一种绿化混凝土添加剂及其制备方法与流程

一种绿化混凝土添加剂及其制备方法
1.本技术是申请日为2018年10月29日、申请号为201811269459.6、发明名称为《一种绿化混凝土添加剂》的分案申请。
技术领域
2.本发明属于建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种绿化混凝土添加剂及其制备方法。


背景技术：

3.普通混凝土是由水泥、粗骨料(碎石或卵石)、细骨料(砂)、外加剂和水拌合，经硬化而成的一种人造建筑材料。砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收缩；水泥和水形成水泥浆，包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙。水泥浆体在硬化前起润滑作用，使混凝土拌合物具有良好施工性能，硬化后将骨料胶结在一起，形成坚强的整体。因此，普通的混凝土内部的空隙较小，透水性能差，同时也没有供植被正常生长的土壤资源和水分。
4.绿化混凝土不仅能够解决水土流失或者山体滑坡的问题，而且还实现了在混凝土上种草的愿望。它既适合植被生长，又具有高强度，还能现场快速施工，适用于江河湖海水系治理、黑臭河道治理、硬质护坡改造以及道路交通、绿色建筑及海绵城市等工程，起到固土护坡、改善生态和美化环境的作用。
5.现有的绿化混凝土在种植植被的过程中，虽然其表面和内部开设有大量的连续的孔洞提供了植被正常生长所需的空间，但由于孔隙较大，水份和营养成分可能会直接从孔隙中流失，不利于植被的正常生长，导致植被的存活率较低。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种绿化混凝土添加剂及其制备方法，提供了植被正常生长所需水和营养成分，能够提高绿化混凝土整体的锁水和保肥能力，从而有利于提高植被的存活率，并延长了其生命周期。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种绿化混凝土添加剂，包括如下重量份数的组分：
[0008][0009]
通过采用上述技术方案，复合肥的主要原料有硝酸铵、碳酸铵、氯化铵、尿素、硫酸钾、氯化钾，以及磷铵的复配混合物。其中，按重量份数的组分计，硝酸铵1-3份、碳酸铵2-5份、氯化铵2-5份、尿素10-20份、硫酸钾3-10份、氯化钾3-10份，以及磷铵5-10份。而生根剂是属于植物生长调节剂促进剂类的生长素类化合物，在生产应用中主要包括吲哚乙酸、吲
哚丁酸、萘乙酸、维生素c、维生素b2、维生素b6、维生素b12，以及复硝酚钠的复配混合物，其按重量份数的组分计，吲哚乙酸15-30份、吲哚丁酸5-10份、萘乙酸10-15份、维生素c为5-10份、维生素b2为3-5份、维生素b6为3-5份、维生素b12为3-5份，以及复硝酚钠为5-10份。上述生根剂的作用是能够在植物体内维持植物的顶端优势，诱导同化产物向产品(果实)的运输，促进植物生根等作用。
[0010]
另外，将上述具有营养成分(例如复合肥、生根剂等)和水一起吸收，并包裹在吸水性树脂内，由此即可利用吸水性树脂对复合肥和生根剂进行包衣后持续给植被施肥，充分发挥了复合肥的利用率。接着，随着植被的生长，包覆有营养成分的吸水性树脂能够持续释放水份和养分，以供植被的正常生长。此外，当雨季时吸水性树脂保水剂具有再次吸附作用，即能够及时补充缺少的水份或营养。另外，冬天时被枯萎后的草本植在微生物的作用下能够腐化变成植被生产所需的物质，从而能够提高绿化混凝土内植被的存活率，并延长了其生命周期。
[0011]
本发明进一步设置为：所述吸水性树脂保水剂包括有pama共聚高吸水性树脂、丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物，以及淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物中的一种或多种。
[0012]
