一种低碳植生混凝土胶凝材料及其制备方法与流程

本发明属于建筑工程材料，具体是一种低碳植生混凝土胶凝材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着城市的快速发展，混凝土的应用日益广泛。作为全球范围内使用最广泛的人造建筑材料，混凝土不仅需要具备良好的建筑实用性能，更要考虑其带来的环境方面影响。

2、传统意义上的硅酸盐水泥混凝土对自然资源的消耗十分巨大，对生态的破坏也十分显著，水泥生产是co2排放量的主要产业，据资料统计，生产每吨硅酸盐水泥熟料的碳排放量约1吨。同时，普通硅酸盐水泥混凝土的孔隙溶液ph值高达12-13, 过高的ph值使植生混凝土的土壤中含有大量代换性钠离子、氢氧离子，造成土粒分散、干后板结，影响植物生长发育。因此，探索低碳低碱胶凝材料对植生混凝土发展具有重大的作用。

3、国外已有研究和实践结果表明，降低植生混凝土胶凝材料的p h值，主要方法是在其中掺加活性材料消耗水泥水化过程中产生的氢氧化钙或改变水泥熟料，使得水泥水化过程中不产生或少产生氢氧化钙。迄今为止，有关低p h值混凝土或胶凝材料及其制备方法的专利文献很多如：中国专cn107548949a公开了一种用于植生混凝土的低碱度胶凝材料及其制备方法，此材料以20%-30%硅酸盐水泥为辅助胶凝材料，固化后浸泡液的p h值为9.0-9.5，能够为植物提供生长条件。中国专利cn112876183b提供了一种可植生轻质多孔混凝土及其制备方法，其胶凝材料由矿渣硅酸盐水泥、水、河砂、污泥陶粒、粉煤灰、硅灰、丙烯酸乳液和聚羧酸减水剂组成；此材料的p h值小于11，且可以满足植生混凝土所需力学性能要求，但成型之后还需要降碱浸泡处理步骤，且低p h值胶凝材料主要以地聚合物基水泥或大量使用硅酸盐水泥为基材，但使用这些原料仍需要大量的能耗，成本较高，硅酸盐水泥占比达到20-30%左右不符合绿色环保理念。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种低碳植生混凝土胶凝材料及其制备方法。该植生混凝土胶凝材料具有很好的胶黏作用，具有早强快硬的特点，可在室温条件下成型，无需养护，且ph值低能够满足植物正常生长，原料成本较低，制备工艺简单，符合绿色环保的要求。

2、为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种低碳植生混凝土胶凝材料，包括如下质量百分比的原料：

4、矿粉45％-65％；

5、粉煤灰15％-25％；

6、硅灰0.5％-6％；

7、高强硫铝酸盐水泥熟料4％-10％；

8、石膏5％-30％。

9、优选地，所述高强硫铝酸盐水泥熟料的比表面积为460 m2•kg-1，7d抗压强度可达28.5mpa。

10、优选地，所述植生混凝土胶凝材料还包括≤3%质量百分比的外加剂。

11、优选地，所述外加剂包括减水剂和/或缓凝剂。

12、优选地，所述减水剂为聚羧酸减水剂。所述缓凝剂为硼酸钠。

13、优选地，所述矿粉为碱性系数m0小于1的矿粉，且该矿粉的28d活性指数为103%。

14、优选地，所述石膏为无水石膏，其主要矿物为硫酸钙。

15、优选地，所述粉煤灰为电厂产一级灰。

16、优选地，所述硅灰平均粒径0.12µm，烧失度3.72%-4%。

17、本发明的另一目的在于提供所述低碳植生混凝土胶凝材料的制备方法，包括如下步骤：将矿粉45%-65%、粉煤灰15%-25%、石膏5%-30%、高强硫铝酸盐水泥熟料4%-10%、硅灰0.5%-6%混合均匀，按水胶比0.3～0.5加入水溶液或外加剂拌合均匀，得到低碳植生混凝土胶凝材料。

18、与现有技术相比，本发明的优点及有益效果包括：

19、1、本发明以超硫酸盐水泥替代普通硅酸盐水泥作为植生混凝土胶凝材料，其具有早强快硬的特点，可在室温条件下成型，无需养护；所用的水泥含量低，更加低碳环保，还能从根本上解决植生混凝土内部孔隙碱度过高的问题，改善植生混凝土植生性能。

20、2、本发明提供的植生混凝土胶凝材料采用聚羧酸减水剂和硼酸钠缓凝剂作外加剂，二者结合能够在保证胶凝材料工作性能不变的前提下，起到延长胶凝材料凝结时间，减少用水量，提高材料强度的效果。

21、3、本发明提供的植生混凝土胶凝材料的ph能够维持在9以下，3d抗折强度达到3.8mpa-6mpa，抗压强度达到25mpa-28mpa；28d抗折强度达到8mpa-11mpa，28d抗压强度达到46.8mpa-53mpa，各方面性能良好。

22、4、本发明提供的植生混凝土胶凝材料具有很好的胶黏作用，具有早强快硬的特点，可在室温条件下成型，无需养护，且ph值低能够满足植物正常生长，原料成本较低，制备工艺简单，符合绿色环保的要求。

技术特征：

1.一种低碳植生混凝土胶凝材料，其特征在于：包括如下质量百分比的原料：

2.根据权利要求1所述的低碳植生混凝土胶凝材料，其特征在于：所述高强硫铝酸盐水泥熟料的比表面积为460 m2•kg-1，7d抗压强度可达28.5mpa。

3.根据权利要求1所述的低碳植生混凝土胶凝材料，其特征在于：所述植生混凝土胶凝材料还包括≤3%质量比的外加剂。

4.根据权利要求3所述的低碳植生混凝土胶凝材料，其特征在于：所述外加剂包括减水剂和/或缓凝剂。

5.根据权利要求4所述的低碳植生混凝土胶凝材料，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂。

6.根据权利要求4或5所述的低碳植生混凝土胶凝材料，其特征在于：所述缓凝剂为硼酸钠。

7.根据权利要求1所述的低碳植生混凝土胶凝材料，其特征在于：所述矿粉为碱性系数m0小于1的矿粉，且该矿粉的28d活性指数为103%。

8.根据权利要求1所述的低碳植生混凝土胶凝材料，其特征在于：所述石膏为无水石膏。

9.如权利要求1所述一种低碳植生混凝土胶凝材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将矿粉45%-65%、粉煤灰15%-25%、硅灰0.5%-6%、高强硫铝酸盐水泥熟料4%-10%、石膏5%-30%混合均匀，按水胶比0.3～0.5加入水溶液拌合均匀，得到低碳植生混凝土胶凝材料。

技术总结
本发明公开了一种低碳植生混凝土胶凝材料及其制备方法，所述胶凝材料包括如下质量百分比的原料：矿粉45％‑65％；粉煤灰15％‑25％；硅灰0.5％‑6％；高强硫铝酸盐水泥熟料4％‑10％；石膏5％‑30％。本发明以超硫酸盐水泥替代普通硅酸盐水泥作为植生混凝土胶凝材料，其具有早强快硬的特点，可在室温条件下成型，无需养护；所用的水泥含量低，更加低碳环保，还能从根本上解决植生混凝土内部孔隙碱度过高的问题，改善植生混凝土植生性能，更利于植生混凝土推广应用。

技术研发人员：陈建国,朱玉灵,陈春,黄凯,黄旭升,黄卓杰,薛冰寒,甘福,梁钧威,陈美琴,杨晨卉,朱芳坛,俞婷,满志强
受保护的技术使用者：广西壮族自治区水利科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12