阅读说明：本技术 一种用于生态护坡混凝土的降碱剂 (Alkali reducing agent for ecological slope protection concrete ) 是由 王辉 薛子烨 于 2020-04-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于生态护坡混凝土的降碱剂,由以下重量份原料组成：超细二氧化硅5～20份、硅灰10～50份、粉煤灰20～70份、减水剂2～10份、磷酸二氢钾1～8份、磷酸二氢铵1～8份、碳酸氢铵1～8份、硫酸亚铁1～8份。本发明降碱剂适用于植生型生态护坡混凝土护坡,不仅能够有效的降低透水混凝土碱性,使透水混凝土的PH值从12～13降到低到8～9,满足了植物生长的PH值条件,而且降碱剂在降碱的同时还为植物生长提供有效的营养元素,使植物更好的生长,为植物生长提供了优良的生存环境,有利于植生型生态护坡混凝土护坡的自然观感；还解决了现有降碱剂在植生混凝土中降碱效果差、不利于植物生长的技术问题。(The invention discloses an alkali reducing agent for ecological slope protection concrete, which is prepared from the following raw materials in parts by weight: 5-20 parts of superfine silicon dioxide, 10-50 parts of silica fume, 20-70 parts of fly ash, 2-10 parts of a water reducing agent, 1-8 parts of monopotassium phosphate, 1-8 parts of ammonium dihydrogen phosphate, 1-8 parts of ammonium bicarbonate and 1-8 parts of ferrous sulfate. The alkali-reducing agent is suitable for concrete slope protection of plant-growing ecological slope protection, can effectively reduce the alkalinity of pervious concrete, enables the pH value of the pervious concrete to be reduced from 12-13 to 8-9, meets the pH value condition of plant growth, provides effective nutrient elements for plant growth while reducing alkali, enables plants to grow better, provides excellent living environment for plant growth, and is beneficial to the natural impression of the concrete slope protection of plant-growing ecological slope protection; also solves the technical problems that the prior alkali-reducing agent has poor alkali-reducing effect in the plant-growing concrete and is not beneficial to the growth of plants.)

一种用于生态护坡混凝土的降碱剂

技术领域

本发明涉及河道两岸的护坡工程领域，更具体地，涉及一种用于生态护坡混凝土的降碱剂。

背景技术

目前，市场上常用的护岸形式为植物型护岸和水泥混凝土护岸，但植物型护岸抗水流、风浪冲刷能力有限，且成型初期易被雨水冲刷形成沟壑，严重影响护岸效果；而水泥混凝土护岸成本较高，且自然观感较差。因此一种既具有混凝土抗冲刷能力又具有植物生态自然的美感的植生型生态护坡混凝土护坡越来越受到欢迎和重视。

生态护坡混凝土在实现安全防护的同时又能实现生态种植，是一种能将工程防护和生态修复很好的结合起来的新型护坡材料。植生型生态护坡混凝土的基层为透水混凝土，作用是为表层的植物提供生长的可能性，表层植物的根须能够穿过透水混凝土的多孔结构，扎根底层土壤，满足持续生长的条件。但是普通透水混凝土经养护后，水分会经透水混凝土中孔隙渗透到土壤中，而混凝土碱性较大，所以导致底层土壤在水分渗透后也呈现较大碱性，碱性较强的土壤不能够满足植物生长需要，严重影响植物生长，因此需要对上述混凝土做降碱处理，且处理后能够满足植物生长需要的土壤环境，有利于植物生长。

现有技术的降碱剂降碱效果差，在植生混凝土养护28天后，其PH值仍为11～12,不利于植物的生长，并且降碱剂中的成分不能为植物提供有利于植物生长的营养元素，为植物生长提供优良的生长环境，影响植生型生态护坡混凝土护坡的自然观感。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提出一种用于生态护坡混凝土的降碱剂。本发明降碱剂适用于植生型生态护坡混凝土护坡，不仅能够有效的降低透水混凝土碱性，使透水混凝土的PH值从12～13降到低到8～9，满足了植物生长的PH值条件，而且降碱剂在降碱的同时还为植物生长提供有效的营养元素，使植物更好的生长，为植物生长提供了优良的生存环境，有利于植生型生态护坡混凝土护坡的自然观感；除此之外，本发明降碱剂与现有技术降碱剂相比较，解决了现有降碱剂在植生混凝土中降碱效果差、不利于植物生长的技术问题，本发明降碱剂在植生混凝土养护20天内能够使其PH降至8～9，有利于植物的生长。

