一种边坡深层排水沟用增强性生态混凝土的制作方法

本发明属于固体废弃物处理
技术领域：
，涉及一种边坡深层排水沟用增强性透水混凝土。
背景技术：
：提高边坡稳定性的最有效方法就是降低边坡土体中的孔隙水压力，实际工程中通常会在边坡上设置排水沟来达到解决这个问题。为了增强排水沟与边坡土壤的水体联系，通常采用生态混凝土作为排水沟的面板护砌。生态混凝土是由一系列相连通的孔隙和水泥浆与骨料形成的实体骨架构成的多孔材料。但目前的生态混凝土普遍存在着强度不高，透水性能不稳定，耐久性差等问题，这些就导致了当前的排水沟道边坡稳定性差，容易产生沟道淤积，排水效率低。因此，这种生态混凝土在实际应用中受到很大的限制。考虑边坡的稳定问题，当前的排水沟生态混凝土设计时只考虑强度要求，而忽略了排水沟用生态混凝土的排水性能。随着经济水平的不断提高，建筑行业的发展突飞猛进，混凝土结构作为使用最为广泛的结构形式之一，每年需要消耗大量的建筑材料。当前所使用的大多数骨料都为天然骨料，通常是从河床、采石场和海底挖出。如果这样毫无止境地开采下去，对自然环境和资源造成的破坏是无法弥补的。近些年来，为了减少建筑材料，尤其是自然资源的消耗对环境的影响，废弃物和副产品的再利用作为该问题最有效的解决办法也得到了学者们的关注和研究。对于天然骨料，通常考虑的替代产品主要有再生骨料、矿渣骨料和钢渣骨料等。除了这些以外，仍有一些废弃物及其副产品可被用来替代混凝土中的天然骨料。随着海洋资源的不断开发和捕渔业的发展，产生了大量的贝壳及其副产品。这些贝壳中，除了少部分得到了加工成为工艺品，绝大部分都被作为废物丢弃。贝壳的主要成分为碳酸钙，具有一定的强度。国内外已有部分学者使用贝壳副产品代替混凝土材料中的粗骨料，然而相关研究和实际应用鲜少。基于以上几点，本发明公开了一种边坡深层排水沟增强性生态混凝土的配合比。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是针对现有排水沟技术中存在的不足，设计出了一种边坡深层排水沟的结构形式，并公开了一种边坡深层排水沟用增强性生态混凝土配比。本发明提供的技术方案是：一种边坡深层排水沟结构，包括平行排水沟1、汇集排水沟2、夯实粘土塞3和边坡4。所述平行排水沟沿1平行于边坡方向均匀布置；所述汇集排水沟2与所有平行排水沟1最低端相连通；所述边坡深层排水沟结构适用于稳定和曾经受到滑坡目前已经稳定的所有岩质或土质边坡。针对该边坡深层排水沟，提出一种边坡深层排水沟用增强性生态混凝土，组成及其质量分数为：水泥10～15份，粉煤灰5～15份，天然粗骨料45～70份，废弃贝壳5～30份，纳米硅粉0.2～0.6份，高效减水剂0～0.3份，水胶比为0.22～0.28。所述水泥为32.5标号以上的普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、铝酸盐水泥中任一种或两种以上的混合；所述粉煤灰为ⅰ级粉煤灰、ⅱ级粉煤灰、ⅲ级粉煤灰中的任意一种，其比表面积≥400m2/kg；所述天然粗骨料粒径为5～25mm，堆积密度为2.50～2.80g/cm3，吸水率为0.42％～0.52％；所述废弃贝壳粒径为5～20mm，堆积密度为2.70～2.80g/cm3，吸水率为1.2％～2.5％；所述纳米硅粉粒径为10～25nm，ph值为6.5～7.5，105℃时的烧失量≤3％，干燥状态下的sio2含量≥92％；所述高效减水剂为萘系、三聚氰胺系、聚羧酸高效等减水剂中的任意一种。本发明具有以下的技术优势：(1)本发明所提供的边坡深层排水沟结构形式简单，施工便利。可以应用于所有稳定或曾经发生过滑坡现已稳定的岩质或土质边坡，适用范围广。