利用建筑垃圾制作蓄水棒的方法及應用與流程

本發明涉及干旱區吸收蓄積利用自然地下水資源、用于植被恢復的生態修復領域，尤其涉及一種基于建筑垃圾制成的蓄水棒及其在干旱區植被恢復方面的應用。

背景技術：

我國每年產生的建筑垃圾近2億噸，通常是直接采用露天堆放或填埋的方式進行處理。隨著我國城市化進程，建筑垃圾加劇了土地和資源的緊張局面，嚴重影響到社會經濟和生態環境的協調發展。目前世界上的很多國家已開始利用建筑垃圾進行新型建材的制備和開發，建筑垃圾中的主要組分如渣土、廢舊混凝土、廢舊磚石等具有抗沖擊、耐磨損的良好物理性能，可以制作成再生骨料、再生混凝土、再生砌塊、再生路面、再生砂漿，再生墻板等建材制品，也可將其用于人工造景、填海造陸。目前我國尚未形成—套與本國國情相符的建筑垃圾資源化長效機制，但業界已有學者開始在這方面的研究。如上海二建曾將結構施工垃圾分揀處理后，將可循環利用的廢渣碎塊粉碎，以1∶1的配比與標準砂混合作為細骨料，充當抹灰砂漿、砌筑砂漿。北京城建將建筑廢渣用于砌筑砂漿、細石混凝土樓地面和混凝土墊層，利用了大量建筑垃圾并節約了建設資金。盡管如此，但我國建筑垃圾的再生利用率仍僅為5％，與歐盟、韓國、日本和荷蘭等西方國家相比，利用率極低。

我國北方及西部地區生態環境較為脆弱，一旦破壞大量土地裸露并隨之荒漠化，并影響連帶周邊土地，并會帶來一系列環境問題，如土地荒漠化沙化嚴重、局部氣候變化、沙塵暴日益增多等。根據全國沙漠、戈壁和沙化土地普查及荒漠化調研結果表明，中國荒漠化土地面積為262.2萬平方公里，占國土面積的27.4％，近4億人口受到荒漠化影響。據中、美、加國際合作項目研究，中國因荒漠化造成的直接經濟損失約541億人民幣。

綜上所述，加強建筑垃圾的綜合利用以及采取工程措施進行人工綠化恢復植被和生態功能，顯得尤為重要。

技術實現要素：

本發明的首要目的在于提供一種利用建筑垃圾制作蓄水棒的方法，將建筑垃圾制作成蓄水、吸水的蓄水棒，且蓄水棒可用于干旱地區植被恢復和綠化當中，既能變廢為寶，保護環境，又能解決干旱地區植被難于修復問題，從而起到一舉兩得的作用。此外，本發明還提供上述方法制作的蓄水棒在干旱地區植被恢復方面的應用。

為實現本發明的目的，本發明提供的利用建筑垃圾制作蓄水棒的方法包括：

對建筑垃圾進行粉碎與分選處理，以便獲得不同粒徑的集料；

將不同粒徑的集料按預定級配混合，以便形成級配建筑垃圾混合料；

在級配建筑垃圾混合料中填加水泥、細沙、保水劑、膨潤土和水，攪拌均勻后形成灌注混合料；

將灌注混合料灌注到預制的用于制作蓄水棒的模具中，待灌注混合料凝固后拆除模具，形成蓄水棒坯；

對蓄水棒坯進行養護，形成蓄水棒。

其中，所述建筑垃圾包括廢磚塊與混凝土塊，且廢磚塊與混凝土塊的比例大于4：6。

其中，所述級配建筑垃圾混合料中的不同粒徑集料的質量百分含量的范圍為：粒徑為0.2-1cm的集料含量為15％-25％，粒徑為1-2cm的集料含量為15％-25％，粒徑為2-4cm的集料含量為25-55％，粒徑為4-6cm的集料含量為15％-25％。

優選的，所述級配建筑垃圾混合料中的不同粒徑集料的質量百分含量為：粒徑為0.2-1cm的集料含量為20％，粒徑為1-2cm的集料含量為20％，粒徑為2-4cm的集料含量為40％，粒徑為4-6cm的集料含量為20％。