本发明的技术方案是：

本发明提供一种用于生态护坡混凝土的降碱剂，由以下重量份原料组成：超细二氧化硅5～20份、硅灰10～50份、粉煤灰20～70份、减水剂2～10份、磷酸二氢钾1～8份、磷酸二氢铵1～8份、碳酸氢铵1～8份、硫酸亚铁1～8份。

优选的，用于生态护坡混凝土的降碱剂，由以下重量份原料组成：超细二氧化硅10～15份、硅灰20～30份、粉煤灰40～50份、减水剂4～8份、磷酸二氢钾3～6份、磷酸二氢铵3～6份、碳酸氢铵3～6份、硫酸亚铁3～6份。

最优选的，用于生态护坡混凝土的降碱剂，由以下重量份原料组成：超细二氧化硅12～13份、硅灰23～26份、粉煤灰45～47份、减水剂5～6份、磷酸二氢钾4～5份、磷酸二氢铵4～5份、碳酸氢铵4～5份、硫酸亚铁4～5份。

所述的超细二氧化硅为1500目。有利于缩短降碱所需的时间，提高降碱的效率。

所述硅灰中二氧化硅的含量大于98％；所述的硅灰为800目。有利于保证植生混凝土后期持续的降碱效果。

所述的减水剂为木质素磺酸盐、萘系磺酸盐或聚羧酸减水剂中任意一种或两种的混合物。

所述的用于生态护坡混凝土的降碱剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将超细二氧化硅、硅灰和粉煤灰按重量份比例混合均匀；

(2)将减水剂、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、碳酸氢铵、硫酸亚铁按重量份比例混合均匀；

(3)将上述两种混合均匀后的混合料按重量份比例混匀，即得降碱剂。

所述的制备方法制备的降碱剂在生态护坡混凝土中的应用。

降碱剂用于生态护坡混凝土中的方法为：将制备好的降碱剂直接掺入混凝土中搅拌均匀。使用较为简单。

所述的降碱剂在混凝土中的掺量为混凝土中水泥用量的3％～12％。

所述粉煤灰为符合GB/T 1596-2017中规定的Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰。磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、碳酸氢铵和硫酸亚铁均为分析纯试剂。

降碱剂的降碱原理为：混凝土中的水泥经水化反应后会生成大量Ca(OH)₂，使透水混凝土呈强碱性，降碱剂的加入能够有效地消耗Ca(OH)₂，从而达到降碱的目的。

本发明的有益效果：

(1)本发明降碱剂适用于植生型生态护坡混凝土护坡，不仅能够有效的降低透水混凝土碱性，使透水混凝土的PH值从12～13降到低到8～9，满足了植物生长的PH值条件，而且降碱剂在降碱的同时还为植物生长提供有效的营养元素，使植物更好的生长，为植物生长提供了优良的生存环境，有利于植生型生态护坡混凝土护坡的自然观感；本发明降碱剂与现有技术降碱剂相比较，解决了现有降碱剂在植生混凝土中降碱效果差、不利于植物生长的技术问题，本发明降碱剂在植生混凝土养护20天内能够使其PH降至8～9，有利于植物的生长。

(2)本发明降碱剂中的八种成分具有特定的配比，且八种成分相互协调，达到更好的降碱的目的。本发明降碱剂中的减水剂一方面可以有效地将超细二氧化硅、硅灰和粉煤灰等分散在植生混凝土水泥浆体中，另一方面也可以改善植生混凝土的和易性；磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、碳酸氢铵和硫酸亚铁四种成分不仅起到了降碱的目的，还为植物生长提供有效的营养元素，使植物更好的生长，可以为植物生长提供优良的生存环境。

