[發明專利]一種改性火山石生物基生態混凝土及其制備方法

有效

• 申請號: 202210022591.7
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114262182B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 談樹成;劉飛鵬;王超;李慧梅;許婧
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B38/00;C04B38/08;C04B20/12;C04B24/38;C04B14/36;C04B16/06;C04B18/10;C04B14/16;C04B14/46;C04B14/48;C04B14/08;C04B24/12;C04B24/2
• 代理公司: 鄭州旭揚知識產權代理事務所(普通合伙) 41185
• 代理人: 程文霞

本發明公開一種改性火山石生物基生態混凝土，由以下重量份數的原料制成：水泥100份、火山石370?400份、粉煤灰5?6份、外加劑8?10份、摻合料3?5份、短切纖維0.8?1.5份、水30?33份、聚羧酸減水劑1?1.3份。通過加入纖維等材料，提高了混凝土的強度，解決了生態混凝土強度不足的問題，不但擁有多孔的物理凈化效果，而且充分發揮生物凈化效力，其凈水效果大大提高。

技術領域

本發明涉及生態混凝土技術領域，尤其是涉及一種改性火山石生物基生態混凝土及其制備方法。

背景技術

河流是人類生產生活用水的主要來源，對城鄉的發展以及景觀生態的建設有著重大作用，同時也是城鄉污水排放的主要接納體。隨著我國工業化、城市化進程的快速推進，排入江河湖泊的城鄉生活污水、農業污水、工業污水的排放量逐年增加，加之江河沿岸的工廠、化工企業與飲用水水源犬牙交錯，致使水環境問題日益突出。并且我國城鄉污水處理率相對較低，未達標的污水大量排入江河湖泊中，加劇了水質的惡化，部分水域甚至出現了季度性或全年的黑臭現象。現今，水環境問題已成為阻礙我國可持續發展的關鍵因素，國家對生態環保也愈加重視，日益嚴重的水污染問題提上議事日程，環境友好型的生態材料逐漸得到人們的青睞，應用生物修復技術進行環境治理將是未來的一大趨勢。

普通混凝土護坡具有結構密實、強度高的特點，有利于護岸的安全性，但是不利于河道水體與護岸的能量交流，無法通過護岸與微生物進行相應的水質凈化作用，從而導致水體自凈能力下降。而生態混凝土是一種通過采用特殊的原材料和制備工藝所研制的具有特殊孔結構的新型混凝土,其特殊的孔結構使得其具有較大的比表面積和更高的孔隙率，從而使其擁有良好的吸附和過濾能力。生態混凝土的特殊孔結構不僅可以有效地過濾和吸附污染物，也為植物及微生物生長提供了必要的生長條件，在生態混凝土的表面和內部形成了一層生物膜，通過生物膜上各種微生物的協同作用已達到改善水質的目的，有利于水體生物多樣性的增加和生態系統的完善。在一定程度上，生態混凝土既可以減少環境污染，又可以與生態環境協調發展,因此，研制生態混凝土的具有很大的應用價值。

國內外對生態混凝土凈化水質方面都有大量研究，陳志山利用生態混凝土為材料設計了推流式凈水裝置，該裝置對生活污水有良好的處理效果，出水指標滿足國家規定的城市二級污水處理廠排放標準的要求；紀榮平等人研究了生態混凝土對太湖梅梁灣水源地水質改善的效果，研究表明：總氮、總磷、總藻毒素和胞外藻毒素的去除率均較高；陳楊輝等人應用生態混凝土預制球形砲塊、板狀砌塊和四球連體砲塊構建中試規模的模擬河道，結果表明，三種生態混凝土護砌河道對黃浦江原水中含氮化合物的去除效果顯著。

申請人早期對火山石生態混凝土及其凈水性能展開大量的研究，發現火山石基生態混凝土對生態循環水凈化方面有很大的潛力，但是其混凝土的強度仍有很大的改善空間。另外國內對生態混凝土的研究雖然取得一些進展，但在一方面在原材料選擇、配合比設計，成型工藝，耐久度等諸多方面尚存在許多問題，另一方面僅僅依靠生態混凝土的多孔結構來達到凈化水質的目的，其效果也是有限的。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種改性火山石生物基生態混凝土，通過對火山石進行改性，加入纖維等材料，提高了混凝土的強度，解決了生態混凝土強度不足的問題，不但擁有多孔的物理凈化效果，而且充分發揮生物凈化效力，其凈水效果大大提高。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種改性火山石生物基生態混凝土，由以下重量份數的原料制成：水泥100份、火山石370-400份、粉煤灰5-6份、外加劑8-10份、摻合料3-5份、短切纖維0.8-1.5份、水30-33份、聚羧酸減水劑1-1.3份。

進一步的，所述摻合料為羧甲基纖維素、三乙醇胺和聚乙烯醇按重量比2：1：1混合而成。

進一步的，所述火山石經過改性處理，具體改性方法包括以下步驟：

（1）火山石經過破碎、水洗后，自然風干，篩選粒徑；