CN109020460B - 一种复合植草砖原料的制备方法 - Google Patents

一种复合植草砖原料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种复合植草砖原料的制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明通过将海泥与铝灰进行混合，增加海泥中铝的含量，随后再与预改废渣料进行混合，随后再与盐酸进行浸泡，通过盐酸作用，使原料中的金属氧化物中的金属以离子形式释放出来，随后在加入添加剂的作用使金属离子絮凝沉降在原料的表面，随后通过与氯化亚铁进行混合，在碱性条件下形成纳米介孔氧化铁以及形成氢氧化铝沉积在原料表面，增加了植草砖的抗冻性能，并且加入了预处理秸秆粉末，通过预处理使秸秆中的纤维暴露出来，再与加入的马来酸酐、聚乙烯亚胺进行结合反应，提高了保水性能。

Description

一种复合植草砖原料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合植草砖原料的制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
植草砖是有混凝土、河沙、颜料等优质材料经过高压砖机振压而成，完全免烧砖，达到环保生产的要求，植草砖铺设在地面上有很好的稳固性，绿化面积广，能经受行人、车辆的辗压而不被损坏，同时绿草的根部是生长在植草砖下面，不会因此而令到草根受到伤害，因此建基植草砖得到了广泛的使用。但是，现有植草砖存在以下缺点：1）其作为可承重表面，抗压强度还有待于提高；2）植草砖成本偏高，有待于降低。中国专利申请号CN201410157310.4公开了一种利用烧结烟气半干法脱硫灰制造的植草砖及其制造方法，该植草砖的组分及其重量百分比含量配比如下：半干法脱硫灰：5～25%；钢渣：30～50%；矿粉：10～30%；水泥：0～10%；集料：5～20%。该方法包括以下步骤：1）取烘干磨碎后的所述组分按所述配比混合形成干料，然后将干料中加水搅拌均匀，形成湿混合料；2）将湿混合料注入植草砖模具中在常温和170～550吨压力下压制成胚体；3）将胚体在露天常温养护7～8天，期间打水保持胚体表面湿润，然后将胚体自然放置28～30天，即制得高强度植草砖。该植草砖7天抗压强度达10MPa以上，28天抗压强度达15MPa，比现有普通植草砖高50%，大幅提高了植草砖的抗压强度并实现了废渣的资源化，但保水率低，且抗冻性差，导致产品强度损失大。因此，如何实现一种保水率高、抗冻性好、强度损失小的植草砖是业内亟待解决的技术问题，不仅对建筑材料领域具有必要的意义，也对植草砖的发展具有必要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前植草砖保水率低，且抗冻性差的问题，本发明提供了一种复合植草砖原料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种复合植草砖原料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将海泥、铝灰按质量比4～6:3放入球磨机中进行球磨，收集球磨物，将球磨物、水、预改废渣料按质量比7～9:10:3～5进行超声震荡，静置，过滤，干燥，得基料；
（2）将基料、盐酸按质量比3:7～9搅拌混合，再加入基料8～10％的添加剂，进行超声震荡，静置，过滤，收集滤渣；
（3）按重量份数计，取90～95份水、26～32份滤渣、13～15份氯化亚铁、9～15份硅酸钠、8～13份预处理植物秸秆粉末、3～8份碳酸氢铵、2～4份表面活性剂、1～3份分散剂、1～3份助剂；
（4）首先将水、滤渣、氯化亚铁、碳酸氢铵放入反应器中，微波加热，再放入表面活性剂、分散剂、助剂，使用氨水调节pH至8.0～8.5，搅拌60～80min，加入预处理植物秸秆粉末，搅拌30～35min，加入硅酸钠，搅拌混合，收集混合物，喷雾干燥，收集干燥物，即得复合植草砖原料。
所述步骤（1）中预改废渣料的制备方法为将渣土、高炉渣、铁屑按质量7～9:4:1搅拌混合，挤压，粉碎，过筛，将过筛颗粒放入双氧水中浸泡，过滤，收集滤渣，干燥，即得预改性废料。
