本发明涉及人造卵石
技术领域：
，具体涉及一种园林池塘用人造卵石及制备方法。
背景技术：
：园林是组织和引导游人观赏景物的驱足空间,与建筑、水体、山石、植物等造园要素一起组成丰富多彩的园林景观。园林池塘是园林景色必不可少的部分，是园林绿化的点睛之处，而随着园林游客的增多，池塘会在所难免有所污染，因此保持园林池塘清洁、优美的环境成为人们关注的问题。为了保持池塘的清澈及环境的优美，池塘底部分散着许多鹅卵石，而目前，天然石材资源因大量开采和使用已日渐枯竭，天然鹅卵石在电厂、变电站变压器储油池垫层或污水处理承托层作为滤料，以及园林路面、小区人工河、护坡、河道大堤等场合使用。天然鹅卵石受地域、环境的条件限制，具有缺乏、选材困难等局限。因此，用人造鹅卵石来代替天然鹅卵石成为人们关注的重点。公开号为cn106278034a的中国发明专利公开了一种人造卵石，涉及混凝土
技术领域：
，由水泥、中砂、细石、水组成，还掺入了石英砂、硅藻土、颜料或光亮剂拌制而成的强度为c20以上的细石混凝土，通过特制组合式模具一次性浇筑成型的底部为平面、顶部设有企业标志或防滑纹的椭圆体人造卵石；该发明专利提供了一种人造卵石，虽然解决了自然资源日渐枯竭和因地域和环境的条件限制致使天然鹅卵石缺乏和选材困难等问题，但是所述的人造卵石仅能为园林池塘提供较好的景色，功能单一，不能适应目前市场的需求。因此，研究开发一种既具有较好的应用性能，有能为园林池塘平添姿色的人造卵石为目前研究的重点，也具有较好的应用前景及使用价值。技术实现要素：针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种园林池塘用人造卵石，所述卵石不仅具有较好的力学强度及防水侵蚀的作用，还具有较好吸附功能，能够为池塘的清洁提供保障，不仅解决了自然资源日渐枯竭和因地域和环境的条件限制致使天然鹅卵石缺乏和选材困难等问题，还为园林提供一个清澈、优美的池塘提供了保障，具有较好的生态环保经济效益。本发明解决技术问题采用如下技术方案：本发明涉及一种园林池塘用人造卵石，包括内核和外壳，所述内核包括如下重量份的各组分：改性凹凸棒石粘土30~40份、膏状凹凸棒石粘土20~30份、玻璃纤维3~15份、石墨烯1~3份、硅藻土10~20份、白炭黑5~15份、活性氧化铝3~10份、氯化钙5~10份、甘草3~8份、丹皮5~15份、板蓝根5~10份、桑叶5~15份；所述外壳包括如下重量份的各组分：膏状凹凸棒石粘土10~20份、硅藻土3~10份、聚氨酯20~30份、聚丙烯酰胺5~10份、石墨烯1~3份。优选地，所述内核包括如下重量份的各组分：改性凹凸棒石粘土35份、膏状凹凸棒石粘土22份、玻璃纤维10份、硅藻土15份、白炭黑9份、活性氧化铝7份、氯化钙8份、甘草5份、丹皮12份、板蓝根8份、桑叶10份。优选地，所述外壳包括如下重量份的各组分：膏状凹凸棒石粘土16份、硅藻土6份、聚氨酯28份、聚丙烯酰胺7份、石墨烯2.5份。优选地，所述改性凹凸棒石粘土为经过提纯并经酸化及热改性之后的凹凸棒石粘土。优选地，所述膏状凹凸棒石粘土为凹凸棒粘土经湿法选矿未进行固液分离前的膏状凹凸棒石粘土，其中凹凸棒粘土与水的质量比为1:3~10。