一种柔性生态混凝土护坡毯的制作方法

本发明涉及混凝土建筑材料，尤其涉及一种柔性生态混凝土护坡毯。

背景技术：

1、道路边坡、水库、河川堤岸等经常会出现水土流失、滑坡等问题，为了防止水土流失以及滑坡现象的出现，需要进行边坡的防护和治理。边坡防护的方法主要是用块状石材、混凝土、金属塑网发让那个材料进护坡。传统水泥基护坡材料及产品施工工序繁琐，人工作业量大，环境影响大，养护周期长，施工后开裂等问题多发，虽然材料成本不高，但总体造价也不低、能耗高等问题突出。编织混凝土毯(woven concrete blanket，简称wcb)是一种新型的复合材料，结合了纺织材料和混凝土材料，具有较高的抗拉强度、良好的耐候性能以及优异的环保特性，有望解决传统水泥基护坡材料的问题。

2、编织混凝土毯由纤维增强材料与混凝土基材相结合而成，多采用多层编织结构。其中，纤维增强材料通常为玻璃纤维、碳纤维、聚烯烃等。随着编织混凝土毯的不断发展，研究者们致力于寻找最佳的编织结构、纤维材料搭配方式以及混凝土配合比等方面的优化方案，来提升编织混凝土毯的性能。然而编织混凝土毯生产制造的关键是将纤维增强材料与混凝土用混合集料基材成功结合，以保证编织混凝土毯的质量和性能，减少修补位置因修补材料脆硬性大而发生的二次损坏现象，提高整体耐久性等。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种柔性生态混凝土护坡毯。本发明将混凝土基材填充于纤维增强基布中，极大程度地改善水泥基材料刚性本质，增加修补材料的韧性，所得护坡毯强度高，干缩程度小、凝结时间短，抗渗能力强，抗滑性、抗冻性良好，整体耐久性好。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

3、一方面，一种柔性生态混凝土护坡毯，包含纤维增强基布框架和混凝土基材填充材料；

4、所述混凝土基材包含水泥、集料、减水剂、调凝剂；

5、所述调凝剂包含聚丙烯酰胺微球、聚丙烯酸钙微球和辛基酚聚氧乙烯醚。

6、进一步地，所述纤维增强基布由聚丙烯纤维长丝经斜纹编织而成针织布，厚度为5-20mm。

7、进一步地，所述水泥为固废基硫铝酸盐水泥，所述固废基硫铝酸盐水泥为强度等级为42.5级低碱度水泥。

8、进一步地，所述减水剂选自奈系减水剂和/或聚羧酸减水剂，优选为聚羧酸减水剂。

9、进一步地，所述调凝剂包含质量比为(8-10):(1-1.5):(1-1.2)的聚丙烯酰胺微球、聚丙烯酸钙微球和辛基酚聚氧乙烯醚。优选地，所述调凝剂包含质量比为8:1.5:1的聚丙烯酰胺微球、聚丙烯酸钙微球和辛基酚聚氧乙烯醚。

10、进一步地，所述聚丙烯酰胺微球经由下述方法制备得到：

11、将阳离子丙烯酸铵加入水解剂中，所述水解剂与丙烯酰胺质量比为4-5：1，40-50℃下搅拌20-30min，再加热至70-75℃反应1-1.5h，55-65℃保温2-3h；再匀速滴加到体积浓度为15-20%的乙醇溶液中，继续搅拌30-40min，干燥即得聚丙烯酰胺微球。

12、优选地，所述水解剂为质量比5-6:1的氢氧化钠与硅酸钠的混合物。

13、优选地，所述乙醇溶液的用量为丙烯酸铵质量的0.2-0.3倍。

14、优选地，所述搅拌过程中的转速为400-500rpm。

15、进一步地，所述聚丙烯酸钙微球经由下述方法制备得到：

16、将氢氧化钙溶液加入到聚丙烯酸中，再加入交联剂和引发剂，混匀后将混合液加入到质量浓度为2-3%的明胶水溶液中，最后加入乙醇，升温至50-60℃反应5-7h，过滤，干燥即得所述聚丙烯酸钙微球。

17、优选地，所述氢氧化钙溶液的质量浓度为15-20%。

18、优选地，所述引发剂为偶氮类引发剂、有机过氧类引发剂、无机过氧类引发剂中的至少一种；更优选为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种。

