【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种生态混凝土材料及其制备方法，具体涉及一种利用活性污泥发酵造孔的生态混凝土材料及其制备方法，属于透水混凝土。
技术介绍
1、随着城市化规模不断扩大，不透水路面面积迅速增大，原有自然生态环境被改变，逐渐改变建筑方式和发展理念，协调城镇化和环境资源保护之间的矛盾，建设具有自然存积、自然渗透、自然净化功能的海绵城市，海绵城市可以有效缓解城市内涝和干旱问题，但是也使得污染物含量较高的初期径流雨水进入地表或地下水体，引发水源的污染。若不能有效的对初期径流雨水进行处理，污染情况继续发展并累积到一定程度，可能会导致城市水源和生态环境的恶化，给人民的生命和财产带来重大的安全隐患甚至灾难。因此，实现海绵城市运行中初期雨水高效下渗和污染物的精确处理，开发绿色、减碳及生态相容的初期径流雨水处理材料和方式具有重要的理论和应用价值。
2、目前，海绵城市中透水材料主要采用多孔混凝土和陶瓷透水砖，这些材料大多采用传统的配比和造孔技术，无论是从材料本身低碳、环保的角度，还是径流雨水污染物处理方面，都有进一步提升的市场潜力和技术空间。另外，如申请公开号为cn102850077a的专利技术专利，公开了一种污泥基生态混凝土制品的生产方法，上述方法是一种有效利用污泥制作生态混凝土的方法，但在制作过程中污泥的作用更多的是利用其无机成分代替部分水泥，最终达到力学强度要求和处理污泥的效果，对污泥中有机成分和微生物数量并没有要求，无法实现对污泥所有成分的有效利用，也未考虑透水混凝土比表面积的增大，导致利用污泥生产的透水混凝土在雨水处理工程应用中无法
3、因此，亟需设计一种利用活性污泥发酵造孔的生态混凝土材料，能够使得混凝土材料具有更高强度、更大的比表面积和更强的污染物控制能力。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：解决现有技术中存在的问题，提供一种利用活性污泥发酵造孔的生态混凝土材料及其制备方法，经过活性污泥内部微生物发酵作用后，生态混凝土具有更高强度和更大比表面积，能够持续精确和深度处理初期雨水污染物，合理的利用活性污泥，减少了污泥处理产生的二次污染，实现了污泥的资源化、无害化和低碳化处理。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种利用活性污泥发酵造孔的生态混凝土材料，所述生态混凝土材料由粗骨料、水泥、活性污泥、水和高效减水剂复合而成，所述活性污泥中可生物降解的有机物组分含量为7.0％，二氧化硫含量为25.0％，微生物总量为8.0×1013个/克，含水率为85.0％。
3、进一步地，以质量百分比计，生态混凝土材料中粗骨料占比为72.9％、水泥占比为20％～22％、活性污泥占比为0.58％～2％、水占比为5.2％，高效减水剂占比为0.02％。
4、进一步地，所述粗骨料为粒径为10～19mm的单一料级碎石。
5、进一步地，所述高效减水剂为聚羧酸系高效减水剂。
6、本专利技术还公开一种利用活性污泥发酵造孔的生态混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
7、s1、准备材料：生态混凝土材料包括有粗骨料、水泥、活性污泥、水和高效减水剂；
8、s2、一次搅拌：将全部粗骨料、50％的活性污泥和20％的水加入搅拌机搅拌60s，使粗骨料表面达到均匀湿润状态，保证粗骨料表面灰尘融入活性污泥；
9、s3、二次搅拌：加入水泥、高效减水剂和剩余的活性污泥及水，混合搅拌120s得到生态混凝土拌合物；
10、s4、装模成型：采用插捣成型法，将得到的生态混凝土拌合物分三层装入模具，每层插捣20～30次，按照从四周到中间螺旋形式插捣的方式，插捣上面一层时插捣棒应穿透上层并且插入下面一层20mm左右，平口装满模具；
11、s5、发酵造孔：将生态混凝土和模具一起置于30～40℃、相对湿度90％～100％环境下，静置培养18～36h，活性污泥中微生物充分进行发酵作用；
12、s6、养护固化：将生态混凝土试块置于培养箱中，在30℃、相对湿度100％条件下，养护28天后达到最终固化强度。
13、进一步地，优选的，所述生态混凝土发酵造孔的培养温度为35℃，发酵造孔的培养时间为24h，相对湿度为100％。
14、本专利技术的有益效果是：
15、1)本专利技术材料中利用城市污水处理厂脱水污泥、河塘底泥和化粪池底泥等活性污泥具有进一步发酵产气能力，将生态混凝土原料中的普通硅酸盐水泥熟料等质量替换为活性污泥，以活性污泥中无机成分替代部分水泥和水分、有机成分为底物，微生物发酵产气发泡形成更大比表面的生态混凝土，能够附着更多微生物种群，强化了持续精确和深度处理初期雨水污染物的能力。
16、2)相较于传统的透水材料，本专利技术以活性污泥中无机成分替代部分水泥和水分、有机成分为底物，材料的孔隙率更大，直接降低原材料使用量，从而减少了材料生产加工过程中的污染物和二氧化碳排放。
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1.一种利用活性污泥发酵造孔的生态混凝土材料，其特征在于：所述生态混凝土材料由粗骨料、水泥、活性污泥、水和高效减水剂复合而成，以质量百分比计，所述活性污泥中可生物降解的有机物组分含量为7.0%，二氧化硫含量为25.0%，微生物总量为8.0×1013个/克，含水率为85.0%。
2.根据权利要求1所述的生态混凝土材料，其特征在于：以质量百分比计，生态混凝土材料中粗骨料占比为72.9%、水泥占比为20%~22%、活性污泥占比为0.58%~2%、水占比为5.2%，高效减水剂占比为0.02%。
3.根据权利要求1所述的生态混凝土材料，其特征在于：所述粗骨料为粒径为10~19mm的单一料级碎石。
4.根据权利要求1所述的生态混凝土材料，其特征在于：所述高效减水剂为聚羧酸系高效减水剂。
5.根据权利要求1~4中任一所述的生态混凝土材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：优选的，所述生态混凝土发酵造孔的培养温度为35℃，发酵造孔的培养时间为24h，相对湿度为100%。
【技术特征摘要】
1.一种利用活性污泥发酵造孔的生态混凝土材料，其特征在于：所述生态混凝土材料由粗骨料、水泥、活性污泥、水和高效减水剂复合而成，以质量百分比计，所述活性污泥中可生物降解的有机物组分含量为7.0%，二氧化硫含量为25.0%，微生物总量为8.0×1013个/克，含水率为85.0%。
2.根据权利要求1所述的生态混凝土材料，其特征在于：以质量百分比计，生态混凝土材料中粗骨料占比为72.9%、水泥占比为20%~22%、活性污泥占比为0.58%~2%、水占比为5.2%，高效减水剂占比...
【专利技术属性】
技术研发人员：张永胜，赵伟龙，周媛媛，陶孟南，潘文彦，李柄岐，陈豪，刘剑飞，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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