一种具有良好植生性的改良再生混凝土骨料及制备方法

本发明涉及岩土工程，具体提供一种具有良好植生性的改良再生混凝土骨料及制备方法。

背景技术：

1、为了应对持续增长的建筑垃圾问题，应遵循“减量、再用、循环”的发展原则。回收再利用这些建筑垃圾可减少对于天然骨料的依赖程度，同时减少建筑垃圾的存储成本，释放填埋场库容，也减少温室气体排放。研究表明，采用特定的施工工艺可以将建筑垃圾加工成结构强度较低的再生骨料混凝土，具有良好的透水性和低碱度值，已应用于一些对强度要求不高或非结构混凝土的工程中，如河流两岸护岸、道路两旁护坡、屋顶绿化以及韧性城市建设等，实现了将建筑垃圾变废为宝回收再利用，具有重要的社会经济效益。

2、生物炭是在高温和低氧条件下由各种植物和生物质热解而成的有机物质,具有比表面积大、离子交换能力强、低密度、高孔隙和高稳定性等特点。生物炭能够提高土体的保水能力，同时，生物炭还能起到有效降低土体ph值以及提供植物生长所需的营养物质，进而能够起到改良土体工程的作用。生物聚合物是一类由生物体合成的大分子化合物，通常由重复单元组成。常见的生物聚合物如纤维素、壳聚糖和木质素等。近年来，由于生物聚合物具有来源广、生态环保、性能优异等特点，逐渐被尝试被用于改良土体工程性质。并且生物聚合物的羟基与土颗粒结合后形成凝胶网络，有效提高了土体的保水能力，且生物聚合物掺量越大土体保水性越好。与自然土相比，生物聚合物中的多糖等物质能够为植被生长提供一个更好的生长环境。因此，针对混凝土植生性问题进行研究，筛选出最优生物聚合物种类以及比例，通过掺入生物炭和生物聚合物制备一种能够促进植被生长的再生混凝土骨料，从而提高再生混凝土骨料的再利用效益以及工程性质，为建筑垃圾资源化再利用和各类生态防护工程提供参考。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有良好植生性的改良再生混凝土骨料及制备方法。该材料利用绿色、经济的原材料，通过简易的方法，筛序和配置出促进植生性的再生混凝土骨料，进而应用于工程建设中，为建筑垃圾资源化再利用提供参考。其不仅可以解决建筑垃圾回收再利用的资源问题，还可以根据工程需要制备最优的生物聚合物-生物炭改良混凝土，适应不同工程的需要，为边坡滑坡、垃圾填埋场渗漏、尾矿堆场失稳等各类工程问题的防治提供了环保和稳定的方法。

2、为解决以上技术问题，本发明的提供了如下技术方案：

3、一种具有良好植生性的改良再生混凝土骨料，包括生物炭、再生混凝土骨料、生物聚合物和水；

4、其中，按重量份数计：再生混凝土骨料90～100份，水为15～20份，生物炭为再生混凝土骨料重量的10％，生物聚合物为再生混凝土骨料重量的0.5％～1.5％。

5、作为优选，所述再生混凝土骨料选自破碎后的建筑垃圾，所述再生混凝土骨料的粒径小于2mm。

6、作为优选，所述生物炭选自花生壳，所述生物炭的粒径小于0.075mm，含水率小于0.5％，所述生物炭的热解温度为200摄氏度。

7、作为优选，所述生物聚合物种类选择结冷胶，所述生物聚合物的粒径小于2mm。

8、上述一种具有良好植生性的改良再生混凝土骨料的制备过程，包括以下步骤：

9、步骤1：选取不同生物聚合物种类和比例制成的生物聚合物-生物炭-骨料混合物，测定混合物的ph值等理化特性并进行分析，确定理化特性的特征参数；

10、步骤2：将材料各组分预先称重，将不同生物聚合物种类和比例的生物聚合物-生物炭-骨料充分混合得混合骨料；

11、步骤3：向混合物加入水，使得生物聚合物-生物炭混合骨料含水量大于14％，同时在搅拌机中搅拌混合，搅拌时间不小于600秒，或者人工进行搅拌，搅拌时间不小于1200秒；

12、步骤4：将搅拌完成后的生物聚合物-生物炭混合骨料倒入圆形模具进行压实，压实度大于80％；

13、步骤5：将压实完成后的不同生物聚合物种类和比例的生物聚合物-生物炭改良骨料放置在在25±0.5℃，湿度50％的环境下进行植被生长实验；

14、步骤6：通过记录植被生长参数：包括发芽率以及生长高度，分析植被生长实验结果，选取植物长势最优良的改良骨料所用的生物聚合物种类以及比例。

15、本发明能够筛选出最优种类与比例的生物聚合物改良生物炭-骨料混合物，能够降低再生混凝土骨料的碱性、提高植被生长率及提高骨料的再利用特性。本发明将所述生物聚合物-生物炭改良混凝土运用于具有环保要求与较低强度要求的工程建设和工程治理中。

16、有益效果：本发明采用特定的施工工艺可以将建筑垃圾加工成结构强度较低的再生骨料混凝土，具有良好的透水性和低碱度值。生物炭具有比表面积大、离子交换能力强、低密度、高孔隙和高稳定性等特点且能进一步降低再生骨料混凝土的碱度。生物聚合物-生物炭改良混凝土中花生壳生物炭和结冷胶为主要掺加物，是促进混凝土植生性的关键。生物炭的多孔性能够储存更多的水分，提高土体的保水能力，同时作为各种植物和生物质热解而成的有机物质，生物炭能为植物生长提供必需的营养物质；生物聚合物的羟基与土颗粒结合后形成凝胶网络，也能有效提高土体的保水能力，且生物聚合物掺量越大土体保水性越好。与自然土相比，生物聚合物中的多糖等物质能够为植被生长提供一个更好的生长环境。

1.一种具有良好植生性的改良再生混凝土骨料，其特征在于：包括生物炭、再生混凝土骨料、生物聚合物和水；

2.根据权利要求1所述的一种具有良好植生性的改良再生混凝土骨料，其特征在于：所述再生混凝土骨料选自破碎后的建筑垃圾，所述再生混凝土骨料的粒径小于2mm。

3.根据权利要求1所述的一种具有良好植生性的改良再生混凝土骨料，其特征在于：所述生物炭选自花生壳，所述生物炭的粒径小于0.075mm，含水率小于0.5％，所述生物炭的热解温度为200摄氏度。

4.根据权利要求1所述的一种具有良好植生性的改良再生混凝土骨料，其特征在于：所述生物聚合物种类选择结冷胶，所述生物聚合物的粒径小于2mm。

5.权利要求1、2、3或4所述的一种具有良好植生性的改良再生混凝土骨料的制备过程，其特征在于：包括以下步骤：