本發明屬于建筑材料領域，具體涉及一種全組分利用建筑垃圾制備再生透水混凝土材料及其制備方法。
背景技術：
：近些年來，城市內澇的問題不斷涌現，同時根據近年北京、廣州、成都、武漢等地先后造成的雨水內澇事件來看，城市內澇表現出了強烈的上升趨勢。住建部2010年對32個省的351個城市的內澇情況調研顯示，自2008年，有213個城市發生過不同程度的積水內澇，占調查城市的62％；內澇災害一年超過3次以上的城市就有137個，甚至擴大到干旱少雨的西安、沈陽等西部和北部城市；內澇災害最大積水深度超過50mm的城市占74.6％，積水深度超過15mm的超過90％；積水時間超過半小時的城市占78.9％，其中有57個城市的最大積水時間超過12小時。這些數據說明了建設海綿城市的必要性，而海綿城市的實現需要大量透水建筑材料才能得以實現。隨著我國經濟發展和城鎮化速度的加快，因新建和拆除大量建(構)筑物而產生的建筑垃圾產量逐年增加，成為繼城市生活垃圾之后的第二大固體廢棄物，給環境和土地資源帶來了巨大的壓力。與此同時，建筑垃圾的處理遠遠落后，大量的建筑垃圾直接堆放，對堆場附近的土壤和水源造成污染，也消耗大量處理費用，建筑垃圾的資源化利用成為可持續發展的一個重要議題。而在建筑垃圾不斷產生的同時，大量建筑的建設，同時對建筑原材料提出了巨大的需求，混凝土骨料的大量開采已經對環境造成了極其惡劣的負面影響，建筑垃圾再生利用制備混凝土即可以實現建筑垃圾資源化，亦可以減少資源開采對環境的影響，是節能減排的重要方向。專利cn201310557695.9(一種利用建筑垃圾的c15透水混凝土及其制備方法)報道了利用建筑垃圾制備c15透水磚的方法。但該專利只是利用建筑垃圾制備10-25mm的骨料，沒有完全利用，并沒有脫離制作骨料的局限；專利cn201610333509.7(一種利用廢棄混凝土制備的生態環保型透水混凝土)，使用了少量的建筑垃圾細粉料，但未做到全部利用，產生了二次副產品；專利cn201610490332.1(一種建筑垃圾制備的高性能透水混凝土系統及其制備方法)采用了全部建筑垃圾，但建筑垃圾細粉料依舊是作為填充料，未功能化利用，且使用了水泥作為膠凝材料，增加了經濟成本和環境負荷。在已發表的專利中，大部分是利用建筑垃圾再生骨料，而對建筑垃圾粉料利用率不足，如專利cn201410292491.1(建筑垃圾制備再生粗骨料及環保水泥砌塊的方法)和cn201310480547.1(一種以建筑垃圾為原料制骨料的方法)等。而建筑垃圾細粉料的組成成分中含有大量未水化的水泥顆粒等，具有潛在的水化活性，可以用來激發作為膠凝材料使用。技術實現要素：本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足，提供一種全組分利用建筑垃圾制備的再生透水混凝土材料及其制備方法。本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：一種全組分利用建筑垃圾制備的再生透水混凝土材料，所述再生透水混凝土材料分為混凝土基層和混凝土面層，將建筑垃圾進行破碎分選后得到建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料和建筑垃圾細集料，其中，建筑垃圾粗骨料和建筑垃圾細粉料用于制備混凝土面層，建筑垃圾細集料用于制備混凝土基層。按上述方案，所述建筑垃圾粗骨料的粒徑分布為：4.75～9.5mm骨料占比94～97％，9.5～13.2mm骨料占比3～6％；所述建筑垃圾細集料的粒徑分布為：2.37mm～4.75mm骨料占比70～76％，1.16～2.37mm骨料占比20～25％，小于1.16mm骨料占比3～10％；所述建筑垃圾細粉料細度標準為通過100目方孔篩。按上述方案，按質量分數計，混凝土面層的原料及含量為：建筑垃圾粗骨料75～81％，建筑垃圾細粉料17～23％，粉煤灰1～6％，減水劑0.10～0.30％，堿激發劑0.45～1.00％。按上述方案，所述粉煤灰為一級粉煤灰，且二氧化硅含量不小于50％。按上述方案，所述減水劑為聚羧酸減水劑。按上述方案，所述堿激發劑為ca(oh)2、na2sio3·9h2o、na2so4中的一種或幾種的混合物。按上述方案，按質量分數計，混凝土基層的原料及含量為：建筑垃圾細集料80～85％，生石灰14～20％，ko21～2％。