本发明涉及混凝土配方的技术领域，更具体地说，它涉及一种再生混凝土及其制备方法。
背景技术：
再生混凝土是指将废弃的混凝土块经过破碎、清洗、分级后，按一定比例混合，部分或全部代替砂石等天然集料(主要是粗集料)，再加入水泥、水等配而成的新混凝土，很好的地节约了天然资源，这对于保护环境和自然资源具有很重要意义。再生混凝土按集料的组合形式可以有以下几种情况：集料全部为再生集料；粗集料为再生集料、细集料为天然砂；粗集料为天然碎石或卵石、细集料为再生集料；再生集料替代部分粗集料或细集料。
由于再生集料具有孔隙率高、吸水性大、强度低等特征，因此再生集料在性能上较天然集料差，对再生混凝土的许多性能产生不利影响，因此需要通过改善再生集料性能来提高再生混凝土的性能。
授权公告号为cn104310891b的发明专利公开了一种生态型纳米光催化全再生混凝土，该混凝土由以下重量份的各组分制备，包括水泥360～480份，负载光催化剂粗骨料1000～1200份，细骨料500～600份，辅助胶凝材料40～90份，高效减水剂4～10份，水150～180份。该发明具有如下优点：利用废弃混凝土生产的再生粗骨料、再生细骨料和再生混凝土粉，并将其用于混凝土的制备，实现了真正意义上的废弃混凝土全利用和资源零浪费，生态环保效应明显；且首次通过在再生粗骨料中负载纳米光催化组分，实现分解汽车尾气、优化大气环境的功能。
上述技术方案中利用废弃混凝土生产的再生粗骨料，由于废旧混凝土在破碎过程中受到较大外力作用，在集料内部会出现大量微细裂缝，使得再生混凝土的强度和耐久性相对于天然集料配制的混凝土较差，且大部分再生集料表面都包裹着砂浆，因此表面很粗糙、比表面积大，对于新拌混凝土的流动性不利、和易性较差，还会增加水泥的用量。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种再生混凝土，具有较强的耐久性、强度以及和易性。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种再生混凝土包含以下重量份的组合物：
改性再生粗集料：850-1130份；
细集料：65-230份；
水泥：180-240份；
沸石粉：25-80份；
硅灰：33-90份；
水：65-130份；
外加剂：5-14份；
其中，外加剂包括2-7.5份聚羧酸减水剂和1-2份hps引气剂。
优选的，一种再生混凝土，包含以下重量份的组合物：
改性再生粗集料：810-960份；
细集料：60-180份；
水泥：165-215份；
沸石粉：22-60份；
硅灰：30-85份；
水：60-115份；
外加剂：4.5-12份；
其中，外加剂包括2-7.5份聚羧酸减水剂和1-2份hps引气剂。
通过采用上述技术方案，由于采用改性再生粗集料作为混凝土基本强度支撑，水泥、天然沸石粉和硅灰与水混合形成凝胶材料，凝胶材料粘附细集料填充在改性粗骨料间隙，增强混凝土的强度支撑。
其中，天然沸石粉细含有活性二氧化硅和三氧化二硅，能与水泥的水化产物氢氧化钙作用，生成胶凝物质，协同水泥提高再生混凝土的密实度，同时保证再生混凝土的和易性，得到的混凝土不易发生分层离析、沁水，耐久性更强。
沸石粉表面粗糙并具有多孔结构，因此具有较强的携载能力和保水能力，不但能将水泥的水化产物氢氧化钙等均匀的吸附在表面，而且能吸附到其孔穴和通道内，提高混凝土的密实度和抗渗性能。
此外，硅灰表面形成有非结晶相无定形圆球状颗粒，可以起到减小混凝土集料间的摩擦力的作用，增强混凝土和易性并提高混凝土组分间均匀度。硅灰还能够填充水泥颗粒间的孔隙，与水泥结合减少混凝土内部的孔隙，同时与水泥的水化产物氢氧化钙以及沸石粉调配出性能优异的凝胶体，提高混凝土的密实度和抗渗透性。
硅灰还能有效防止发生碱-集料反应，减小混凝土产生开裂现象的可能性，减少加入抗碱-集料反应的其他物料，具有减少成本的优势。