所述步骤（2）中添加剂为将马来酸酐、聚乙烯亚胺按质量比1:3～5混合而成。
所述预处理植物秸秆粉末的制备方法为将小麦秸秆、玉米秸秆按等质量混合，粉碎，过200目筛，将过筛颗粒与水按质量比1:2混合，蒸汽***，收集***物，过滤，将滤渣干燥，即得预处理植物秸秆粉末。
所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的任意一种。
所述分散剂为硬脂酸钠、硬脂酸镁中的任意一种。
所述助剂为葡萄糖酸钠、酒石酸钠中的任意一种。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明通过将海泥与铝灰进行混合，增加海泥中铝的含量，随后再与预改废渣料进行混合，随后再与盐酸进行浸泡，通过盐酸作用，使原料中的金属氧化物中的金属以离子形式释放出来，随后在加入 添加剂的作用使金属离子絮凝沉降在原料的表面，随后通过与氯化亚铁进行混合，在碱性条件下形成纳米介孔氧化铁以及形成氢氧化铝沉积在原料表面，增加了植草砖的抗冻性能，并且加入了预处理秸秆粉末，通过预处理使秸秆中的纤维暴露出来，再与加入的马来酸酐、聚乙烯亚胺进行结合反应，提高了保水性能，并且通过助剂的作用，有效延缓原料中硅酸三钙、硅酸二钙等成分与水的反应速度，在一定厚度范围内延缓原料的凝结时间，使表层植草砖在养护时的凝结晚于内部．使其内部易形成孔隙，增加了吸水及保水性能。
具体实施方式
海泥主要由结晶体、胶体、微生物、泥浆等四部分组成。结晶体主要由硫酸钙、磷酸钙、碳酸钙、磷酸镁、碳酸镁、碳酸铁和硅酸盐微粒等无机物质混合而成。胶体中无机物有硫化铁、硫氢化铁、氢氧化亚铁、氢氧化铝、氢氧化锰、氧化铝、氧化锰、氧化钙、氧化镁、氧化钛和五氧化二磷等组成，在海泥形成过程中产生硫化氢弧菌、脱硫螺菌和白硫菌属等微生物约100多种。泥浆由矿物盐类、胶体部分、有机物质的水溶液和气体构成，另外还含有微量的稀土元素。
预改废渣料的制备方法为将渣土、高炉渣、铁屑按质量7～9:4:1搅拌混合，以3MPa挤压10min，粉碎，过200目筛，将过筛颗粒放入0.3mol/L双氧水中浸泡40min，过滤，收集滤渣，干燥，即得预改性废料。
添加剂为将马来酸酐、聚乙烯亚胺按质量比1:3～5混合而成。
预处理植物秸秆粉末的制备方法为将小麦秸秆、玉米秸秆按等质量混合，粉碎，过200目筛，将过筛颗粒与水按质量比1:2混合，蒸汽***，压力为2.6MPa，维持压力120～130s，收集***物，过滤，将滤渣干燥，即得预处理植物秸秆粉末。
表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的任意一种。
分散剂为硬脂酸钠、硬脂酸镁中的任意一种。
助剂为葡萄糖酸钠、酒石酸钠中的任意一种。
一种复合植草砖原料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将海泥、铝灰按质量比4～6:3放入球磨机中，以500r/min进行球磨30min，收集球磨物，将球磨物、水、预改废渣料按质量比7～9:10:3～5进行超声震荡15min，静置70min，过滤，干燥，得基料；
（2）将基料、0.5mol/L盐酸按质量比3:7～9搅拌混合1h，再加入基料8～10％的添加剂，进行超声震荡50min，静置3h，过滤，收集滤渣；
（3）按重量份数计，取90～95份水、26～32份滤渣、13～15份氯化亚铁、9～15份硅酸钠、8～13份预处理植物秸秆粉末、3～8份碳酸氢铵、2～4份表面活性剂、1～3份分散剂、1～3份助剂；
（4）首先将水、滤渣、氯化亚铁、碳酸氢铵放入反应器中，微波加热至80℃，再放入表面活性剂、分散剂、助剂，使用氨水调节pH至8.0～8.5，搅拌60～80min，加入预处理植物秸秆粉末，搅拌30～35min，加入硅酸钠，搅拌混合1h，收集混合物，喷雾干燥，收集干燥物，即得复合植草砖原料。
预改废渣料的制备方法为将渣土、高炉渣、铁屑按质量9:4:1搅拌混合，以3MPa挤压10min，粉碎，过200目筛，将过筛颗粒放入0.3mol/L双氧水中浸泡40min，过滤，收集滤渣，干燥，即得预改性废料。
添加剂为将马来酸酐、聚乙烯亚胺按质量比1:5混合而成。
