本发明公开了一种多孔低碱植生混凝土的制备方法，属于混凝土材料制备技术领域。
背景技术：
近年来，随着我国经济的飞速发展，河运、公路、铁路设施等得到广泛建设，而该类设施周围的护坡大都采用混凝土护砌方式，一方面色彩灰暗，另一方面混凝土护砌的方式截断了植物生长所需的水分及养料，从而使护坡丧失生态功能。随着人们环保意识的增强，传统混凝土护砌的方式逐渐被人们摒弃，因此市场亟需一种环保型的堤岸护坡材料。
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主要包括水泥（或其它胶结料）、粗骨料、水以及外加剂（或添加少量聚合物）。粗骨料可以是普通碎石，也可以是废弃混凝土块或陶粒。然而，现有技术制备的这类植生型混凝土易造成浆体分布不均匀，底部孔隙堵塞，影响透水性和透气性，同时存在强度不够，开裂等现象，且由于混凝土碱性太强，导致植物长势不佳，这些原因阻碍了植生混凝土的进一步推广应用。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题：针对传统植生混凝土因孔隙率不高，且碱性过大，导致植生混凝土透气性和透水性较差，植物长势不佳的问题，提供了一种添加炭化后的陶土和硅藻土粉末，并用禽畜粪便和稻草秸秆等发酵混合液浸泡，制得多孔低碱植生混凝土的方法，本发明首先将陶土、硅藻土及稻壳球磨粉碎后炭化，制得炭化混合粉末，再与麦饭石、粉煤灰、硅酸盐水泥等按比例混合后注模，待固化成型后，利用禽畜粪便与稻草秸秆等发酵混合液浸泡，制得多孔低碱植生混凝土，本发明通过添加孔隙结构丰富且具有吸附性能的陶土和硅藻土，丰富成品的孔隙结构，提高其吸水透气性能，通过禽畜粪便和秸秆发酵产物的弱酸性混合液浸泡，在降低成品pH的同时，使硅藻土和陶土吸附发酵产生的营养成分，促进植物生长发育，有效解决了传统植生混凝土孔隙率不高且碱性较大，导致植物长势不佳的问题，具有较好的应用前景和推广价值。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）依次取300～500L去离子水，400～500g牛粪，300～500g猪粪，200～400g鸡粪，300～500g稻草，200～400g玉米秸秆，混合均匀后置于发酵罐中，于温度为30～35℃条件下，密闭发酵45～60天，得发酵混合液，备用；
（2）依次称取300～500g陶土，500～800g硅藻土，140～200g稻壳，倒入球磨机中，按球料质量比为10：1～20：1加入氧化锆球磨珠，球磨处理2～4h，过120～180目筛，得混合粉末，再将所得混合粉末转入炭化炉，以3～5mL/min速率向炉内通入氮气，在氮气保护状态下，以6～8℃/min程序升温至480～520℃，保温炭化30～45min，随炉冷却至室温，出料，得炭化混合粉末；
（3）按重量份数计，在混料机中依次加入600～800份粉碎至6～8目的麦饭石，400～500份上述所得炭化混合粉末，60～80份粉煤灰，200～300份硅酸盐水泥，100～200份炼油厂二沉池活性污泥，10～15份木质素磺酸钠减水剂，120～200份清水，随后于温度为45～50℃，转速为300～500r/min条件下，恒温搅拌混合30～45min，出料，注入模具中，再将模具置于阳光下，静置3～5天，固化成型后脱模，得多孔混凝土块；
（4）将上述所得多孔混凝土块均匀放置于塑料水槽中，并向水槽中注入步骤（1）备用的发酵混合液，直至完全淹没多孔混凝土块，随后用聚乙烯塑料薄膜将水槽密封放置5～7天，收集浸泡后的多孔混凝土块，沥干水分后置于避光通风处自然风干8～10天，即得多孔低碱植生混凝土。
本发明的应用方法是：首先将本发明制得的多孔低碱植生混凝土切割成长为60～80cm，宽为40～60cm，厚为8～10cm的混凝土砌块，随后在清理干净的道路绿化带底层中填上一层厚度为5～8cm的黄土，再将上述切割好的混凝土砌块平铺在黄土上，待铺设完毕，按质量比1:10:2，将草种、土壤和肥料混合均匀并播撒在混凝土砌块的孔隙中，每天浇水一次进行养护，直至草种扎到土壤中吸收养分，透过混凝土长出绿色的小草即可。经检测，本发明制得的多孔低碱植生混凝土pH值为7.6～7.8，碱性小，等效孔径为21～25mm，孔隙率达35～45%，透水系数达15～25mm/s，具有较好的透水及透气性，且本发明植生混凝土具有较高的强度，28d抗压强度为30～50MPa，28d抗折强度为5～9MPa，弯曲强度达5.8MPa以上，具有广阔的应用市场。
