本發(fā)明屬于固廢資源化利用以及海綿城市建設(shè)材料領(lǐng)域，具體涉及一種鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著城市化的快速發(fā)展，城市路面硬化范圍快速增大，給城市生態(tài)環(huán)境造成了諸多負(fù)面效益，如城市內(nèi)澇、城市熱島效應(yīng)等。傳統(tǒng)的密級(jí)配型鋪裝材料不能短時(shí)間內(nèi)將大量的雨水排除，導(dǎo)致城市內(nèi)澇現(xiàn)象的發(fā)生。透水鋪裝結(jié)構(gòu)的混合料具有較多的孔隙，而透水瀝青混凝土、透水水泥混凝土的空隙率較大，具有良好的滲透性能，同時(shí)，其多孔結(jié)構(gòu)能夠貯存一定量的水，能有效的延緩暴雨洪峰徑流出現(xiàn)的時(shí)間，緩解城市內(nèi)澇效應(yīng)。近年來(lái)，海綿城市戰(zhàn)略被認(rèn)為是緩解城市內(nèi)澇的最佳模式，透水鋪裝材料作為海綿城市建設(shè)的重要組成部分，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

2、另一方面，鋼渣作為常見的工業(yè)大宗固廢，其主要成分為硅酸三鈣（c3s）、硅酸二鈣（c2s）、鈣鎂橄欖石、鈣鎂薔薇輝石、鐵酸二鈣、ro相（鐵、鎂、錳的氧化物）、游離氧化鈣（f-cao）和游離氧化鎂（f-mgo）等，鋼渣中含有硅酸二鈣和硅酸三鈣組成，和硅酸鹽水泥熟料有著相似性，可以作為生產(chǎn)水泥的原料，也可以應(yīng)用于混凝土摻合料、干混砂漿等建材中。但由于鋼渣中存在一定量游離氧化鈣、游離氧化鎂等成分，鋼渣在冷卻形成硅酸二鈣和薔薇輝石等礦物晶相組分過(guò)程中，無(wú)法與其他氧化物結(jié)合而析出；由高溫過(guò)程產(chǎn)生的游離氧化鈣等一般被致密礦物包裹，釋放周期長(zhǎng)，與水反應(yīng)生成氫氧化鈣導(dǎo)致體積膨脹，易導(dǎo)致材料隆起甚至開裂，影響其作為水泥、建材主輔料的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，嚴(yán)重限制鋼渣資源化產(chǎn)品的消納。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)不足，提供一種鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料及其制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中鋼渣作為鋪裝主輔料時(shí)，由于游離態(tài)氧化鈣和氧化鎂的存在易造成后期材料隆起、開裂的技術(shù)問(wèn)題。

2、為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料的制備方法，包括以下步驟：s1，將鋼渣粉、礦渣、粉煤灰、磷石膏、外加劑和骨料混合均勻，得到混合料a；向混合料a中加入生物質(zhì)和水，得到漿體；s2，將漿體倒入模具中養(yǎng)護(hù)成型，經(jīng)脫模得到脫模材料；s3，向脫模材料表面噴淋厭氧發(fā)酵液，經(jīng)濕式厭氧發(fā)酵養(yǎng)護(hù)和洗滌，得到鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料。

4、第二方面，本發(fā)明提供一種上述制備方法制得的鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料。

5、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括：

6、本發(fā)明以鋼渣、礦渣、粉煤灰等作為原料，充分利用固廢資源；通過(guò)濕式厭氧發(fā)酵養(yǎng)護(hù)，使加入的生物質(zhì)經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵降解，形成豐富的連通性孔道結(jié)構(gòu)，且內(nèi)部孔道中經(jīng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的co2解決了鋼渣中游離氧化鈣、游離氧化鎂的問(wèn)題，有效避免后期材料隆起甚至開裂，從而獲得強(qiáng)度較高、透水性和吸水性好的毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料；本發(fā)明具有廢物綜合利用、能耗低、綠色低碳、產(chǎn)品透水性好、應(yīng)用場(chǎng)景多等特點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述混合料a的配制過(guò)程具體包括：將鋼渣粉、礦渣、粉煤灰和磷石膏混合均勻，得到第一混合料；向所述第一混合料中加入外加劑得到第二混合料；向所述第二混合料中加入骨料得到混合料a；其中，按質(zhì)量份計(jì)，所述第一混合料中包括鋼渣粉50～75份、礦渣10～25份、粉煤灰10～20份、磷石膏5～8份；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料的制備方法，其特征在于，所述鋼渣粉和所述外加劑的質(zhì)量比為（5～10）:1；所述鋼渣粉和所述骨料的質(zhì)量比為（3～6）:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料的制備方法，其特征在于，所述外加劑包括水泥、石灰、電石渣和硅灰中的一種或多種任意比例的組合物。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料的制備方法，其特征在于，所述鋼渣粉的粒徑＜0.3mm；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料的制備方法，其特征在于，所述生物質(zhì)包括秸稈和植物纖維中的一種或多種；生物質(zhì)為直徑在0.5～3cm的條狀結(jié)構(gòu)；所述生物質(zhì)的添加量占混合料a總質(zhì)量的5%～20%。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料的制備方法，其特征在于，步驟s2中，所述養(yǎng)護(hù)成型的條件為：將倒入模具中的漿體震實(shí)，在濕度95%以上的氛圍中養(yǎng)護(hù)1～3天。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料的制備方法，其特征在于，步驟s3中，所述厭氧發(fā)酵液為餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液或有機(jī)廢水厭氧發(fā)酵液，其中懸浮污泥濃度為10～100g/l。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料的制備方法，其特征在于，步驟s3中，所述濕式厭氧發(fā)酵養(yǎng)護(hù)的條件為：在40～44℃的厭氧發(fā)酵室中養(yǎng)護(hù)24～32天。

10.如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的制備方法制得的鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料及其制備方法，包括以下步驟：將鋼渣粉、礦渣、粉煤灰、磷石膏、外加劑和骨料混合均勻，得到混合料A；向混合料A中加入生物質(zhì)和水，得到漿體；將漿體倒入模具中養(yǎng)護(hù)成型，經(jīng)脫模得到脫模材料；向脫模材料表面噴淋厭氧發(fā)酵液，經(jīng)濕式厭氧發(fā)酵養(yǎng)護(hù)和洗滌，得到鋼渣基毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料。本發(fā)明充分利用固廢資源；通過(guò)濕式厭氧發(fā)酵養(yǎng)護(hù)使生物質(zhì)經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵降解，形成豐富的連通性孔道結(jié)構(gòu)，且內(nèi)部孔道中經(jīng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的CO2解決了鋼渣中游離氧化鈣、游離氧化鎂的問(wèn)題，避免后期材料隆起甚至開裂，從而獲得強(qiáng)度較高、透水性和吸水性好的毛細(xì)結(jié)構(gòu)海綿城市透水材料。

技術(shù)研發(fā)人員：何忠,余順新,陳楚龍,張靜波,羅晶,楊明,余夢(mèng),李卓智
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30