本发明涉及建筑材料制备技术领域，具体涉及一种高强度保水型植草砖的制备方法。
背景技术：
随着我国城市化进程的加快，大量旧建筑拆毁后的残渣处理成为难题，除部分金属、玻璃、木材回收处理外，大量的碎砖混泥土无法回收利用，形成建筑垃圾“山”，既影响市容，又会造成二次扬尘，污染空气。此外，随着城市建设的加快发展，绿化用地越来越少，城市热岛效应日趋突出，从而严重影响了城市居民的生活品质和健康水平。因此，植草绿化对于建筑物的隔热节能、城市的生态环境改善具有积极作用。
目前，市场上的植草砖是由混凝土、河沙、颜料等优质材料经过高压砖机振压而成，完全免烧砖，达到环保生产的要求。经过科学系统的养护，植草砖具有很强的抗压性，铺设在地面上有很好的稳固性，绿化面积广，能经受行人、车辆的辗压而不被损坏，同时绿草的根部是生长在植草砖下面，草根不会因此而受到伤害，因此建基植草砖得到了广泛的使用，很多大小城市也正在使用建基植草砖，它既可以方便人们出行，又可以增加城市的绿化面积，从而改善的空气。
传统的植草砖由于设计不合理，砖上层实际存土不厚，又无阻挡存水、肥功能，因而不具有保水、保肥功能，如连续十多天不下雨就需人工浇水，而且即使下雨或浇水后由于无挡水结构也很快就渗光，使得日常浇水养护工作量大。特别用于斜坡面例如护坡、路基斜面，斜铺上方更不储水，因而抗干旱能力更差，养护工作量更大。另外，现有植草砖还存在以下缺点：1、其作为可承重表面，抗压强度还有待于提高；2、植草砖成本偏高，有待于降低。
因此，研制出一种能够解决上述性能问题的植草砖非常有必要。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题，针对目前传统的植草砖由于设计不合理，砖上层存土不厚，因而不具有保水功能，如连续十多天不下雨就需人工浇水，即使下雨或浇水后由于无挡水结构也很快就渗光，使得日常浇水养护工作量大，另外，作为可承重表面，抗压强度还有待于提高的缺陷，提供了一种高强度保水型植草砖的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种高强度保水型植草砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将二次沉淀污泥置于污泥脱水机中脱水后，放入烘箱中加热升温，干燥得到脱水污泥，将脱水污泥、粉煤灰和蒙脱石黏土混合，置于球磨机中球磨，过筛得到混合粉料；
（2）向2～3kg上述混合粉料中加入700～800去离子水，放入制球机中制成生料球，将生料球置于烘箱中，干燥，放入马弗炉中，加热升温焙烧后，停止加热，自然冷却至室温后，出料得到陶粒；
（3）取坡缕石置于磨石机中粗磨3～4h，得到坡缕石粉末，将300～350g坡缕石粉末置于装有400～500ml蒸馏水的烧杯中搅拌，向烧杯中滴加盐酸直至无气泡产生，得到粘土悬浮液，将粘土悬浮液置于高速离心分散机中，离心处理，分离得到下层沉淀，将下层沉淀置于烘箱中，加热升温，干燥，得到酸化粘土；
（4）从制锰厂中回收酸浸锰矿渣，将酸浸锰矿渣置于振筛机中筛分，分离选取酸浸锰矿渣，将酸浸锰矿渣、生石灰、蒸馏水混合，搅拌反应后，置于高速离心机中，离心处理，去除上层液，得到预处理酸浸锰矿渣；
（5）按重量份数计，将20～22份聚丙烯纤维、5～7份pc聚羧酸减水剂、30～40份去离子水混合，配置得到添加剂混合液，将40～50份陶粒、10～15份去离子水混合，得到预湿陶粒，将预湿陶粒、20～25份酸化粘土、10～15份预处理酸浸锰矿渣和40～45份水泥放入水泥搅拌车中，搅拌，预拌后，将添加剂混合液放入水泥搅拌车中继续搅拌，得到半干混合料；
（6）将半干混合料倒入植草砖模具中，再将植草砖模具置于油压机中压制成型，压制完成后将植草砖模具置于水热反应釜中，加热升温，保温蒸汽养护，自然降温至室温后，脱模得到高强度保水型植草砖。
步骤（1）所述的加热升温后温度为70～80℃，干燥时间为4～5h，脱水污泥、粉煤灰和蒙脱石黏土混合质量比为5:1:2，球磨时间为3～4h，所过筛规格为200目。
