[發明專利]植生混凝土及其制備方法

在審

• 申請號: 202211217000.8
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115819036A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 李揚;張全貴;萬維福
• 申請（專利權）人: 北京建筑材料科學研究總院有限公司;北京金隅混凝土有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B40/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 劉璞

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種植生混凝土及其制備方法。所述制備方法包括以下步驟：(1)將水泥、粉煤灰、礦粉、硅灰、石子、減水劑、降堿劑和水投入攪拌機中，攪拌均勻，得到植生混凝土試塊；(2)將所述植生混凝土試塊放入二氧化碳養護箱內進行養護。其中，所述水為二氧化碳納米氣泡水，所述降堿劑的制備方法包括：以硅質材料和堿溶液為原料，混合均勻后，烘干得羥基活化的硅質材料；將所述羥基活化的硅質材料和偶聯劑混合，在100～160℃下焙燒2～3h。通過該制備方法制得的植生混凝土可以明顯降低混凝土的堿度，增加抗壓強度，同時大量利用二氧化碳，為實現碳中和目標提供了一種途徑。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種植生混凝土及其制備方法。

背景技術

植生混凝土主要由粗骨料、膠凝材料、外加劑和水等按比例調配拌合而成。植生混凝土孔隙率一般能達到20％～30％左右，且以連通孔隙和半連通孔隙為主。可通過滲透方式往孔隙內灌入孔隙基質，為植物提供了透水、透氣的生長空間，使得植物根系能夠穿透混凝土層扎入下方土體，為整個植生混凝土體系增強加筋效果。

然而，混凝土內部為強堿性，pH一般都在10以上，無法滿植物的生長需求。為了降低混凝土內部的堿度。華南理工大學的胡春明、胡勇有、虢清偉等(2006)研究了蠟封方法對植生混凝土孔隙環境堿度的影響，試驗結果表明：蠟封方法簡單、有效、實用，處理后的植生混凝土孔隙環境pH值較未處理的植生混凝土低0.5～1個單位。但蠟封方法是在混凝土成型后再加工，無法在混凝土制備過程中完成，增加了施工工藝，實際應用較少。現有技術中雖然公開了可以通過添加降堿劑從而降低混凝土的堿度，但會對混凝土的強度性能造成一定影響。

溫室氣體CO₂的排放導致的全球變暖成為廣泛關注的話題。每生產1t混凝土產生0.12～0.16t的碳排放。在混凝土中采用二氧化碳礦化養護可以提高混凝土的力學性能，但由于CO₂氣體在混凝土中的滲透過程較慢，效果還有待進一步提高。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種植生混凝土及其制備方法，通過該制備方法制得的植生混凝土可以明顯降低混凝土的堿度，增加抗壓強度，同時大量利用二氧化碳，為實現碳中和目標提供了一種途徑。

具體而言，本發明首先提供了一種植生混凝土的制備方法，包括以下步驟：

(1)將水泥、粉煤灰、礦粉、硅灰、石子、減水劑、降堿劑和水投入攪拌機中，攪拌均勻，得到植生混凝土試塊；

(2)將所述植生混凝土試塊放入二氧化碳養護箱內進行養護；

其中，所述水為二氧化碳納米氣泡水，

所述降堿劑的制備方法包括：以硅質材料和堿溶液為原料，混合均勻后，烘干得羥基活化的硅質材料；將所述羥基活化的硅質材料和偶聯劑混合，在100～160℃下焙燒2～3h；所述偶聯劑選自聚甲基氫硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、十六烷基三甲氧基硅烷、乙氧基三甲基硅烷、六甲基二硅氧烷中的一種或幾種。

添加降堿劑雖然可以降低植生混凝土的堿度，但會對混凝土的強度性能造成一定影響。本發明的發明人經過大量的實驗摸索，發現通過添加特定的降堿劑，可以實現基本不降低混凝土強度的技術效果，并進一步復配納米氣泡水拌合、后期碳化養護的制備工藝，該降堿劑可以在植生混凝土表面形成防水透氣膜，這種膜既可以防止混凝土中堿性的滲出，還能方便后期二氧化碳的進入，促進碳化養護，提高二氧化碳的固化率，從而可制備得到一種具有低堿度且高抗壓強度的植生混凝土。

作為優選，步驟(1)中，以重量份計，所述水泥為120～170份、所述粉煤灰為15～30份、所述礦粉為25～40份、所述硅灰為5～20份、所述石子為1400～1700份、所述水為40～80份、所述減水劑為3～6份、所述降堿劑為0.5～3份。