(2)本发明提供的生态混凝土配合比中采用粉煤灰替代一部分的水泥，不仅大大节省了成本，同时粉煤灰能改善生态混凝土的工作性能，增大水泥浆体的孔隙率，有效提高生态混凝土的渗透性；(3)本发明提供的生态混凝土配合比中采用的纳米硅粉颗粒细，比表面积大，具有很高的火山灰特性，与水泥反应形成的胶凝产物水化硅酸钙更细，微观结构更致密。同时，由于其较细的颗粒，纳米硅灰可以填充水泥浆体的孔隙，提高了水泥浆体的质量，从而提高了透水混凝土的强度和耐久性，有利于边坡的稳定；(4)本发明提供的生态混凝土配合比中掺入了大量的废弃贝壳，从功能性上来说，贝壳具有更高的吸水率，排水效果更好。掺加贝壳的透水混凝土的水流状态比反滤体规则，不易将排水沟基底土壤带走；从实用价值方面考虑，使用废弃贝壳替代天然骨料，不仅变废为宝，而且取材方便，易于加工。同时也节省了大量的天然石子，有利于资源保护，大大降低了原料所需成本和运输费；(5)本发明公开的边坡深层排水沟用生态混凝土，工作性能好，能够在保证高排水性能的同时满足强度要求，大大缓解了排水沟淤积堵塞的难题，排水效率高，连通了边坡土体地下水和沟道水体，增强了沟道水体的自净能力，提高了边坡土壤的透水透气性，为边坡绿化提供了有利条件。取材方便，经济环保。附图说明图1是本发明所公开的边坡深层排水沟结构整体示意图；图2是本发明所公开的边坡深层排水沟结构x-x′剖面示意图；图3是本发明所公开的边坡深层排水沟结构f-f′剖面示意图。具体实施方式：下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，进一步详细描述。(1)具体实例选用以下五种配合比，如表1所示，在实验室对不同的配合比进行制样测试。表1生态混凝土的配合比水泥粉煤灰石子砂废弃贝壳纳米硅粉高效减水剂水1309.001161.872.6290.504.892.72309.001161.872.6290.59.274.895.53309.00871.472.6580.99.274.895.54216.392.71161.872.6290.59.274.895.55154.5154.51161.872.6290.59.274.895.5水泥采用海螺52.5级水泥，实例中选用的粉煤灰的具体成分如下表2所示。石子的粒径范围为5～15mm，废弃贝壳的粒径为4～10mm，纳米硅粉的平均粒径为10～25nm，ph值为6.8，表观密度为0.10g/ml。高效减水剂为聚羧酸高效减水剂。表2粉煤灰的成分sio2mgofe2o3caoal2o3na2ok2oso3质量分数36.42.5522.417.514.10.2312.091.04(2)按照表1中所列配合比，使用强制式双卧轴式混凝土搅拌机进行搅拌。首先称取相应质量的各种组分，加入到搅拌机中，搅拌25秒使其均匀混合，然后加入总用水量的50％再搅拌35秒使拌合物达到均匀湿润状态，最后将剩余的水和减水剂混合在一起边搅拌边加入，最后阶段搅拌120秒左右。(3)将试样进行装模，每装三分之一的模具高，用捣棒均匀插捣25次，最后放在振动台上，振动5s，用钢片刮平表面。所有试件在成型后，立即用表面刷过机油的塑料薄膜覆盖住，防止水分蒸发影响水泥的水化及强度发展。(4)将试件放在标准养护室养护24h后进行脱模，然后洒水养护。(5)试件养护7天后，测量试件的孔隙率，并使用新三思压力试验机测得不同配合比下试件的7天强度如表4所列。表4不同配合比试件的孔隙率和7天强度配比孔隙率/％7天强度/mpa131.519.98230.821.39330.124.06432.822.83534.322.20当前第1页12