专利名称：一种钢渣植生混凝土及其制备方法
技术领域：
本发明属于植生混凝土领域，主要涉及一种钢渣植生混凝土及其制备方法
背景技术：
二十世纪八十年代后期以来，生态环境友好型混凝土逐渐形成一门独立学 科，根据使用功能，分为植被绿化混凝土、海洋生物保护型混凝土、透水型混 凝土等三大类。植被绿化混凝土是指能够适应植物生长、可进行植被作业的混 凝土及其制品，具有保护环境、改善生态条件、基本保持其作为结构材料作用 三大功能。植生型多孔混凝土 (简称植生混凝土)是植被绿化混凝土的一种类 型，这种混凝土以多孔混凝土作为骨架结构，内部存在着一定量的连通孔隙， 为混凝土表面的绿色植物提供根部生长、吸取养分的空间，采用多孔混凝土作 为植物生长基体，并在孔隙内充填植物生长所需的各种物质和提供生长空间。 植生混凝土用于城市的道路两侧、高速公路护坡及中央隔离带，水边护坡、楼 顶、停车场等部位，可以增加混凝土材料表面透水透气性，提高湿热交换能力， 降低混凝土材料表面温度，增加城市的绿色空间，减少城市热岛效应，调节人 们的生活情绪，具有吸收噪音和粉尘的功能，对城市气候的生态平衡也起到积 极作用，能够改善人居环境。
植生混凝土的材料构成为水泥(或其它胶结料)、粗骨料、水以及外加剂域 添加少量聚合物)。粗骨料可以是普通碎石，也可以是废弃混凝土块或陶粒。混 凝土的孔隙率与抗压强度是矛盾体，孔隙率大，有利植物生长，但强度降低。 如何确定混凝土的孔隙率和强度值，满足工程需要，日本生态混凝土护岸工法
规定，对以植生为主的护岸，28d多孔混凝土的抗压强度要求在10M Pa以上，孔隙率在21%-30%之间;对于承受流水严重冲刷的植生型护岸，28d多孔混凝土的抗 压强度要求在18MPa以上，孔隙率在18%--21%之间。
多孔混凝土孔隙内碱环境的改造是该项技术的核心之一。在日本，用于植 生混凝土的胶凝材料是低碱度高炉B、 C型水泥资源，用该类型的水泥配制出的 多孔混凝土，其表面pH值在8-9左右.适合植物生长。而我国缺乏低碱度水泥资 源， 一般采用普通硅酸盐水泥配制多孔混凝土，孔隙间的水环境未经改造，其 pH值高达12. 5-13. 5，影响植物生长，这也是该项技术的瓶径之一。
发明内容
为克服现有技术的上述缺点，本发明提出了一种钢渣植生混凝土及其制备 方法，利用风碎钢渣制备的植生混凝土强度高、孔隙率大且PH值在8-10，适宜 植物生长。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种钢渣植生混凝土，包含以下重量 百分比的组分风碎钢渣80-88%，硅酸盐水泥10-19. 5%，增强剂0.5-2%。
本发明还提供了钢渣植生混凝土其制备方法利用0. 1-5mm风碎钢渣与硅 酸盐水泥在成球机上成球，作为骨料，再将该骨料与硅酸盐水泥、增强剂按比 例混合，加水生产钢渣植生混凝土。
所述骨料的制备方法为将风碎钢渣、硅酸盐水泥按比例混合，再加适量 水，在成球机上生产出10-30mm粒径的球状颗粒，球状颗粒空气中养护12-48h。
风碎钢渣是将装有液态钢渣的渣罐运到风碎装置处，倾翻，熔渣经中间罐 流出，利用高速空气流股在空中瞬间实现高温液态钢渣的粒化过程，钢渣粒径 为O. 1 5mm，也同时实现了以细小、分散状态单独或固熔在液态钢渣、RO相中 的游离氧化钙相及MgO相的化学改质反应过程，其反应式为
2CaO+2FeO+0 . 502=2CaO Fe203 ①2CaO FeO+0. 502=2CaO Fe203 ② 2MgO FeO+0. 502=2MgO Fe203 ③ 经过上述瞬间发生的物理(粒化)和化学改质反应，高温液态钢渣立即变成 稳定有活性的球状固态粒化钢渣，消除了渣中不稳定相，矿物颗粒细小、比较 均匀且碱性低，因而适宜将风碎渣用于建材或相关领域。 风淬钢渣植生混凝土的主要性能 (1)抗压强度
试件尺寸为150mmX150mmX150mm，按照GB50081-2002《普通混凝土力学 性能试验方法标准》，成型后拆模，在标准条件下自然养护7d，在抗压机上检测 其抗压强度。每个实施例取6个试样检测，取其平均值即为该多孔混凝土的抗 压强度。
混凝土自然养护7d的标准立方体试块的抗压强度在20MPa以上，超过或相 当于一般多孔混凝土需要自然养护28d的强度，主要是增强剂起的作用。因此 此种混凝土可以满足植生要求。具体数据见表l。 (2)孔隙率
