本發明公開了一種多孔低堿植生混凝土的制備方法，屬于混凝土材料制備技術領域。

背景技術：

近年來，隨著我國經濟的飛速發展，河運、公路、鐵路設施等得到廣泛建設，而該類設施周圍的護坡大都采用混凝土護砌方式，一方面色彩灰暗，另一方面混凝土護砌的方式截斷了植物生長所需的水分及養料，從而使護坡喪失生態功能。隨著人們環保意識的增強，傳統混凝土護砌的方式逐漸被人們摒棄，因此市場亟需一種環保型的堤岸護坡材料。

植被綠化混凝土是指能夠適應植物生長、可進行植被作業的混凝土及其制品，具有保護環境、改善生態條件、基本保持其作為結構材料作用三大功能。植生型多孔混凝土是植被綠化混凝土的一種類型，這種混凝土以多孔混凝土作為骨架結構，內部存在著一定量的連通孔隙，為混凝土表面的綠色植物提供根部生長、吸取養分的空間，采用多孔混凝土作為植物生長基體，并在孔隙內充填植物生長所需的各種物質和提供生長空間。植生混凝土用于城市的道路兩側、高速公路護坡及中央隔離帶，水邊護坡、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，調節人們的生活情緒，具有吸收噪音和粉塵的功能，對城市氣候的生態平衡也起到積極作用，能夠改善人居環境。

植生混凝土的材料構成主要包括水泥（或其它膠結料）、粗骨料、水以及外加劑（或添加少量聚合物）。粗骨料可以是普通碎石，也可以是廢棄混凝土塊或陶粒。然而，現有技術制備的這類植生型混凝土易造成漿體分布不均勻，底部孔隙堵塞，影響透水性和透氣性，同時存在強度不夠，開裂等現象，且由于混凝土堿性太強，導致植物長勢不佳，這些原因阻礙了植生混凝土的進一步推廣應用。

技術實現要素：

本發明主要解決的技術問題：針對傳統植生混凝土因孔隙率不高，且堿性過大，導致植生混凝土透氣性和透水性較差，植物長勢不佳的問題，提供了一種添加炭化后的陶土和硅藻土粉末，并用禽畜糞便和稻草秸稈等發酵混合液浸泡，制得多孔低堿植生混凝土的方法，本發明首先將陶土、硅藻土及稻殼球磨粉碎后炭化，制得炭化混合粉末，再與麥飯石、粉煤灰、硅酸鹽水泥等按比例混合后注模，待固化成型后，利用禽畜糞便與稻草秸稈等發酵混合液浸泡，制得多孔低堿植生混凝土，本發明通過添加孔隙結構豐富且具有吸附性能的陶土和硅藻土，豐富成品的孔隙結構，提高其吸水透氣性能，通過禽畜糞便和秸稈發酵產物的弱酸性混合液浸泡，在降低成品pH的同時，使硅藻土和陶土吸附發酵產生的營養成分，促進植物生長發育，有效解決了傳統植生混凝土孔隙率不高且堿性較大，導致植物長勢不佳的問題，具有較好的應用前景和推廣價值。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

（1）依次取300～500L去離子水，400～500g牛糞，300～500g豬糞，200～400g雞糞，300～500g稻草，200～400g玉米秸稈，混合均勻后置于發酵罐中，于溫度為30～35℃條件下，密閉發酵45～60天，得發酵混合液，備用；

（2）依次稱取300～500g陶土，500～800g硅藻土，140～200g稻殼，倒入球磨機中，按球料質量比為10：1～20：1加入氧化鋯球磨珠，球磨處理2～4h，過120～180目篩，得混合粉末，再將所得混合粉末轉入炭化爐，以3～5mL/min速率向爐內通入氮氣，在氮氣保護狀態下，以6～8℃/min程序升溫至480～520℃，保溫炭化30～45min，隨爐冷卻至室溫，出料，得炭化混合粉末；