按上述方案，所述的超氧化鉀(ko2)為粉狀超氧化鉀，純度大于等于85wt％。本發明還包括上述再生透水混凝土材料的制備方法，其步驟如下：1)將建筑垃圾進行破碎分選后得到建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料和建筑垃圾細集料，備用；2)將路面夯平，鋪上建筑垃圾細集料、生石灰和ko2加水混勻的拌合料，再夯實得到混凝土基層；3)將建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料、粉煤灰、減水劑、堿激發劑混合均勻，按水灰比0.27～0.30加水制備凝膠材料，然后將所得凝膠材料鋪設于步驟2)所得混凝土基層表面，夯實，振搗成型得到再生透水混凝土材料。本發明的有益效果是：首先，本發明制備得到的透水混凝土材料，使用性能優越，堿激發來激發建筑垃圾細粉料的潛在水化活性，確保其強度達到要求，超氧化鉀作為發氣劑，使得其有效孔率增加，透水混凝土的透水性和吸聲性得到增強。其次，本發明充分利用了建筑垃圾的所有組分，利用率為100％，將建筑垃圾進行破碎分選后得到建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料和建筑垃圾細集料，建筑垃圾粗骨料和建筑垃圾細集料作為建筑集料使用，而建筑垃圾細粉料通過堿激發的手段，充分發揮建筑垃圾細粉料的潛在水化活性，使其可以作為膠凝材料使用，從而實現水泥的零使用，節約經濟成本，減少環境負荷。通過建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料和建筑垃圾細集料的處理和合理級配，實現建筑垃圾的一次性全部使用，不產生二次副產品。該方法可以簡單、快速、高效地利用建筑垃圾制備透水混凝土，對建筑垃圾的利用率高、效果好，適用于市政工程。具體實施方式下面結合實施例進一步說明本申請之發明，但實施例不應視作對本發明權利的限定。下列實施例中采用的粉煤灰、減水劑、堿激發劑、生石灰和超氧化鉀均為市售材料，其中生石灰純度大于等于85wt％，細度0.90mm方孔篩篩余小于等于1.5wt％，細度0.125mm方孔篩篩余小于等于18.0wt％；氫氧化鈣純度大于等于85wt％，細度0.90mm方孔篩篩余小于等于1.5wt％，細度0.125mm方孔篩篩余小于等于18.0wt％；硫酸鈉純度大于等于85wt％，細度0.90mm方孔篩篩余小于等于1.5wt％，細度0.125mm方孔篩篩余小于等于18.0wt％；九水偏硅酸鈉純度大于等于85wt％，細度0.90mm方孔篩篩余小于等于1.5wt％，細度0.125mm方孔篩篩余小于等于18.0wt％；聚羧酸減水劑為市售減水劑，固含量為12％；水為普通自來水。實例一一種全組分利用建筑垃圾制備再生透水混凝土材料的方法，步驟如下：1)將建筑垃圾進行破碎分選后得到建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料和建筑垃圾細集料，建筑垃圾粗骨料的粒徑分布為：4.75～9.5mm骨料占比94％，9.5～13.2mm骨料占比6％；建筑垃圾細集料的粒徑分布為：2.37mm～4.75mm骨料占比70％，1.16～2.37mm骨料占比20％，小于1.16mm骨料占比10％；建筑垃圾細粉料細度標準為通過100目方孔篩，備用；2)將路面夯平，鋪上建筑垃圾細集料、生石灰和ko2加水混勻的拌合料(原料質量分數計：建筑垃圾細集料85％，生石灰14％，ko21％，水灰比0.3)，再夯實得到混凝土基層；3)將建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料、粉煤灰、減水劑、堿激發劑混合均勻(原料質量百分比：建筑垃圾粗骨料75.00％、建筑垃圾細粉料20.70％、粉煤灰3.00％，減水劑0.30％，堿激發劑為ca(oh)2,含量為1.00％)，按水灰比0.3加水制備凝膠材料，然后將所得凝膠材料鋪設于步驟2)所得混凝土基層表面，夯實，振搗成型得到再生透水混凝土材料，然后標準養護7天和28天，采用的抗壓強度測試方法遵循《普通混凝土力學性能試驗方法標準》(gb/t50081-2002)的方法得到透水混凝土抗壓強度，重量法測空隙率，駐波比法測定吸聲系數，得到該透水混凝土的性能指標如下表：7天抗壓強度28天抗壓強度透水系