其中，所述灌注混合料中泥土的含量小于或等于3％。

其中，所述灌注混合料中水泥、細沙、級配建筑垃圾混合料、保水劑、膨潤土和水的重量份比為：

水泥：細沙：級配建筑垃圾混合料：保水劑：膨潤土：水＝1：2：7：0.063：0.031：0.4。

其中，所述蓄水棒為中空蓄水棒。

其中，所述蓄水棒為實心蓄水棒。

其中，所述實心蓄水棒上端具有下凹的凹槽。

其中，所述蓄水棒的橫截面為圓形或長方形或正方形。

此外，本發明還提供一種將如上所述方法制作的蓄水棒在干旱地區植被恢復中的應用。

與現有技術相比，本發明的利用建筑垃圾制作蓄水棒的方法及其應用的有益效果體現在以下方面：

1、利用蓄水棒吸水、保水特性，將其利用在干旱地區植物(或種子)種植，解決干旱地區難于綠化問題。

2、能夠達到免維護，免人工澆水，節約成本，節約水資源的目的。

附圖說明

圖1為本發明空心蓄水棒使用時的結構示意圖；

圖2為本發明方法制得的橫截面呈圓形的空心蓄水棒的剖面圖；

圖3為本發明方法制得的橫截面呈正方形的空心蓄水棒的剖面圖；

圖4為本發明方法制得的橫截面呈長方形的空心蓄水棒的剖面圖；

圖5為本發明實心蓄水棒使用時的結構示意圖；

圖6為本發明方法制得的橫截面呈圓形的實心蓄水棒的剖面圖；

圖7為本發明方法制得的橫截面呈正方形的實心蓄水棒的剖面圖；

圖8為本發明方法制得的橫截面呈長方形的實心蓄水棒的剖面圖；

圖9為本發明利用建筑垃圾制作蓄水棒的方法的流程圖。

具體實施方式

如圖9所示，為本發明提供的利用建筑垃圾制作蓄水棒的方法的流程圖，由圖9可知，本發明的方法包括：

對建筑垃圾進行粉碎與分選處理，以便獲得不同粒徑的集料；

將不同粒徑的集料按預定級配混合，以便形成級配建筑垃圾混合料；

在級配建筑垃圾混合料中填加水泥、細沙、保水劑、膨潤土和水，攪拌均勻后形成灌注混合料；

將灌注混合料灌注到預制的用于制作蓄水棒的模具中，待灌注混合料凝固后拆除模具，形成蓄水棒坯；

對蓄水棒坯進行養護，形成蓄水棒。

具體的，本發明的方法包括如下步驟：

s01、對建筑垃圾進行粉碎與分選處理，以便獲得不同粒徑的集料。

本發明的建筑垃圾，包括廢磚塊與混凝土塊，且采用的建筑垃圾中，廢磚塊與混凝土塊的比例大于4：6，即建筑垃圾中的廢磚塊的質量百分比大于40％，混凝土塊的質量百分比小于60％。

采用破碎機把包含廢磚塊與混凝土塊的建筑垃圾粉碎，然后分級篩分選。其中，分級篩的篩孔設計為孔徑0.2cm、1cm、2cm、4cm、6cm，因此，可以篩分出粒徑范圍分別為0.2-1cm、1-2cm、2-4cm、4-6cm的建筑垃圾料(即所述集料)。

s02、將不同粒徑的集料按預定級配混合，以便形成級配建筑垃圾混合料。

其中，預定級配中，不同粒徑集料的質量百分含量的范圍滿足如下要求：粒徑為0.2-1cm的集料含量為15％-25％，粒徑為1-2cm的集料含量為15％-25％，粒徑為2-4cm的集料含量為25-55％，粒徑為4-6cm的集料含量為15％-25％。

優選的，本發明的預定級配中，不同粒徑集料的質量百分含量為：粒徑為0.2-1cm的集料含量為20％，粒徑為1-2cm的集料含量為20％，粒徑為2-4cm的集料含量為40％，粒徑為4-6cm的集料含量為20％。

s03、將按預定級配混合后形成的級配建筑垃圾混合物中填加水泥、細沙、保水劑、膨潤土和水，攪拌均勻后形成灌注混合料。

其中，灌注混合料中水泥、細沙、級配建筑垃圾混合料、保水劑、膨潤土和水的重量份比為：

水泥：細沙：級配建筑垃圾混合料：保水劑：膨潤土：水＝1：2：7：0.063：0.031：0.4。

其中，在將上述各原料混合的過程中，由于泥土的含量決定了蓄水棒的凝固強度，泥土含量越高強度越低，因此，在制作蓄水棒的過程中，應控制泥土的含量，即，控制細沙和級配建筑垃圾中的泥土總含量不能大于3％。

s04、將攪拌均勻的灌注混合料灌注到預制的用于制作蓄水棒的模具中，待模具中的灌注混合料凝固后拆除模具，取出形成的蓄水棒坯，再對蓄水棒坯進行養護，得到蓄水棒。

下面，根據本發明方法中采用不同比例組分時制作出的蓄水棒所具有的不同特性進行說明。

由上述可知，制作級配建筑垃圾混合料時，不同粒徑集料的質量百分比范圍應滿足如下條件：

在制作灌注混合料時，采用的各組分的重量份比應滿足如下條件：

水泥：細沙：級配建筑垃圾混合料：保水劑：膨潤土：水＝1：2：7：0.063：0.031：0.4。

例1、當級配建筑垃圾混合料中各粒徑集料的質量百分比采用如下比例：

灌注混合料中各組分采用如下比例，水泥：細沙：級配建筑垃圾混合料：保水劑：膨潤土：水＝1：2：7：0.063：0.031：0.4時，制作出的蓄水棒多孔隙，孔隙間距合適，形成很多可以儲水的儲水囊，吸水性好，透水性好，具有良好的抗壓強度，和很好的蓄水功能。

