基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构及其制备方法

本发明属于建筑材料，具体涉及一种基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构及其制备方法。

背景技术：

1、植生混凝土作为一种边坡防护与生态绿化相结合的材料被广泛应用，但在西北地区气候和地质环境主要呈现出盐碱侵蚀严重、气候严寒、降雨量少以及土壤ph值较高等特点。现有的传统植生混凝土存在显著缺陷：首先，传统植生混凝土对盐侵蚀和严寒冻融交替的抵抗力较弱，容易发生结构剥落和强度衰减；其次，传统植生混凝土在用于矿山区排水边沟时，其力学性能和坡护性能较差，难以满足边沟水流冲刷和护坡稳定性的双重要求；最后，由于西北地区干旱少雨且土壤偏碱性，传统植生混凝土保水性能差且无法有效调节碱性环境，导致植物适生性极不理想，难以实现长效生态修复。

2、另一方面，现有技术对生活垃圾焚烧尾渣的处理和利用存在明显瓶颈，现有的利用方式多局限于路基填料、垃圾填埋场覆盖料或制造低强度砖等低附加值领域。这主要是因为与天然材料及常规人工骨料相比，焚烧尾渣存在强度偏低、孔隙率和吸水率较高、密度较低、成分复杂导致性能稳定性差，以及颗粒形态多棱角等物理和化学缺陷。基于上述现有技术存在的缺陷，本领域亟待解决以下技术问题：一是，如何克服传统植生混凝土在盐寒环境下的力学与耐久性缺陷问题；二是，如何解决传统植生混凝土在西北干旱高碱环境下的植物适生性差的问题；三是，如何突破生活垃圾焚烧尾渣自身物理力学性能低下的利用瓶颈问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构及其制备方法，通过采用强化后生活垃圾焚烧尾渣，按照配合比配制双层混凝土结构，在制作过程中使用模具对植生层进行压槽处理，再使用柠檬酸溶液强化植生混凝土的植物适生性，解决了植生混凝土在西北干旱高碱环境下的植物适生性差的问题，克服传统植生混凝土在盐寒环境下的力学与耐久性缺陷问题。

2、为解决上述传统植生混凝土在盐寒环境下的力学与耐久性缺陷问题；传统植生混凝土在西北干旱高碱环境下的植物适生性差的问题；以及突破生活垃圾焚烧尾渣自身物理力学性能低下的利用瓶颈问题。本发明提供如下技术方案：

3、一种基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构，所述植生混凝土结构为双层结构，包括：基层混凝土层以及植生层混凝土层，

4、基层混凝土层，位于下层，组份至少包括强化后生活垃圾焚烧尾渣，

5、植生层混凝土层，位于上层，组份至少包括强化后生活垃圾焚烧尾渣；

6、所述生活垃圾焚烧尾渣采用纳米二氧化硅溶液进行强化；

7、所述植生混凝土结构至少对植生层混凝土层利用柠檬酸溶液进行浸泡处理。

8、进一步地，所述基层混凝土层包含以下组分及组分相应的质量百分比：

9、水泥1份

10、强化后的垃圾焚烧尾渣粗骨料1.2~1.5份

11、天然粗骨料1.2~1.5 份

12、细骨料1.5~1.8份

13、粉煤灰0.15~0.25份

14、硅灰0.05~0.084份

15、萘系高效减水剂0.0004~0.006份

16、水0.25~0.35份。

17、进一步地，所述植生层混凝土层包含以下组分及其质量百分比：

18、水泥1份

19、强化后垃圾焚烧尾渣粗骨料4~5份

20、天然粗骨料4~5份

21、粉煤灰0.05~0.1份

22、硅灰0.01~0.02份

23、萘系高效减水剂0.003~0.004份

24、水0.35~0.45份。

25、进一步地，所述植生层混凝土层顶部设有凹槽。

26、一种基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构的制备方法，所述方法用于制备所述的基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构，包括以下步骤：

27、s1、生活垃圾焚烧尾渣进行除铁处理，将除铁处理后的生活垃圾焚烧尾渣进行筛分，取生活垃圾焚烧尾渣粗骨料；

28、s2、利用纳米二氧化硅溶液对生活垃圾焚烧尾渣粗骨料进行浸泡处理，后进行烘干，得强化后的生活垃圾焚烧尾渣粗骨料；

29、s3、将强化后的生活垃圾焚烧尾渣粗骨料与碎石和细骨料按照配比比例混合、搅拌，将水泥、萘系高效减水剂加入搅拌机，均匀混合，按25%的水胶质量比加入水，搅拌混合制得基层混凝土；