數平均吸聲系數空隙率11.8mpa23.3mpa1.63cm·s-123％25％實例二一種全組分利用建筑垃圾制備再生透水混凝土材料的方法，步驟如下：1)將建筑垃圾進行破碎分選后得到建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料和建筑垃圾細集料，建筑垃圾粗骨料的粒徑分布為：4.75～9.5mm骨料占比94％，9.5～13.2mm骨料占比6％；建筑垃圾細集料的粒徑分布為：2.37mm～4.75mm骨料占比76％，1.16～2.37mm骨料占比20％，小于1.16mm骨料占比4％；建筑垃圾細粉料細度標準為通過100目方孔篩，備用；2)將路面夯平，鋪上建筑垃圾細集料、生石灰和ko2的加水混合均勻的拌合料(質量分數計：建筑垃圾細集料80％，生石灰19％，ko21％，水灰比0.28)，再夯實得到混凝土基層；3)將建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料、粉煤灰、減水劑、堿激發劑混合均勻(原料質量百分比：建筑垃圾粗骨料80.30％、建筑垃圾細粉料17.00％、粉煤灰2.00％，堿激發劑為ca(oh)2,含量為0.45％，減水劑0.25％)，按水灰比0.28加水制備凝膠材料，然后將所得凝膠材料鋪設于步驟2)所得混凝土基層表面，夯實，振搗成型得到再生透水混凝土材料，然后標準養護7天和28天，采用與實施例一相同的方法進行測試，得到該透水混凝土的性能指標如下表：7天抗壓強度28天抗壓強度透水系數平均吸聲系數空隙率12.8mpa24.8mpa1.84cm·s-131％34％實例三一種全組分利用建筑垃圾制備再生透水混凝土材料的方法，步驟如下：1)將建筑垃圾進行破碎分選后得到建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料和建筑垃圾細集料，建筑垃圾粗骨料的粒徑分布為：4.75～9.5mm骨料占比95％，9.5～13.2mm骨料占比5％；建筑垃圾細集料的粒徑分布為：2.37mm～4.75mm骨料占比73％，1.16～2.37mm骨料占比24％，小于1.16mm骨料占比3％；建筑垃圾細粉料細度標準為通過100目方孔篩，備用；2)將路面夯平，鋪上建筑垃圾細集料、生石灰和ko2的加水混合均勻的拌合料(質量分數計：建筑垃圾細集料82％，生石灰16％，ko22％，水灰比0.29)，再夯實得到混凝土基層；3)將建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料、粉煤灰、減水劑、堿激發劑混合均勻(原料質量百分比：建筑垃圾粗骨料77.70％、建筑垃圾細粉料20.00％、粉煤灰1.00％，堿激發劑為ca(oh)2,含量為1.00％，減水劑0.30％)，按水灰比0.29加水制備凝膠材料，然后將所得凝膠材料鋪設于步驟2)所得混凝土基層表面，夯實，振搗成型得到再生透水混凝土材料，然后標準養護7天和28天，采用與實施例一相同的方法進行測試，得到該透水混凝土的性能指標如下表：7天抗壓強度28天抗壓強度透水系數平均吸聲系數空隙率10.3mpa23.3mpa1.71cm·s-127％32％實例四一種全組分利用建筑垃圾制備再生透水混凝土材料的方法，步驟如下：1)將建筑垃圾進行破碎分選后得到建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料和建筑垃圾細集料，建筑垃圾粗骨料的粒徑分布為：4.75～9.5mm骨料占比96％，9.5～13.2mm骨料占比4％；建筑垃圾細集料的粒徑分布為：2.37mm～4.75mm骨料占比74％，1.16～2.37mm骨料占比21％，小于1.16mm骨料占比5％；建筑垃圾細粉料細度標準為通過100目方孔篩，備用；2)將路面夯平，鋪上建筑垃圾細集料、生石灰和ko2的加水混合均勻的拌合料(質量分數計：建筑垃圾細集料80％，生石灰19％，ko21％，水灰比0.28)，再夯實得到混凝土基層；3)將建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料、粉煤灰、減水劑、堿激發劑混合均勻(原料質量百分比：建筑垃圾粗骨料75.00％、建筑垃圾細粉料20.70％、粉煤灰3.00％，堿激發劑為ca(oh)2和na2so4的