聚羧酸减水剂的氯离子含量低、碱含量低，与hps引气剂配合作用，降低固液界面能，将水泥浆的黏度增大，并能有效抑制碱-集料反应，有利于混凝土的耐久性。还可用更多的矿渣或粉煤灰取代水泥，从而降低成本。
聚羧酸减水剂与hps引气剂结合相对于与其他引气剂结合具有较佳的相容性，不出现分层，能在新拌混凝土中产生一定量的微细圆形封闭气泡，气泡稳定性能好，像小滚珠一样减小集料间的摩擦力，使得混凝土和易性得到更大的改善。且引入的气泡体积很小，对混凝土的抗渗性影响小，因此，具有提高再生混凝土耐久性以及和易性效果。
进一步地，所述改性再生粗集料的制备步骤为：
s1：将废弃混凝土经过粉碎、筛分，得到的初级再生粗集料；
s2：用盐酸溶液浸泡初级再生集料，得到活化再生粗集料；
s3：将活化再生粗集料进行清洗除酸、调节ph至中性、干燥；
s4：沉积岩微粉中加入羧甲基纤维素溶液搅拌均匀，得到钙源溶液；
s5：将钙源溶液加入活化再生粗集料中混匀，静置3d后去除多余钙源溶液；
s6：向s5中加入带有活性硅酸盐细菌的硅酸盐细菌培养液浸泡，在23℃-32℃温度下反应24-48h，去除多余硅酸盐细菌培养液，得改性再生粗集料。
本发明通过采用上述步骤，将废弃混凝土破碎、筛选出初级再生粗集料，利用过量盐酸与初级再生粗集料上的水泥化物氢氧化钙反应，使得初级再生粗集料表面包裹的废弃砂浆脱落，初级再生粗集料活化成表面较为光滑的活化再生粗集料。
将活化再生粗集料进行清洗除酸、调节ph至中性、干燥后进行下一步操作，避免残留盐酸对混凝土性能的影响。
羧甲基纤维素溶液是具有一定粘度的透明溶液，与水完全粘合、二者之间不存在固-液分离现象，且质地均匀、表面平整光滑。将含有大量钙离子的沉积岩微粉中加入羧甲基纤维素溶液搅拌均匀后，得到的含有大量钙离子的钙源溶液，由于钙源溶液具有较强的渗透和吸附能力，钙源溶液容易携带沉积岩微粉进入活化再生粗集料的裂缝中并向内渗透，沾附在活化再生粗集料的表面、孔隙和裂缝中提供钙源。
由于硅酸盐细菌对营养条件要求不高，对环境条件适应性强，因此用带有硅酸盐细菌的营养液浸泡钙源液浸泡过的活化再生粗集料，硅酸盐细菌分泌出有较强吸附作用和矿物风化能力的多糖和蛋白质，诱导活化再生粗集料沾附的沉积岩微粉释放钙离子。
硅酸盐细菌同时分泌出碳酸酐酶诱导空气中的二氧化碳溶解到硅酸盐细菌营养液中形成碳酸根，碳酸根与钙离子合成碳酸钙，既能将活化再生粗集料因破碎产生的孔隙和裂缝修补填实，又能在将活化再生粗集料表面填补平滑，从而提高再生集料的质量，改善再生粗集料密度，减小再生粗级料的吸水性，从而增大混凝土强度和抗渗性。
进一步地，所述硅酸盐细菌营养液浸泡活化再生粗集料中和沉积岩微粉的温度为28℃。
进一步地，所述水泥、天然沸石粉和硅灰的添加比为43:11:15。
通过采用上述技术方案，水泥、天然沸石粉和硅灰按43:11:15的比例混合成的凝胶体与混凝土的集料混合更均匀，互相嵌合密实、不易分层、气泡少而小，保水能力强，提高了混凝土的抗渗性。
进一步地，所述外加剂还包括1.5-4.5份hsb脂肪族高效减水剂。。
进一步地，所述聚羧酸减水剂、hsb脂肪族高效减水剂和hps引气剂的添加比6.5:3:1.5。
通过采用上述技术方案，当聚羧酸减水剂、hsb脂肪族高效减水剂和hps引气剂的添加比为6.5:3:1.5时，三者配合作用对混凝土的强度增强效果明显，同时抗水渗透性和抗氯离子渗透性强，提高了混凝土的耐久性和抗渗性。
进一步地，所述初级再生粗集料粒径在4-30mm连续级配。
通过采用上述技术方案，实现发现粒径在4-30mm连续级配的改性再生粗集料与天然细集料能混合更均匀，堆积密度大，与天然细集料的互相包覆、嵌合，与水泥等胶凝物质结合后牢固度强，不易松散。
本发明的第二个目在于提供一种再生混凝土的制备方法，包括以下步骤：
s1:依次加入聚羧酸减水剂、hps引气剂和/或hsb脂肪族高效减水剂与水按配比混合并搅拌均匀，制成外加剂溶液；
s2:将水泥、天然沸石粉和硅灰混匀，形成胶料混合物；