本发明还涉及一种制备园林池塘用人造卵石的方法，包括如下步骤：（1）改性凹凸棒石粘土的制备：首先，取天然凹凸棒石粘土进行粉碎至150~200目，加水，搅拌形成悬浮泥浆，超声波超声10~15min，取上层悬浊液于4000~5000转/min的离心机中离心处理5~10min，真空抽滤；将滤饼置于烧杯中，加入甲醇，搅拌成悬浮泥浆，然后于超声波条件下超声10~15min，真空抽滤，干燥得到凹凸棒石粘土预处理产物；其次，将凹凸棒石粘土预处理产物置于烧瓶中，加入2mol/l的稀盐酸，于超声波条件下混合搅拌20~30min，真空抽滤并洗涤滤饼；将洗涤后的滤饼烘干，然后置于800℃~1000℃的马弗炉中焙烧2~4h，冷却后研磨至粒径为150~200目，得到改性后的凹凸棒石粘土；（2）内核的制备：首先，按照配比分别称取甘草、丹皮、板蓝根和桑叶，粉碎至80~100目，混合均匀，得混合物a1；其次，将改性后的凹凸棒石粘土、膏状凹凸棒石粘土混合均匀，然后再在搅拌条件下依次加入玻璃纤维、硅藻土、白炭黑、活性氧化铝、氯化钙及适量的水，混合均匀，然后置于超声波中超声20~30min，再置于转速为3000~4000转/min的剪切机中剪切5~10min，得混合物a2；再次，将混合物a2与a1混合均匀，于超声波中超声20~30min，再静置2~4h，将混合物进行模具成型，开模后将其进行烘干、煅烧升温至800~1000℃，再恒温焙烧3~5h，冷却，切割，即得所述人造卵石内核；（3）外壳涂料的制备：按照配比分别称取聚氨酯、聚丙烯酰胺加入到反应釜中，于70~90℃条件下搅拌20~30min；向混合物中加入0.1~0.3g/ml的石墨烯水溶液，搅拌反应30~50min，再加入膏状凹凸棒石粘土和硅藻土，继续反应20~40min；反应结束后，将混合物置于转速为5000~6000转/min的剪切机中剪切10~20min，即得所述外壳涂料；（4）人造卵石的制备：将制备得到的外壳涂料均匀涂覆与内核表面，即得所述人造卵石，其中外壳涂覆层的厚度为0.1~3mm。优选地，所述步骤（1）中凹凸棒石粘土预处理时加水的重量为凹凸棒石粘土重量的3~8倍；加入甲醇的体积与凹凸棒石粘土质量比为50ml：5~15g。优选地，所述步骤（1）中酸化过程加入稀盐酸体积量与凹凸棒质量之比为1ml：5g~15g。优选地，所述步骤（1）中两次滤饼的洗涤步骤为将滤饼置于蒸馏水中，于超声条件下超声5~10min，抽滤，重复两次操作，即可。优选地，所述步骤（2）中混合料进行模具成型的方法为将混合料二加入到锻压机中于90~100mpa条件下进行锻压成型。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：（1）本发明所述的园林池塘用人造卵石不仅具有较好的力学强度及防水侵蚀的作用，还具有较好吸附水中杂质离子、颗粒及漂浮物的作用，能够有效净化池塘、为池塘的清洁提供保障，不仅解决了自然资源日渐枯竭和因地域和环境的条件限制致使天然鹅卵石缺乏和选材困难等问题，还为园林提供一个清澈、优美的池塘提供了保障，具有较好的生态环保经济效益，此外，还能有效去除水中的细菌，防止细菌滋生，为水质的安全性提供了保障。（2）本发明所述的园林池塘用人造卵石采用改性后的凹凸棒石粘土作为吸附载体，由于凹凸棒石粘土独特的链层状结构及较大的比表面积，使其具有较好的吸附沉降性能，改性之后的凹凸棒石粘土大大增加了其吸附特性，使其不仅对颗粒具有较好的吸附沉降功能，还对离子、染色剂等多种有机物都有较好的吸附作用，为池塘水质净化提供了保障，还能有效吸附周围环境中的有毒有害和不良气味，为园林优雅清新的环境提供了保障。（3）本发明所述的园林池塘用人造卵石的外壳采用石墨烯改性聚氨酯涂料层，由于石墨烯独特的片层共轭结构，层层叠加形成致密的防护层，能够有效抑制水对涂料的浸润与渗透；将石墨烯应用于改性聚氨酯，使得得到的聚氨酯涂层表面形成致密的保护膜，大大提高了人造卵石的防水、防腐蚀效果，进而延长了人造卵石的使用寿命。（4）本发明所述的园林池塘用人造卵石外壳中聚丙烯酰胺的加入，使得人造卵石具有一定的物理沉降作用，为池塘水质净化提供了条件。