（3）按重量份數計，在混料機中依次加入600～800份粉碎至6～8目的麥飯石，400～500份上述所得炭化混合粉末，60～80份粉煤灰，200～300份硅酸鹽水泥，100～200份煉油廠二沉池活性污泥，10～15份木質素磺酸鈉減水劑，120～200份清水，隨后于溫度為45～50℃，轉速為300～500r/min條件下，恒溫攪拌混合30～45min，出料，注入模具中，再將模具置于陽光下，靜置3～5天，固化成型后脫模，得多孔混凝土塊；

（4）將上述所得多孔混凝土塊均勻放置于塑料水槽中，并向水槽中注入步驟（1）備用的發酵混合液，直至完全淹沒多孔混凝土塊，隨后用聚乙烯塑料薄膜將水槽密封放置5～7天，收集浸泡后的多孔混凝土塊，瀝干水分后置于避光通風處自然風干8～10天，即得多孔低堿植生混凝土。

本發明的應用方法是：首先將本發明制得的多孔低堿植生混凝土切割成長為60～80cm，寬為40～60cm，厚為8～10cm的混凝土砌塊，隨后在清理干凈的道路綠化帶底層中填上一層厚度為5～8cm的黃土，再將上述切割好的混凝土砌塊平鋪在黃土上，待鋪設完畢，按質量比1:10:2，將草種、土壤和肥料混合均勻并播撒在混凝土砌塊的孔隙中，每天澆水一次進行養護，直至草種扎到土壤中吸收養分，透過混凝土長出綠色的小草即可。經檢測，本發明制得的多孔低堿植生混凝土pH值為7.6～7.8，堿性小，等效孔徑為21～25mm，孔隙率達35～45%，透水系數達15～25mm/s，具有較好的透水及透氣性，且本發明植生混凝土具有較高的強度，28d抗壓強度為30～50MPa，28d抗折強度為5～9MPa，彎曲強度達5.8MPa以上，具有廣闊的應用市場。

本發明的有益效果是：

（1）本發明制得的多孔低堿植生混凝土自重輕且強度高，具有較好的透水性和透氣性，且堿性小，可滿足植被生長需要；

（2）本發明制得的多孔低堿植生混凝土可以在滿足強度要求的基礎上保證植被型多孔混凝土的孔隙率與孔隙的連通性，具有較高的結構整體穩定性，可廣泛用作道路兩側綠化帶、水邊護坡帶和停車場綠化帶等領域中。

具體實施方式

首先依次取300～500L去離子水，400～500g牛糞，300～500g豬糞，200～400g雞糞，300～500g稻草，200～400g玉米秸稈，混合均勻后置于發酵罐中，于溫度為30～35℃條件下，密閉發酵45～60天，得發酵混合液，備用；隨后依次稱取300～500g陶土，500～800g硅藻土，140～200g稻殼，倒入球磨機中，按球料質量比為10：1～20：1加入氧化鋯球磨珠，球磨處理2～4h，過120～180目篩，得混合粉末，再將所得混合粉末轉入炭化爐，以3～5mL/min速率向爐內通入氮氣，在氮氣保護狀態下，以6～8℃/min程序升溫至480～520℃，保溫炭化30～45min，隨爐冷卻至室溫，出料，得炭化混合粉末；再按重量份數計，在混料機中依次加入600～800份粉碎至6～8目的麥飯石，400～500份上述所得炭化混合粉末，60～80份粉煤灰，200～300份硅酸鹽水泥，100～200份煉油廠二沉池活性污泥，10～15份木質素磺酸鈉減水劑，120～200份清水，隨后于溫度為45～50℃，轉速為300～500r/min條件下，恒溫攪拌混合30～45min，出料，注入模具中，再將模具置于陽光下，靜置3～5天，固化成型后脫模，得多孔混凝土塊；最后將上述所得多孔混凝土塊均勻放置于塑料水槽中，并向水槽中注入上述備用的發酵混合液，直至完全淹沒多孔混凝土塊，隨后用聚乙烯塑料薄膜將水槽密封放置5～7天，收集浸泡后的多孔混凝土塊，瀝干水分后置于避光通風處自然風干8～10天，即得多孔低堿植生混凝土。