混合物，質量比1：1，含量為1.00％，減水劑0.30％)，按水灰比0.28加水制備凝膠材料，然后將所得凝膠材料鋪設于步驟2)所得混凝土基層表面，夯實，振搗成型得到再生透水混凝土材料，然后標準養護7天和28天，采用與實施例一相同的方法進行測試，得到該透水混凝土的性能指標如下表：7天抗壓強度28天抗壓強度透水系數平均吸聲系數空隙率13.1mpa25.8mpa1.88cm·s-126％29％實例五一種全組分利用建筑垃圾制備再生透水混凝土材料的方法，步驟如下：1)將建筑垃圾進行破碎分選后得到建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料和建筑垃圾細集料，建筑垃圾粗骨料的粒徑分布為：4.75～9.5mm骨料占比94％，9.5～13.2mm骨料占比6％；建筑垃圾細集料的粒徑分布為：2.37mm～4.75mm骨料占比74％，1.16～2.37mm骨料占比22％，小于1.16mm骨料占比4％；建筑垃圾細粉料細度標準為通過100目方孔篩，備用；2)將路面夯平，鋪上建筑垃圾細集料、生石灰和ko2的加水混合均勻的拌合料(質量分數計：建筑垃圾細集料80％，生石灰18％，ko22％，水灰比0.28)，再夯實得到混凝土基層；3)將建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料、粉煤灰、減水劑、堿激發劑混合均勻(原料質量百分比：建筑垃圾粗骨料75.00％、建筑垃圾細粉料20.70％、粉煤灰3.00％，堿激發劑為ca(oh)2和na2sio3·9h2o的混合物，質量比1:1，含量為1.00％，減水劑0.30％)，按水灰比0.28，加水制備凝膠材料，然后將所得凝膠材料鋪設于步驟2)所得混凝土基層表面，夯實，振搗成型得到再生透水混凝土材料，然后標準養護7天和28天，采用與實施例一相同的方法進行測試，得到該透水混凝土的性能指標如下表：7天抗壓強度28天抗壓強度透水系數平均吸聲系數空隙率14.8mpa26.2mpa1.85cm·s-128％30％實例六一種全組分利用建筑垃圾制備再生透水混凝土材料的方法，步驟如下：1)將建筑垃圾進行破碎分選后得到建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料和建筑垃圾細集料，建筑垃圾粗骨料的粒徑分布為：4.75～9.5mm骨料占比97％，9.5～13.2mm骨料占比3％；建筑垃圾細集料的粒徑分布為：2.37mm～4.75mm骨料占比70％，1.16～2.37mm骨料占比20％，小于1.16mm骨料占比10％；建筑垃圾細粉料細度標準為通過100目方孔篩，備用；2)將路面夯平，鋪上建筑垃圾細集料、生石灰和ko2的加水混合均勻的拌合料(質量分數計：建筑垃圾細集料85％，生石灰14％，ko21％，水灰比0.27)，再夯實得到混凝土基層；3)將建筑垃圾粗骨料、建筑垃圾細粉料、粉煤灰、減水劑、堿激發劑混合均勻(原料質量百分比：建筑垃圾粗骨料75.00％、建筑垃圾細粉料20.70％、粉煤灰3.00％，堿激發劑為ca(oh)2、na2sio3·9h2o和na2so4的混合物，質量比為1：1：1，含量為1.00％，減水劑0.30％)，按水灰比0.27加水制備凝膠材料，然后將所得凝膠材料鋪設于步驟2)所得混凝土基層表面，夯實，振搗成型得到再生透水混凝土材料，然后標準養護7天和28天，采用與實施例一相同的方法進行測試，得到該透水混凝土的性能指標如下表：7天抗壓強度28天抗壓強度透水系數平均吸聲系數空隙率12.5mpa25.6mpa1.78cm·s-126％27％由以上實施例可知，本發明實施例能夠充分利用建筑垃圾制備再生透水混凝土材料，利用率為100％，并且所得再生透水混凝土材料性能良好，具有良好的透水系數和吸聲系數，同時也具有較高的抗壓強度(7d抗壓強度達10.3～14.8mpa，28d抗壓強度達23.3～26.2mpa，透水系數達1.63～1.88cm·s-1，平均吸聲系數達23～31％，空隙率達25～34％)，利用該再生透水混凝土材料制備的透水系統可滿足國家關于“海綿城市”建設的標準，并大幅降低了其制造成本，可廣泛應用于市政建設。本發明所列舉的各原料，以及本發明各原料的上下限、區間取值，以及工藝參數的上下限、區間取值都能實現本發明，在此不一一列舉實施例。當前第1頁12