一种屋顶种植用植草砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及园林绿化材料领域，尤其涉及一种屋顶种植用植草砖及其制备方法。
背景技术
在我国，每年的城市建设占用了大量绿化用地，增加了城市温度。为了顺应我国生态文明建设海绵城市的发展要求，保护城市环境生态迫在眉睫。屋顶绿化作为一种特殊的人工绿地，已成为现代社会构建空间立体绿化体系的新途径、新形式，成为建筑用地绿化一个新的发展方向。随着城市化进程的加快，城市中可绿化空间将越来越少，屋顶绿化逐渐成为今后城市空间绿化发展的一种趋势。
目前屋顶绿化主要通过卷地草皮、种植箱或种植池等形式实现，这些形式多存在以下问题：构造复杂、施工难度大；大多为混凝土结构，重量重、对屋顶承重要求高；种植需水量大；植物根系的生长容易对屋顶结构造成破坏。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种屋顶种植用植草砖及其制备方法，来有效的解决现有屋顶绿化施工难、重量重、需水量大、破坏屋顶结构等问题。
本发明采用以下技术方案：
一种屋顶种植用植草砖，该植草砖包括位于面层的种植层和位于底层的隔离层，种植层的原料包括颗粒土壤、水泥、减水剂、可再分散乳胶粉、腐殖酸、草籽和水；隔离层的原料包括轻质陶粒、轻质陶砂、水泥、可再分散乳胶粉、减水剂和水。
进一步的，种植层包括以下重量份的原料：
颗粒土壤 100份；
膨胀珍珠岩 5-15份；
水泥 15-25份；
可再分散乳胶粉 0.5-2份；
腐殖酸 0.5-2份；
草籽 0.2-0.5份；
减水剂 0.05-0.2份；
水 10-25份。
进一步的，隔离层包括以下重量份的原料：
轻质陶粒 100份；
轻质陶砂 125-175份；
水泥 80-120份；
可再分散乳胶粉 0.5-5份；
减水剂 0.1-0.5份；
水 25-40份。
进一步的，颗粒土壤的直径为0.3-3mm，堆积密度为650-900kg/m3；轻质陶粒的粒径为3-8mm，堆积密度为800-1100kg/m3；轻质陶砂的粒径为0.3-1mm，堆积密度为850-1150kg/m3。
进一步的，种植层所用的水泥为三废水泥、硫铝酸盐水泥、玻纤水泥中的任一种低碱水泥，隔离层所用的水泥为普通硅酸盐水泥。
进一步的，种植层和隔离层所用的减水剂为萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高效减水剂、聚羧酸高效减水剂中的一种或几种；种植层和隔离层所用的可再分散乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物、苯乙烯与丁二烯共聚胶粉中的一种或几种。
进一步的，草籽为狗牙根、高羊茅、黑麦草、四季青、地毯草中的一种或几种易存活草籽。
本发明还提供一种屋顶种植用植草砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)种植层混合料配制：按种植层配方称取相应的面层原料，放入搅拌机中搅拌，得到种植层混合料；
(2)隔离层混合料配制：按隔离层排放称取相应的底层面料，放入搅拌机中搅拌，得到隔离层混合料；
(3)成型：将种植层混合料和隔离层混合料分别运送至压机底料布料仓和面料布料仓，先将种植层混合料满布于模箱中，压紧，使得模箱顶部空出一部分，再将隔离层混合料布于空出模箱中的种植层混合料之上，最后进行振动成型、脱模；
(4)养护：将脱模后的砖放入温度为25-35℃、湿度70-90％的养护窑中养护，得到植草砖。
进一步的，步骤(1)和步骤(2)中的搅拌机转速为10-30m/s，搅拌时间5-15min。
进一步的，步骤(3)中振动成型的激振力为50-100KN，振动频率2000-5600r/min，成型周期15-28s。
本发明的屋顶种植用植草砖及其制备方法，具有以下有益效果：
(1)本发明的植草砖的种植层所用骨料为轻质的颗粒土壤以及膨胀珍珠岩，隔离层所用骨料为轻质陶砂和轻质陶粒，轻质骨料使得植草砖的密度只有1200-1500kg/m3，质量轻，有效减少了屋顶的负重压力。
(2)本发明的植草砖种植层原料中的轻质颗粒土壤和膨胀珍珠岩均具有较高的保水率，使得植草砖的保水率较高，达50-70％，从而减少了后期使用过程中的浇水次数，且降低需水量。
