本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种高效防堵自净化钢渣微生物透水混凝土的制备方法。
背景技术：
近年来，随着钢铁行业的迅速发展，钢渣是炼钢过程中产生的固体废弃物，导致钢渣大量堆积。大量存积的钢渣不仅占用土地资源，而且钢渣中的重金属在雨水的冲刷下会浸入土壤，影响生态环境，严重影响钢铁行业以及国民经济的可持续性发展。
与此同时，部分城市道路排水系统不完善以及连续强降雨等因素，导致城市的内涝现象日益严重。同时，由于雨水的冲刷使得城市道路径流中含有大量污染物，严重污染地下水资源。“海绵城市”是解决此问题的最优方案，而透水混凝土是其渗水与净水理念下最重要的建设组成部分。传统的透水混凝土在使用过程中容易发生堵塞，并且无法过滤道路径流中的污染物，使用寿命短、净化效果差。目前，发明专利(cn201810933475.4)提出的透水混凝土防堵塞的办法主要是通过表面活性剂降低有机物对基体的粘结或增大孔隙率的方法。这两种方法都可以明显提高透水混凝土防堵性能，但使用表面活性剂会对环境造成严重污染，而增大孔隙率势将会降低透水混凝土的强度。为解决上述问题，本发明提出一种一种高效防堵自净化钢渣微生物透水混凝土的制备方法。
技术实现要素：
本发明为解决透水混凝土路面易堵塞、寿命短、污水净化效果差的问题，提供了一种高效防堵自净化钢渣微生物透水混凝土的制备方法。本发明以生物滤料陶粒和热塑性淀粉塑料作为微生物载体，利用微生物的降解原理和陶粒的吸附作用，可大幅度提高透水混凝土的防堵塞性能和对污水的净化功能。本发明可显著提高透水混凝土的使用寿命，降低工程造价，净化水环境，合理的利用废弃资源，具有显著的经济效益和社会效益。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种高效防堵自净化钢渣微生物透水混凝土的制备方法，所述透水混凝土通过两层分层浇筑制备，从下至上依次为底层和面层，其中底层与面层的厚度比为7-10:1；
所述底层由以下重量百分比的原料制成：
所述面层由以下重量百分比的原料制成：
上述各原料中，钢渣为骨料，生物滤料陶粒和热塑性淀粉塑料为底层掺合料，水泥为胶凝材料，微硅粉和苯丙乳液为增强剂。
优选地，所述底层中钢渣平均粒径为5-10mm，表观密度为3350kg/m3，堆积密度为1750kg/m3，压碎指标<10％。
优选地，所述面层中钢渣平均粒径为2.5-5mm，表观密度为3320kg/m3，堆积密度为1780kg/m3。
优选地，所述底层和面层中微硅粉sio2含量为92％，表观密度为2750kg/m3；苯丙乳液为乳白色半透明乳液，ph值为8.0-10.0，粒径为0.1um。
优选地，所述底层和面层中减水剂为奈系高效减水剂，减水率为20％-22％。
优选地，所述底层中生物滤料陶粒平均粒径为5-8mm，表观密度为1010kg/m3。生物滤料陶粒是一种新型的生物膜截体填料，具有质轻，比表面积大，吸附能力强等优点，由于其吸附能力较强，水中油渍等污染物被吸附到陶粒表面为微生物的繁殖提供了基础，使得透水混凝土内部可以快速形成生物膜，利用陶粒的吸附作用和微生物分解原理来减少雨水径流中的污染物。
优选地，所述底层中热塑性淀粉塑料为长度为0.5-1mm，厚度为0.05-0.1mm的扁长颗粒。热塑性淀粉塑料是由(淀粉、纤维素、甲壳质)或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得。在透水混凝土内部加入(0.2％-0.6％)热塑性淀粉塑料，利用透水混凝土内部产生的生物膜来降解热塑性淀粉塑料，使得透水混凝土内部产生许多新的细小孔隙持续排水，此外热塑性淀粉塑料具有一定的硬度和韧性不易损坏。
优选地，底层与面层的厚度比为9:1。
本发明中，底层所用底层料由以下方法制备：
(1)将钢渣、生物滤料陶粒、热塑性淀粉塑料混合，得预混料一，备用；
(2)普通硅酸盐水泥、微硅粉混合，得预混料二，备用；
(3)在预混料一中加18-25％的水搅拌30-60s，加入预混料二、苯丙乳液和减水剂，再加入其余的水，搅拌后得到底层料；
面层所用面层料由以下方法制备：
(1)将普通硅酸盐水泥、微硅粉混合备用，得预混料；
(2)在钢渣骨料中加18-25％的水搅拌30-60s，加入预混料、苯丙乳液和减水剂，再加入其余的水，搅拌后获得预制的面层料。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用分层浇筑的方法制备透水混凝土，利用粒径为(2.5-5mm)的钢渣做面层骨料，(5-10mm)钢渣做底层骨料。使用粒径较小的钢渣不仅可以有效的阻碍较大砂砾和生活废料进入透水混凝土路面内部，延长透水混凝土的使用年限。同时，采用分层浇筑的透水混凝土兼具有使用舒适性和美观性。
(2)本发明在底层料中加入生物滤料陶粒，利用陶粒比表面积大、吸附能力强、微生物繁殖速度快的特点，可使透水混凝土内部形成生物膜，利用生物滤料陶粒的吸附作用和微生物的分解作用共同净化水中污染物。本发明可明显提高透水混凝土的雨水净化效果，一定程度上避免地下水资源的污染。
