[发明专利]一种轻质植生型多孔混凝土预制件及其制备方法

说明书

本发明提供一种轻质植生型多孔混凝土预制件及其制备方法；多孔混凝土预制件由浇筑成型的多孔混凝土基体及任选的表面处理层构成。所述多孔混凝土基体由相对较低的低孔隙率的底层基体和相对较高的高孔隙率的上层基体组成；底层基体和上层基体均含大小粒径不等的轻质多孔陶球型骨料和粒径较小的轻质多孔陶粒骨料。所述表层处理层为含有水不溶性高分子聚合物的封闭性表面，经由混凝土表面处理剂涂覆制成。本发明所制备的多孔混凝土预制件孔隙率高、密度低且具有较高持水涵水能力。

技术领域

本发明涉及生态环境工程材料领域，具体涉及一种可供植物生长的植生型多孔混凝土制品及其制备方法与应用。

背景技术

植生型混凝土也又称植被混凝土或生态混凝土，可分为孔洞型、多孔连续型等形式。其中孔洞型绿化混凝土并不属于真正的生态混凝土，是在传统混凝土块体上设计孔洞为绿色植物提供生长空间，应用于阳台等不与土壤直接相连的地方。目前通常的植生混凝土多由骨料、水泥、水及添加剂混合搅拌而成，例如由粗骨料和水泥胶结而成，其特征是具有连续空隙结构，因此具有一定的透水率和空隙率。植生型混凝土内部的连续空隙结构为植物根系提供生长空间，使植物能在上面生长，可用于市政工程、坡面结构以及河流护岸等绿化与保护。其网络结构可以有效地抵抗雨水冲刷，防止水土流失，而同时雨水能够下渗回流，补充地下水位。

在目前的植生型混凝土中，多孔生态混凝土应用最为广泛，是由表面包覆水泥浆的粗骨料的具有多孔结构的大孔混凝土材料，其内部存在大量连续孔隙并具有低碱特性，植物根系可以穿过混凝土基体深入到土壤层中吸收土壤中养分(用土壤覆盖混凝土，播种相应的植物)。也可以在孔隙中灌入营养物质。多孔生态混凝土在实际应用时通常由多孔生态混凝土基体和植物生长基体例如腐殖土、土壤、肥料、种子等组成，广泛应用生态护坡和道路边坡绿化或隔离带绿化。还可以用于植生停车场、植生人行道，以及植生型屋顶、阳台、墙体等。

然而，植生混凝土中没有植物生长营养组分，只能通过外部覆盖层获得养分和水分，其结构对于获得外部营养和水分的能力较为重要。更重要的是，由于现有的植生混凝土骨料通常采用碎石等实心骨料，导致植生混凝土孔隙率低，不能适应植物根系延伸的生长需要。尽管部分现有技术将可降解骨料或植物性纤维添加料引入植生混凝土为植物生长提供营养和孔隙率，但是随着可降解骨料降解腐烂，混凝土结构变得疏松，强度随之严重下降甚至碎裂。

多数现有技术中多孔生态混凝土的制备材料有水泥等胶结料、粗骨料、水以及外加剂。其中，最常见的粗骨料为碎石，或者废弃混凝土粒或陶粒。这就导致了两个突出的问题，一个是骨料本身不具备孔隙且孔隙率极低，持水性差并且密度较高；二是混凝土本身缺少孔隙且碱性太高，不利于植物生长。另外，尽管采用碎石等骨料有利于提高生态混凝土强度和抗压性，但是大多数的绿化铺装用途中，其并不需要太高的强度和抗压性，过于追求力学性能反而降低了植物生长性需求。最后，对于添加了植物性组分的生态混凝土，其耐久性变得更差。

另外，现有技术中生态混凝土的施工通常为现场浇筑，例如混凝土喷浆护坡、混凝土灌浆等，这种现场灌浆存在的问题有：混凝土由于温差导致内部缩胀程度不同，易龟裂、风化、腐蚀。例如CN110698222A公开了一种石质边坡生态防护用复合式植被混凝土及其制备方法，该复合式植被混凝土包括底层锚固混凝土和上层定植混凝土；混凝土包括粗骨料、陶粒、秸秆短料、秸秆长料、羧甲基纤维素等组分。其采用喷射施工，在石质边坡表面形成粗糙锚固底层、中层多孔层和表面定植层，尽管这种施工方法可以使得与石质坡面结合力强，但是除了存在上述灌浆问题，其弊端还包括：1)现浇混凝土的质量难以控制，空隙率分布不一致,长期雨水冲刷容易在底部产生滑移破损；2)水分截留难度大(坡度的存在使得持水性差，当雨水不足时，表面植物容易缺水而死)、植物扎根受阻等问题，而且需要大型机械施工，难以灵活应用于规模较小的场所绿化。

现有技术中关于生态混凝土的技术可列举如下。