由于该植生混凝土表面空隙较多，因此其孔隙率的测定是采用特殊手法来 进行的。具体步骤如下先测定自然养护7d，体积为V试件在空气中的质量G。， 然后再测定其在水中的质量G。由公式(1>= (G。-GJ/V求得各个试件的孔隙率4)。 每个实施例取6个试样检测，取其平均值即为该多孔混凝土的空隙率。具体数 据见表l。
根据检测结果，孔隙率在20%以上，而且强度能够达到较高值，主要原因是， 将风淬钢渣成球作为骨料使用，其颗粒的形状好于石子，且尺寸在一定的范围， 保证了成型后混凝土具有较好的孔隙率，能够满足植物生长的需求，而且使根系在混凝土中生长茂盛。
(3)多孔混凝土的pH值在10左右这样低碱性有利于植物和水中生物的生长。 根据试验认为本专利涉及的植生混凝土已经使植物生长，说明采用风淬钢渣作 为植生混凝土，其pH值满足植物生长要求。
表1植生混凝土的强度与孔隙率指标
实施例7d强度/MPa孔隙率％
122. 1526.2
221.8624.9
322. 6525.6
423. 2423.4
520. 5226. 1
624. 7424. 具体实施例方式
实施例1:
利用0.卜O. 5mm风碎钢渣与42. 5硅酸盐水泥在成球机上成球，风碎钢渣、
硅酸盐水泥、水之间的比例为1: 0.25: 0.10，生产出10-15咖粒径的球状颗 粒，球状颗粒在空气中养护24h后，成为合格的呈球形的骨料；再将球形骨料
与水泥、增强剂、着色剂混合，加水生产植生多孔混凝土，其包含的重量百分
比
83%的成球后风碎钢渣；
15%的C42. 5水泥;
1%的乙烯醋酸乙烯乳液和0. 5%聚乙烯醇乳液；
0. 5%的氧化铁红。添加着色剂的目的是为了改变混凝土的颜色，使其与周围环境的颜色协调。 植生混凝土的性能如表1实施例1所示。 种植实验
在底层填上50mm的黄土和少量的堆肥，采用高羊茅植物种子播在土上，其 上浇注上述混凝土层，厚度为40mm，每天浇水一次进行养护， 一星期后，高羊 茅植物扎到土壤中吸收养分，透过混凝土层长出绿色的小草。
实施例2:
利用0. 5-1. 5mm风碎钢渣与32. 5硅酸盐水泥在成球机上成球，采用重量百 分比为风碎钢渣、硅酸盐水泥、水之间的比例为1: 0. 20: 0. 08，生产出20-25mm 粒径的球状颗粒，球状颗粒空气中养护36h后，成为合格的骨料；再将球形骨 料与水泥、增强剂、着色剂混合，加水生产多孔混凝土，其包含的重量百分比
85%的成球后风碎钢渣；
12%的C32. 5水泥；
1%的乙烯醋酸乙烯乳液；
2%的氧化铁黄。
添加着色剂的目的是为了改变混凝土的颜色，使其与周围环境的颜色协调。
植生混凝土的性能如表1实施例2所示。
种植实验
在底层填上50mm的黄土和少量的堆肥，采用百喜草植物种子播在土上，其 上浇注上述混凝土层，厚度为40ram，每天浇水一次进行养护， 一星期后，百喜 草植物扎到土壤中吸收养分，透过混凝土层长出绿色的小草。
实施例3:
利用0. 1-0. 5mm风碎钢渣与42. 5硅酸盐水泥在成球机上成球，采用重量百分比为风碎钢渣、硅酸盐水泥、水之间的比例为1: 0. 20: 0. 07，生产出15-18mm
粒径的球状颗粒，球状颗粒空气中养护24h后，成为合格的呈球形的骨料；再
将球形骨料与水泥、增强剂、着色剂混合，加水生产多孔混凝土，其包含的重
量百分比
82%的成球后风碎钢渣；
13呢的C42. 5水泥；
2%的乙烯醋酸乙烯乳液；
3%的氧化铁黄。
添加着色剂的目的是为了改变混凝土的颜色，使其与周围环境的颜色协调。植生混凝土的性能如表1实施例3所示。种植实验
在底层填上50mm的黄土和少量的堆肥，采用狗牙根植物种子播在土上，其上浇注上述混凝土层，厚度为40mm，每天浇水一次进行养护， 一星期后，狗牙根植物扎到土壤中吸收养分，透过混凝土层长出绿色的小草。
实施例4:
利用3-5mm风碎钢渣与32. 5硅酸盐水泥在成球机上成球，采用重量百分比为风碎钢渣、硅酸盐水泥、水之间的比例为1: 0.15: 0.06，生产出25-30mm粒径的球状颗粒，球状颗粒空气中养护24h后，成为合格的呈球形的骨料；再将球形骨料与水泥、增强剂混合，加水生产多孔混凝土，其包含的重量百分比