步骤（2）所述的生料球的粒径为2～3mm，烘箱设定温度为100～110℃，干燥时间为2～3h，加热升温后温度为400～450℃，预热时间为10～15min，再升温后温度为1100～1150℃，焙烧时间为15～20min。
步骤（3）所述的粗磨时间为3～4h，搅拌时间为20～25min，盐酸的质量分数为10%，离心处理转速为4000～4200r/min，离心处理时间为10～15min，加热升温后温度为100～110℃，干燥时间为2～3h，得到酸化粘土。
步骤（4）所述的酸浸锰矿渣置于振筛机中筛分时间为30～40min，分离选取酸浸锰矿渣的粒径为50～80μm，酸浸锰矿渣、生石灰、蒸馏水混合质量比为2︰1︰3，搅拌反应时间为3～5h后，离心处理转速为3000～3500r/min，离心处理时间为12～14min。
步骤（5）所述的搅拌转速为60～80r/min，预拌时间为4～5mim，继续搅时间为拌15～20min，得到半干混合料。
步骤（6）所述的外植草砖模具外尺寸为100mm×100mm×80mm、内尺寸为60mm×60mm×40mm，控制压制成型温度为40～45℃，压力为1.8～2.0mpa，压制时间为1～2h，加热升温后温度为105～110℃，保温蒸汽养护过程为：保温养护1～2h，再升温至200～210℃，继续养护10～12h。
本发明的有益效果是：
（1）本发明以二次沉淀污泥为原料，脱水干燥得到脱水污泥，将脱水污泥、粉煤灰、蒙脱石黏土混合球磨得到混合粉料，将混合粉料加水混合制得生料球，经过干燥、预热、焙烧得到陶粒，将坡缕石粉末酸化、离心分离、干燥得到酸化粘土，回收酸浸锰矿渣，将其与生石灰、蒸馏水等混合反应、离心分离得到预处理酸浸锰矿渣，将陶粒、去离子水混合得到预湿陶粒，最后将预湿陶粒、酸化粘土、预处理酸浸锰矿渣、水泥置于水泥搅拌机中搅拌，掺入聚丙烯纤维、pc聚羧酸减水剂与去离子水配置而成的添加剂混合液得到半干混合料，经过装模压制、保温蒸汽养护得到高强度保水型，本发明利用生石灰与水反应生成氢氧化钙，并与锰渣中的硫酸盐发生反应，生成二水石膏，石膏具有较好的凝胶性能，能够促进植草砖中颗粒物的团聚，在制备植草砖过程中将生石灰作为添加组分，和粘土泥浆中水接触时发生反应，释放大量的热，能够促进锰矿渣中的玻璃体中硅盐和铝盐的溶出，激发锰矿渣的活性，玻璃体中溶出的硅盐和铝盐与氢氧化钙发生反应，水化生成水化硅酸铝和水化硅酸钙，这两种物质都属于胶凝物质，可以将植草砖中的颗粒物质团聚在一起，从而使植草砖具备高强度性能；
（2）本发明以污泥制得陶粒，陶粒掺入水泥中制成植草砖，植草砖中水泥包覆着陶粒颗粒，陶粒是一种内部含有大量孔洞的材料，通过水泥的粘结作用，陶粒之间会形成孔洞，本发明中陶粒经高温烧胀而得，陶粒中大量孔洞使陶粒的吸水性能很强，由于所制植草砖是空心结构，在大雨后陶粒孔隙中多余水分会储存在空心结构中，储水能力相比一般吸附型储水植草砖要强，植草砖中的生石灰吸水后会形成石膏和钟乳石，增加了植草砖的强度，另一方面酸性添加料使钟乳石会在缺水时逆方向反应变成氧化钙，从而使植草砖的高吸水性能得以长时间保持，应用前景广阔。
具体实施方式
将二次沉淀污泥置于污泥脱水机中脱水30～40min后，放入烘箱中加热升温至70～80℃，干燥4～5h，得到脱水污泥，将脱水污泥、粉煤灰和蒙脱石黏土按质量比为5:1:2混合，置于球磨机中球磨3～4h，过200目筛得到混合粉料；向2～3kg上述混合粉料中加入700～800ml水，放入制球机中制成粒径为2～3mm的生料球，将生料球置于设定温度为100～110℃的烘箱中，干燥2～3h，放入马弗炉中，加热升温至400～450℃，预热10～15min，再升温至1100～1150℃，焙烧15～20min，停止加热，自然冷却至室温后，出料得到陶粒；取坡缕石置于磨石机中粗磨3～4h，得到坡缕石粉末，将300～350g坡缕石粉末置于装有400～500ml蒸馏水的烧杯中搅拌20～25min，向烧杯中滴加质量分数为10%的盐酸直至无气泡产生，得到粘土悬浮液，将粘土悬浮液置于高速离心分散机中，以4000～4200r/min的转速离心处理10～15min，分离得到下层沉淀，将下层沉淀置于烘箱中，加热