技术领域
[0001] 本发明涉及混凝土材料及其制法，具体为一种生物质低碳混凝土材料及其制备方法。
相关背景技术
[0002] 传统混凝土制备过程一般包含水泥、辅助胶凝材料、砂石、外加剂和水，然而水泥是一种高能耗、高碳排放的材料，对环境造成巨大的负担。为了减少混凝土生产过程中的碳排放，建筑业正在积极寻找对生态环境更加友好的生产方式和替代产品。
[0003] 近年来研究人员开始探索使用生物质材料制备混凝土，生物质混凝土是一种环保型建筑材料，由水泥、沙子、骨料和一定比例的生物质填料组成。根据生物质的种类和使用方法的不同，生物质混凝土可以分为以下几种类型：微生物混凝土、木屑混凝土、稻壳混凝土、植物(麻、竹、草等)纤维混凝土等，这些类型的生物质混凝土具有环保、节能、减排等优点。以上主要利用生物质可降解材料取代一部分水泥等胶凝材料或者作为外加掺合料，然后拌和砂石制备混凝土。
[0004] 传统水泥混凝土碳排放高、环境负荷大。现有的生物质混凝土材料强度低，硬化成型速率低，完全硬化费时，制备方法仍存在水泥资源消耗大、环境污染严重等难题。
具体实施方式
[0032] 实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。牛骨胶颗粒购买于江苏省常州市高远化工有限公司，性能参数骨胶等级：工业特级；色泽：金黄；分子量：3000～80000Da，粒径范围30～50mm，比表面积为1802 3
～220m /kg，表观密度为1200～1400kg/m。砂石的粒径范围为0.1～1.18mm，SiO2含量大于
95％。氧化镁为白色粉末状，相对分子质量为40.30，细度为300～400目。水为满足《混凝土拌合用水标准》(JGJ63‑89)中的国家标准的生活饮用水。
[0033] 实施例1
[0034] 如图1，一种生物质低碳混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
[0035] (1)首先称量140份牛骨胶研磨3min，研磨成粉末状，接着加入80份水至玻璃杯中拌和，覆盖保鲜膜浸泡2h，间隔10min用玻璃棒进行搅拌至完全溶解。
[0036] (2)接着将拌合物放置在预热好的恒温恒湿培养箱中70℃加热1h，间隔5min用玻璃棒进行搅拌。
[0037] (3)接着称量32份六水氯化镁颗粒与139份水混合配置成质量百分浓度为23wt％的氯化镁溶液，用玻璃棒进行搅拌3min，得到氯化镁溶液。
[0038] (4)接着称量1125份砂石、28份氧化镁和氯化镁溶液加入搅拌机中，以140rpm匀速干粉搅拌3min，至完全混合均匀，然后将加热的拌合物缓慢倒入混合物中，以140rpm匀速搅拌3min。
[0039] (5)最后将拌和的混合物浇筑至模具中，室温干燥1d，拆模后放入真空干燥箱中进行50℃干燥2d，制得生物质低碳混凝土材料，如图2所示。
[0040] 实施例2
[0041] 一种生物质低碳混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
[0042] (1)首先称量154份牛骨胶研磨3min，研磨成粉末状，接着加入80份水至玻璃杯中拌和，覆盖保鲜膜浸泡2h，间隔10min用玻璃棒进行搅拌至完全溶解。
[0043] (2)接着将拌合物放置在预热好的恒温恒湿培养箱中70℃加热1h，间隔5min用玻璃棒进行搅拌。
[0044] (3)接着称量29份六水氯化镁颗粒与126份水混合配置成质量百分浓度为23wt％的氯化镁溶液，用玻璃棒进行搅拌3min，得到氯化镁溶液。
[0045] (4)接着称量1125份砂石、26份氧化镁和氯化镁溶液加入搅拌机中，以140rpm匀速干粉搅拌3min，至完全混合均匀，然后将加热的拌合物缓慢倒入混合物中，以140rpm匀速搅拌3min。