通过采用上述技术方案，pama共聚高吸水性树脂、丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物，以及淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物类似于高吸水树脂sap，它具有吸收比自身重几百到几千倍水的高吸水功能，并且保水性能优良，一旦吸水膨胀成为水凝胶时，即使加压也很难把水分离出来。上述吸水性树脂保水剂的保水原理如下：吸水前，高分子链相互靠拢缠在一起，彼此交联成网状结构，从而达到整体上的紧固。与水接触时，水分子通过毛细作用及扩散作用渗透到树脂中，链上的电离基团在水中电离。由于链上同离子之间的静电斥力而使高分子链伸展溶胀。由于电中性要求，反离子不能迁移到树脂外部，树脂内外部溶液间的离子浓度差形成反渗透压。水在反渗透压的作用下进一步进入树脂中，形成水凝胶。同时，树脂本身的交联网状结构及氢键作用，又限制了凝胶的无限膨胀。由此采用上述几种复合的吸水性树脂保水剂中的任意一种均能提高其吸水性能，同时还能降低无机盐、复合肥对其吸水性能的影响。
[0013]
本发明进一步设置为：所述吸水性树脂保水剂包括有魔芋粉、瓜尔胶中的一种或多种。
[0014]
通过采用上述技术方案，魔芋粉是魔芋研磨后得到的粉末，魔芋的主要成份是葡甘聚糖，它不只含有人体所需的超过10种氨基酸和多种微量元素，也具有低蛋白质、低脂肪高纤维、吸水性好、膨胀率高等特性，因此它是一种高分子化合物，不仅具有很强的吸水性，吸水后体积可膨胀80-100倍，而且还能提供大量的供植被正常生长所需的养分。其次，瓜尔胶是一种水溶性高分子聚合物，其化学名称为瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵，它也具有良好的吸水性能，能够提高绿化混凝土的储水性能。
[0015]
本发明进一步设置为：所述吸水性树脂保水剂还包括有羟甲基纤维素钠、聚丙烯酸、凹凸棒黏土粉末、小麦秸秆粉末、膨润土粉末、高岭土粉末、云母粉末或者蛭石粉末中的两种或两种以上。
[0016]
通过采用上述技术方案，一方面增加了混凝土中有机质和微量元素的含量，另一方面还能与吸水性树脂保水剂进行复合，提高了吸水性树脂保水剂的吸水倍率，从而有助于绿化混凝土添加剂的储水性能。
[0017]
本发明进一步设置为：至少还包括有以下一种：
[0018]
活性钙2-8份；
[0019]
铝离子2-8份。
[0020]
通过采用上述技术方案，其中活性钙为采用酸式亚磷酸脂偶联剂和硬脂酸对轻质碳酸钙进行表面活化处理后得到的，经过活化处理后的活性钙的中位粒径为：0.09μm≤d50≤0.24μm，其活化度≥96％。同时上述活性钙还具有由多个活性轻质碳酸钙晶体组成的链状结构，其链直径为9～12nm，长径比为10～20；由此处理后的活性钙能够克服自身的极性作用，且快速均匀地分散在吸水性树脂保水剂中。而铝离子是指铝离子标准溶液，供应的厂家为上海麦克林生化科技有限公司。当采用较低重量份数(即铝离子标准溶液的重量份数在2-5份)的铝离子与吸水性树脂保水剂中的凹凸棒黏土粉末复合后，能够有效提高吸水性树脂保水剂的吸水倍率，从而有助于提升绿化混凝土添加剂的储水性能。而采用较高重量份数(即铝离子标准溶液的重量份数在6-8份)的铝离子、钙离子，与凹凸棒黏土粉末复合制备的吸水性树脂，则具有较好的反复溶胀性能，从而有助于提高吸水性树脂保湿剂的重复使用率。
[0021]
本发明进一步设置为：至少还包括有以下一种：
[0022]
苯乙烯1-3份；
[0023]
海泡石1-3份。
[0024]
通过采用上述技术方案，在吸水性树脂保水剂中添加苯乙烯和海泡石可以有效地改善树脂的网络结构，从而可以提高吸水性树脂在水中的膨胀能力和初始溶胀速率。
[0025]
本发明进一步设置为：至少还包括有以下一种：
[0026]
硫酸铵1-3份；
[0027]
n,n
’‑
亚甲基双丙烯酰胺1-3份。
[0028]
通过采用上述技术方案，硫酸铵aps为引发剂，n,n
’‑
亚甲基双丙烯酰胺mba为交联剂的作用下，苯乙烯、海泡石、聚丙烯酸以及瓜尔胶或者魔芋粉在水中经由接枝共聚反应能够合成复合高吸水性树脂，由此进一步提供了绿化混凝土添加剂的储水性能。
[0029]