實例1

首先依次取300L去離子水，400g牛糞，300g豬糞，200g雞糞，300g稻草，200g玉米秸稈，混合均勻后置于發酵罐中，于溫度為30℃條件下，密閉發酵45天，得發酵混合液，備用；隨后依次稱取300g陶土，500g硅藻土，140g稻殼，倒入球磨機中，按球料質量比為10：1加入氧化鋯球磨珠，球磨處理2h，過120目篩，得混合粉末，再將所得混合粉末轉入炭化爐，以3mL/min速率向爐內通入氮氣，在氮氣保護狀態下，以6℃/min程序升溫至480℃，保溫炭化30min，隨爐冷卻至室溫，出料，得炭化混合粉末；再按重量份數計，在混料機中依次加入600份粉碎至6目的麥飯石，400份上述所得炭化混合粉末，60份粉煤灰，200份硅酸鹽水泥，100份煉油廠二沉池活性污泥，10份木質素磺酸鈉減水劑，120份清水，隨后于溫度為45℃，轉速為300r/min條件下，恒溫攪拌混合30min，出料，注入模具中，再將模具置于陽光下，靜置3天，固化成型后脫模，得多孔混凝土塊；最后將上述所得多孔混凝土塊均勻放置于塑料水槽中，并向水槽中注入上述備用的發酵混合液，直至完全淹沒多孔混凝土塊，隨后用聚乙烯塑料薄膜將水槽密封放置5天，收集浸泡后的多孔混凝土塊，瀝干水分后置于避光通風處自然風干8天，即得多孔低堿植生混凝土。

本實例操作簡便，使用時，首先將本發明制得的多孔低堿植生混凝土切割成長為60cm，寬為40cm，厚為8cm的混凝土砌塊，隨后在清理干凈的道路綠化帶底層中填上一層厚度為5cm的黃土，再將上述切割好的混凝土砌塊平鋪在黃土上，待鋪設完畢，按質量比1:10:2，將草種、土壤和肥料混合均勻并播撒在混凝土砌塊的孔隙中，每天澆水一次進行養護，直至草種扎到土壤中吸收養分，透過混凝土長出綠色的小草即可。經檢測，本發明制得的多孔低堿植生混凝土pH值為7.6，堿性小，等效孔徑為21mm，孔隙率達35%，透水系數達15mm/s，具有較好的透水及透氣性，且本發明植生混凝土具有較高的強度，28d抗壓強度為30MPa，28d抗折強度為5MPa，彎曲強度達6.1MPa，具有廣泛的應用市場。

實例2

首先依次取400L去離子水，450g牛糞，400g豬糞，300g雞糞，400g稻草，300g玉米秸稈，混合均勻后置于發酵罐中，于溫度為33℃條件下，密閉發酵53天，得發酵混合液，備用；隨后依次稱取400g陶土，650g硅藻土，170g稻殼，倒入球磨機中，按球料質量比為15：1加入氧化鋯球磨珠，球磨處理3h，過150目篩，得混合粉末，再將所得混合粉末轉入炭化爐，以4mL/min速率向爐內通入氮氣，在氮氣保護狀態下，以7℃/min程序升溫至500℃，保溫炭化37min，隨爐冷卻至室溫，出料，得炭化混合粉末；再按重量份數計，在混料機中依次加入700份粉碎至7目的麥飯石，450份上述所得炭化混合粉末，70份粉煤灰，250份硅酸鹽水泥，150份煉油廠二沉池活性污泥，13份木質素磺酸鈉減水劑，160份清水，隨后于溫度為48℃，轉速為400r/min條件下，恒溫攪拌混合37min，出料，注入模具中，再將模具置于陽光下，靜置4天，固化成型后脫模，得多孔混凝土塊；最后將上述所得多孔混凝土塊均勻放置于塑料水槽中，并向水槽中注入上述備用的發酵混合液，直至完全淹沒多孔混凝土塊，隨后用聚乙烯塑料薄膜將水槽密封放置6天，收集浸泡后的多孔混凝土塊，瀝干水分后置于避光通風處自然風干9天，即得多孔低堿植生混凝土。