升温至100～110℃，干燥2～3h，得到酸化粘土；从制锰厂中回收酸浸锰矿渣，将酸浸锰矿渣置于振筛机中筛分30～40min，分离选取粒径为50～80μm的酸浸锰矿渣，将酸浸锰矿渣、生石灰、蒸馏水按质量比为2︰1︰3混合，搅拌反应3～5h后，置于高速离心机中，以3000～3500r/min的转速离心处理12～14min，去除上层液，得到预处理酸浸锰矿渣；按重量份数计，将20～22份聚丙烯纤维、5～7份pc聚羧酸减水剂、30～40份去离子水混合，配置得到添加剂混合液，将40～50份陶粒、10～15份去离子水混合，得到预湿陶粒，将预湿陶粒、20～25份酸化粘土、10～15份预处理酸浸锰矿渣和40～45份水泥放入水泥搅拌车中，以60～80r/min的转速搅拌，预拌4～5mim后，将添加剂混合液放入水泥搅拌车中继续搅拌15～20min，得到半干混合料；将半干混合料倒入外尺寸为100mm×100mm×80mm、内尺寸为60mm×60mm×40mm的植草砖模具中，再将植草砖模具置于油压机中压制成型，控制压制成型温度为40～45℃，压力为1.8～2.0mpa，压制时间为1～2h，压制完成后将植草砖模具置于水热反应釜中，加热升温至105～110℃，保温蒸汽养护1～2h，再升温至200～210℃，继续养护10～12h，自然降温至室温后，脱模得到高强度保水型植草砖。
将二次沉淀污泥置于污泥脱水机中脱水30min后，放入烘箱中加热升温至70℃，干燥4h，得到脱水污泥，将脱水污泥、粉煤灰和蒙脱石黏土按质量比为5:1:2混合，置于球磨机中球磨3h，过200目筛得到混合粉料；向2kg上述混合粉料中加入700ml水，放入制球机中制成粒径为2mm的生料球，将生料球置于设定温度为100℃的烘箱中，干燥2h，放入马弗炉中，加热升温至400℃，预热10min，再升温至1100℃，焙烧15min，停止加热，自然冷却至室温后，出料得到陶粒；取坡缕石置于磨石机中粗磨3h，得到坡缕石粉末，将300g坡缕石粉末置于装有400ml蒸馏水的烧杯中搅拌20min，向烧杯中滴加质量分数为10%的盐酸直至无气泡产生，得到粘土悬浮液，将粘土悬浮液置于高速离心分散机中，以4000r/min的转速离心处理10min，分离得到下层沉淀，将下层沉淀置于烘箱中，加热升温至100℃，干燥2h，得到酸化粘土；从制锰厂中回收酸浸锰矿渣，将酸浸锰矿渣置于振筛机中筛分30min，分离选取粒径为50μm的酸浸锰矿渣，将酸浸锰矿渣、生石灰、蒸馏水按质量比为2︰1︰3混合，搅拌反应3h后，置于高速离心机中，以3000r/min的转速离心处理12min，去除上层液，得到预处理酸浸锰矿渣；按重量份数计，将20份聚丙烯纤维、5份pc聚羧酸减水剂、30份去离子水混合，配置得到添加剂混合液，将40份陶粒、10份去离子水混合，得到预湿陶粒，将预湿陶粒、20份酸化粘土、10份预处理酸浸锰矿渣和40份水泥放入水泥搅拌车中，以60r/min的转速搅拌，预拌4mim后，将添加剂混合液放入水泥搅拌车中继续搅拌15min，得到半干混合料；将半干混合料倒入外尺寸为100mm×100mm×80mm、内尺寸为60mm×60mm×40mm的植草砖模具中，再将植草砖模具置于油压机中压制成型，控制压制成型温度为40℃，压力为1.8mpa，压制时间为1h，压制完成后将植草砖模具置于水热反应釜中，加热升温至105℃，保温蒸汽养护1h，再升温至200℃，继续养护10h，自然降温至室温后，脱模得到高强度保水型植草砖。
将二次沉淀污泥置于污泥脱水机中脱水35min后，放入烘箱中加热升温至75℃，干燥4.5h，得到脱水污泥，将脱水污泥、粉煤灰和蒙脱石黏土按质量比为5:1:2混合，置于球磨机中球磨3.5h，过200目筛得到混合粉料；向2.5kg上述混合粉料中加入750ml水，放入制球机中制成粒径为2.5mm的生料球，将生料球置于设定温度为105℃的烘箱中，干燥2.5h，放入马弗炉中，加热升温至425℃，预热13min，再升温至1125℃，焙烧17min，停止加热，自然冷却至室温后，出料得到陶粒；取坡缕石置于磨石机中粗磨3.5h，得到坡缕石粉末，将325g坡缕石粉