本发明进一步设置为：至少还包括有以下一种：
[0030]
活性炭3-8份；
[0031]
沸石3-8份。
[0032]
通过采用上述技术方案，活性炭和沸石的表面均具有大量的微小的气孔，气孔的存在一方面能够提高供植被生长所需的空气，从而减少植被烂根的现象；另一发明沸石表面的多孔结构还能有效截留雨水中的矿物质和水分，亦可作为储存水和养分的场所。另外，活性炭具体良好的吸附性能，能够吸收绿化混凝土中沥青内所蕴含的有害气体和物质，从而进一步提高了植被的成活率。
[0033]
本发明进一步设置为：至少还包括有以下一种：
[0034][0035]
通过采用上述技术方案，稀土矿可称为含有稀土元素的矿物，如磷灰石、萤石等，呈离子状态被吸附于某些矿物的表面或颗粒间。这类矿物主要是各种粘土矿物、云母类矿物。其次，有机质泛指土壤中来源于生命的物质，包括土壤微生物和土壤动物及其分泌物以及土体中植被残体和植被分泌物，主要有糖类化合物、纤维素、半纤维素以及木质素等，其中有机质具有矿化作用、腐殖化作用。将有机质中的木质素采用溶液聚合法，接枝到丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物上，此时能够上述绿化混凝土添加剂的保水性能。
[0036]
另外，氨基酸能够补充植被生长所需的养分；甲壳素是从甲壳动物外壳中提取的，具有较好的吸附分解有机类有害气体的作用，从而净化空气，提高空气质量；而黄腐酸是一种溶于水的灰黑色粉末状物质；它是一种植物生长调节剂，能促进植物生长，对抗旱有重要作用，能提高植物抗逆能力，增产和改善品质作用。此外，赤霉素是广泛存在的一种植物激素，化学结构属于二萜类酸，由四环骨架衍生而得。赤霉素应用于农业生产，可刺激叶和芽的生长，提高产量。
[0037]
本发明进一步设置为：其制备方法包括：
[0038]
步骤一、在容器中加入水，然后将复合肥、生根剂、活性钙、铝离子、稀土矿、有机质、氨基酸、甲壳素、黄腐酸或赤霉素中任意一种或者多种原材料，混合搅拌均匀，得到混合溶液；
[0039]
步骤二、加入吸水性树脂保湿剂，充分搅拌后即可得到绿化混凝土添加剂。
[0040]
通过采用上述技术方案，将营养成分溶解在水中，形成混合溶液，此时得到具有营养成分的水，接着采用吸水性树脂保湿剂将具有营养成分的水吸收或包裹在内，即可以利用高吸水性树脂对复合肥进行包衣后施肥，接着随着植被的生长缓慢释放，由此能够充分发挥复合肥的利用率。
[0041]
综上所述，本发明具有以下有益效果：
[0042]
1、本发明提供了植被正常生长所需水和营养成分，能够提高绿化混凝土整体的锁水和保肥能力，从而有利于提高植被的存活率，并延长了其生命周期；
[0043]
2、优化的，活性炭和沸石的表面均具有大量的微小的气孔，气孔的存在能够提高供植被生长所需的空气，从而减少植被烂根的现象；
[0044]
3、优化的，采用吸水性树脂保湿剂将具有营养成分的水吸收或包裹在内，即可以利用高吸水性树脂对复合肥进行包衣后施肥，接着随着植被的生长缓慢释放，由此能够充分发挥复合肥的利用率。
具体实施方式
[0045]
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
[0046]
实施例1：一种绿化混凝土添加剂，包括如表1所示的重量份数的组分。其制备方法包括：
[0047]
步骤一、首先在洁净干燥的容器中加入水，然后将复合肥、生根剂、活性钙、铝离子(即铝离子标准溶液)、稀土矿(稀土矿包括磷灰石和萤石，磷灰石和萤石之间的比例为1:2)、有机质、氨基酸、甲壳素、黄腐酸以及赤霉素依次加入到上述容器内充分混合，随后采用搅拌棒搅拌35min后得到混合溶液；其中，按重量份数的组分计，上述复合肥包括有硝酸铵2份、碳酸铵3份、氯化铵5份、尿素15份、硫酸钾5份、氯化钾8份，以及磷铵10份(其中上述重量份数在本技术的说明书中均指代是具体成分的重量，以克为单位)。而生根剂，按重量份数的组分计，包括有吲哚乙酸16份、吲哚丁酸6份、萘乙酸12份、维生素c为8份、维生素b2为3.5份、维生素b6为4.2份、维生素b12为3.5份，以及复硝酚钠为8份(其中上述重量份数在本技术的说明书中均指代是具体成分的重量，以克为单位)。而活性钙为采用酸式亚磷酸脂偶联剂和硬脂酸对轻质碳酸钙进行表面活化处理后得到的，经过活化处理后的活性钙的中位粒径d50优选为0.16μm，其活化度为96％。同时上述活性钙还具有由多个活性轻质碳酸钙晶体组成的链状结构，其链直径为10nm，长径比为15。另外，铝离子是指铝离子标准溶液，供应的厂家为上海麦克林生化科技有限公司。
