基于生物质灰的屋顶绿化基质加强层工艺优化

摘要

屋顶绿化可有效减少城市径流,减缓热岛效应和温室效应.为了解决屋顶绿化散体基质施工难度大、成本高等问题,该研究以生物质灰为主要原材料,辅以小麦秸秆和污泥,压缩为屋顶绿化基质底部加强层,并分别从粘结剂优选、配合比优化和压缩工艺参数优化3个方面对基质加强层的抗破坏强度进行了研究.结果表明:1)添加比例为4％的黄原胶对生物质灰成型块的抗破坏能力提升较高,抗弯强度和抗剪强度较对照分别提升了360.9(27.98倍)和355.8 N(32.94倍).2)当生物质灰、小麦秸秆和污泥体积比为4:1:1(干物质量之比12.42:1:2.14)时,基质加强层抗弯强度和抗剪强度的试验观测数值达到最大值,分别为93.1和38.4 N;Scheffe三元二次多项式模拟结果显示,松弛密度的主要影响成分为秸秆(系数4.2),抗弯强度主要由生物质灰和秸秆共同影响(系数451),抗剪强度主要由秸秆和污泥共同影响(系数197.2),优化配比结果为生物质灰、小麦秸秆和污泥体积比3:1:1(干物质量之比9.31:1:2.14).3)正交试验的分析结果表明,基质加强层的最优压缩工艺参数为混合原材料含水率25％、成型温度80°C、成型压力120 kN、保压时间5 min、105°C恒温加热烘干,此时抗弯强度和抗剪强度分别为184.6和162.7 N.该研究可为屋顶绿化加强层的机械化装配施工奠定配合比和压缩工艺基础,并为生物质灰等农业废弃物的资源化利用提供新思路.