具体实施方式

下述实施例中，超细二氧化硅购自于寿光市恒泰新材料有限公司，硅灰购自于河北捷贵矿产品有限公司，粉煤灰购自于河北京航矿产品有限公司，减水剂购自于上海云哲新材料科技有限公司和上海齐硕实业有限公司，磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、碳酸氢铵和硫酸亚铁均为普通市售所得。

实施例1

一种用于生态护坡混凝土的降碱剂，由以下重量份原料组成：超细二氧化硅5份、硅灰50份、粉煤灰70份、减水剂2份、磷酸二氢钾8份、磷酸二氢铵8份、碳酸氢铵8份、硫酸亚铁8份。

所述的超细二氧化硅为1500目，所述硅灰中二氧化硅的含量大于98％；所述的硅灰为800目；所述的减水剂为木质素磺酸盐木钙。所述粉煤灰为符合GB/T 1596-2017中规定的Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰。

所述的用于生态护坡混凝土的降碱剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将超细二氧化硅、硅灰和粉煤灰按重量份比例混合均匀；

(2)将木钙、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、碳酸氢铵、硫酸亚铁按重量份比例混合均匀；

(3)将上述两种混合均匀后的混合料按重量份比例混匀，即得降碱剂。

实施例2

一种用于生态护坡混凝土的降碱剂，由以下重量份原料组成：超细二氧化硅20份、硅灰10份、粉煤灰20份、减水剂10份、磷酸二氢钾1份、磷酸二氢铵1份、碳酸氢铵1份、硫酸亚铁1份。

所述的超细二氧化硅为1500目，所述硅灰中二氧化硅的含量大于98％；所述的硅灰为800目；所述的减水剂为萘系(FDN)。所述粉煤灰为符合GB/T 1596-2017中规定的Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰。

所述的用于生态护坡混凝土的降碱剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将超细二氧化硅、硅灰和粉煤灰按重量份比例混合均匀；

(2)将萘系(FDN)、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、碳酸氢铵、硫酸亚铁按重量份比例混合均匀；

(3)将上述两种混合均匀后的混合料按重量份比例混匀，即得降碱剂。

实施例3

一种用于生态护坡混凝土的降碱剂，由以下重量份原料组成：超细二氧化硅15份、硅灰20份、粉煤灰50份、减水剂4份、磷酸二氢钾3份、磷酸二氢铵3份、碳酸氢铵3份、硫酸亚铁6份。

所述的超细二氧化硅为1500目，所述硅灰中二氧化硅的含量大于98％；所述的硅灰为800目；所述的减水剂为聚羧酸减水剂530p(西卡)。所述粉煤灰为符合GB/T 1596-2017中规定的Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰。

所述的用于生态护坡混凝土的降碱剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将超细二氧化硅、硅灰和粉煤灰按重量份比例混合均匀；

(2)将530p(西卡)、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、碳酸氢铵、硫酸亚铁按重量份比例混合均匀；

(3)将上述两种混合均匀后的混合料按重量份比例混匀，即得降碱剂。

实施例4

一种用于生态护坡混凝土的降碱剂，由以下重量份原料组成：超细二氧化硅10份、硅灰30份、粉煤灰40份、减水剂8份、磷酸二氢钾6份、磷酸二氢铵6份、碳酸氢铵6份、硫酸亚铁3份。

所述的超细二氧化硅为1500目，所述硅灰中二氧化硅的含量大于98％；所述的硅灰为800目；所述的减水剂为530p(西卡)和萘系(FDN)的1：1混合物。所述粉煤灰为符合GB/T1596-2017中规定的Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰。

所述的用于生态护坡混凝土的降碱剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将超细二氧化硅、硅灰和粉煤灰按重量份比例混合均匀；

(2)将530p(西卡)和萘系(FDN)的1：1混合物、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、碳酸氢铵、硫酸亚铁按重量份比例混合均匀；

(3)将上述两种混合均匀后的混合料按重量份比例混匀，即得降碱剂。

实施例5

一种用于生态护坡混凝土的降碱剂，由以下重量份原料组成：超细二氧化硅12份、硅灰23份、粉煤灰45份、减水剂6份、磷酸二氢钾5份、磷酸二氢铵5份、碳酸氢铵4份、硫酸亚铁4份。

