CN106699058A

CN106699058A - 一种生态混凝土

Info

Publication number: CN106699058A
Application number: CN201611187594.7A
Authority: CN
Inventors: 徐荣进; 朵尧文; 刘荣桂; 李川言; 鲁文杰
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2017-05-24

Abstract

本发明公开了一种生态混凝土，包括骨料1400～1500Kg、砂150～300Kg、水泥250Kg、外加剂5L和水67.5～110L；所述水泥为P·O 42.5级普通硅酸盐水泥；砂为天然河砂，细度模数为2.46，堆积密度为1480kg/m³；骨料为天然石材加工而成，骨料粒径为5～16.5mm；所述外加剂按重量份的物料组成而成，碳酸钙5‑10份，硅石粉40‑50份、木质素硫酸5‑8份、早强剂1‑3份、保水剂0.3‑0.4份、引气剂0.01‑0.02份；其中，早强剂为亚硝酸钠，减水剂为聚羧酸醚类高效减水剂；保水剂为聚丙烯酰胺；引气剂为十二烷基苯硫酸钠。发明利用透水型生态混凝土的透水、容水及净水功能和植生型生态混凝土对处理微污染水(雨水)的适宜性，从而实现雨水收集与人工湿地的净化功能。

Description

一种生态混凝土

技术领域

本发明涉及一种生态混凝土，尤其涉及到人工湿地用的生态混凝土。

背景技术

生态混凝土是指能够适应动植物生长、对调节生态平衡、美化环境景观、实现人类与自然的协调具有积极作用的混凝土材料，生态混凝土又可分为透水型生态混凝土和植生型生态混凝土。其中，透水型生态混凝土具有透水和水质净化等功能，而植生型生态混凝土是一种可供植物生长又具有防护功能的混凝土。

由于透水型生态混凝土作为路面材料具有诸多生态方面的优良特点，在人类寻求与自然协调、维护生态平衡和可持续发展的思想指导下，欧美、日本等一些发达国家开始研究开发透水性路面材料，并将其应用于广场、步行街、道路两侧和中央隔离带、公园内道路以及停车场等。这就增加了城市的透水、透气空间，对调节城市微气候、保持生态平衡起到了良好的效果。以日本、美国为代表的国家是世界上透水型混凝土路面材料研究与应用较为先进的国家和地区。在这些国家，高强型透水型混凝土的研究与应用也走在世界前列。与国外蓬勃开展的透水型混凝土铺装材料的研究情况相比，国内对透水型混凝土铺装材料的研究明显不足，对高强高性能透水性混凝土的研究就更为欠缺，应用技术水平也较低。这和我国作为一个混凝土应用大国的地位极为不相称并且也不适应世界环境保护，可持续发展的趋势。

我国是一个资源相对短缺的国家，且水污染日趋严重，而另一方面雨水直接排放、没有被充分利用。长期以来，我国只重视雨水排水***的防洪排涝功能，忽视了雨水资源用途和治理利用的巨大价值。随着城市的发展，可供城市利用的地表水和地下水资源量日趋紧缺，加强城市雨水收集和利用的研究，将是城市可持续发展的重要基础。

因此，亟待开发研制一种既能满足路面强度、又具有很强的雨水渗透能力的透水型生态混凝土技术用于雨水收集，并与人工湿地的净化功能结合起来，能够做到对雨水的高效收集和净化处理回收利用，达到节约资源，保护生态环境的期望。透水型生态混凝土具有很好的透水性能，同时对污水有一定的净化能力，因而结合透水型生态混凝土是一项高效的雨水收集新技术。人工湿地是一项廉价的污水处理技术，适宜微污染水的深度处理。透水型生态混凝土路面和人工湿地相结合的雨水收集处理***，可以将雨水初步净化，降低人工湿地负荷，为人工湿地雨水收集处理技术的广泛应用提供了有力保障，同时又可以对透水型生态混凝土路面收集到的雨水进行进一步的深度处理。

发明内容

为克服上述问题，本发明目的在于提供一种生态混凝土，该生态混凝土利用透水型生态混凝土的透水、容水及净水功能和植生型生态混凝土对微污染水(雨水)处理的适宜性，从而实现雨水收集与人工湿地的净化功能。

一种生态混凝土，包括骨料1400～1500Kg、砂150～300Kg、水泥250Kg、外加剂5L和水67.5～110L。

进一步的，所述水泥为P·O 42.5级普通硅酸盐水泥；砂为天然河砂，细度模数为2.46，堆积密度为1480kg/m³；骨料为天然石材加工而成，骨料粒径为5～16.5mm。

