CN103466975A - 一种适用于植生混凝土的低碱度胶凝材料 - Google Patents

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芦令超
宫晨琛
王守德
黄庆亮
颜小波
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Abstract

本发明公开了一种适用于植生混凝土的低碱度胶凝材料。采用石灰石和矿渣对硫铝酸盐水泥熟料和硬石膏体系进行改性，使胶凝材料同时满足碱度和力学性能的要求。本发明制备的低碱度胶凝材料pH介于9.5~10.8，且服役期间碱环境稳定；净浆抗压强度大于90MPa；原料易得，工艺简单，成本低。利用该胶凝材料制备的植生混凝土从根本上解决了内部碱度过高植物根系无法健康生长和碱度降低导致混凝土耐久性不良的难题。使用本发明公开的胶凝材料配制的植生混凝土既防岸护堤，又不影响周边的生态环境。

Description

一种适用于植生混凝土的低碱度胶凝材料
技术领域
本发明属于环保建材领域，具体涉及一种水利工程中混凝土护坡技术所用的低碱度胶凝材料。
背景技术
不透水不透气的传统混凝土被广泛应用在水库、河川护岸，这不仅阻断了水体和土壤之间固有的物质和能量交换，造成堤岸抵御和吸收雨季洪水的能力失去，而且严重破坏了植被生长所需要的空间和生态环境，生态***变得十分脆弱，河道的自净能力大大降低。这种护坡方式虽然在强度和耐久性都能达到防岸护坡的要求，但是长期使用会带来了巨大的生态灾难。
目前，美国、欧洲以及日本等发达国家已经意识到这个问题的严重性，并开始利用植生混凝土护坡技术取代传统混凝土护坡技术。植生混凝土护坡技术不仅可以提高护岸的抗冲性能，起到径流延滞的作用；还能够保持生物的多样性，改善河道水质。但是由于传统胶凝材料内部碱度过高，植物无法正常生长，因此难以大面积推广。而如今降低碱度的方法主要为自然碳化法和封碱法，但是前者破坏了水泥内部的微观结构，导致混凝土胶结能力大幅度降低；后者所用的高分子化合物毒性强，易分解，施工成本高。因此，以上方式皆不能从根本上克服生态混凝土内部碱度过高的缺点。
本专利使用石灰石、矿渣调节硫铝酸盐水泥熟料和硬石膏体系碱度，并制备出pH值低于10.8的低碱度胶凝材料。利用该低碱度胶凝材料所制备的植生混凝土孔隙内部碱度完全满足植物正常生长的要求。
发明内容
本发明的目的是提出一种适用于植生混凝土低碱度胶凝材料。本发明通过石灰石和矿渣调控胶凝材料碱度。利用该低碱度胶凝材料制备的植生混凝土既可以防岸护堤，又不会影响植物的正常生长。
本发明的主要内容是低碱度胶凝材料的配合比。
一种适用于植生混凝土低碱度胶凝材料各组分的重量分数如下：
硫铝酸盐水泥熟料                            60.0
硬石膏                                   10.0～20.0
石灰石                                   10.0～30.0
矿 渣                                   0～20.0(外掺)
调凝材料                                  0.2～0.5
本发明所述的硫铝酸盐水泥熟料矿物组成为：C4A3S 52.8%、C2S 32.0%和铁相8.0%；硬石膏为工业级石膏；矿渣为S95级微粉(SiO2含量为32.71，CaO含量为35.86)；调凝材料为硼酸。
低碱度胶凝材料的制备方法是将原料粉磨至比表面积350~500m2/Kg后，按上述重量均匀混合并封装备用。
本发明的突出优点在于：
（1）原料易得，成本低；
（2）低碱度胶凝材料水化后碱度低；
（3）低碱度胶凝材料在服役期间碱环境稳定；
（4）石灰石、矿渣的加入可以在保证低碱度的前提下提高胶凝材料的力学性能。
具体实施方式
本发明可以根据应用的环境条件和工程部位适当的调整配方，按照上述制备方法进行操作，配制出性能满足要求的低碱度植生混凝土。具体实施例如下：
实施例1
1.低碱度胶凝材料的制备及其各原料重量份数：
硫铝酸盐水泥熟料                          60.0
硬石膏                                    10.0
石灰石                                    30.0
矿 渣                                  5.0（外掺）
调凝材料                                   0.4
将硫铝酸盐水泥熟料、调凝材料、硬石膏以及水按照配比加入到混料机中制备出低碱度胶凝材料，成型2mm×2mm×2mm的净浆试块，测试得其28d净浆抗压强度为101.8MPa。利用该胶凝材料制备植生混凝土，测量其养护3d碱度为9.36，7d碱度为9.02，28d碱度为8.67。
实施例2
2.低碱度胶凝材料的制备及其各原料重量份数：
硫铝酸盐水泥熟料                          60.0
硬石膏                                    20.0
石灰石                                    20.0
矿  渣                                 10.0（外掺）
调凝材料                                  0.4
将硫铝酸盐水泥熟料、调凝材料、硬石膏、石灰石、矿渣以及水按照配比加入到混料机中制备出低碱度胶凝材料，成型2mm×2mm×2mm的净浆试块，测试得其28d净浆抗压强度为92.9MPa。利用该胶凝材料制备植生混凝土，测量养护3d碱度为9.04，7d碱度8.94，28d碱度8.62。
3.低碱度胶凝材料的制备及其各原料重量份数：
硫铝酸盐水泥熟料                          60.0
硬石膏                                    15.0
石灰石                                    25.0
矿  渣                                 15.0（外掺）
调凝材料                                  0.4
将硫铝酸盐水泥熟料、调凝材料、硬石膏、石灰石、矿渣以及水按照配比加入到混料机中制备出低碱度胶凝材料，成型2mm×2mm×2mm的净浆试块，测试得其28d净浆抗压强度为96.8MPa。利用该胶凝材料制备植生混凝土，测量其养护3d碱度为9.23，7d碱度为9.02，28d碱度为8.64。

Claims (5)

1.一种适用于植生混凝土的低碱度胶凝材料，其特征在于其中所用的各原料及其重量分数如下：
硫铝酸盐水泥熟料                           60.0
硬石膏                                   10.0～20.0
石灰石                                   10.0～30.0
矿 渣                                    0～20.0(外掺)
调凝组分                                  0.2～0.5。
2.如权利要求1所述的低碱度胶凝材料，其特征在于：所述硫铝酸盐水泥熟料矿物组成为：C4A3S 52.8%、C2S 32.0%和铁相8.0%；其比表面积介于350~500m2/Kg。
3.如权利要求1所述的低碱度胶凝材料，其特征在于：所述矿渣为S95级微粉。
4.如权利要求1所述的低碱度胶凝材料，其特征在于：所述调凝组分为硼酸，化学纯试剂。
5.如权利要求1所述的低碱度胶凝材料，其特征在于：所述石灰石为工业级石灰岩碎石，其中CaO含量大于52%。
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