内核中添加有甘草、丹皮、板蓝根、桑叶等中药成分，不仅能够有效杀除水中的细菌，并能有效防止细菌滋生，而且此组分对水生动植物不仅无不良影响，还能调节机体机能，有益无害；添加有活性氧化铝，有效提高了原料间的反应活性，降低了砖体焙烧温度；硅藻土的存在，与凹凸棒石粘土的吸附特性具有相得益彰的作用，能有效去除水中悬浮物，净化水质；玻璃纤维和白炭黑的加入大大增加了人造卵石的力学强度。（5）本发明所述制备方法简单、操作方便，适合推广应用。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例1：本发明优选实施例的一种园林池塘用人造卵石及制备方法；所述园林池塘用人造卵石，由如下重量的各组分制备而成：内核组分：改性凹凸棒石粘土35份、膏状凹凸棒石粘土22份、玻璃纤维10份、硅藻土15份、白炭黑9份、活性氧化铝7份、氯化钙8份、甘草5份、丹皮12份、板蓝根8份、桑叶10份。外壳组分：膏状凹凸棒石粘土16份、硅藻土6份、聚氨酯28份、聚丙烯酰胺7份、石墨烯2.5份。其中，改性凹凸棒石粘土为经过提纯并经酸化及热改性之后的凹凸棒石粘土。膏状凹凸棒石粘土为凹凸棒粘土经湿法选矿未进行固液分离前的膏状凹凸棒石粘土，其中凹凸棒粘土与水的质量比为1:7。本发明制备园林池塘用人造卵石的方法，包括如下步骤：（1）改性凹凸棒石粘土的制备：首先，取天然凹凸棒石粘土进行粉碎至150~200目，加入凹凸棒石粘土重量的6倍量的水，搅拌形成悬浮泥浆，超声波超声15min，取上层悬浊液于4500转/min的离心机中离心处理8min，真空抽滤；将滤饼置于烧杯中，加入甲醇，搅拌成悬浮泥浆，然后于超声波条件下超声15min，真空抽滤，干燥得到凹凸棒石粘土预处理产物，其中，加入甲醇的体积与凹凸棒石粘土质量比为50ml：9g；其次，将凹凸棒石粘土预处理产物置于烧瓶中，加入2mol/l的稀盐酸，于超声波条件下混合搅拌25min，真空抽滤并洗涤滤饼，其中，加入稀盐酸体积量与凹凸棒质量之比为1ml：12；将洗涤后的滤饼烘干，然后置于900℃的马弗炉中焙烧3h，冷却后研磨至粒径为150~200目，得到改性后的凹凸棒石粘土；（2）内核的制备：首先，按照配比分别称取甘草、丹皮、板蓝根和桑叶，粉碎至80~100目，混合均匀，得混合物a1；其次，将改性后的凹凸棒石粘土、膏状凹凸棒石粘土混合均匀，然后再在搅拌条件下依次加入玻璃纤维、硅藻土、白炭黑、活性氧化铝、氯化钙及适量的水，混合均匀，然后置于超声波中超声25min，再置于转速为4000转/min的剪切机中剪切10min，得混合物a2；再次，将混合物a2与a1混合均匀，于超声波中超声25min，再静置3h，将混合物进行模具成型，开模后将其进行烘干、煅烧升温至900℃，再恒温焙烧4h，冷却，切割，即得所述人造卵石内核；（3）外壳涂料的制备：按照配比分别称取聚氨酯、聚丙烯酰胺加入到反应釜中，于78~80℃条件下搅拌25min；向混合物中加入0.2g/ml的石墨烯水溶液，搅拌反应35min，再加入膏状凹凸棒石粘土和硅藻土，继续反应30min；反应结束后，将混合物置于转速为5000转/min的剪切机中剪切15min，即得所述外壳涂料；（4）人造卵石的制备：将制备得到的外壳涂料均匀涂覆与内核表面，即得所述人造卵石，其中外壳涂覆层的厚度为0.5mm。步骤（1）中两次滤饼的洗涤步骤为将滤饼置于蒸馏水中，于超声条件下超声10min，抽滤，重复两次操作，即可。步骤（2）中混合料进行模具成型的方法为将混合料二加入到锻压机中于90~100mpa条件下进行锻压成型。