预处理植物秸秆粉末的制备方法为将小麦秸秆、玉米秸秆按等质量混合，粉碎，过200目筛，将过筛颗粒与水按质量比1:2混合，蒸汽***，压力为2.6MPa，维持压力130s，收集***物，过滤，将滤渣干燥，即得预处理植物秸秆粉末。
表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
分散剂为硬脂酸镁。
助剂为酒石酸钠。
一种复合植草砖原料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将海泥、铝灰按质量比6:3放入球磨机中，以500r/min进行球磨30min，收集球磨物，将球磨物、水、预改废渣料按质量比9:10:5进行超声震荡15min，静置70min，过滤，干燥，得基料；
（2）将基料、0.5mol/L盐酸按质量比3:9搅拌混合1h，再加入基料10％的添加剂，进行超声震荡50min，静置3h，过滤，收集滤渣；
（3）按重量份数计，取95份水、32份滤渣、15份氯化亚铁、15份硅酸钠、13份预处理植物秸秆粉末、8份碳酸氢铵、4份表面活性剂、3份分散剂、3份助剂；
（4）首先将水、滤渣、氯化亚铁、碳酸氢铵放入反应器中，微波加热至80℃，再放入表面活性剂、分散剂、助剂，使用氨水调节pH至8.5，搅拌80min，加入预处理植物秸秆粉末，搅拌33min，加入硅酸钠，搅拌混合1h，收集混合物，喷雾干燥，收集干燥物，即得复合植草砖原料。
预改废渣料的制备方法为将渣土、高炉渣、铁屑按质量8:4:1搅拌混合，以3MPa挤压10min，粉碎，过200目筛，将过筛颗粒放入0.3mol/L双氧水中浸泡40min，过滤，收集滤渣，干燥，即得预改性废料。
添加剂为将马来酸酐、聚乙烯亚胺按质量比1:4混合而成。
预处理植物秸秆粉末的制备方法为将小麦秸秆、玉米秸秆按等质量混合，粉碎，过200目筛，将过筛颗粒与水按质量比1:2混合，蒸汽***，压力为2.6MPa，维持压力125s，收集***物，过滤，将滤渣干燥，即得预处理植物秸秆粉末。
表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
分散剂为硬脂酸镁。
助剂为葡萄糖酸钠。
一种复合植草砖原料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将海泥、铝灰按质量比5:3放入球磨机中，以500r/min进行球磨30min，收集球磨物，将球磨物、水、预改废渣料按质量比8:10:4进行超声震荡15min，静置70min，过滤，干燥，得基料；
（2）将基料、0.5mol/L盐酸按质量比3:8搅拌混合1h，再加入基料9％的添加剂，进行超声震荡50min，静置3h，过滤，收集滤渣；
（3）按重量份数计，取93份水、30份滤渣、14份氯化亚铁、12份硅酸钠、11份预处理植物秸秆粉末、5份碳酸氢铵、3份表面活性剂、2份分散剂、2份助剂；
（4）首先将水、滤渣、氯化亚铁、碳酸氢铵放入反应器中，微波加热至80℃，再放入表面活性剂、分散剂、助剂，使用氨水调节pH至8.5，搅拌70min，加入预处理植物秸秆粉末，搅拌33min，加入硅酸钠，搅拌混合1h，收集混合物，喷雾干燥，收集干燥物，即得复合植草砖原料。
预改废渣料的制备方法为将渣土、高炉渣、铁屑按质量7:4:1搅拌混合，以3MPa挤压10min，粉碎，过200目筛，将过筛颗粒放入0.3mol/L双氧水中浸泡40min，过滤，收集滤渣，干燥，即得预改性废料。
添加剂为将马来酸酐、聚乙烯亚胺按质量比1:3混合而成。
预处理植物秸秆粉末的制备方法为将小麦秸秆、玉米秸秆按等质量混合，粉碎，过200目筛，将过筛颗粒与水按质量比1:2混合，蒸汽***，压力为2.6MPa，维持压力120s，收集***物，过滤，将滤渣干燥，即得预处理植物秸秆粉末。
表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
分散剂为硬脂酸钠。
助剂为葡萄糖酸钠。