(3)本发明的植草砖的种植层包含种植基质、植物种子以及植物生长所需的营养，屋顶绿化时只需将植草砖铺在屋顶，浇水即可，构造简单、施工方便，大大减少了施工与后期维护成本；同时本发明隔离层为密闭结构，阻止了植物根系向屋顶延伸，进而避免了植物根系对屋顶的破坏。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明屋顶种植用植草砖的结构示意图；
图中：1-种植层，2-隔离层。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
一种屋顶种植用植草砖，如图1所示，包括位于面层的种植层1和位于底层的隔离层2；种植层1的原料包括颗粒土壤、水泥、减水剂、可再分散乳胶粉、腐殖酸、草籽和水；隔离层2的原料包括轻质陶粒、轻质陶砂、水泥、可再分散乳胶粉、减水剂和水。
具体的，种植层1包括以下重量份的原料：
颗粒土壤 100份；
膨胀珍珠岩 5-15份；
水泥 15-25份；
可再分散乳胶粉 0.5-2份；
腐殖酸 0.5-2份；
草籽 0.2-0.5份；
减水剂 0.05-0.2份；
水 10-25份。
具体的，隔离层2包括以下重量份的原料：
轻质陶粒 100份；
轻质陶砂 125-175份；
水泥 80-120份；
可再分散乳胶粉 0.5-5份；
减水剂 0.1-0.5份；
水 25-40份。
具体的，颗粒土壤的直径为0.3-3mm，堆积密度为650-900kg/m3，颗粒土壤内部具有丰富的毛细孔，有一定的保水保肥透气功能，是一种新型种植基质，更具体的，本发明所用颗粒土壤参见申请号为201810766804.0的中国发明专利；轻质陶粒的粒径为3-8mm，堆积密度为800-1100kg/m3，筒压强度8-15MPa；轻质陶砂的粒径为0.3-1mm，堆积密度为850-1150kg/m3，在28MPa下的破碎率为10-20％。
本发明的植草砖种植层1以颗粒土壤和膨胀珍珠岩为主要原料；其中颗粒土壤为具有一定空腔结构的球形颗粒；膨胀珍珠岩是珍珠岩矿砂经预热，瞬时高温焙烧膨胀后制成的一种内部为蜂窝状结构的白色颗粒状材料，具有很低的堆积密度与很强的保水功能。使得本发明制得的种植层具有较低的容重和较高的保水率。
本发明的植草砖隔离层2以轻质陶粒、轻质陶砂、水泥等为主要原料，轻质陶粒和轻质陶砂具有较低的堆积密度和较高的筒压强度，使得植草砖具有较高的强度且保证其具有较低的容重。同时隔离层各原料混合后通过水泥与可再分散乳胶粉具有的粘结效果，形成密闭结构，阻止了植物根系向屋顶延伸，从而避免了植物根系对屋顶的破坏。
具体的，种植层1所用的水泥为三废水泥、硫铝酸盐水泥、玻纤水泥中的任一种低碱水泥，隔离层2所用的水泥为普通硅酸盐水泥。
具体的，种植层1和隔离层2所用的减水剂为萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高效减水剂、聚羧酸高效减水剂中的一种或几种。种植层1和隔离层2所用的可再分散乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物、苯乙烯与丁二烯共聚胶粉中的一种或几种；可再分散乳胶粉具有极为突出的粘结强度，可提高植草砖整体的抗压强度。
具体的，种植层1所用的腐殖酸是自然界中广泛存在的大分子有机物质，具有良好的生理活性和吸收、络合、交换等功能，利于植物生长，作为种植层的原料之一，可为植物生长提供所需的营养。更具体的，腐殖酸为天然腐殖酸或人造腐殖酸。
具体的，草籽为狗牙根、高羊茅、黑麦草、四季青、地毯草中的一种或几种易存活草籽。
下面将结合具体实施例，对本发明的屋顶种植用植草砖及其制备方法作进一步描述。
实施例1
一种屋顶种植用植草砖，该植草砖包括位于面层的种植层1和位于底层的隔离层2，其中，种植层1包括以下重量份的原料：颗粒土壤(0.3-1mm)100g；膨胀珍珠岩15g；硫铝酸盐水泥20g；可再分散乳胶粉1g；腐殖酸1g；草籽0.2g；聚羧酸减水剂0.1g；水15g。隔离层2包括以下重量份的原料：轻质陶粒(3-7mm)1000g；轻质陶砂(0.3-1mm)1500g；水泥1000g；可再分散乳胶粉10g；聚羧酸减水剂1g；水300g。