实施例2：本发明优选实施例的一种园林池塘用人造卵石及制备方法；所述园林池塘用人造卵石，由如下重量的各组分制备而成：内核组分：改性凹凸棒石粘土30份、膏状凹凸棒石粘土20份、玻璃纤维3份、石墨烯1份、硅藻土10份、白炭黑5份、活性氧化铝3份、氯化钙5份、甘草3份、丹皮5份、板蓝根5份、桑叶5份；外壳组分：膏状凹凸棒石粘土10份、硅藻土3份、聚氨酯20份、聚丙烯酰胺5份、石墨烯1份。其中，改性凹凸棒石粘土为经过提纯并经酸化及热改性之后的凹凸棒石粘土。膏状凹凸棒石粘土为凹凸棒粘土经湿法选矿未进行固液分离前的膏状凹凸棒石粘土，其中凹凸棒粘土与水的质量比为1:3。本发明制备园林池塘用人造卵石的方法，包括如下步骤：（1）改性凹凸棒石粘土的制备：首先，取天然凹凸棒石粘土进行粉碎至150~200目，加入凹凸棒石粘土重量的3倍量的水，搅拌形成悬浮泥浆，超声波超声10min，取上层悬浊液于4000转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤；将滤饼置于烧杯中，加入甲醇，搅拌成悬浮泥浆，然后于超声波条件下超声10min，真空抽滤，干燥得到凹凸棒石粘土预处理产物，其中，加入甲醇的体积与凹凸棒石粘土质量比为50ml：5g；其次，将凹凸棒石粘土预处理产物置于烧瓶中，加入2mol/l的稀盐酸，于超声波条件下混合搅拌20min，真空抽滤并洗涤滤饼，其中，加入稀盐酸体积量与凹凸棒质量之比为1ml：5g；将洗涤后的滤饼烘干，然后置于800℃的马弗炉中焙烧4h，冷却后研磨至粒径为150~200目，得到改性后的凹凸棒石粘土；（2）内核的制备：首先，按照配比分别称取甘草、丹皮、板蓝根和桑叶，粉碎至80~100目，混合均匀，得混合物a1；其次，将改性后的凹凸棒石粘土、膏状凹凸棒石粘土混合均匀，然后再在搅拌条件下依次加入玻璃纤维、硅藻土、白炭黑、活性氧化铝、氯化钙及适量的水，混合均匀，然后置于超声波中超声20min，再置于转速为3000转/min的剪切机中剪切10min，得混合物a2；再次，将混合物a2与a1混合均匀，于超声波中超声20min，再静置2h，将混合物进行模具成型，开模后将其进行烘干、煅烧升温至800℃，再恒温焙烧5h，冷却，切割，即得所述人造卵石内核；（3）外壳涂料的制备：按照配比分别称取聚氨酯、聚丙烯酰胺加入到反应釜中，于70~78℃条件下搅拌30min；向混合物中加入0.1g/ml的石墨烯水溶液，搅拌反应30min，再加入膏状凹凸棒石粘土和硅藻土，继续反应20min；反应结束后，将混合物置于转速为5000转/min的剪切机中剪切20min，即得所述外壳涂料；（4）人造卵石的制备：将制备得到的外壳涂料均匀涂覆与内核表面，即得所述人造卵石，其中外壳涂覆层的厚度为3mm。步骤（1）中两次滤饼的洗涤步骤为将滤饼置于蒸馏水中，于超声条件下超声5min，抽滤，重复两次操作，即可。步骤（2）中混合料进行模具成型的方法为将混合料二加入到锻压机中于90~100mpa条件下进行锻压成型。实施例3：本发明优选实施例的一种园林池塘用人造卵石及制备方法；所述园林池塘用人造卵石，由如下重量的各组分制备而成：内核组分：改性凹凸棒石粘土40份、膏状凹凸棒石粘土30份、玻璃纤维15份、石墨烯3份、硅藻土20份、白炭黑15份、活性氧化铝10份、氯化钙10份、甘草8份、丹皮15份、板蓝根10份、桑叶15份；外壳组分：膏状凹凸棒石粘土20份、硅藻土10份、聚氨酯30份、聚丙烯酰胺10份、石墨烯3份。其中，改性凹凸棒石粘土为经过提纯并经酸化及热改性之后的凹凸棒石粘土。膏状凹凸棒石粘土为凹凸棒粘土经湿法选矿未进行固液分离前的膏状凹凸棒石粘土，其中凹凸棒粘土与水的质量比为1:3~10。