一种复合植草砖原料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将海泥、铝灰按质量比4:3放入球磨机中，以500r/min进行球磨30min，收集球磨物，将球磨物、水、预改废渣料按质量比7:10:3进行超声震荡15min，静置70min，过滤，干燥，得基料；
（2）将基料、0.5mol/L盐酸按质量比3:7搅拌混合1h，再加入基料8～10％的添加剂，进行超声震荡50min，静置3h，过滤，收集滤渣；
（3）按重量份数计，取90份水、26份滤渣、13份氯化亚铁、9份硅酸钠、8份预处理植物秸秆粉末、3份碳酸氢铵、2份表面活性剂、1份分散剂、1份助剂；
（4）首先将水、滤渣、氯化亚铁、碳酸氢铵放入反应器中，微波加热至80℃，再放入表面活性剂、分散剂、助剂，使用氨水调节pH至8.0，搅拌60min，加入预处理植物秸秆粉末，搅拌30min，加入硅酸钠，搅拌混合1h，收集混合物，喷雾干燥，收集干燥物，即得复合植草砖原料。
对比例市售的植草砖。
将实施例1～3制备的复合植草砖原料与水按质量比7:1～3，混合，放入植草砖模具中，在温度为24～27℃、压力为10～15MPa下压制成胚体，露天常温养护7～8天，养护期间每隔24h打水保持胚体表面湿润，养护完毕，再自然放置28～30天，制得植草砖。
将上述实施例1～3制备的植草砖与对比例中的植草砖进行检测。
抗冻性：按照GB/T4111《混凝土砌块和砖试验方法》进行试验，测定经过25次冻融循环后的试件的（抗压）强度损失率；
1、抗压强度：按照GB/T4111标准进行测定；
2、保水率：按照NY/T1253-2006《植草砖》标准进行测定。
结果如表1所示。
表1
抗冻性/25次冻融循环，强度损失率（％） 抗压强度/MPa 保水率/％
实施例1 6.3 43.8 34.6
实施例2 5.9 48.9 35.2
实施例3 6.2 46.2 33.8
对比例 18.6 26.3 24.6
综上可知本发明制备的复合植草砖原料具有较好的保水率及较好的抗冻性。

Claims (6)

1.一种复合植草砖原料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）将海泥、铝灰按质量比4～6:3放入球磨机中进行球磨，收集球磨物，将球磨物、水、预改废渣料按质量比7～9:10:3～5进行超声震荡，静置，过滤，干燥，得基料；
（2）将基料、盐酸按质量比3:7～9搅拌混合，再加入基料8～10％的添加剂，进行超声震荡，静置，过滤，收集滤渣；所述添加剂为将马来酸酐、聚乙烯亚胺按质量比1:3～5混合而成；
（3）按重量份数计，取90～95份水、26～32份滤渣、13～15份氯化亚铁、9～15份硅酸钠、8～13份预处理植物秸秆粉末、3～8份碳酸氢铵、2～4份表面活性剂、1～3份分散剂、1～3份助剂；
（4）首先将水、滤渣、氯化亚铁、碳酸氢铵放入反应器中，微波加热，再放入表面活性剂、分散剂、助剂，使用氨水调节pH至8.0～8.5，搅拌60～80min，加入预处理植物秸秆粉末，搅拌30～35min，加入硅酸钠，搅拌混合，收集混合物，喷雾干燥，收集干燥物，即得复合植草砖原料。
2.根据权利要求1所述复合植草砖原料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中预改废渣料的制备方法为将渣土、高炉渣、铁屑按质量7～9:4:1搅拌混合，挤压，粉碎，过筛，将过筛颗粒放入双氧水中浸泡，过滤，收集滤渣，干燥，即得预改性废料。
3.根据权利要求1所述复合植草砖原料的制备方法，其特征在于，所述预处理植物秸秆粉末的制备方法为将小麦秸秆、玉米秸秆按等质量混合，粉碎，过200目筛，将过筛颗粒与水按质量比1:2混合，蒸汽***，收集***物，过滤，将滤渣干燥，即得预处理植物秸秆粉末。
4.根据权利要求1所述复合植草砖原料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的任意一种。
5.根据权利要求1所述复合植草砖原料的制备方法，其特征在于，所述分散剂为硬脂酸钠、硬脂酸镁中的任意一种。
6.根据权利要求1所述复合植草砖原料的制备方法，其特征在于，所述助剂为葡萄糖酸钠、酒石酸钠中的任意一种。
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