88%的成球后风碎钢渣；
10%的C32. 5水泥;2%的聚乙烯醇乳液。
植生混凝土的性能如表1实施例4所示。种植实验
在底层填上50mm的黄土和少量的堆肥，采用黑麦草植物种子播在土上，其上浇注上述混凝土层，厚度为40mm，每天浇水一次进行养护， 一星期后，黑麦草植物扎到土壤中吸收养分，透过混凝土层长出绿色的小草。
实施例5:
利用0. 1-0. 5mm风碎钢渣与42. 5硅酸盐水泥在成球机上成球，采用重量百
分比为风碎钢渣、硅酸盐水泥、水之间的比例为1: 0. 10: 0. 05，生产出10-15咖粒径的球状颗粒，球状颗粒空气中养护24h后，成为合格的呈球形的骨料；再
将球形骨料与水泥、增强剂混合，加水生产多孔混凝土，其包含的重量百分比80%的成球后风碎钢渣；
19. 5%的C42. 5水泥;
0. 5%的乙烯醋酸乙烯乳液。
植生混凝土的性能如表1实施例5所示。
种植实验
在底层填上50mm的黄土和少量的堆肥，采用狗尾草植物种子播在土上，其上浇注上述混凝土层，厚度为40mm，每天浇水一次进行养护， 一星期后，狗尾草植物扎到土壤中吸收养分，透过混凝土层长出绿色的小草。
实施例6:
利用2-3mm风碎钢渣与32. 5硅酸盐水泥在成球机上成球，采用重量百分比为风碎钢渣、硅酸盐水泥、水之间的比例为1: 0.25: 0.10，生产出25-30mm
粒径的球状颗粒，球状颗粒空气中养护24h后，成为合格的呈球形的骨料；再
将球形骨料与水泥、增强剂、着色剂混合，加水生产多孔混凝土，其包含的重量百分比-84%的成球后风碎钢渣；13%的C32. 5水泥；
2%的聚乙烯醇乳液；
1%的氧化铁红。
添加着色剂的目的是为了改变混凝土的颜色，使其与周围环境的颜色协调。
植生混凝土的性能如表1实施例6所示。种植实验
在底层填上50mm的黄土和少量的堆肥，采用结缕草植物种子播在土上，其上浇注上述混凝土层，厚度为40mm，每天浇水一次进行养护， 一星期后，结缕草植物扎到土壤中吸收养分，透过混凝土层长出绿色的小草。
权利要求
1、一种钢渣植生混凝土，其特征在于，包含以下重量百分比的组分风碎钢渣80-88％，硅酸盐水泥10-19.5％，增强剂0.5-2％。
2、 根据权利要求1所述的钢渣植生混凝土，其特征在于，所述的硅酸盐水 泥为C32.5或C42. 5水泥。
3、 根据权利要求1所述的钢渣植生混凝土，其特征在于，所述的增强剂为 乙烯醋酸乙烯乳液或聚乙烯醇乳液的一种或两种。
4、 根据权利要求1所述的钢渣植生混凝土，其特征在于，所述的风碎钢渣 的粒度为0. 1-5mm。
5、 根据权利要求1至4之一 所述的的钢渣植生混凝土，其特征在于，还 含有0-3%的着色剂。
6、 根据权利要求5所述的的钢渣植生混凝土，其特征在于，所述的着色剂 为氧化铁红，氧化铁黄中的一种。
7、 一种如权利要求1所述钢渣植生混凝土的制备方法，其特征在于，利用 0. l-5mm风碎钢渣与硅酸盐水泥和水在成球机上成球，作为骨料，再将该骨料与 硅酸盐水泥、增强剂混合，加水生产钢渣植生混凝土。
8、 根据权利要求7所述钢渣植生混凝土的制备方法，其特征在于，所述骨 料的制备方法为将风碎钢渣、硅酸盐水泥、水按比例混合，在成球机上生产 出10-30mm粒径的球状颗粒，球状颗粒空气中养护12-48h。
9、 根据权利要求8所述钢渣植生混凝土的制备方法，其特征在于，风碎钢 渣、硅酸盐水泥、水的比例为1: 0.1-0.25: 0.05-0.10。
全文摘要
本发明提供了一种钢渣植生混凝土，包含以下重量百分比的组分风碎钢渣80-88％，硅酸盐水泥10-19.5％，增强剂0.5-2％。其制备方法为，利用0.1-5mm风碎钢渣与硅酸盐水泥在成球机上成球，作为骨料，再将该骨料与硅酸盐水泥、增强剂按比例混合，加水生产钢渣植生混凝土。利用风碎钢渣制备的植生混凝土7d抗压强度大于20MPa、孔隙率大于20％以上且pH值在8-10，适宜植物生长。
文档编号C04B28/04GK101456711SQ20081015689
公开日2009年6月17日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日
发明者丁陈来, 刘玉兰, 平 叶, 云 周, 李辽沙, 武杏荣, 勇 闫, 陈广言 申请人:马鞍山钢铁股份有限公司