(3)本发明在底层骨料中加入适当的热塑性淀粉塑料，当透水混凝土内部形成生物膜后，利用微生物的降解原理，淀粉塑料会被微生物逐渐降解，从而使透水混凝土内部会产生新的细小流通孔隙持续透水。
(4)本发明钢渣微生物透水混凝土，该透水混凝土主要用于铺设城市透水铺装结构，以满足持续透水，净化雨水径流的需要。本发明充分利用冶金钢渣废弃物，显著降低工程成本，保护环境和自然资源，具有重要的经济和社会效益。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，所描述的实例仅仅是本发明的部分实施例，而并非全部实施例。本领域内普通技术人员在没有作出创造性劳动力前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下述实施例中，底层中所用钢渣平均粒径为5-10mm，表观密度为3350kg/m3，堆积密度为1750kg/m3，压碎指标<10％。
面层中所用钢渣平均粒径为2.5-5mm，表观密度为3320kg/m3，堆积密度为1780kg/m3。
底层和面层中所用微硅粉sio2含量为92％，表观密度为2750kg/m3；苯丙乳液为乳白色半透明乳液，ph值为8.0-10.0，粒径为0.1um。
底层和面层中所用奈系高效减水剂地减水率为20％-22％。
底层所用生物滤料陶粒平均粒径为5-8mm，表观密度为1010kg/m3。热塑性淀粉塑料为长度为0.5-1mm，厚度为0.05-0.1mm的扁长颗粒。
实施例1：
一种高效防堵自净化钢渣微生物透水混凝土的制备方法，该透水混凝土通过两层分层浇筑制备，从下至上依次为底层和面层，其中底层与面层的厚度比为9:1。
底层用料：钢渣57％，普通硅酸盐水泥18％，生物滤料陶粒8.6％，奈系高效减水剂0.25％，热塑性淀粉塑料0.23％，微硅粉1.98％，苯丙乳液0.88％，余量为水。
面层用料：钢渣71.3％，普通硅酸盐水泥19.5％，奈系高效减水剂0.49％，微硅粉1.8％，苯丙乳液1.1％，余量为水。
实施例2：
一种高效防堵自净化钢渣微生物透水混凝土的制备方法，该透水混凝土通过两层分层浇筑制备，从下至上依次为底层和面层，其中底层与面层的厚度比为9:1。
底层用料：钢渣59％，普通硅酸盐水泥15％，生物滤料陶粒10％，奈系高效减水剂0.26％，热塑性淀粉塑料0.35％，微硅粉1.65％，苯丙乳液0.85％，余量为水。
面层用料：钢渣72.4％，普通硅酸盐水泥18.1％，奈系高效减水剂0.44％，微硅粉1.75％，苯丙乳液0.93％，余量为水。
实施例3：
一种高效防堵自净化钢渣微生物透水混凝土的制备方法，该透水混凝土通过两层分层浇筑制备，从下至上依次为底层和面层，其中底层与面层的厚度比为9:1。
底层用料：钢渣60％，普通硅酸盐水泥14％，生物滤料陶粒8％，奈系高效减水剂0.29％，热塑性淀粉塑料0.42％，微硅粉1.65％，苯丙乳液0.63％，余量为水。
面层用料：钢渣73.1％，普通硅酸盐水泥16.6％，奈系高效减水剂0.39％，微硅粉1.64％，苯丙乳液0.82％，余量为水。
实施例4：
一种高效防堵自净化钢渣微生物透水混凝土的制备方法，该透水混凝土通过两层分层浇筑制备，从下至上依次为底层和面层，其中底层与面层的厚度比为9:1。
底层用料：钢渣65％，普通硅酸盐水泥12％，生物滤料陶粒9％，奈系高效减水剂0.34％，热塑性淀粉塑料0.43％，微硅粉1.45％，苯丙乳液0.40％，余量为水。
面层用料：钢渣74.9％，普通硅酸盐水泥14.3％，奈系高效减水剂0.34％，微硅粉1.46％，苯丙乳液0.54％，余量为水。
实施例1-4中钢渣微生物透水混凝土的预拌方法为：
(1)底层料制备
1)将钢渣、生物滤料陶粒、热塑性淀粉塑料混合，得预混料一，备用；
2)普通硅酸盐水泥、微硅粉混合混合，得预混料二，备用；
3)在预混料一中加20％的水搅拌40s，加入预混料二、苯丙乳液和减水剂，再加入其余的水，搅拌后获得预制的底层料。
(2)面层料制备
1)将普通硅酸盐水泥、微硅粉混合备用，得预混料；
2)在骨料钢渣中加20％的水搅拌40s，加入预混料、苯丙乳液和减水剂，再加入其余的水，搅拌后获得预制的面层料。
(3)先将底层料加入模具中，同时用插捣器均匀插捣，将底层料插捣均匀后，加入面层料用试验器具稳压3分钟成型。
试块制作流程：用量尺在模具上划分面层与底层，之后将底层料倒入模具中用插捣器均匀插捣，插捣至底层均匀平整并与刻线平齐，然后倒入面层料用试验仪器稳压3分钟，之后用抹刀补料修平，使试块表面平整光滑无缺陷。
性能测试：将实施例1-4中的钢渣微生物透水混凝土制成混凝土试件，按照《混凝土路面砖》(gb28635-2012)试验方法测的试验结果如表1所示。
表1钢渣微生物透水混凝土强度和透水系数
由表1可知，在不同配合比条件下微生物-钢渣透水混凝土的28天强度最高为34mpa、最低为26mpa,透水系数最高为6.2mm/s、最低为2.3mm/s,其中实施例1和实施例2最高强度和透水系数符合《透水水泥混凝土路面技术规程》(cjj/t135-2009)要求，可应用于在人行道、公园、停车场和城市街道等工程中。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。