19、优选地，所述交联剂包含但不限于n,n'-亚甲基双丙烯酰胺和/或n,n’-间苯撑双马来酰亚胺。

20、优选地，所述交联剂的用量为氢氧化钙质量的30%-40%，所引发剂的用量为氢氧化钙质量的4-5%。

21、优选地，所述乙醇的的用量为氢氧化钙质量2-3%。

22、优选地，所述调凝剂中还包括二氧化硅和消泡剂；所述二氧化硅的添加量为聚丙烯酰胺微球、聚丙烯酸钙微球和辛基酚聚氧乙烯醚质量总和的0.1-1%；所述消泡剂选自硅油类、聚醚类、高碳醇中的至少一种，所述消泡剂的添加量为聚丙烯酰胺微球、聚丙烯酸钙微球和辛基酚聚氧乙烯醚质量总和的0.1-1%。

23、进一步地，所述调凝剂经由下述方法制备得到：

24、将聚丙烯酰胺微球、聚丙烯酸钙微球和辛基酚聚氧乙烯醚混合均匀后，加入二氧化硅、消泡剂混匀，即得所述调凝剂；所述调凝剂的粒径为100-400μm。

25、进一步地，所述集料为质量比为(70-100):(800-1000):(120-160):(700-800)的粉煤灰、碎石、尾矿砂和河砂；优选地，所述集料为质量比80:900:150:751为的粉煤灰、碎石、尾矿砂和河砂。

26、进一步地，上述所述混凝土基材中水泥、集料、聚羧酸减水剂、调凝剂的质量比为(300-350):(1690-2060):(8-12):(1-3)。优选地，所述混凝土基材中水泥、集料、聚羧酸减水剂、调凝剂的质量比为310:1881:9.8:1.3。

27、进一步地，所述集料经由下述方法制备得到：用天然砂石或回收混凝土经多级破碎、筛分获得的粒径0.01-4.75mm，各级粒径分布均匀的砂石粒料。

28、进一步地，所述柔性生态混凝土护坡毯还可包括表面包覆封闭材料，所述表面包覆封闭材料为聚乙烯醇水溶膜。

29、另一方面，上述柔性生态混凝土护坡毯的制备方法，包括以下步骤：将水泥、减水剂、调凝剂与集料混合拌匀即得混凝土基材；以纤维增强基布为护坡毯的框架，混凝土基材作为填充材料进行填充，即得到柔性生态混凝土护坡毯。

30、进一步地，所述混凝土基材的填充密度为9-12kg/m2。

31、进一步地，所述柔性生态混凝土护坡毯使用时，先在表面浇水固化然后进行使用；所述浇水量为1.1-1.3kg/m2。

32、进一步地，所述柔性生态混凝土护坡毯还可用表面包覆封闭材料对其进行表面包覆，成卷储存。所述表面包覆封闭材料为聚乙烯醇水溶膜。

33、再一方面，上述柔性生态混凝土护坡毯的在矿山护坡、河道护坡、公路排水渠、导流渠、石化防泄漏工程中的应用。

34、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

35、1、本发明将混凝土材料与纤维增强基布成功结合在一起制成护坡毯，使用前护坡毯为柔性并成卷储存，使用时浇水固化。所得护坡毯兼具混凝土的强度与纤维的韧性，强度高，干缩程度小、凝结时间短，抗渗能力强，抗滑性、抗冻性良好，减少修补位置因修补材料脆硬性大而发生的二次损坏现象，提高了整体耐久性，能够抵御极强的变形冲击。

36、2、本发明以聚丙烯酰胺微球、聚丙烯酸钙微球和辛基酚聚氧乙烯醚为混合调凝剂，三者相互配合，使其能很好的与水泥、集料等混合，能有效降低混凝土拌合过程中细集浆料的上浮，有效提升水泥混凝土的减水性、坍流度的保持性，提高混凝土的强度、和易性，从而提升护坡毯的强度，并且减少混凝土用水量后对混凝土的力学强度和和易性并无明显影响。

37、3、本发明选用聚乙烯醇水溶膜材料作为表面包覆封闭材料，既能起到一定的包覆防细集料脱落，也能隔绝湿气防止材料使用前失效。而且聚乙烯醇水溶膜又有良好的透气、渗流及遇水溶解性能，绿色环保。

38、4、本发明提供的柔性生态混凝土护坡毯可用来代替片石、浆砌石、现浇混凝土用于河道护坡、公路排水渠、导流渠、矿山护坡、石化防泄漏等工程，用途范围广。