本发明的有益效果是：
（1）本发明制得的多孔低碱植生混凝土自重轻且强度高，具有较好的透水性和透气性，且碱性小，可满足植被生长需要；
（2）本发明制得的多孔低碱植生混凝土可以在满足强度要求的基础上保证植被型多孔混凝土的孔隙率与孔隙的连通性，具有较高的结构整体稳定性，可广泛用作道路两侧绿化带、水边护坡带和停车场绿化带等领域中。
具体实施方式
首先依次取300～500L去离子水，400～500g牛粪，300～500g猪粪，200～400g鸡粪，300～500g稻草，200～400g玉米秸秆，混合均匀后置于发酵罐中，于温度为30～35℃条件下，密闭发酵45～60天，得发酵混合液，备用；随后依次称取300～500g陶土，500～800g硅藻土，140～200g稻壳，倒入球磨机中，按球料质量比为10：1～20：1加入氧化锆球磨珠，球磨处理2～4h，过120～180目筛，得混合粉末，再将所得混合粉末转入炭化炉，以3～5mL/min速率向炉内通入氮气，在氮气保护状态下，以6～8℃/min程序升温至480～520℃，保温炭化30～45min，随炉冷却至室温，出料，得炭化混合粉末；再按重量份数计，在混料机中依次加入600～800份粉碎至6～8目的麦饭石，400～500份上述所得炭化混合粉末，60～80份粉煤灰，200～300份硅酸盐水泥，100～200份炼油厂二沉池活性污泥，10～15份木质素磺酸钠减水剂，120～200份清水，随后于温度为45～50℃，转速为300～500r/min条件下，恒温搅拌混合30～45min，出料，注入模具中，再将模具置于阳光下，静置3～5天，固化成型后脱模，得多孔混凝土块；最后将上述所得多孔混凝土块均匀放置于塑料水槽中，并向水槽中注入上述备用的发酵混合液，直至完全淹没多孔混凝土块，随后用聚乙烯塑料薄膜将水槽密封放置5～7天，收集浸泡后的多孔混凝土块，沥干水分后置于避光通风处自然风干8～10天，即得多孔低碱植生混凝土。
实例1
首先依次取300L去离子水，400g牛粪，300g猪粪，200g鸡粪，300g稻草，200g玉米秸秆，混合均匀后置于发酵罐中，于温度为30℃条件下，密闭发酵45天，得发酵混合液，备用；随后依次称取300g陶土，500g硅藻土，140g稻壳，倒入球磨机中，按球料质量比为10：1加入氧化锆球磨珠，球磨处理2h，过120目筛，得混合粉末，再将所得混合粉末转入炭化炉，以3mL/min速率向炉内通入氮气，在氮气保护状态下，以6℃/min程序升温至480℃，保温炭化30min，随炉冷却至室温，出料，得炭化混合粉末；再按重量份数计，在混料机中依次加入600份粉碎至6目的麦饭石，400份上述所得炭化混合粉末，60份粉煤灰，200份硅酸盐水泥，100份炼油厂二沉池活性污泥，10份木质素磺酸钠减水剂，120份清水，随后于温度为45℃，转速为300r/min条件下，恒温搅拌混合30min，出料，注入模具中，再将模具置于阳光下，静置3天，固化成型后脱模，得多孔混凝土块；最后将上述所得多孔混凝土块均匀放置于塑料水槽中，并向水槽中注入上述备用的发酵混合液，直至完全淹没多孔混凝土块，随后用聚乙烯塑料薄膜将水槽密封放置5天，收集浸泡后的多孔混凝土块，沥干水分后置于避光通风处自然风干8天，即得多孔低碱植生混凝土。
本实例操作简便，使用时，首先将本发明制得的多孔低碱植生混凝土切割成长为60cm，宽为40cm，厚为8cm的混凝土砌块，随后在清理干净的道路绿化带底层中填上一层厚度为5cm的黄土，再将上述切割好的混凝土砌块平铺在黄土上，待铺设完毕，按质量比1:10:2，将草种、土壤和肥料混合均匀并播撒在混凝土砌块的孔隙中，每天浇水一次进行养护，直至草种扎到土壤中吸收养分，透过混凝土长出绿色的小草即可。经检测，本发明制得的多孔低碱植生混凝土pH值为7.6，碱性小，等效孔径为21mm，孔隙率达35%，透水系数达15mm/s，具有较好的透水及透气性，且本发明植生混凝土具有较高的强度，28d抗压强度为30MPa，28d抗折强度为5MPa，弯曲强度达6.1MPa，具有广泛的应用市场。