进一步的，所述外加剂按重量份的物料组成而成，碳酸钙5-10份，硅石粉40-50份、木质素硫酸5-8份、早强剂1-3份、保水剂0.3-0.4份、引气剂0.01-0.02份；其中，早强剂为亚硝酸钠，减水剂为聚羧酸醚类高效减水剂；保水剂为聚丙烯酰胺；引气剂为十二烷基苯硫酸钠。

进一步的，所述骨料1400Kg、砂300Kg、水泥250Kg、外加剂5L和水100～110L。

进一步的，所述骨料1500Kg、砂150Kg、水泥250Kg、外加剂5L和水67.5～80L。

进一步的，该生态混凝土用于制备人工湿地的墙体。

进一步的，该生态混凝土用于制备人工湿地的土基层。

进一步的，该人工湿地的墙体组成栅格，栅格内填充土基层用于植物生长。

有益效果：

1.既能满足路面强度、又具有很强的雨水渗透能力的透水型生态混凝土技术用于雨水收集，并与人工湿地的净化功能结合起来，能够做到对雨水的高效收集和净化处理回收利用，达到节约资源，达到了保护生态环境的期望。

2.利用透水型生态混凝土的透水、容水及净水功能和人工湿地对处理微污染水(雨水)的适宜性，将透水型生态混凝土和植生型生态混凝土结合起来，从而实现雨水收集与人工湿地的净化功能。

附图说明

图1是人工湿地的平面图；

图2是人工湿地中A-A截面的剖面图；

图3是人工湿地中B-B截面的剖面图。

附图标记如下：

1-雨水篦子；2-横向透水型生态混凝土隔墙；3-透水型生态混凝土外墙；4-纵向透水型生态混凝土隔墙；5-植生型生态混凝土基层；6-草本植物；7-植物根系。

具体实施方式

为对本发明做进一步的描述，现结合附图做如下描述：

一种生态混凝土，包括骨料1400～1500Kg、砂150～300Kg、水泥250Kg、外加剂5L和水67.5～110L。水泥为P·O 42.5级普通硅酸盐水泥；砂为天然河砂，细度模数为2.46，堆积密度为1480kg/m³；骨料为天然石材加工而成，骨料粒径为5～16.5mm。外加剂按重量份的物料组成而成，碳酸钙5-10份，硅石粉40-50份、木质素硫酸5-8份、早强剂1-3份、保水剂0.3-0.4份、引气剂0.01-0.02份；其中，早强剂为亚硝酸钠，减水剂为聚羧酸醚类高效减水剂；保水剂为聚丙烯酰胺；引气剂为十二烷基苯硫酸钠。其中，透水型生态混凝土的配比为骨料1400Kg、砂300Kg、水泥250Kg、外加剂5L和水100～110L，该生态混凝土用于制备人工湿地的墙体。

植生型生态混凝土的配比为所述骨料1500Kg、砂150Kg、水泥250Kg、外加剂5L和水67.5～80L，该生态混凝土用于制备人工湿地的土基层。

通过透水型生态混凝土和植生型生态混凝土分别组成该人工湿地的墙体组成四方形的栅格，栅格内填充土基层用于植物生长。

结合附图1，在人工湿地雨水收集净化处理中，人工湿地内部横向设置透水型生态混凝土墙，每堵墙纵向两侧均匀布置透水型生态混凝土隔墙，雨水从透水型生态混凝土隔墙中渗透。这样布置可增加雨水与透水型生态混凝土墙的接触面积，从而提高人工湿地雨水净化处理能力。此人工湿地雨水收集净化处理***中，外墙与内墙均由透水型生态混凝土构成，此透水型生态混凝土由于其特殊的孔隙结构，可以过滤道路中的悬浮固体(SS)、燃烧排放物或者筑路材料颗粒等固体污染物。而人工湿地***下部基层则由植生型生态混凝土构成，此植生型生态混凝土可供植物根系穿透并生长于上，结合水生植物一起形成小型生态***，形成水陆交换***从而增加生物净化作用，有助于有效吸收矿物油类、氯化物、化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)、多环芳烃(PAHS)等污染物。此***中用到的透水型生态混凝土和植生型生态混凝土介绍如下：

