[发明专利]自净化植生型透水护坡材料及其制备方法

说明书

一种自净化植生型透水护坡材料及其制备方法，所述自净化植生型透水护坡材料包括自净化植生型透水混凝土基础层和光催化剂喷涂层，其中，所述自净化植生型透水混凝土基础层包括硅酸盐‑钛盐浆液、水泥增强剂以及活性多孔材料；所述光催化剂喷涂层喷涂于所述自净化植生型透水混凝土基础层上，所述光催化剂喷涂层的量为2.0～7.0L/m²。本发明的自净化植生型透水护坡材料可降解江河水中有机污染物、隔绝或降低水中重金属渗透土壤进入地下水，且强度高、适宜植物生长。

技术领域

本发明属于土木工程材料技术领域，具体涉及一种自净化植生型透水护坡材料及其制备方法。

背景技术

长期以来，由于过分强调江河堤岸抗水流、风浪侵袭和冲刷，普遍采用各类硬质护坡方式。这类护坡方式在满足护坡功能性要求的同时，隔绝了土壤与水体之间的物质交换，破坏了江河岸区原有的生态系统，造成生物多样性下降，导致护坡生态功能缺失，水体自净功能下降甚至完全丧失。

随着社会经济发展和生活水平的提高，人类环保意识的增强，人类对与生活息息相关的水质和江河堤岸生态系统提出了更高的要求。因此，生态护坡概念应运而生。生态护坡是在保证边坡稳定性的前提下，构建一个包括植物、动物及微生物在内的完整的、健康的、动态的生态系统，并不断地进行自我组织和修复，实现边坡稳定性和景观生态性的有效统一。江河生态护坡建设不仅保证了边坡结构具有抗冲刷能力，还恢复江河边坡原有的自然生态系统，促使人类和自然生态环境的和谐发展。

植生型透水护坡材料作为生态护坡的主要实施形式，开展了大量研究，国内外企业和研究单位也提出了大量的制备方法。目前普遍采用添加添加剂提高植生型透水护坡材料的抗压强度，通过添加硅石粉、粉煤灰或喷洒硫酸亚铁溶液等方法降低混凝土内部碱含量，但仍然存在强度不足或透水性较差、硫酸亚铁溶液利用效率低等问题。此外，对于植生型透水护坡材料的研究主要集中在透水性、力学强度、降低混凝土内部碱含量等方面，对江河中重金属、BOD、COD超标水质经植生型透水护坡材料渗透至土壤中，对土壤和地下水污染研究较少。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自净化植生型透水护坡材料及其制备方法，以便解决上述问题的至少之一。

本发明是通过如下技术方案实现的：

作为本发明的一个方面，提供一种自净化植生型透水护坡材料，包括：自净化植生型透水混凝土基础层，包括硅酸盐-钛盐浆液、水泥增强剂以及活性多孔材料；以及光催化剂喷涂层，其喷涂于所述自净化植生型透水混凝土基础层上，其中，所述光催化剂喷涂层的量为2.0～7.0L/m²。

优选地，所述水泥增强剂为煤矸石粉末、粉煤灰、二氧化硅粉和三乙醇胺的混合物，其中，各原料的质量分数为：煤矸石粉末20.65～50.05％，粉煤灰25.12～35.78％，二氧化硅粉10.25～30.22％，三乙醇胺1.33～9.05％。

优选地，所述水泥增强剂为膨润土、萘磺酸甲醛缩合物钠盐、活性二氧化硅粉、有机硅消泡剂、聚乙烯醇改性树脂和丙烯酰胺改性树脂的混合物，其中，各原料的质量分数为：膨润土30.05～40.15％，萘磺酸甲醛缩合物钠盐10.15～18.95％，活性二氧化硅粉20.05～35.45％，有机硅消泡剂 2.52～6.06％，聚乙烯醇改性树脂3.05～4.85％，丙烯酰胺改性树脂 3.05～4.85％。

优选地，所述多孔材料为经除积碳和活化改性的工业失效分子筛催化剂、沸石分子筛或活化改性的活性炭。

优选地，所述硅酸盐-钛盐浆液的制备方法为：以硫酸钛为二氧化钛前驱体，以六偏磷酸钠为分散剂，以硅酸钠为硅酸盐加水搅拌形成。

优选地，所述光催化剂喷涂层为HG-FDN型减水剂和光催化剂制备的二氧化钛分散液，所述光催化剂为掺杂CuO的锐钛矿型纳米二氧化钛或掺杂Fe₃O₄的锐钛矿纳米二氧化钛。