減水劑；將上述原料充分混合，于球磨機中球磨制得；

其中，所述輕質多孔陶球骨料包含直徑15-30mm的陶球粗骨料和直徑5-15mm的陶球細骨料兩種骨料；

其中，所述的陶球骨料和陶粒骨料通過如下步驟制備得到：

1)按以下重量份選取干燥的原料粉末：陶土100份，頁巖陶粒粉末20-30份，高嶺土10-20份，膨脹珍珠巖粉10-15份，造孔添加劑1-3份；其中，所述造孔添加劑為偶氮二異丁腈粉末；

2)將上述比例量的陶土、高嶺土、頁巖陶粒粉末、膨脹珍珠巖粉混合研磨，過篩，得到粒徑均勻的原料混合粉末；將粒徑小于50μm的偶氮二異丁腈粉末加入到適量水中，攪拌得到含造孔添加劑顆粒的水性懸浮液；

3)將上述含造孔添加劑的水懸浮液與原料物料攪拌混合制漿，所得混合漿通過球形模具灌注或拋丸整粒機制粒成型，從而得到直徑為5-30mm的不同粒徑的球形濕坯材；

4)將成型后的球形濕坯材無需干燥處理，送入加熱窯中進行多孔隙層次的梯度造孔處理，然后干燥，得到陶球骨料粗坯；

5)將經過干燥處理的陶球骨料粗坯及碎裂的不良品在煅燒窯中煅燒處理：煅燒窯以3-5℃/min的升溫速率由室溫升至900-950℃區間，煅燒2-3小時，然后以5-10℃/min的降溫速率繼續降溫至90-100℃出爐，出爐后自然冷卻，得到陶球骨料成品；

6)陶粒骨料制備：將煅燒過程中碎裂的以及成型不佳的陶球骨料不良品收集后進行破碎，經碾磨以及進行分篩處理，得到粒徑為1-5mm的陶粒骨料。

2.根據權利要求1所述的輕質植生型多孔混凝土預制件，其特征在于：所述植生型低堿度膠凝材料由以下原料制備而成： 按重量份計，各原料比例為：高強脫硫石膏40-50份，高爐礦渣20-30份，選自硫鋁酸鹽水泥或磷鋁酸鹽水泥的水泥15-25份，粉煤灰10-20份，磷酸鈣粉1-5份和聚羧酸系減水劑0.1-0.5份；

其中，所述復合混凝土增強劑包含如下質量百分比的組分：硅石粉 40-50％，長玻璃纖維5-10％，硫酸亞鐵1-2％，烷基酚聚氧乙烯醚0.5-1％，羧甲基纖維素0.1-0.5％，其余為水；

其中，所述混凝土表面處理劑由聚醋酸乙烯乳液、環氧樹脂乳液，以及聚丙烯酰胺和聚乙烯醇原料制備得到。

3.根據權利要求1所述的輕質植生型多孔混凝土預制件，其特征在于，所述陶球骨料和陶粒骨料制備步驟4)中梯度造孔處理流程如下：

1)在加熱窯中，以3-5℃/min的速率由室溫升至60℃，預熱10-20min；然后以0.5-1℃/min的速率緩慢加熱至65-70℃，保溫10-15min，進行第一階段造孔；

2)第一階段加熱造孔處理后，以15-20℃/h的升溫速率緩慢加熱至95-100℃，并保溫20-30min，進行第二階段成孔；

3)成孔處理后，以1-3℃/min的降溫速率降溫至室溫，得到多孔的陶球骨料粗坯；將所得陶球骨料粗坯及碎裂的不良品自然干燥或烘干干燥，備用。