多孔性泥块

摘要

本发明提供一种多孔性泥块，其同时能确保通过提高空隙率而得到的生态稳定性和通过提高强度而得到的结构稳定性。本发明所提供的多孔性泥块由骨料、填充所述骨料间的泥土结合剂以及在所述泥土结合剂均匀混合的表面多孔性天然纤维组成。其所述泥土结合剂在其重量中包括高炉渣水泥38％～52％、高炉渣微粉30％～40％、泥土8～26％及无水石膏4％～8％。所述表面多孔性天然纤维在泥土结合剂中占0.1％～2％的体积，可由麻纤维、纸浆纤维、香蕉纤维中的至少一种组成。

权利要求

1.一种多孔性泥块，其特征在于由骨料、填充所述骨料间的泥土结合剂以及在所述泥土结合剂均匀混合的表面多孔性天然纤维组成。

2.根据权利要求1所述的多孔性泥块，其特征在于，所述泥土结合剂由泥土、高炉渣微粉及高炉渣水泥组成。

3.根据权利要求2所述的多孔性泥块，其特征在于，所述泥土由粘土、黄土、沙质土及高岭土中的至少一种组成。

4.根据权利要求3所述的多孔性泥块，其特征在于，所述泥土结合剂在其重量中包含有高炉渣水泥38％～52％、高炉渣微粉30％～40％、泥土8～26％及无水石膏4％～8％。

5.根据权利要求1所述的多孔性泥块，其特征在于，所述表面多孔性天然纤维在所述泥土结合剂中占0.1％～2％的体积。

6.根据权利要求5所述的多孔性泥块，其特征在于，所述表面多孔性天然纤维由麻纤维、纸浆纤维、香蕉纤维中的至少一种组成。

7.根据权利要求6所述的多孔性泥块，其特征在于，所述表面多孔性天然纤维具有

1mm～50mm的长度。

8.根据权利要求6所述的多孔性泥块，其特征在于，所述表面多孔性天然纤维具有

0.03mm～5mm的厚度或直径。

9.根据权利要求1至8中任何一项所述的多孔性泥块，其特征在于，所述多孔性泥块以干式系统生产方式制作。

说明书

多孔性泥块

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于河川护岸及挡土墙等的多孔性泥块，更详细地，涉及同时确保结构稳定性和生态稳定性，且适于干式系统生产方式的多孔性泥块。

背景技术

[0002] 多孔性泥块制作方法有湿式系统生产方式和干式系统生产方式。湿式系统生产方式是使用具有坍落度的混凝土的方法，其优点为容易制作多样外形，且具有高强度。但一个模具只能生产一种产品，其生产性低、单价高。

[0003] 干式系统生产方式是使用不具有坍落度的混凝土的方法，用一个模具生产多种产品，其单价低廉，因此在国内广泛适用。

[0004] 但是用干式系统生产方式制作的多孔性泥块，配合其产品试料时为防止材料分离与提高成型性，需添加多量配合水，此时因产品成型时的晃砘，泥块结合剂漏出，既而发生空隙堵塞现象。随之无法充分做好生态泥块作用，无法使植物在泥块空隙里生长。而配合水量不充分时无法实现充分配合，发生材料分离、成型性低下的问题。

发明内容

[0005] 本发明目的在于提供一种多孔性泥块，其使用充分的配合水，防止材料分离、提高成型性的同时，防止晃砘时泥块结合剂的漏出，确保充分的空隙率和高强度。

[0006] 解决方案

[0007] 根据本发明的多孔性泥块由骨料、填充骨料间空隙的结合剂及与泥土结合剂里均匀混合的表面多孔性天然纤维组成。

[0008] 所述泥土结合剂可由泥土、高炉渣微粉、及高炉渣水泥。所述泥土可包括粘土、黄土、沙质土及高岭土中至少一种组成。

[0009] 所述泥土结合剂在其重量中可包含有高炉渣水泥38％～52％、高炉渣微粉30％～40％、泥土8～26％及无水石膏4％～8％。

[0010] 所述表面多孔性天然纤维在所述泥土结合剂中可占有0.1％～2％体积。所述表面多孔性纤维可由麻纤维、纸浆纤维及香蕉纤维中至少一种组成。所述表面多孔性纤维可有1mm～50mm的长度及0.03mm～5mm的厚度或直径。

