CN105036665A - 一种保水保肥型植生水泥基材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种保水保肥型植生水泥基材料，它是由以下重量份的原料组成：硫铝酸盐水泥45.0～60.0、泥炭土10.0～20.0、沸石15.0～28.0、膨润土10.0～25.0、硅灰1.0～5.0。该材料保水保肥性能好，水分缓释周期可达1.5-2个月，肥效缓释周期可达10-12个月，碱度也较低，符合植物的生长需求，避免了植物因水分、养分不足及环境碱度过高而死亡，造成无法起到绿化和改善生态环境的作用。

Description

一种保水保肥型植生水泥基材料
技术领域
本发明属于环保建筑材料领域，特别涉及一种保水保肥型植生水泥基材料。
背景技术
传统水泥及其混凝土因具有高强度、高硬度等特点在国家基础设施建设和土木工程领域得到广泛应用，其作用主要是用于承受载荷，属于结构材料。然而，许多基础设施建设工程，如道路边坡、河流岸堤、隧道口、荒山陡坡等护坡工程，不但要求水泥及其混凝土具有一定的机械强度，还要求其具有一定的绿化边坡，改善生态环境的功能。具有多孔、大孔结构的植生水泥混凝土可保证植物根系穿过混凝土基体深入到土壤层，不仅可以保护边坡，防止水土流失，而且还可以绿化边坡，改善生态环境，同时还可以净化水质，防治水污染，从而使植生水泥混凝土成为研究热点。日本、美国、法国、德国等许多发达国家相继对植生水泥混凝土展开研究，我国的清华大学、东南大学、重庆大学、济南大学等多所高校及科研单位也在进行相关研究，并已取得初步研究成果。
植生水泥混凝土是由单一粒径的粗骨料表面包覆一层水泥浆，堆砌而成的多孔、大孔结构混凝土。但是水泥硬化浆体保水保肥性差，浇水、施肥后，水分、养分很容易散失，同时其内部孔溶液碱度过高，植物由于水分、养分不足及环境碱度过高而干枯死亡，无法起到绿化边坡，改善生态环境的作用。因此，植生水泥混凝土的推广应用受到严重制约。
发明内容
为了解决上述植生水泥混凝土存在的问题，本发明提供了一种保水保肥型植生水泥基材料。该材料保水保肥性能好，水分缓释周期可达1.5-2个月，肥效缓释周期可达10-12个月，碱度也较低，符合植物的生长需求，避免了植物因水分、养分不足及环境碱度过高而死亡，造成无法起到绿化和改善生态环境的作用。
本发明的技术方案如下：
一种保水保肥型植生水泥基材料，其特征在于，它是由以下重量份的原料组成：硫铝酸盐水泥45.0～60.0、泥炭土10.0～20.0、沸石15.0～28.0、膨润土10.0～25.0、硅灰1.0～5.0。
所述的泥炭土为天然泥炭土，有机质含量为15.0～40.0%，饱和吸水率为140.0～175.0%。
所述的沸石为天然斜发沸石，饱和吸水率为85.0～106.0%。
所述的膨润土为天然钠基膨润土，饱和吸水率为440.0～496.0%。
所述的硅灰比表面积为1.9×104～2.4×104m2/kg。
该植生水泥基材料是以硫铝酸盐水泥、泥炭土、沸石、膨润土、硅灰为原料磨细、混合制得。硫铝酸盐水泥硬化浆体是一种非致密的多孔硬化体，其连通孔隙率约为10%，孔径尺寸从1nm～100um连续变化。因其连通孔主要为毛细孔，因此其本身对水分、养分具有一定的吸附能力。同时，普通硅酸盐水泥硬化浆体孔溶液碱度（pH值）高达12～13，而硫铝酸盐水泥硬化浆体孔溶液碱度（pH值）为10～11，所以硫铝酸盐水泥更适合用来制备植生混凝土。泥炭土为天然有机质土壤，其不仅孔隙率高、吸水率高，而且其本身为微酸性，既可以降低水泥硬化浆体孔溶液碱度，又可以调控硫铝酸盐水泥的凝结时间，并且，泥炭土中含有15%～40%的有机质，有机质降解过程中又可以为植物提供养分。沸石为天然火山灰矿物，具有优异的吸水、特征吸附和离子交换性能，常被用作土壤改良剂，改善土壤的保水保肥性能。钠基膨润土，不仅吸水率高，而且可反复吸水，是一种优质的无机保水剂。硅灰是一种工业副产品，原料易得，成本低廉。其粒径非常小，比表面积高达1.9×104～2.4×104m2/kg，其可以与水泥水化产生的碱发生反应生成凝胶，进而降低水泥硬化浆体孔溶液碱度。