本发明制备园林池塘用人造卵石的方法，包括如下步骤：（1）改性凹凸棒石粘土的制备：首先，取天然凹凸棒石粘土进行粉碎至150~200目，加入凹凸棒石粘土重量的8倍量的水，搅拌形成悬浮泥浆，超声波超声15min，取上层悬浊液于5000转/min的离心机中离心处理5min，真空抽滤；将滤饼置于烧杯中，加入甲醇，搅拌成悬浮泥浆，然后于超声波条件下超声15min，真空抽滤，干燥得到凹凸棒石粘土预处理产物，其中，加入甲醇的体积与凹凸棒石粘土质量比为50ml：15g；其次，将凹凸棒石粘土预处理产物置于烧瓶中，加入2mol/l的稀盐酸，于超声波条件下混合搅拌30min，真空抽滤并洗涤滤饼，其中，加入稀盐酸体积量与凹凸棒质量之比为1ml：15g；将洗涤后的滤饼烘干，然后置于1000℃的马弗炉中焙烧2h，冷却后研磨至粒径为150~200目，得到改性后的凹凸棒石粘土；（2）内核的制备：首先，按照配比分别称取甘草、丹皮、板蓝根和桑叶，粉碎至80~100目，混合均匀，得混合物a1；其次，将改性后的凹凸棒石粘土、膏状凹凸棒石粘土混合均匀，然后再在搅拌条件下依次加入玻璃纤维、硅藻土、白炭黑、活性氧化铝、氯化钙及适量的水，混合均匀，然后置于超声波中超声30min，再置于转速为4000转/min的剪切机中剪切5min，得混合物a2；再次，将混合物a2与a1混合均匀，于超声波中超声30min，再静置4h，将混合物进行模具成型，开模后将其进行烘干、煅烧升温至1000℃，再恒温焙烧3h，冷却，切割，即得所述人造卵石内核；（3）外壳涂料的制备：按照配比分别称取聚氨酯、聚丙烯酰胺加入到反应釜中，于80~90℃条件下搅拌30min；向混合物中加入0.3g/ml的石墨烯水溶液，搅拌反应50min，再加入膏状凹凸棒石粘土和硅藻土，继续反应40min；反应结束后，将混合物置于转速为6000转/min的剪切机中剪切10min，即得所述外壳涂料；（4）人造卵石的制备：将制备得到的外壳涂料均匀涂覆与内核表面，即得所述人造卵石，其中外壳涂覆层的厚度为0.1mm。步骤（1）中两次滤饼的洗涤步骤为将滤饼置于蒸馏水中，于超声条件下超声10min，抽滤，重复两次操作，即可。步骤（2）中混合料进行模具成型的方法为将混合料二加入到锻压机中于90~100mpa条件下进行锻压成型。将实施例1~3制备得到的园林池塘用人造卵石参照gb／t17431.1-2010《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》进行强度测试，结果见下表1：人造卵石密度等级（kg/m3）筒压强度（mpa）实施例16204.5实施例26094.2实施例36154.3由上表1可知，本发明所制备得到的园林池塘用卵石的强度符合标准中一等品的要求，且实施例1所对应的卵石的强度最高，为本发明的最优实施例。将实施例1~3制备得到的园林池塘用人造卵石的吸附性能进行性能测试，分别将试验用人造卵石置于相同悬浮浓度的水质中静置10~12h，其中，对照组为常规方法制备的人造卵石，吸附结果见下表2：人造卵石类型悬浮物吸附率（%）实施例192实施例289实施例390对照组46由表2可知，本发明制备得到的卵石较普通人造卵石具有较好的沉降吸附效果，能够为园林池塘提供清澈、优美的环境提供保障，具有较好的应用价值。综上所述，本发明所述的园林池塘用人造卵石不仅具有较好的力学强度及防水侵蚀的作用，还具有较好吸附水中杂质离子、颗粒及漂浮物的作用，能够有效净化池塘、为池塘的清洁提供保障，不仅解决了自然资源日渐枯竭和因地域和环境的条件限制致使天然鹅卵石缺乏和选材困难等问题，还为园林提供一个清澈、优美的池塘提供了保障，具有较好的生态环保经济效益，此外，还能有效去除水中的细菌，防止细菌滋生，为水质的安全性提供了保障。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。当前第1页12