生态混凝土添加剂及生态混凝土的制作方法

1.本发明涉及特种建筑材料技术领域，具体涉及生态混凝土添加剂及生态混凝土。


背景技术：

2.在生态混凝土方面的研究，国外要比国内起步早，如日本、荷兰等。特别是日本，在这方面处于领先水平。早在十年前，日本就已经开始进行生态混凝土的研究和实践工作了。特别是最近几年，随着经济的发展、基础设施的建设和环境生态保护的需要，环境友好型生态混凝土得到了人们的广泛重视。利用生态混凝土建造水边构筑物是水体生态修复的主要方法之一。生态混凝土实质上是一种有着连续孔隙的多孔混凝土，其多孔结构为水体中的微生物、动物和植物提供了附着生长空间，有利于水体生物多样性的增加，促进生态系统的修复。人们开发出了大量的环境友好型生态混凝土材料，对生态环境的保护和基础设施的建设起到了积极地作用，但是，目前的生态混凝土大多局限于透水和植物可生长性混凝土。随着环境污染的加剧和人们对环境质量要求的日益提高，需要一种具有净化水质功能的环境友好的生态混凝土材料。


技术实现要素：

3.为了克服上述技术缺陷的不足，本发明提供了生态混凝土添加剂及生态混凝土，具有对水质负荷变动能够持有缓冲作用，可以发挥稳定净化作用的特点。
4.生态混凝土添加剂，关键在于：多孔骨料置于复合菌液中，经真空吸附、烘干而成；
5.所述复合菌液为质量比为5：(1
‑
3)：(0.5
‑
2)巴士生孢八叠球菌菌液、硝酸菌液和甲烷菌液。
6.优选的，所述多孔骨料为粒径为0.08mm
‑
2.0mm的陶瓷骨料、矿渣骨料、煤矸石骨料中的一种或多种。
7.优选的，所述巴士生孢八叠球菌菌液的od值为(1.25～1.40)，菌体浓度为1.5
×
109～3.2
×
109cfu/ml。
8.优选的，所述硝酸菌液菌液的od值为(1～1.2)，菌体浓度为2
×
109～2.4
×
109cfu/ml。
9.优选的，所述复合菌液低温
‑
4℃～0℃放置12小时后，加入多孔骨料进行真空吸附，真空负压为0.6
‑
0.8mpa，吸附时间为30～45min，然后转移至烘箱内，30
‑
40℃下恒温烘干12
‑
18h。
10.生态混凝土，关键在于：包括以上任一项所述的生态混凝土添加剂，所述生态混凝土添加剂的掺量为生态混凝土总质量的30％～45％。
11.优选的，还包括以下质量分数的原料：粉煤灰7
‑
12％、水泥34
‑
38％、超细粉防腐剂2
‑
6％、减水剂1
‑
3％、水余量。
12.优选的，所述超细粉防腐剂由质量比为6:4的sio2和al2o3组成，超细粉防腐剂粒径范围1
‑
1.5μm，比表面积≥2500m2/kg。
13.优选的，所述减水剂为萘系高效减水剂、聚羧酸高效减水剂或密胺高效减水剂中的一种或多种。
14.有益效果：与现有技术相比，本发明所提供的生态混凝土添加剂及生态混凝土，通过具有合适配比的好氧菌、厌氧菌及芽孢杆菌微生物的复合菌液，既能在多孔骨料的内外壁面形成微生物膜，能通过某些钙矿化反应机制在细胞芽孢处生成一些化合物，从而填塞或黏结接触水氧的有孔介质界面，对混凝土裂缝进行自修复，相比于传统混凝土，动物附着个体数增至5倍(包括根足虫类、轮虫类、线虫类、贫毛类、腹足类、水蛭类、等脚类、甲壳类、水生昆虫)，藻类附着数达到4倍(包括绿藻、蓝藻、滑边毛藻、眼虫藻、金藻、甲藻、褐藻、红藻)，具有更大生物容量，为微生物的生长、活动及繁殖提供空间和场所，提高了其对水质净化的效果，改善了植物生长状况，通过同时还保持了生态混凝土自身的强度、透水性和透气性。生态混凝土添加剂还对水体中有机化合物、总氮和总磷等污染物有较好的吸附特性。本发明在达到传统型生态混凝土功能的前提下，弥补了生态混凝土自身的不足，从而拓展了生态混凝土的应用范围。
15.具体实施方法
16.为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。
17.实施例1生态混凝土添加剂i
18.将质量比为5：1：0.5巴士生孢八叠球菌菌液、硝酸菌液和甲烷菌液在低温
‑
4℃～0℃放置12小时后，加入粒径为0.08mm
‑
1.0mm的陶瓷骨料进行真空吸附，真空负压为0.6mpa，吸附时间为30min，然后转移至烘箱内，在30℃下恒温烘干12
‑
18h制得生态混凝土添加剂；巴士生孢八叠球菌菌液的od值为1.25，菌体浓度为1.5
×
109cfu/ml，硝酸菌液菌液的od值为1，菌体浓度为2
×
109cfu/ml。
19.实施例2生态混凝土添加剂ii