s3:将改性再生粗集料和细集料搅匀形成骨料混合物；
s4:将二分之一份胶料混合物加入骨料混合物中搅拌均匀，搅拌的同时缓慢加入外加剂溶液，加料完毕后，持续搅拌3-5min，制得再生混凝土。
通过采用上述制备步骤，制得的再生混凝土集料容易快速混合均匀，更便于搅拌操作，混凝土和易性较好的同时坍落度小，制得的再生混凝土强度和耐久性较强。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明采用天然沸石粉和硅粉，由于天然沸石粉和硅粉可与水泥协同作用，提高了再生混凝土的密实性和强度的同时，保证了再生混凝土的和易性，获得了增强再生混凝土的耐久性和抗渗性的效果，得到的混凝土不易发生分层离析、沁水；
2、利用hsb脂肪族高效减水剂与聚羧酸减水剂复合，增强再生混凝土强度；
3、由于聚羧酸减水剂与hps引气剂结合相对于与其他引气剂结合具有较佳的相容性，再生混凝土不出现分层，能在新拌混凝土中产生一定量的微细圆形封闭气泡，气泡稳定性能好，混凝土和易性得到更大的改善，并提高再生混凝土耐久性和抗渗性；
4、对再生粗集料进行活化改性，提高再生粗集料的性能，从而增强混凝土的强度和抗渗性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明所涉及的原料均为市售，各组分的规格和购买信息如表1所示。
表1原料的规格及购买信息
改性再生粗集料的制备步骤如下：
制备例1
s1：将废弃混凝土经过粉碎、筛分得到的初级再生粗集料；
s2：将初级再生集料浸泡到3％的盐酸溶液中24h，得到活化再生粗集料；
s3：将活化再生粗集料进行清洗除酸、用碳酸纳溶液调节ph至中性、干燥；
s4：沉积岩微粉中加入羧甲基纤维素溶液搅拌均匀，得到钙源溶液；
s5：将钙源溶液加入活化再生粗集料中混匀，静置3d后去除多余钙源溶；
s6：向s5中加入带有活性硅酸盐细菌的硅酸盐细菌培养液浸泡，在23℃温度下反应24-48h，去除多余硅酸盐细菌培养，得改性再生粗集料。
硅酸盐细菌培养液成分和配比为：酵母膏0.4份；甘露醇10份；k2hpo4：0.5份；mgso4：0.2份；mgcl：0.2份；caco3：1份；蒸馏水1000份。
制备例2
s1：将废弃混凝土经过粉碎、筛分得到的初级再生粗集料；
s2：将初级再生集料浸泡到3％的盐酸溶液中24h，得到活化再生粗集料；
s3：将活化再生粗集料进行清洗除酸、用碳酸纳溶液调节ph至中性、干燥；
s4：沉积岩微粉中加入羧甲基纤维素溶液搅拌均匀，得到钙源溶液；
s5：将钙源溶液加入活化再生粗集料中混匀，静置3d后去除多余钙源溶；
s6：向s5中加入带有活性硅酸盐细菌的硅酸盐细菌培养液浸泡，在25℃温度下反应24-48h，去除多余硅酸盐细菌培养，得改性再生粗集料。
硅酸盐细菌培养液成分和配比为：酵母膏0.4份；甘露醇10份；k2hpo4：0.5份；mgso4：0.2份；mgcl：0.2份；caco3：1份；蒸馏水1000份。
制备例3
s1：将废弃混凝土经过粉碎、筛分得到的初级再生粗集料；
s2：将初级再生集料浸泡到3％的盐酸溶液中24h，得到活化再生粗集料；
s3：将活化再生粗集料进行清洗除酸、用碳酸纳溶液调节ph至中性、干燥；
s4：沉积岩微粉中加入羧甲基纤维素溶液搅拌均匀，得到钙源溶液；
s5：将钙源溶液加入活化再生粗集料中混匀，静置3d后去除多余钙源溶；
s6：向s5中加入带有活性硅酸盐细菌的硅酸盐细菌培养液浸泡，在26℃温度下反应24-48h，去除多余硅酸盐细菌培养，得改性再生粗集料。
硅酸盐细菌培养液成分和配比为：酵母膏0.4份；甘露醇10份；k2hpo4：0.5份；mgso4：0.2份；mgcl：0.2份；caco3：1份；蒸馏水1000份。
制备例4
s1：将废弃混凝土经过粉碎、筛分得到的初级再生粗集料；
s2：将初级再生集料浸泡到3％的盐酸溶液中24h，得到活化再生粗集料；