本实施例的屋顶种植用植草砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)种植层混合料配制：按种植层配方称取相应的面层原料，放入转速为10m/s的搅拌机中搅拌15min，得到种植层混合料；
(2)隔离层混合料配制：按隔离层排放称取相应的底层面料，放入转速为10m/s的搅拌机中搅拌15min，得到隔离层混合料；
(3)成型：将种植层混合料和隔离层混合料分别运送至压机底料布料仓和面料布料仓，先将种植层混合料满布于模箱中，压紧，使得模箱顶部空出一部分，再将隔离层混合料布于空出模箱中的种植层混合料之上，最后进行振动成型、脱模；
(4)养护：将脱模后的砖放入温度为35℃、湿度90％的养护窑中养护，得到植草砖。
实施例2
一种屋顶种植用植草砖，该植草砖包括位于面层的种植层1和位于底层的隔离层2，其中，种植层1包括以下重量份的原料：颗粒土壤(0.3-3mm)100g；膨胀珍珠岩5g；三废水泥25g；可再分散乳胶粉2g；腐殖酸2g；草籽0.5g；聚羧酸减水剂0.05g；水25g。隔离层2包括以下重量份的原料：轻质陶粒(3-8mm)1000g；轻质陶砂(0.3-1mm)1750g；硅酸盐水泥1200g；可再分散乳胶粉50g；萘系高效减水剂5g；水400g。
本实施例的屋顶种植用植草砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)种植层混合料配制：按种植层配方称取相应的面层原料，放入转速为30m/s的搅拌机中搅拌5min，得到种植层混合料；
(2)隔离层混合料配制：按隔离层排放称取相应的底层面料，放入转速为30m/s的搅拌机中搅拌5min，得到隔离层混合料；
(3)成型：将种植层混合料和隔离层混合料分别运送至压机底料布料仓和面料布料仓，先将种植层混合料满布于模箱中，压紧，使得模箱顶部空出一部分，再将隔离层混合料布于空出模箱中的种植层混合料之上，最后进行振动成型、脱模；
(4)养护：将脱模后的砖放入温度为25℃、湿度70％的养护窑中养护，得到植草砖。
实施例3
一种屋顶种植用植草砖，该植草砖包括位于面层的种植层1和位于底层的隔离层2，其中，种植层1包括以下重量份的原料：颗粒土壤(0.3-3mm)100g；膨胀珍珠岩15g；玻纤水泥15g；可再分散乳胶粉0.5g；腐殖酸0.5g；草籽0.2g；脂肪族高效减水剂0.2g；水10g。隔离层2包括以下重量份的原料：轻质陶粒(3-7mm)1000g；轻质陶砂(0.3-1mm)1250g；硅酸盐水泥800g；可再分散乳胶粉5g；聚羧酸高效减水剂1g；水250g。
本实施例的屋顶种植用植草砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)种植层混合料配制：按种植层配方称取相应的面层原料，放入转速为10m/s的搅拌机中搅拌15min，得到种植层混合料；
(2)隔离层混合料配制：按隔离层排放称取相应的底层面料，放入转速为30m/s的搅拌机中搅拌5min，得到隔离层混合料；
(3)成型：将种植层混合料和隔离层混合料分别运送至压机底料布料仓和面料布料仓，先将种植层混合料满布于模箱中，压紧，使得模箱顶部空出一部分，再将隔离层混合料布于空出模箱中的种植层混合料之上，最后进行振动成型、脱模；
(4)养护：将脱模后的砖放入温度为30℃、湿度80％的养护窑中养护，得到植草砖。
将实施例1-3中制得的植草砖进行力学性能以及保水效果测试，结果如表1所示。
表1屋顶种植用植草砖的性能测试结果
由表1可知，本发明的屋顶种植用植草砖，通过以颗粒土壤和膨胀珍珠岩做种植层的主要原料以及轻质陶粒和轻质陶砂做隔离层的主要骨料，其均为轻质骨料，自身容重较低，进而使制得的植草砖具有较低的容重，仅为1200-1500kg/m3，可减少对屋顶的负重压力。同时种植层部分的颗粒土壤和膨胀珍珠岩均具有一定的孔隙结构，进而使得种植层拥有较高的保水率，达50-70％，在本发明的植草砖在应用过程中，后期不用频繁浇水，需水量较少。另一方面，种植层和隔离层均采用具有较高强度的骨料原料，使得植草砖的筒压强度达5-10MPa，提高植草砖的使用寿命。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。