外掺外加剂配制成一种透水型生态混凝土。此外加剂该种外加剂的主要成分为碳酸钙和硅石粉，其主要作用为增强混凝土的物理力学性能。另外还包含可使混凝土达到所要求的孔隙率、透水性和pH要求的引气剂和减水剂。外加剂是一种棕褐色悬浊液，pH为4.5。外加剂能够促进水泥的水化反应，提高混凝土的力学强度，增加水合物与骨料的附着能力，增强骨料间的粘结层的强度，提高了其耐久性。另外还可以控制和保证其透水性、孔隙率以及均一性等，改善其内部和表面的化学抵抗性、酸碱度以及生物亲和性等功能。其中水泥为P·O42.5级普通硅酸盐水泥；砂：采用天然河砂，细度模数为2.46，堆积密度为1480kg/m³，级配合格；粗骨料：天然石材加工而成，骨料粒径为5～16.5mm。此透水型生态混凝土配合比为：

表1透水型生态混凝土配合比

此配制的透水型生态混凝土抗压强度为20MPa，其pH达到10.5，孔隙率达到了10％。透水型生态混凝土主要用于人工湿地的墙体，其中(外加剂+水)/水泥＝水灰比

外掺外加剂配制一种植生型生态混凝土。具有更强的降低混凝土pH的能力，相比而言，可创造出更有利于水生植物的生长环境。植生型生态混凝土的配合比为：

表2植生型生态混凝土配合比

其中(外加剂+水)/水泥＝水灰比，该种植生型生态混凝土的孔隙率可达25％以上，其pH在10左右，可以使得植物穿透混凝土，并在植生型生态混凝土上茂盛生长，与水生植物共同形成一套生态***，净化***水质并收集雨水下渗至地下，补充地下水资源。

结合附图1和2，透水性生态混凝土和植生型生态混凝土组成人工湿地，其内部的透水型生态混凝土墙横竖交错布置，其中横向透水型生态混凝土隔墙2的厚度为200mm，墙长度为12.4m，墙高2m，墙的间距为5m，透水型生态混凝土外墙3和纵向透水型生态混凝土隔墙4的墙层厚200mm，墙长度为4m，墙高1.5m；植生型生态混凝土基层5设置在横向透水型生态混凝土隔墙2于水型生态混凝土外墙3和纵向透水型生态混凝土隔墙4之间，草本植物6的植物根系7生长在植生型生态混凝土基层5内，从中吸收水分，其中，在横向透水型生态混凝土隔墙2外侧设置有雨水篦子1，用于过滤水中的杂物。

雨水在人工湿地中流动的过程中，雨水可从透水型生态混凝土隔墙中渗透过去，利用其10％的孔隙率及透水特性可过滤雨水中的固体杂质或者固体悬浮杂质。随着透水型生态混凝土隔墙工作时间的增加，透水型生态混凝土的过滤与物理净化能力会逐渐降低。结合附图3，每块透水型生态混凝土由支座固定，并且可以随时拆卸更换。在此***中，定期用现场渗透仪测试透水型生态混凝土的渗透系数，从而得到透水型生态混凝土的孔隙率，若其孔隙率小于6％则应及时更换透水型生态混凝土隔墙以便正常工作，发挥净化作用。

在人工湿地中的植生型生态混凝土，其孔隙率在25％左右，可供植物生长，形成一个生态体系，可去除水中矿物油类、氯化物、化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)、多环芳烃(PAHS)等污染物。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种生态混凝土，其特征在于，包括骨料1400～1500Kg、砂150～300Kg、水泥250Kg、外加剂5L和水67.5～110L。

2.根据权利要求1所述的生态混凝土，其特征在于，所述水泥为P·O 42.5级普通硅酸盐水泥；砂为天然河砂，细度模数为2.46，堆积密度为1480kg/m³；骨料为天然石材加工而成，粒径为5～16.5mm。

3.根据权利要求1或2任一项所述的生态混凝土，其特征在于，所述外加剂由以下重量份的物料组成，碳酸钙5-10份、硅石粉40-50份、木质素硫酸5-8份、早强剂1-3份、保水剂0.3-0.4份、引气剂0.01-0.02份；其中，早强剂为亚硝酸钠，减水剂为聚羧酸醚类高效减水剂；保水剂为聚丙烯酰胺；引气剂为十二烷基苯硫酸钠。

4.根据权利要求3所述的生态混凝土，其特征在于，所述骨料1400Kg、砂300Kg、水泥250Kg、外加剂5L和水100～110L。

5.根据权利要求3所述的生态混凝土，其特征在于，所述骨料1500Kg、砂150Kg、水泥250Kg、外加剂5L和水67.5～80L。

6.根据权利要求4所述的生态混凝土，其特征在于，该生态混凝土用于制备人工湿地的墙体。

7.根据权利要求5所述的生态混凝土，其特征在于，该生态混凝土用于制备人工湿地的土基层。

8.根据权利要求6和7所述的生态混凝土，其特征在于，该人工湿地的墙体组成栅格，栅格内填充土基层用于植物生长。