本實例操作簡便，使用時，首先將本發明制得的多孔低堿植生混凝土切割成長為70cm，寬為50cm，厚為9cm的混凝土砌塊，隨后在清理干凈的道路綠化帶底層中填上一層厚度為6cm的黃土，再將上述切割好的混凝土砌塊平鋪在黃土上，待鋪設完畢，按質量比1:10:2，將草種、土壤和肥料混合均勻并播撒在混凝土砌塊的孔隙中，每天澆水一次進行養護，直至草種扎到土壤中吸收養分，透過混凝土長出綠色的小草即可。經檢測，本發明制得的多孔低堿植生混凝土pH值為7.7，堿性小，等效孔徑為23mm，孔隙率達40%，透水系數達20mm/s，具有較好的透水及透氣性，且本發明植生混凝土具有較高的強度，28d抗壓強度為40MPa，28d抗折強度為7MPa，彎曲強度達6.3MPa，具有廣泛的應用市場。

實例3

首先依次取500L去離子水，500g牛糞，500g豬糞，400g雞糞，500g稻草，400g玉米秸稈，混合均勻后置于發酵罐中，于溫度為35℃條件下，密閉發酵60天，得發酵混合液，備用；隨后依次稱取500g陶土，800g硅藻土，200g稻殼，倒入球磨機中，按球料質量比為20：1加入氧化鋯球磨珠，球磨處理4h，過180目篩，得混合粉末，再將所得混合粉末轉入炭化爐，以5mL/min速率向爐內通入氮氣，在氮氣保護狀態下，以8℃/min程序升溫至520℃，保溫炭化45min，隨爐冷卻至室溫，出料，得炭化混合粉末；再按重量份數計，在混料機中依次加入800份粉碎至8目的麥飯石，500份上述所得炭化混合粉末，80份粉煤灰，300份硅酸鹽水泥，200份煉油廠二沉池活性污泥，15份木質素磺酸鈉減水劑，200份清水，隨后于溫度為50℃，轉速為500r/min條件下，恒溫攪拌混合45min，出料，注入模具中，再將模具置于陽光下，靜置5天，固化成型后脫模，得多孔混凝土塊；最后將上述所得多孔混凝土塊均勻放置于塑料水槽中，并向水槽中注入上述備用的發酵混合液，直至完全淹沒多孔混凝土塊，隨后用聚乙烯塑料薄膜將水槽密封放置7天，收集浸泡后的多孔混凝土塊，瀝干水分后置于避光通風處自然風干10天，即得多孔低堿植生混凝土。

本實例操作簡便，使用時，首先將本發明制得的多孔低堿植生混凝土切割成長為80cm，寬為60cm，厚為10cm的混凝土砌塊，隨后在清理干凈的道路綠化帶底層中填上一層厚度為8cm的黃土，再將上述切割好的混凝土砌塊平鋪在黃土上，待鋪設完畢，按質量比1:10:2，將草種、土壤和肥料混合均勻并播撒在混凝土砌塊的孔隙中，每天澆水一次進行養護，直至草種扎到土壤中吸收養分，透過混凝土長出綠色的小草即可。經檢測，本發明制得的多孔低堿植生混凝土pH值為7.8，堿性小，等效孔徑為25mm，孔隙率達45%，透水系數達25mm/s，具有較好的透水及透氣性，且本發明植生混凝土具有較高的強度，28d抗壓強度為50MPa，28d抗折強度為9MPa，彎曲強度達6.5MPa，具有廣泛的應用市場。