末置于装有450ml蒸馏水的烧杯中搅拌23min，向烧杯中滴加质量分数为10%的盐酸直至无气泡产生，得到粘土悬浮液，将粘土悬浮液置于高速离心分散机中，以4100r/min的转速离心处理13min，分离得到下层沉淀，将下层沉淀置于烘箱中，加热升温至105℃，干燥2.5h，得到酸化粘土；从制锰厂中回收酸浸锰矿渣，将酸浸锰矿渣置于振筛机中筛分35min，分离选取粒径为65μm的酸浸锰矿渣，将酸浸锰矿渣、生石灰、蒸馏水按质量比为2︰1︰3混合，搅拌反应4h后，置于高速离心机中，以3250r/min的转速离心处理13min，去除上层液，得到预处理酸浸锰矿渣；按重量份数计，将21份聚丙烯纤维、6份pc聚羧酸减水剂、35份去离子水混合，配置得到添加剂混合液，将45份陶粒、13份去离子水混合，得到预湿陶粒，将预湿陶粒、23份酸化粘土、13份预处理酸浸锰矿渣和43份水泥放入水泥搅拌车中，以70r/min的转速搅拌，预拌4.5mim后，将添加剂混合液放入水泥搅拌车中继续搅拌18min，得到半干混合料；将半干混合料倒入外尺寸为100mm×100mm×80mm、内尺寸为60mm×60mm×40mm的植草砖模具中，再将植草砖模具置于油压机中压制成型，控制压制成型温度为43℃，压力为1.9mpa，压制时间为1.5h，压制完成后将植草砖模具置于水热反应釜中，加热升温至107℃，保温蒸汽养护1.5h，再升温至205℃，继续养护11h，自然降温至室温后，脱模得到高强度保水型植草砖。
将二次沉淀污泥置于污泥脱水机中脱水40min后，放入烘箱中加热升温至80℃，干燥5h，得到脱水污泥，将脱水污泥、粉煤灰和蒙脱石黏土按质量比为5:1:2混合，置于球磨机中球磨4h，过200目筛得到混合粉料；向3kg上述混合粉料中加入800ml水，放入制球机中制成粒径为3mm的生料球，将生料球置于设定温度为110℃的烘箱中，干燥3h，放入马弗炉中，加热升温至450℃，预热13min，再升温至1150℃，焙烧20min，停止加热，自然冷却至室温后，出料得到陶粒；取坡缕石置于磨石机中粗磨4h，得到坡缕石粉末，将350g坡缕石粉末置于装有500ml蒸馏水的烧杯中搅拌25min，向烧杯中滴加质量分数为10%的盐酸直至无气泡产生，得到粘土悬浮液，将粘土悬浮液置于高速离心分散机中，以4200r/min的转速离心处理15min，分离得到下层沉淀，将下层沉淀置于烘箱中，加热升温至110℃，干燥3h，得到酸化粘土；从制锰厂中回收酸浸锰矿渣，将酸浸锰矿渣置于振筛机中筛分40min，分离选取粒径为80μm的酸浸锰矿渣，将酸浸锰矿渣、生石灰、蒸馏水按质量比为2︰1︰3混合，搅拌反应5h后，置于高速离心机中，以3500r/min的转速离心处理14min，去除上层液，得到预处理酸浸锰矿渣；按重量份数计，将22份聚丙烯纤维、7份pc聚羧酸减水剂、40份去离子水混合，配置得到添加剂混合液，将50份陶粒、15份去离子水混合，得到预湿陶粒，将预湿陶粒、25份酸化粘土、15份预处理酸浸锰矿渣和45份水泥放入水泥搅拌车中，以70r/min的转速搅拌，预拌4.5mim后，将添加剂混合液放入水泥搅拌车中继续搅拌17min，得到半干混合料；将半干混合料倒入外尺寸为100mm×100mm×80mm、内尺寸为60mm×60mm×40mm的植草砖模具中，再将植草砖模具置于油压机中压制成型，控制压制成型温度为43℃，压力为1.9mpa，压制时间为1.5h，压制完成后将植草砖模具置于水热反应釜中，加热升温至107℃，保温蒸汽养护1.5h，再升温至205℃，继续养护11h，自然降温至室温后，脱模得到高强度保水型植草砖。
对比例以苏州市某公司生产的植草砖作为对比例对本发明制得的高强度保水型植草砖和对比例中的植草砖进行检测，检测结果如表1所示：
取本发明制得的高强度保水型植草砖和对比例中的植草砖各100块进行种植草和害虫情况考察。
参照《ny/t1253-2006植草砖》的标准进行检测。
表1性能测定结果
根据表1中数据可知，本发明制得的高强度保水型植草砖，具有抗冻性强、抗压性能优异、保税效果好等优点，明显优于对比例样品。因此，具有广阔的使用前景。