[0011] 所述多孔性泥块可用干式系统方式制作。

[0012] 发明效果

[0013] 本发明的多孔性泥块因包含有表面多孔性纤维，因此可提高干式系统生产方式的配合效果、抑制材料分离、提高成型性。而且由于含天然纤维，可抑制因晃砘而产生的空隙堵塞现象，可确保利于植物生长的空隙率，也能满足护岸块与挡土墙块所需的强度。即，本发明多孔性泥块同时能确保生态稳定性和结构稳定性。

[0014] 发明的具体内容

[0015] 以下为对本发明的详细说明。

[0016] 根据本发明的多孔性泥块由骨料、填充骨料间的泥土结合剂及填充骨料间空隙的结合剂及与泥土结合剂里均匀混合的表面多孔性自然纤维组成。骨料可由粗骨料和细骨料组成。本发明的多孔性泥块以干式系统生产方式制造。

[0017] 泥土结合剂的pH降低效果良好，因此为改善植物滋生环境，由泥土、高炉渣微粉及高炉渣水泥组成。

[0018] 泥土为在周围易取的土壤，但含有有机物和具有反应性的除外。所述泥土由粘土、黄土、沙质土及高岭土中至少一种组成。其中沙质土与纸浆土有利于多孔性泥块的强度，粘土与黄土有利于泥土的质感。

[0019] 高炉渣微粉和高炉渣水泥在所述多孔性泥块中具有中和水泥碱性(pH值12～13)的作用。

[0020] 现有的混凝土状态泥块，因其水泥的强碱性成分，不利于植物在其生长，因此人们一直努力中和其碱性。为中和碱性，需减少水泥的使用量，甚至不使用，但在这种情况下会失去或减少生态泥块的结合力，所以无法体现适当的强度。

[0021] 本发明多孔性泥块用高炉渣微粉和高炉渣水泥代替普通水泥，可同时得到中和性效果和强化其结合力的效果。高炉渣微粉和所述高炉渣水泥为类似于火山灰的材料，提高多孔性泥块的结合力，其结果为可提高多孔性泥块的强度和性能。本发明的多孔性泥块维持pH值6～8，使植物生长得到极大化。

[0022] 具体地，所述泥土结合剂在其重量中可含有高炉渣水泥38％～52％、高炉渣微粉30％～40％、泥土8～26％及无水石膏4％～8％。

[0023] 所述泥土的混合量超过26％，或所述高炉渣微粉的混合量超过40％时，所述泥土结合剂的pH值降得更低，有利于植物生长，但所述多孔性泥块的强度降低，因此其效果非为最佳。

[0024] 自然纤维为具有表面多孔性，且还具有表面亲水性的天然素材纤维，可由麻纤维、纸浆纤维及香蕉纤维中至少一种组成。自然纤维通过在其表面形成的细微气孔吸收适当量的配合水，起到防止晃砘时所述水泥结合剂漏出的作用。同时，天然纤维还使配合平滑，起到防止材料分离、提高成型性作用。

[0025] 所述自然纤维在水泥结合剂中可占0.1％～2％的体积百分比。

[0026] 所述自然纤维的体积混入量若小于0.1％，则降低自然纤维吸收配合水的效果，随之晃砘时防止所述水泥结合剂漏出效果甚小，从而降低多孔性泥块的空隙率，使生态泥块机能低下。

[0027] 另一方面，所述自然纤维的体积混入量若大于2％，则在初期，自然纤维吸收大量配合水，无法实现充分配合，从而所述多孔性泥块的材料产生分离，发生成型性低下的问题。

[0028] 所述自然纤维可有圆形或直角四边形等多种截面形状，使用被截断为所定长度的。自然纤维长度可为1mm～50mm，厚度可为0.03mm～5mm。

[0029] 若自然纤维的长度小于1mm或其厚度或直径小于0.03mm时，自然纤维的水分吸收量减少，可发生泥土结合剂的漏出。同时，所述自然纤维的长度超过50mm或其厚度或直径超过5mm时，自然纤维在泥土结合剂内部无法均匀分布，发生自然纤维结块现象。

[0030] 如上所述，在本发明的多孔性泥块中自然纤维可提高干式系统生产方式的配合效果，抑制材料分离，提高成型性。与此同时，自然纤维抑制因晃砘而产生的空隙堵塞现象，确保适合植物生长的空隙率，得到护岸泥块或挡土墙泥块所需的强度。

