[发明专利]一种生态植生胶凝颗粒材料及其原料筛选及制备方法

说明书

一种生态植生胶凝颗粒材料及其原料筛选及制备方法，其中一种制备生态植生胶凝颗粒材料的方法，包括如下步骤：获得基体固废；将复合碱激发助剂与水混合溶解得到混合碱激发助剂溶液；所述基体固废满足以下控制指标的要求：(SiO₂+Al₂O₃+RO)/(CaO+MgO)的质量比为1.2‑3.5、OH^‑/SO₄^2‑的摩尔比为0.6‑1.5、玻璃体含量为40‑95%、硅的配位数≤3.9、铝的配位数≤6；控制总液胶比为0.25‑0.55，将基体固废与混合碱激发助剂溶液搅拌均匀后进行造粒制备成胶凝颗粒材料；再对胶凝颗粒材料进行生态处理获得生态植生胶凝颗粒材料。本发明能够实现100%全固体废物基的胶凝颗粒材料的制备，并且采用多源固废的配比制备得到的胶凝颗粒材料能够明显促进植株的生长，提高成活率。

技术领域

本发明涉及废物利用领域，具体涉及一种生态植生胶凝颗粒材料及其原料筛选及制备方法。

背景技术

随着经济社会的迅猛发展，余泥渣土、锰渣、钢渣等固体废物的大量排放，但平均利用率仅在30％以下，远远低于国外水平。随着资源的日趋紧缺，实现固体废物的创新性回收再利用，是大力推进可持续发展的必然选择。以余泥渣土为例，其是指建设单位、施工单位新建、改建、扩建和拆除各类建筑、构筑物、道路、管网等以及居民装饰装修房屋建筑过程中产生的弃土、废渣、弃料以及其他废弃物。而这些固体废物，富含硅、铝、钙等矿产，其大宗大体量可利用资源属性，及潜在的胶凝活性属性，有作为复合多源固废低碳胶凝材料原材料的潜力。因此，多固废协同互补利用，利用“以废利废、以废治灾”的理念，使用具有潜在胶凝活性的工业固废体废弃物制备胶凝材料已成为缓解固废处理处置压力的研究热点。

多源固废胶凝材料的制备过程无须经历高温煅烧过程，且多利用矿渣、粉煤灰等工业固废为主要原料，在常温或较高温度下通过碱性激发剂作用，先解聚后缩聚形成的一种以离子键和共价键为主，由[SiO4]和[AlO4]四面体结构单元通过共氧交替键合而构成的具有三维空间网状结构的铝硅酸盐凝胶；即具有资源能源消耗低、环境负荷低等优点；还具有早强、高强、耐高温、耐酸、固化重金属等独特优势，这对完善胶凝材料体系，破解常规胶凝材料生产及应用导致的资源消耗等难题，减缓相关温室气体减排具有重要意义，因此其受到越来越多的重视。

同时，传统的河湖护坡和道路边坡护坡一般采用普通混凝土，这种封闭护坡面阻断了水体和土壤之间溶质盐分的迁移，生物多样化降低、生态平衡被破坏。而最近的生态工程建设，越来越多的生态混凝土受到广泛关注和应用，这种生态植生混凝土是多孔混凝土为构架，内部存在着连通孔隙，由多孔基体、保水材料和营养物质、表层土以及植物组成，可用于河岸护坡工程、公路护边工程、海绵城市建设中的屋顶绿化、建筑物墙面绿化、停车场中，可以降低面源污染净化水质、调节雨水径流量、降低“热岛效应”、修复生态环境，从而实现“在水泥上长草，让混凝土呼吸起来”的目的。

然而到目前为止，并未见有将多源固废基的胶凝材料用作制备生态植生混凝土的原料记载。并且，现有公开的能够适用于制备生态植生混凝土的胶凝材料的原料基本局限于常规的无机矿渣微粉、钢渣微粉及粉煤灰原料，其主要原料种类有限，其对其他固废物料制备碱激发胶凝材料不具有普适性和启发性，导致多源固废就地利用或分级利用十分困难。

因此，如何有效解决多源固废制备胶凝材料的原料选择、物料匹配等共性问题，对多源固废进行生态应用的实际应用推广具有重大的意义。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中多源固废制备生态植生胶凝材料的过程中存在选料、配料难的缺陷，从而提供一种生态植生胶凝颗粒材料的原料筛选方法，破解多源固废就地利用或分级利用的困难，实现胶凝材料的高性能和大范围高效应用。本申请还公开了采用该方法获取的原料制备生态植生胶凝颗粒材料的方法，可以制备出更适于植株生长的胶凝颗粒材料。

一种生态植生胶凝颗粒材料的原料筛选方法，包括如下步骤：