实例2
首先依次取400L去离子水，450g牛粪，400g猪粪，300g鸡粪，400g稻草，300g玉米秸秆，混合均匀后置于发酵罐中，于温度为33℃条件下，密闭发酵53天，得发酵混合液，备用；随后依次称取400g陶土，650g硅藻土，170g稻壳，倒入球磨机中，按球料质量比为15：1加入氧化锆球磨珠，球磨处理3h，过150目筛，得混合粉末，再将所得混合粉末转入炭化炉，以4mL/min速率向炉内通入氮气，在氮气保护状态下，以7℃/min程序升温至500℃，保温炭化37min，随炉冷却至室温，出料，得炭化混合粉末；再按重量份数计，在混料机中依次加入700份粉碎至7目的麦饭石，450份上述所得炭化混合粉末，70份粉煤灰，250份硅酸盐水泥，150份炼油厂二沉池活性污泥，13份木质素磺酸钠减水剂，160份清水，随后于温度为48℃，转速为400r/min条件下，恒温搅拌混合37min，出料，注入模具中，再将模具置于阳光下，静置4天，固化成型后脱模，得多孔混凝土块；最后将上述所得多孔混凝土块均匀放置于塑料水槽中，并向水槽中注入上述备用的发酵混合液，直至完全淹没多孔混凝土块，随后用聚乙烯塑料薄膜将水槽密封放置6天，收集浸泡后的多孔混凝土块，沥干水分后置于避光通风处自然风干9天，即得多孔低碱植生混凝土。
本实例操作简便，使用时，首先将本发明制得的多孔低碱植生混凝土切割成长为70cm，宽为50cm，厚为9cm的混凝土砌块，随后在清理干净的道路绿化带底层中填上一层厚度为6cm的黄土，再将上述切割好的混凝土砌块平铺在黄土上，待铺设完毕，按质量比1:10:2，将草种、土壤和肥料混合均匀并播撒在混凝土砌块的孔隙中，每天浇水一次进行养护，直至草种扎到土壤中吸收养分，透过混凝土长出绿色的小草即可。经检测，本发明制得的多孔低碱植生混凝土pH值为7.7，碱性小，等效孔径为23mm，孔隙率达40%，透水系数达20mm/s，具有较好的透水及透气性，且本发明植生混凝土具有较高的强度，28d抗压强度为40MPa，28d抗折强度为7MPa，弯曲强度达6.3MPa，具有广泛的应用市场。
实例3
首先依次取500L去离子水，500g牛粪，500g猪粪，400g鸡粪，500g稻草，400g玉米秸秆，混合均匀后置于发酵罐中，于温度为35℃条件下，密闭发酵60天，得发酵混合液，备用；随后依次称取500g陶土，800g硅藻土，200g稻壳，倒入球磨机中，按球料质量比为20：1加入氧化锆球磨珠，球磨处理4h，过180目筛，得混合粉末，再将所得混合粉末转入炭化炉，以5mL/min速率向炉内通入氮气，在氮气保护状态下，以8℃/min程序升温至520℃，保温炭化45min，随炉冷却至室温，出料，得炭化混合粉末；再按重量份数计，在混料机中依次加入800份粉碎至8目的麦饭石，500份上述所得炭化混合粉末，80份粉煤灰，300份硅酸盐水泥，200份炼油厂二沉池活性污泥，15份木质素磺酸钠减水剂，200份清水，随后于温度为50℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌混合45min，出料，注入模具中，再将模具置于阳光下，静置5天，固化成型后脱模，得多孔混凝土块；最后将上述所得多孔混凝土块均匀放置于塑料水槽中，并向水槽中注入上述备用的发酵混合液，直至完全淹没多孔混凝土块，随后用聚乙烯塑料薄膜将水槽密封放置7天，收集浸泡后的多孔混凝土块，沥干水分后置于避光通风处自然风干10天，即得多孔低碱植生混凝土。
本实例操作简便，使用时，首先将本发明制得的多孔低碱植生混凝土切割成长为80cm，宽为60cm，厚为10cm的混凝土砌块，随后在清理干净的道路绿化带底层中填上一层厚度为8cm的黄土，再将上述切割好的混凝土砌块平铺在黄土上，待铺设完毕，按质量比1:10:2，将草种、土壤和肥料混合均匀并播撒在混凝土砌块的孔隙中，每天浇水一次进行养护，直至草种扎到土壤中吸收养分，透过混凝土长出绿色的小草即可。经检测，本发明制得的多孔低碱植生混凝土pH值为7.8，碱性小，等效孔径为25mm，孔隙率达45%，透水系数达25mm/s，具有较好的透水及透气性，且本发明植生混凝土具有较高的强度，28d抗压强度为50MPa，28d抗折强度为9MPa，弯曲强度达6.5MPa，具有广泛的应用市场。