s3：将活化再生粗集料进行清洗除酸、用碳酸纳溶液调节ph至中性、干燥；
s4：沉积岩微粉中加入羧甲基纤维素溶液搅拌均匀，得到钙源溶液；
s5：将钙源溶液加入活化再生粗集料中混匀，静置3d后去除多余钙源溶；
s6：向s5中加入带有活性硅酸盐细菌的硅酸盐细菌培养液浸泡，在28℃温度下反应24-48h，去除多余硅酸盐细菌培养，得改性再生粗集料。
硅酸盐细菌培养液成分和配比为：酵母膏0.4份；甘露醇10份；k2hpo4：0.5份；mgso4：0.2份；mgcl：0.2份；caco3：1份；蒸馏水1000份。
制备例5
s1：将废弃混凝土经过粉碎、筛分得到的初级再生粗集料；
s2：将初级再生集料浸泡到3％的盐酸溶液中24h，得到活化再生粗集料；
s3：将活化再生粗集料进行清洗除酸、用碳酸纳溶液调节ph至中性、干燥；
s4：沉积岩微粉中加入羧甲基纤维素溶液搅拌均匀，得到钙源溶液；
s5：将钙源溶液加入活化再生粗集料中混匀，静置3d后去除多余钙源溶；
s6：向s5中加入带有活性硅酸盐细菌的硅酸盐细菌培养液浸泡，在32℃温度下反应24-48h，去除多余硅酸盐细菌培养，得改性再生粗集料。
硅酸盐细菌培养液成分和配比为：酵母膏0.4份；甘露醇10份；k2hpo4：0.5份；mgso4：0.2份；mgcl：0.2份；caco3：1份；蒸馏水1000份。
按照jgj52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》，分别检测普通再生粗集料和制备例1-5制备的改性再生粗集料的吸水率，依次为4.6％、3.1％、2.8％、2.1％、1.6％、2.7％，可见当温度为28℃时，改性得到的改性再生粗集料吸水率最低，生成碳酸钙填补空隙的效果最佳。
按照gb/t14685-2011《建筑用卵石、碎石》检测制得的改性再生粗集料性质，制得的改性再生粗集料的表观密度为3017kg/m3,远远大于普通再生粗集料的表观密度；制得的改性再生粗集料4-30mm连续级配松散堆积孔隙率为37％，也远小于普通再生粗集料。
实施例：
各实施例中的组分和配比如表2所示。
其中，以上实施例1-8所用的改性再生粗集料都是在28℃温度下进行改性的，细集料都为机制中砂，实施例1-8的再生混凝土制备方法如下：
s1:按表2的配比依次加入聚羧酸减水剂、hps引气剂和/或hsb脂肪族高效减水剂与水按配比混合并搅拌均匀，制成外加剂溶液；
s2:将水泥、天然沸石粉和硅灰按表2的配比加入并混匀，形成胶料混合物；
s3:将改性再生粗集料和细集料按表2配比，搅匀形成骨料混合物；
s4:将二分之一份胶料混合物加入骨料混合物中搅拌均匀，搅拌的同时缓慢加入外加剂溶液，加料完毕后，持续搅拌3-5min，制得再生混凝土。
按照gb/t14685-2011《建筑用卵石、碎石》检测制得的混凝土中的碱集料反应，14天的膨胀率为0.03％，松散堆积密度为1750kg/m3。
以上实施例1-8制备的在再生混凝土的性能测试方法如下：
抗氯离子渗透性能：按照gb/t50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中库伦法或电量法(astmc1202和aashtot277)在60v的外加电场下，每隔30min测量一次通过试件的电流值，试验持续6h，然后测定通过混凝土试件的总电量，以测试标准试块的抗氯离子渗透性能。
坍落度：按照gb/t50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》测试混凝土拌合物30min时的坍落度。
抗水渗透性能：按照gb/t50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的逐级加压法测试标准试块的抗渗性能。
抗压强度：按照gb/t50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》制作标准试块，并测量标准试块养护30天的抗压强度。
