本发明涉及混凝土,尤其涉及一种固碳型透水生态混凝土及其制备方法和应用。
背景技术:
1、生态混凝土是由特殊级配的粗骨料、水泥、外加剂和水按照一定比例拌合而成的一种既能快速排水又具有一定强度的建筑材料,又称生态多孔混凝土和透水混凝土等,被广泛应用于建筑工程、路面工程、护坡工程及海绵城市建设中,其构造的多孔性和较好的透水透气性使得植被可自然生长于其上或其中,因而广泛应用于河道护岸、停车场、绿色屋顶等领域。传统生态混凝土的主要缺陷在于混凝土内部环境碱性偏高,且料间多为点点接触,受力时易产生应力集中,因此其力学性能较普通混凝土普遍偏低,因而限制其在工程中推广应用。例如,文献号为cn115700231a的中国发明专利申请公开了一种多孔生态混凝土及其制备工艺,其采用的技术方案主要为:采用硅灰和硫酸亚铁复合使用,硅灰消耗水泥水化产生的氢氧化钙等可溶性碱类物质,固定不溶碱,硫酸亚铁提高抗压强度,并且提高硅灰的降碱效果,还配合氟硫酸、硫酸氢钾、硫酸氢钠和硫酸铝钾制备的增强剂,增强剂水解出抑碱产物,从而有效地降低水泥基胶凝材料的碱度,使制得的多孔混凝土碱度大致保持在ph9左右。而文献号为cn109400208b的中国发明专利则公开了一种采用硅烷浸渍方法降低生态混凝土的碱度的工艺,使得制备得到的生态混凝土ph可维持在8.5左右,能够满足大部分植物生长的需要,但有机硅烷的挥发性较强,易挥发成有机硅烷蒸气,可直接对人体呼吸系统和消化系统造成危害,并且有机硅烷进入水体、土壤中时,将直接导致环境污染。因而,开发高效且安全的生态混凝土降碱手段是目前亟须解决的问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种固碳型透水生态混凝土及其制备方法和应用,所述固碳型透水生态混凝土具有较高的力学强度且碱度适宜,有利于植物的种植。
2、为达到上述技术效果,本发明采用了以下技术方案:
3、第一方面,本发明提供一种固碳型透水生态混凝土,该固碳型透水生态混凝土按质量份数计,包括以下组分:硫铝酸盐水泥110~160份、改性多孔粗骨料280~320份、掺合料55~75份、助剂1~3份以及水40~70份。
4、优选地,所述改性多孔粗骨料为改性多孔陶粒、改性膨胀珍珠岩或改性珊瑚骨料中的任意一种或多种的混合。
5、优选地,所述助剂为减水剂,所述减水剂优选为聚羧酸减水剂pca。
6、优选地,所述掺合料由以下质量份数的原料组成:10~15份硅灰、5~10份粉煤灰、12~25份石灰石以及5~8份碳酸锂。
7、第二方面,本发明还提供一种前述第一方面提供的固碳型透水生态混凝土的制备方法,包括以下步骤:
8、s1:制备水泥浆料,所述水泥浆料包括硫铝酸盐水泥、掺合料以及配方量1/2~2/3水;
9、s2:制备改性多孔粗骨料,所述多孔粗骨料为烧结多孔陶粒、膨胀珍珠岩、多孔珊瑚骨料中的任意一种或多种的混合;
10、s3:混合所述改性多孔粗骨料和水泥浆料,以制得混凝土初混物;
11、s4:向所述混凝土初混物中加入减水剂以及配方中余量水,混合搅拌均匀,以制得混凝土浆体,将所述混凝土浆体浇注固化后得混凝土胚体,对所述胚体进行碳化养护,即得固碳型透水生态混凝。
12、进一步地,所述改性多孔粗骨料的制备方法如下:
13、s2-1:制备改性拌合水,所述改性拌合水中包括表面活性剂、硫酸亚铁、尿素、氢氧化钙、六偏磷酸钠以及氯化铝;
14、s2-2:将多孔粗骨料按照料液比1:15~18的比例浸入改性拌合水中,浸泡处理10~30min后取出,沥干水分后于50℃下烘干或自然晾干,即得所述改性多孔粗骨料。
15、优选地,所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠和十六烷基磷酸钠的混合。
16、进一步地,按质量份数,所述改性拌合水的组成如下:
17、表面活性剂0.3~0.5份、硫酸亚铁5~8份、尿素1~2份、氢氧化钙21~32份、六偏磷酸钠1~2份、氯化铝2~5份以及水300~350份。
18、优选地,所述多孔粗骨料为改性珊瑚骨料和改性多孔陶粒的混合。
19、优选地,所述碳化养护条件为:控制养护温度为20~25℃,相对湿度为70%~90%预养护10~30h后向其中通入二氧化碳体积浓度≥80%的二氧化碳气体,持续养护10~20h。
20、与现有技术相比,本发明的有益效果为:
21、本方面提供了一种固碳型透水生态混凝土,该固碳型透水生态混凝土的组成如下:硫铝酸盐水泥110~160份、改性多孔粗骨料280~320份、掺合料55~75份、减水剂1~3份以及水40~70份组成,在该碳型透水生态混凝土的制备过程中,本发明人通过采用多孔粗骨料与改性拌合水进行拌合改性以制得改性多孔粗骨料,再利用该改性多孔粗骨料制备固碳型透水生态混凝土,同时,对掺合料的组成和配比进行了调整,通过该改性多孔粗骨料与掺合料的配合实现了高强度、高透水性的固碳型透水生态混凝土的制备,且使得该固碳型透水生态混凝土能够克服传统的固碳型透水生态混凝土存在的高碱度的缺陷,更利于大部分植物的生长。
1.一种固碳型透水生态混凝土,其特征在于,按质量份数计,包括以下组分:硫铝酸盐水泥110~160份、改性多孔粗骨料280~320份、掺合料55~75份、助剂1~3份以及水40~70份。
2.如权利要求1所述的一种固碳型透水生态混凝土,其特征在于:所述改性多孔粗骨料为改性多孔陶粒、改性膨胀珍珠岩或改性珊瑚骨料中的任意一种或多种的混合。
3.如权利要求1所述的一种固碳型透水生态混凝土,其特征在于:所述助剂为减水剂,所述减水剂优选为聚羧酸减水剂pca。
4.如权利要求1所述的一种固碳型透水生态混凝土,其特征在于:所述掺合料由以下质量份数的原料组成:10~15份硅灰、5~10份粉煤灰、12~25份石灰石以及5~8份碳酸锂。
5.如权利要求1所述的一种固碳型透水生态混凝土的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
6.如权利要求5所述的一种固碳型透水生态混凝土的制备方法,其特征在于,所述改性多孔粗骨料的制备方法如下:
7.如权利要求6所述的一种固碳型透水生态混凝土的制备方法,其特征在于,所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠和十六烷基磷酸钠的混合。
8.如权利要求7所述的一种固碳型透水生态混凝土的制备方法,其特征在于,按质量份数,所述改性拌合水的组成如下:
9.如权利要求7所述的一种固碳型透水生态混凝土的制备方法,其特征在于,所述碳化养护条件为:控制养护温度为20~25℃,相对湿度为70%~90%预养护10~30h后向其中通入二氧化碳体积浓度≥80%的二氧化碳气体,持续养护10~20h。
10.如权利要求1所述的一种固碳型透水生态混凝土在建筑工程中的应用。