[0031] 一般的多孔性泥块中，空隙率提高时其强度降低，因此其结构稳定性也降低。但本发明的多孔性泥块因使用表面多孔性自然纤维，不仅提高空隙率，而且提高骨料与骨料间界面厚度的效果，从而能提高压缩强度与抗弯强度。表面多孔性自然纤维在多孔性泥块硬化后恢复至原体积。

[0032] 以下，通过实施例更详细说明本发明，但实施例仅为详细说明本发明，并非限定本发明。

[0033] 实施例

[0034] 为分析使用纤维加固材料而得到的效果，准备表面多孔性自然纤维的麻纤维、亲水性合成纤维-聚乙烯醇纤维以及一般合成纤维-聚丙烯。所述纤维加固材料物理性质参照表1。

[0035] 【表1】

[0036]纤维加固材料 麻纤维 聚乙烯醇 聚丙烯
弹性系数(GPa) 61*103 1.1*103 4.5*103
比重 1.26 1.26 1.14
纤维长度(mm) 3 6 19
拉伸强度(MPa) 510 686 896

[0037] 表2为根据纤维加固材料的有无及纤维加固材料种类进行性能实验的对比表。

[0038] 【表2】

[0039]

[0040] 表2中，水/泥土结合剂(％)根据泥土结合剂的量中水(配合水)的量用百分比示意，骨料/泥土结合剂(kg/kg)根据泥土结合剂1kg中骨料的重量比率示意。实施例1与2及对比例1至6中纤维加固材料的体积含量均为除纤维加固材料外其余成分(泥土结合剂、水、高效减水剂及粗骨料)整体体积的0.1％。

[0041] 普通混凝土的pH值达12～13，显示强碱性，在此条件下植物无法生长。本实施例的多孔性泥块使用具有降低pH值效果的泥土结合剂，可提供植物生长的条件。

[0042] 为分析根据不同纤维加固材料产生的pH值降低效果，按照KSM0011方法进行pH实验，其结果参照表3.

[0043] 【表3】

[0044]

[0045] 参照表3得知，与使用纤维加固材料与否以及纤维加固材料的种类无关，其pH值无太大变化，实施例1，2及对比例1至6均显示比普通水泥明显偏小的pH值9.3～9.4，可确认提供有利于植物生长的环境。

[0046] 其次说明对空隙率实验的结果。

[0047] 多孔性泥块中空隙为植物生长的活性化基本条件，是一个非常重要因素。空隙率实验按照日本混凝土工业协会混凝土研究委员会的多孔性混凝土空隙率试验方案中的容积法实施，其结果参照表4.

[0048] 【表4】

[0049]

[0050] 参照表4可看出，实施例1及对比例1至3均满足河川护岸用泥块基准空隙率20％的条件，实施例2及对比例4至6也均满足挡土墙泥块的基准空隙率12％的条件。但使用麻纤维的实施例1在护岸用泥块中具有平均31.1的最高空隙率，而在实施例2在挡土墙用泥块中具有平均19.3的最高空隙率。

[0051] 得到前述结果，其原因在于，麻纤维的形状比大，可使纤维加固效果极大化，且作为自然纤维其表面形成多孔性，因此其水分吸附效果比对比例的纤维大，从而其防止泥土结合剂漏出的效果最大。在此，形状比为纤维的长度对直径的比。

[0052] 但是，空隙率大的多孔性泥块可能会导致强度低下的间题。以植物生长为主要目的的泥块，可把重点放在提高空隙率以便生态系统复原而非其强度，但随空隙率的增加而引起的生态稳定性的同时，强调提高强度的结构稳定性也是非常重要的。

[0053] 按照KSF2405基准进行了压缩强度实验，其结果参照表5。按照JCI SF-4基准也进行了抗弯强度实验，其结果参照表6。

[0054] 【表5】

[0055]

[0056] 【表6】

[0057]

[0058] 参照表5和表6可看出，在护岸用泥块中实施例1的压缩强度及抗弯强度比对比例1至3的压缩强度及抗弯强度高，在挡土墙用泥块中实施例2的压缩强度及抗弯强度比对比例4至6的压缩强度及抗弯强度高。