30、s3、将强化后的生活垃圾焚烧尾渣粗骨料与碎石混合，将水泥、水和萘系高效减水剂加入搅拌机，均匀混合，制得植生层混凝土；

31、s4、分层浇筑边沟，先浇筑基层混凝土层，厚度为50～60mm，浇筑完成后轻压实表面，确保层与层之间的良好粘结，在基层上方浇筑植生层混凝土层，在植生层混凝土层的顶部采用模具压制凹槽；

32、s5、将浇筑后养护好的植生混凝土结构浸泡入柠檬酸溶液中，浸泡后取出烘干。

33、优选地，所述生活垃圾焚烧尾渣粗骨料粒径为：5mm-16mm。

34、优选地，所述生活垃圾焚烧尾渣粗骨料浸泡的纳米二氧化硅浓度为：质量百分比1%-2%。

35、优选地，所述生活垃圾焚烧尾渣粗骨料浸泡浸泡时间为30min-60min后进行烘干。

36、优选地，所述强化后的生活垃圾焚烧尾渣粗骨料与碎石质量混合比例为：50%。

37、优选地，所述植生混凝土结构浸泡的柠檬酸溶液质量百分比为：3%。

38、现有技术相比，本发明提供了一种基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构及其制备方法，具备以下有益效果：

39、一是，本发明一种基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土新型材料，以提高植生混凝土在严寒、盐碱侵蚀环境下的结构强度和抗冻融、抗盐侵蚀耐久性，并满足矿山区排水边沟的护坡力学性能要求，基层混凝土通过水泥浆强化尾渣骨料，提升抗压强度、耐盐碱性和抗冻性，冻融循环≥100次，孔隙率＜10%，确保边坡防护稳定性，边坡防护性能提升20%-30%。

40、二是，本发明改善植生混凝土的孔隙结构和理化性质，提升其保水、蓄水能力并调节ph值，植生层混凝土通过浸泡柠檬酸溶液浸泡降低碱性，使提高孔隙率提高15%-20%，ph值由10.4-10.9降低至9-9.5，为植物根系提供适生环境，以适应西北地区降雨量少、碱性强的特点，保障植物的长期存活与生长。

41、三是，混凝土成型后浸泡柠檬酸可实现系统性降碱，一方面中和骨料内部可溶性碱性组分，另一方面直接作用于水泥浆体中的ca(oh)2及孔隙溶液，阻断"骨料溶碱+水泥新生碱"的碱释放，避免骨料预浸泡仅能处理早期碱性物质，无法应对水泥持续水化产碱的局限。

42、四是，本发明对焚烧尾渣的物理与化学性质进行改性或重构，克服其孔隙率大、吸水率高、强度低的缺陷，将其转化为高附加值的生态建材，从而实现“以废治废、降本增效”的可持续发展目标。

1.一种基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构，其特征在于：所述植生混凝土结构为双层结构，包括：基层混凝土层以及植生层混凝土层，

2.根据权利要求1所述的基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构，其特征在于：所述基层混凝土层包含以下组分及组分相应的质量百分比：

3.根据权利要求1所述的基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构，其特征在于：所述植生层混凝土层包含以下组分及其质量百分比：

4.根据权利要求1所述的基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构，其特征在于：植生层混凝土层顶部设有凹槽。

5.一种基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构的制备方法，所述方法用于制备权利要求1~4任意一项权利要求所述的基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构，其特征在于：包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构的制备方法，其特征在于：所述生活垃圾焚烧尾渣粗骨料粒径为：5mm-16mm。

7.根据权利要求5所述的基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构的制备方法，其特征在于：所述生活垃圾焚烧尾渣粗骨料浸泡的纳米二氧化硅质量百分比为：1%-2%。

8.根据权利要求5所述的基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构的制备方法，其特征在于：所述生活垃圾焚烧尾渣粗骨料浸泡浸泡时间为30min-60min后进行烘干。

9.根据权利要求5所述的基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构的制备方法，其特征在于：所述强化后的生活垃圾焚烧尾渣粗骨料与碎石质量混合比例为：50%。

10.根据权利要求5所述的基于垃圾焚烧尾渣的植生混凝土结构的制备方法，其特征在于：所述植生混凝土结构浸泡的柠檬酸溶液质量百分比为：3%。