[發(fā)明專利]一種輕質(zhì)植生型多孔混凝土預(yù)制件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011575512.2
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112723844B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祁順彬;陳揚(yáng);李永紅
• 申請（專利權(quán)）人: 南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 36137
• 代理人: 張榮

本發(fā)明提供一種輕質(zhì)植生型多孔混凝土預(yù)制件及其制備方法；多孔混凝土預(yù)制件由澆筑成型的多孔混凝土基體及任選的表面處理層構(gòu)成。所述多孔混凝土基體由相對較低的低孔隙率的底層基體和相對較高的高孔隙率的上層基體組成；底層基體和上層基體均含大小粒徑不等的輕質(zhì)多孔陶球型骨料和粒徑較小的輕質(zhì)多孔陶粒骨料。所述表層處理層為含有水不溶性高分子聚合物的封閉性表面，經(jīng)由混凝土表面處理劑涂覆制成。本發(fā)明所制備的多孔混凝土預(yù)制件孔隙率高、密度低且具有較高持水涵水能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生態(tài)環(huán)境工程材料領(lǐng)域，具體涉及一種可供植物生長的植生型多孔混凝土制品及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

植生型混凝土也又稱植被混凝土或生態(tài)混凝土，可分為孔洞型、多孔連續(xù)型等形式。其中孔洞型綠化混凝土并不屬于真正的生態(tài)混凝土，是在傳統(tǒng)混凝土塊體上設(shè)計孔洞為綠色植物提供生長空間，應(yīng)用于陽臺等不與土壤直接相連的地方。目前通常的植生混凝土多由骨料、水泥、水及添加劑混合攪拌而成，例如由粗骨料和水泥膠結(jié)而成，其特征是具有連續(xù)空隙結(jié)構(gòu)，因此具有一定的透水率和空隙率。植生型混凝土內(nèi)部的連續(xù)空隙結(jié)構(gòu)為植物根系提供生長空間，使植物能在上面生長，可用于市政工程、坡面結(jié)構(gòu)以及河流護(hù)岸等綠化與保護(hù)。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以有效地抵抗雨水沖刷，防止水土流失，而同時雨水能夠下滲回流，補(bǔ)充地下水位。

在目前的植生型混凝土中，多孔生態(tài)混凝土應(yīng)用最為廣泛，是由表面包覆水泥漿的粗骨料的具有多孔結(jié)構(gòu)的大孔混凝土材料，其內(nèi)部存在大量連續(xù)孔隙并具有低堿特性，植物根系可以穿過混凝土基體深入到土壤層中吸收土壤中養(yǎng)分(用土壤覆蓋混凝土，播種相應(yīng)的植物)。也可以在孔隙中灌入營養(yǎng)物質(zhì)。多孔生態(tài)混凝土在實際應(yīng)用時通常由多孔生態(tài)混凝土基體和植物生長基體例如腐殖土、土壤、肥料、種子等組成，廣泛應(yīng)用生態(tài)護(hù)坡和道路邊坡綠化或隔離帶綠化。還可以用于植生停車場、植生人行道，以及植生型屋頂、陽臺、墻體等。

然而，植生混凝土中沒有植物生長營養(yǎng)組分，只能通過外部覆蓋層獲得養(yǎng)分和水分，其結(jié)構(gòu)對于獲得外部營養(yǎng)和水分的能力較為重要。更重要的是，由于現(xiàn)有的植生混凝土骨料通常采用碎石等實心骨料，導(dǎo)致植生混凝土孔隙率低，不能適應(yīng)植物根系延伸的生長需要。盡管部分現(xiàn)有技術(shù)將可降解骨料或植物性纖維添加料引入植生混凝土為植物生長提供營養(yǎng)和孔隙率，但是隨著可降解骨料降解腐爛，混凝土結(jié)構(gòu)變得疏松，強(qiáng)度隨之嚴(yán)重下降甚至碎裂。

多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)中多孔生態(tài)混凝土的制備材料有水泥等膠結(jié)料、粗骨料、水以及外加劑。其中，最常見的粗骨料為碎石，或者廢棄混凝土粒或陶粒。這就導(dǎo)致了兩個突出的問題，一個是骨料本身不具備孔隙且孔隙率極低，持水性差并且密度較高；二是混凝土本身缺少孔隙且堿性太高，不利于植物生長。另外，盡管采用碎石等骨料有利于提高生態(tài)混凝土強(qiáng)度和抗壓性，但是大多數(shù)的綠化鋪裝用途中，其并不需要太高的強(qiáng)度和抗壓性，過于追求力學(xué)性能反而降低了植物生長性需求。最后，對于添加了植物性組分的生態(tài)混凝土，其耐久性變得更差。

另外，現(xiàn)有技術(shù)中生態(tài)混凝土的施工通常為現(xiàn)場澆筑，例如混凝土噴漿護(hù)坡、混凝土灌漿等，這種現(xiàn)場灌漿存在的問題有：混凝土由于溫差導(dǎo)致內(nèi)部縮脹程度不同，易龜裂、風(fēng)化、腐蝕。例如CN110698222A公開了一種石質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)用復(fù)合式植被混凝土及其制備方法，該復(fù)合式植被混凝土包括底層錨固混凝土和上層定植混凝土；混凝土包括粗骨料、陶粒、秸稈短料、秸稈長料、羧甲基纖維素等組分。其采用噴射施工，在石質(zhì)邊坡表面形成粗糙錨固底層、中層多孔層和表面定植層，盡管這種施工方法可以使得與石質(zhì)坡面結(jié)合力強(qiáng)，但是除了存在上述灌漿問題，其弊端還包括：1)現(xiàn)澆混凝土的質(zhì)量難以控制，空隙率分布不一致,長期雨水沖刷容易在底部產(chǎn)生滑移破損；2)水分截留難度大(坡度的存在使得持水性差，當(dāng)雨水不足時，表面植物容易缺水而死)、植物扎根受阻等問題，而且需要大型機(jī)械施工，難以靈活應(yīng)用于規(guī)模較小的場所綠化。

現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于生態(tài)混凝土的技術(shù)可列舉如下。