20.将质量比为5：3：2巴士生孢八叠球菌菌液、硝酸菌液和甲烷菌液在低温
‑
4℃～0℃放置12小时后，加入粒径为1.0mm
‑
2.0mm的矿渣骨料进行真空吸附，真空负压为0.8mpa，吸附时间为45min，然后转移至烘箱内，在40℃下恒温烘干12
‑
18h制得生态混凝土添加剂；巴士生孢八叠球菌菌液的od值为1.4，菌体浓度为3.2
×
109cfu/ml，硝酸菌液菌液的od值为1.2，菌体浓度为2.4
×
109cfu/ml。
21.实施例3生态混凝土添加剂iii
22.将质量比为5：2：1.5巴士生孢八叠球菌菌液、硝酸菌液和甲烷菌液在低温
‑
4℃～0℃放置12小时后，加入粒径为1.0mm
‑
2.0mm的煤矸石骨料进行真空吸附，真空负压为0.6mpa，吸附时间为40min，然后转移至烘箱内，在40℃下恒温烘干12
‑
18h制得生态混凝土添加剂；巴士生孢八叠球菌菌液的od值为1.3，菌体浓度为2.2
×
109cfu/ml，硝酸菌液菌液的od值为1，菌体浓度为2.0
×
109cfu/ml。
23.实施例4生态混凝土
24.将质量分数为30％的生态混凝土添加剂i倒入搅拌机中，同时倒入占水总重量40％的水，充分搅拌后，倒入质量分数为7％的粉煤灰、质量分数为34％的水泥充分搅拌后，同时倒入质量分数为2％的质量比为6:4的sio2和al2o3的超细防腐剂、所述超细粉防腐剂由质量分数为1％的萘系高效减水剂和占水总重量20％的水，均匀搅拌后，缓慢倒入余下水
量，然后置于磨具中，浇筑压膜成型，24h后脱模，自然条件下养护28天。
25.实施例5生态混凝土
26.将质量分数为45％的生态混凝土添加剂ii倒入搅拌机中，同时倒入占水总重量40％的水，充分搅拌后，倒入质量分数为12％的粉煤灰、质量分数为38％的水泥充分搅拌后，同时倒入质量分数为6％的质量比为6:4的sio2和al2o3的超细防腐剂、质量分数为3％的聚羧酸高效减水剂和占水总重量20％的水，均匀搅拌后，缓慢倒入余下水量，然后置于磨具中，浇筑压膜成型，24h后脱模，自然条件下养护28天。
27.实施例6生态混凝土
28.将质量分数为38％的生态混凝土添加剂ii倒入搅拌机中，同时倒入占水总重量40％的水，充分搅拌后，倒入质量分数为10％的粉煤灰、质量分数为35％的水泥充分搅拌后，同时倒入质量分数为5％的质量比为6:4的sio2和al2o3的超细防腐剂、质量分数为2％的密胺高效减水剂和占水总重量20％的水，均匀搅拌后，缓慢倒入余下水量，然后置于磨具中，浇筑压膜成型，24h后脱模，自然条件下养护28天。
29.对比例1
30.同实施例6，与实施例6不同的是，本实施例不加入生态混凝土添加剂，直接将复合菌液直接加入到混凝土配料中进行生态混凝土的制备。
31.对比例2
32.同实施例6，与实施例6不同的是，将硅粉替代本超细粉防腐剂。
33.对比例3
34.市购混凝土。
35.对各实施例4
‑
6及对比实施例1
‑
2制备得到的生态混凝土进行如下性能测试，测试结果如表1所示：
36.物理性能测试：在60
±
5％rh和25
±
5℃下，测试孔隙率、ph值，及对比了7天、14天、20天、28天的抗剪承载力。
37.水质净化性能测试：将生态混凝土试块放入人工湿地与地下土壤渗滤小试系统，作为人工湿地潜流层、地下土壤渗滤沟层中的基质，采用人工配置污水，测定前后水质变化。
38.自修复混凝土修复效能测试：在85
±
5％rh和22
±
2℃条件下养护7d后预置裂缝；试件经电液伺服压力试验机采用三点法加载预置裂缝，具体方法为调试压力机以0.05mm/min的速率加载，当试件的受拉侧面最下端出现0.1～0.3mm裂缝即停止加载并于持荷90s后卸载；试件放在水中充氧养护，分别在3d、7d、14d、28d并且记录裂缝修复情况。
[0039][0040]
由上表可以看到，本发明的实施例4
‑
6与对比例1相比，修复裂缝的能力明显增强，表明复合菌在多孔骨料上能形成生物膜大大提高细菌的存活能力，并且从本发明的抗压强度在12mpa以上，孔隙率在27.8％以上，适合微生物、植物的生长条件，且相对于对比例3，总磷的去除率提升了9
‑
15％，总氮的去除率提升了39
‑
54％，cod的去除率提升了26
‑
37％。
[0041]
最后需要说明，上述描述仅为本发明的优选实施例，本领域的技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。