所述的超细二氧化硅为1500目，所述硅灰中二氧化硅的含量大于98％；所述的硅灰为800目；所述的减水剂为木钙和萘系(FDN)的1：1混合物。所述粉煤灰为符合GB/T 1596-2017中规定的Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰。

所述的用于生态护坡混凝土的降碱剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将超细二氧化硅、硅灰和粉煤灰按重量份比例混合均匀；

(2)将木钙和萘系(FDN)的1：1混合物、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、碳酸氢铵、硫酸亚铁按重量份比例混合均匀；

(3)将上述两种混合均匀后的混合料按重量份比例混匀，即得降碱剂。

实施例6

将实施例1-5制备得到的降碱剂分别用于生态护坡混凝土中，使用方法为：将实施例1-5制备得到的降碱剂分别按混凝土中水泥用量的3％、5％、7％、9％和12％直接掺入生态护坡混凝土中搅拌均匀，养护20天后，混凝土的PH值均下降至8～9，满足了植物生长的PH值条件。

对比例1

样品1：一种降碱剂，与实施例1的区别在于不含有减水剂、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、碳酸氢铵和硫酸亚铁；

样品2：一种降碱剂，与实施例1的区别在于不含有磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、碳酸氢铵和硫酸亚铁；

样品3：一种降碱剂，与实施例1的区别在于不含减水剂；

样品4：现有技术的降碱剂，由硅灰和粉煤灰成分组成；

其中，样品4在使用时主要将样品4直接加入混凝土中达到降碱的效果。

将样品1-4和本发明实施例1-5制备的降碱剂分别按混凝土中水泥用量的10％直接掺入生态护坡混凝土中搅拌均匀，养护20天后，测得混凝土的PH值如表1所示：

表1各降碱剂使用后的混凝土的PH值

降碱剂	样品1	样品2	样品3	样品4	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
										PH值	11	9.6	10	12	8	8.5	9	8.5	8

由表1结果可知，样品1-3的降碱剂的降碱效果均没有本发明降碱剂的降碱效果好，说明本发明降碱剂中的八种成分相互协调，降碱效果显著。现有技术降碱剂样品4的降碱效果也没有本发明降碱剂的降碱效果好。

对比例2

将上述实施例1的降碱剂和样品2的降碱剂分别对普通透水混凝土进行降碱处理，并在降碱处理后进行植草实验。

将实施例1降碱剂和样品2降碱剂处理后的普通透水混凝土，以及未经降碱处理的普通透水混凝土在第14天和第28天时分别进行PH值的测试和力学强度测试，上述三种透水混凝土的PH值和力学强度结果如表2所示：

表2三种透水混凝土的PH值和力学强度结果

实施例	PH	抗压强度/MPa
			未降碱处理(14d)	11.0	8.2
未降碱处理(28d)	12.4	10.8
			样品2降碱处理(14d)	10.2	9.2
样品2降碱处理(28d)	9.4	12.0
			实施例1降碱处理(14d)	9.4	9.6
实施例1降碱处理(28d)	8.2	12.2

由表2结果可知，未经降碱处理的透水混凝土在28d内PH呈逐渐上升的趋势，而经过实施例1降碱剂和样品2降碱剂降碱处理后的透水混凝土的PH值均逐渐下降，但是样品2降碱剂降碱效果明显低于本发明实施例1降碱剂的降碱效果；并且经本发明实施例1降碱剂处理后的透水混凝土抗压强度均比同期未处理的透水混凝土抗压强度要高，说明本发明降碱剂还有助于提高植生混凝土力学强度。

在降碱处理后的透水混凝土中进行植草实验，植草结果为：在实施例1降碱剂和样品2降碱剂处理后的透水混凝土养护14d后进行草籽播种，1周后草籽发芽，长成小草，但是实施例1降碱剂处理后的透水混凝土中的草籽成活率明显高于样品2处理后的透水混凝土中的草籽成活率，并且样品2降碱剂处理后的透水混凝土中的小草有枯萎趋势，而实施例1降碱剂处理后的透水混凝土中的小草生长良好。说明透水混凝土经本发明实施例1降碱剂降碱处理后，在PH值满足植物生长的情况下，还为植物生长提供了有效的营养元素，使植物更好的生长。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。