例2、當級配建筑垃圾混合料中各粒徑集料的質量百分比采用如下比例：

灌注混合料中各組分采用如下比例，水泥：細沙：級配建筑垃圾混合料：保水劑：膨潤土：水＝1：3：8：0.063：0.011：0.3時，與例1相比，制作出的蓄水棒吸水性大，透水性差，抗壓強度低，蓄水性能差。

例3、當級配建筑垃圾混合料中各粒徑集料的質量百分比采用如下比例：

灌注混合料中各組分采用如下比例，水泥：細沙：級配建筑垃圾混合料：保水劑：膨潤土：水＝1：3：8：0.063：0.011：0.3時，與例1相比，制作出的蓄水棒吸水性小，透水性大，抗壓強度低，蓄水性能差。

其中，本發明采用的蓄水棒模具可以采用鋼或玻璃鋼制作而成，在模具內襯有相應規格的塑料袋或塑料薄膜，使用時，將灌注混合料灌注到位于模具內的塑料袋或塑料薄膜內，待灌注混合料凝固后，拆除模具，取出連同塑料袋或塑料薄膜的蓄水棒坯并進行養護，從而得到帶有塑料袋或塑料薄膜的蓄水棒。

或者，本發明的蓄水棒模具也可以采用pvc管制作而成，向pvc管模具內灌注混合料，待其凝固后，連同pvc管一起養護，從而得到帶有pvc管的蓄水棒。而在后續使用過程中，可以將帶有pvc管的蓄水棒直接埋入含水量豐富的土壤里，不需要再在pvc管外包裹塑料薄膜。

此外，本發明的蓄水棒模具也可以采用其它材料制作而成。

其中，本發明蓄水棒模具的橫截面可預制成圓形、長方形或正方形，模具尺寸的大小可以根據蓄水棒使用時的具體情況而設定。

設計時，蓄水棒模具可以為中空的筒形模具，以便通過筒形模具澆筑出來的蓄水棒為實心蓄水棒7(如圖5-圖8所示)，或者，蓄水棒模具可以為中心是實心圓柱、圓柱外套設內徑大于圓柱直徑的套管的套筒形模具，以便通過套筒形模具澆筑出來的蓄水棒為空心蓄水棒3(如圖1-圖4所示)。

其中，若制作實心蓄水棒7，則在制作過程中，需將蓄水棒模具的上表面設置成向下凸出的錐狀或弧狀，以便制得的蓄水棒上端具有向下的凹槽，即，蓄水棒上端為四周邊緣高、中心向下凹成錐狀或者碗狀的表面，以便于在使用時，可以增大植物根系或種子萌發之后與蓄水棒的接觸面積。

由本發明的方法制成的蓄水棒，可以應用于干旱區植被恢復領域中，在應用時，先用挖坑機開挖用于放置蓄水棒的坑，然后將采用上述方法制成的蓄水棒快速放入坑內，并在蓄水棒的上面種植植物或種子，種植時，采用常規方法種植即可。

其中，在應用時，若蓄水棒為中空的空心蓄水棒3，則需在空心蓄水棒3的空心處添加土壤基質2，以便于上部植物(或種子)生長時通過土壤基質2向下扎根(如圖1所示)。若蓄水棒為實心蓄水棒7，則直接將蓄水棒安置在挖好的坑內，將植物或種子放置在蓄水棒上面的凹槽內，采用常規方法種植植物或種子即可(如圖5所示)。

其中，挖掘用于安置蓄水棒的坑時，坑的底部應位于飽含地下水6的地下濕土層4，以便安置在坑內的蓄水棒下端可以吸取地下濕土層4的水分，并沿蓄水棒向上輸送，直至輸送至位于含水分少的干土層5的蓄水棒的上端，從而使種植于蓄水棒上端的植物或種子可以獲取水分，利于生長。

采用本發明方法制作的蓄水棒，具有結構簡單，吸水與保水特性好的優點，將其用于干旱荒漠地區植物或種子的種植，可以解決干旱荒漠地區難于綠化的問題，在植物生長過程中，由于蓄水棒可以源源不斷地從地下濕土層吸取水分，因此可以對植物免維護、免人工澆水，節約用工成本，節約水資源。

盡管上面對本發明的內容作了具體描述，但是本發明不限于此，本技術領域技術人員可以根據本發明的原理進行各種修改。因此，凡按照本發明原理所作的修改，都應當理解為落入本發明的保護范圍。