[0048]
步骤二、在上述容器内加入吸水性树脂保湿剂，充分搅拌后即可得到绿化混凝土添加剂，随后操作者将其从容器内取出打包后即可直接使用，或者经密封包装机进行包装处理，随后放入仓库进行暂存。
[0049]
实施例2-6：一种绿化混凝土添加剂，与实施例1的不同之处在于：如表1所示，各组分的重量份数不同。
[0050]
表1一种绿化混凝土添加剂中实施例1-6的重量份数的组分
[0051][0052][0053]
实施例7：一种绿化混凝土添加剂，与实施例1的不同之处在于：还包括铝离子2份(即2份的铝离子标准溶液)。
[0054]
实施例8：一种绿化混凝土添加剂，与实施例1的不同之处在于：还包括活性钙5份和铝离子8份。上述经过活化处理后的活性钙的中位粒径d50优选为0.20μm，其活化度为97％。同时上述活性钙还具有由多个活性轻质碳酸钙晶体组成的链状结构，其链直径为11.5nm，长径比为14.5。
[0055]
实施例9：一种绿化混凝土添加剂，与实施例1的不同之处在于：还包括苯乙烯1.5份以及海泡石2.3份。
[0056]
实施例10：一种绿化混凝土添加剂，与实施例4的不同之处在于：还包括苯乙烯2.5
份、海泡石2.2份、硫酸铵1份，以及n,n
’‑
亚甲基双丙烯酰胺1份。
[0057]
实施例10：一种绿化混凝土添加剂，与实施例1的不同之处在于：还包括有：活性炭4份。而复合肥按照重量份数的组分计算，包括硝酸铵1份、碳酸铵2份、氯化铵5份、尿素20份、硫酸钾3份、氯化钾3份，以及磷铵6份。
[0058]
实施例12：一种绿化混凝土添加剂，与实施例1的不同之处在于：还包括有：沸石6份。而生根剂，按重量份数的组分计，包括有吲哚乙酸15份、吲哚丁酸5份、萘乙酸10份、维生素c为10份、维生素b2为5份、维生素b6为5份、维生素b12为5份，以及复硝酚钠为10份。
[0059]
实施例13：一种绿化混凝土添加剂，与实施例1的不同之处在于：还包括有：磷灰石2份、萤石1份、有机质2份、氨基酸1份、甲壳素5份、黄腐酸1份，以及赤霉素5份。
[0060]
对比例1：一种绿化混凝土添加剂，与实施例1的不同之处在于：不含有吸水性树脂保水剂。
[0061]
对比例2：一种绿化混凝土添加剂，与实施例1的不同之处在于：上述吸水性树脂保水剂为吸水树脂sap。
[0062]
试验一：草本植物多次发芽现状的检测
[0063]
试验对象：将实施例1-12为试验样品1-12；将对比例1-2作为对比例1-2。
[0064]
试验方法：制作140m2的绿化混凝土平均分成140份，每组共10份，每份为1m2的绿化混凝土，每组进行标记，在相邻两份绿化混凝土之间采用普通混凝土块隔开。在上述1m2的绿化混凝土上均匀地撒上一层营养土，随后将试验样品1-13和对照样品1-2分别与剩余的营养土混合均匀后，分别撒在相对应的绿化混凝土上，随后在3月份将等量多年黑麦草种子同样撒在相对应的绿化混凝土上，采用水管进行冲洗和浇灌。定期人工浇灌和养护，并记录1个月、3个月、6个月、8个月、1年、2年后的1m2绿化混凝土的植被的覆盖率。如表2所示，对1m2绿化混凝土的植被覆盖率打分，舍弃每组的最大5个值以及最小的5个值，剩余的取其平均值。
[0065]
试验结果：如表2和表3所示，试验样品1-14的评分高于对照样品1-2，说明对于实施例1-13所得到的绿化混凝土添加剂具有良好的储水性能，能够提高草本植物的存活率，并延长了其生命周期，使其能够在绿化混凝土上稳定的生长。
[0066]
表2评分标准
[0067][0068]
表3草本植物二次发芽现状检测
[0069][0070][0071]
具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。