本发明的突出优点在于：
本发明的植生水泥基材料硬化浆体具有较高的保水保肥能力和优异的水、肥缓释性能；
本发明的植生水泥基材料通过硅灰和泥炭土的掺加量来调控硬化浆体孔溶液碱度，其碱度低且可调控，适于绿色植物的生长，避免了植物由于碱分过高而死亡的现象发生；
原料易得，工艺简单，成本低廉。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
一种保水保肥型植生水泥基材料，各组分重量份数如下：
硫铝酸盐水泥60.0
天然泥炭土10.0
天然斜发沸石15.0
天然钠基膨润土10.0
硅灰1.0
上述天然泥炭土有机质含量为15%，饱和吸水率为140%；天然斜发沸石的饱和吸水率为85%；钠基膨润土的饱和吸水率为440%；硅灰的比表面积为1.9×104m2/kg。
将泥炭土、沸石、膨润土磨细后，与硫铝酸盐水泥、硅灰按重量比例混合均匀制备出保水保肥型植生水泥基材料。该植生水泥基材料硬化浆体可吸附自身质量1.48倍的水，水分缓释周期达到45天；一次施肥，肥效缓释周期达到300天；植生水泥基材料硬化浆体孔溶液碱度（pH值）为8.85。
实施例2
一种保水保肥型植生水泥基材料，各组分重量份数如下：
硫铝酸盐水泥52.0
天然泥炭土14.0
天然斜发沸石20.7
天然钠基膨润土14.7
硅灰2.6
上述天然泥炭土有机质含量为25%，饱和吸水率为160%；天然斜发沸石的饱和吸水率为95%；钠基膨润土的饱和吸水率为470%；硅灰的比表面积为2.1×104m2/kg。
将泥炭土、沸石、膨润土磨细后，与硫铝酸盐水泥、硅灰按重量比例混合均匀制备出保水保肥型植生水泥基材料。该植生水泥基材料硬化浆体可吸附自身质量1.55倍的水，水分缓释周期达到51天；一次施肥，肥效缓释周期达到337天；植生水泥基材料硬化浆体孔溶液碱度（pH值）为8.37。
实施例3
一种保水保肥型植生水泥基材料各组分重量份数如下：
硫铝酸盐水泥45.0
天然泥炭土20.0
天然斜发沸石28.0
天然钠基膨润土25.0
硅灰5.0
上述天然泥炭土有机质含量为40%，饱和吸水率为175%；天然斜发沸石的饱和吸水率为106%；钠基膨润土的饱和吸水率为496%；硅灰的比表面积为2.4×104m2/kg。
将泥炭土、沸石、膨润土磨细后，与硫铝酸盐水泥、硅灰按重量比例混合均匀制备出保水保肥型植生水泥基材料。该植生水泥基材料硬化浆体可吸附自身质量1.74倍的水，水分缓释周期达到60天；一次施肥，肥效缓释周期达到365天；植生水泥基材料硬化浆体孔溶液碱度（pH值）为8.25。
综上所述，本发明制备的植生水泥基材料具有优异的保水保肥性能，有助于改善生态环境，适合用于道路边坡、河流堤岸、隧道口等基础设施建设工程的绿化带建设，具有广泛的应用推广价值。

Claims (5)

1.一种保水保肥型植生水泥基材料，其特征在于，它是由以下重量份的原料组成：硫铝酸盐水泥45.0～60.0、泥炭土10.0～20.0、沸石15.0～28.0、膨润土10.0～25.0、硅灰1.0～5.0。
2.根据权利要求1所述的水泥基材料，其特征在于，所述的泥炭土为天然泥炭土，有机质含量为15.0～40.0%，饱和吸水率为140.0～175.0%。
3.根据权利要求1所述的水泥基材料，其特征在于，所述的沸石为天然斜发沸石，饱和吸水率为85.0～106.0%。
4.根据权利要求1所述的水泥基材料，其特征在于，所述的膨润土为天然钠基膨润土，饱和吸水率为440.0～496.0%。
5.根据权利要求1所述的水泥基材料，其特征在于，所述的硅灰比表面积为1.9×104～2.4×104m2/kg。
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