表观性能：利用扫描电子显微镜对混凝土标准试块进行微观检测，观测其表面裂纹。
以上各实施例制得的再生混凝土的性能测试结果如表3所示。
表3以上各实施例制得的再生混凝土的性能测试结果
由表3中的结果可见，由以上配比的再生混凝土导电量都在100-1000c之间，根据gb/t50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的表格可知，氯离子渗透性很低，由此可见，制得的再生混凝土的抗氯离子渗透性都很好。
由以上配比制得的再生混凝土30min的坍落度在79-102mm之间，流动性较好且成型之后密实度较高，混凝土空隙少。
由以上配比制得的再生混凝土试块的抗水渗性能达到p6的标准，抗水渗透性能提升显著。
除实施例3，由以上配比制得的再生混凝土试块抗压强度，都比c40标准更加优异，弥补了再生混凝土强度低于普通混凝土的不足。
除实施例3，由以上配比制得的混凝土试块经过扫描电子显微镜微观检测表面都无裂缝，再生混凝土的表观心梗提升明显。
由表3可以看出，当聚羧酸减水剂：hsb脂肪族高效减水剂：hps引气剂的添加比范围在(2-7.5)：(1.5-4.5)：(1-2)时，制得的再生混凝土抗压强度和表观性能较为优异。
其中，当聚羧酸减水剂：hsb脂肪族高效减水剂：hps引气剂的添加比为6.5:3:1.5时，得到的再生混凝土性能最佳(参照实施例6)。
还可以看出，在水泥、沸石粉和硅灰的添加比为43:11:15时，制得的再生混凝土强度有所提高，坍落度减小(参见实施例2和实施例4)，因此43:11:15为水泥、沸石粉和硅灰的一个较佳添加比。
对比例
各对比例所制得再生混凝土的组分和配比如表4所示。
表4各对比例中抗冻大体积混凝土的组分和配比
对比例1与实施例7相比采用普通的再生粗骨料；
对比例2与实施例7相比未添加沸石粉；
对比例3与实施例7相比未添加硅灰；
对比例4与实施例7相比未添加hps引气剂；
对比例5与实施例7相比使用皂苷类引气剂代替hps引气剂；
对比例6与实施例7相比使用萘系高效减水剂代替hsb脂肪族高效减水剂；
对比例7与实施例7相比未添加聚羧酸减水剂；
对比例8与实施例7相比使用木质素磺酸盐及其衍生物代替聚羧酸减水剂；
以上各对比例制得的混凝土按照与实施例相同的方法制得，以上各对比例制得的混凝土测试方法与实施例相同，测试结果如表5所示。
表5各对比例制得混凝土的性能测试结果
由表5测试数据可以看出：
使用未经改性的再生粗集料时(见对比例1)，再生混凝土的强度大大降低，同时抗氯离子渗透性和抗水渗透性也降低许多，可见未经改性的再生粗集料内部空隙、裂缝较多，使得制得的混凝土强度也低。但由于未经改性的再生粗集料表面粗糙，因此与凝胶体结合较强，制得的再生混凝土坍落度较小。
不添加沸石粉时(见对比例2)，再生混凝土拌合物的黏聚性和保水性变差，坍落度增大，再生混凝土抗水渗透性和抗氯离子渗透性减弱。
不添加硅灰时(见对比例3)，再生混凝土粘聚力增大，密实性减小，坍落度增大。
未添加引气剂时(见对比例4)，再生混凝土泌水性增大，粘聚力、耐久性减小，坍落度增大。
使用皂苷类引气剂代替hps引气剂(见对比例5)，再生混凝土表观性能、抗水渗透性都变差较多，坍落度也增大了。
使用萘系高效减水剂代替hsb脂肪族高效减水剂(见对比例6)，虽然混凝土性能优于普通再生混凝土，但相对于实施例7相比，再生混凝土的抗氯离子渗透性、抗水渗透性能都变差，坍落度变大，强度变低。
未添加聚羧酸减水剂(见对比例7)，得到的混凝土抗氯离子渗透性、抗水渗透性能以及表观性能都变差，坍落度变大，强度变低。
使用木质素磺酸盐及其衍生物代替聚羧酸减水剂(见对比例8)，得到的再生混凝土抗氯离子渗透性、抗水渗透性能以及强度都变差。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。