[0046] (5)最后将拌和的混合物浇筑至模具中，室温干燥1d，拆模后放入真空干燥箱中进行50℃干燥2d，制得生物质低碳混凝土材料。
[0047] 实施例3
[0048] 一种生物质低碳混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
[0049] (1)首先称量188份牛骨胶研磨3min，研磨成粉末状，接着加入80份水至玻璃杯中拌和，覆盖保鲜膜浸泡2h，间隔10min用玻璃棒进行搅拌至完全溶解。
[0050] (2)接着将拌合物放置在预热好的恒温恒湿培养箱中70℃加热1h，间隔5min用玻璃棒进行搅拌。
[0051] (3)接着称量27份六水氯化镁颗粒与117份水混合配置成质量百分浓度为23wt％的氯化镁溶液，用玻璃棒进行搅拌3min，得到氯化镁溶液。
[0052] (4)接着称量1125份砂石、23份氧化镁和氯化镁溶液加入搅拌机中，以140rpm匀速干粉搅拌3min，至完全混合均匀，然后将加热的拌合物缓慢倒入混合物中，以140rpm匀速搅拌3min。
[0053] (5)最后将拌和的混合物浇筑至模具中，室温干燥1d，拆模后放入真空干燥箱中进行50℃干燥2d，制得生物质低碳混凝土材料。
[0054] 实施例4
[0055] 一种生物质低碳混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
[0056] (1)首先称量188份牛骨胶研磨3min，研磨成粉末状，接着加入80份水至玻璃杯中拌和，覆盖保鲜膜浸泡2h，间隔10min用玻璃棒进行搅拌至完全溶解。
[0057] (2)接着将拌合物放置在预热好的恒温恒湿培养箱中70℃加热1h，间隔5min用玻璃棒进行搅拌。
[0058] (3)接着称量15份六水氯化镁颗粒与65份水混合配置成质量百分浓度为23wt％的氯化镁溶液，用玻璃棒进行搅拌3min，得到氯化镁溶液。
[0059] (4)接着称量1125份砂石、38份氧化镁和氯化镁溶液加入搅拌机中，以140rpm匀速干粉搅拌3min，至完全混合均匀，然后将加热的拌合物缓慢倒入混合物中，以140rpm匀速搅拌3min。
[0060] (5)最后将拌和的混合物浇筑至模具中，室温干燥1d，拆模后放入真空干燥箱中进行50℃干燥2d，制得生物质低碳混凝土材料。
[0061] 实施例5
[0062] 本实施例其余步骤与实施例4均相同，区别仅仅在于：牛骨胶205份，氧化镁34份。
[0063] 实施例6
[0064] 本实施例其余步骤与实施例4均相同，区别仅仅在于：牛骨胶219份，氧化镁31份。
[0065] 实施例7
[0066] 本实施例其余步骤与实施例4均相同，区别仅仅在于：牛骨胶241份，氧化镁48份。
[0067] 实施例8
[0068] 本实施例其余步骤与实施例4均相同，区别仅仅在于：牛骨胶263份，氧化镁44份。
[0069] 实施例9
[0070] 本实施例其余步骤与实施例4均相同，区别仅仅在于：牛骨胶281份，氧化镁40份。
[0071] 实施例10
[0072] 一种生物质低碳混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
[0073] (1)首先称量150份牛骨胶研磨3min，研磨成粉末状，接着加入111份水至玻璃杯中拌和，覆盖保鲜膜浸泡2h，间隔15min用玻璃棒进行搅拌至完全溶解。
[0074] (2)接着将拌合物放置在预热好的恒温恒湿培养箱中65℃加热2h，间隔10min用玻璃棒进行搅拌。
[0075] (3)接着称量20份六水氯化镁颗粒与139份水混合配置成质量百分浓度为14％的氯化镁溶液，用玻璃棒进行搅拌3min，得到氯化镁溶液。
[0076] (4)接着称量1000份砂石、48份氧化镁和氯化镁溶液加入搅拌机中，以140rpm匀速干粉搅拌2min，至完全混合均匀，然后将加热的拌合物缓慢倒入混合物中，以140rpm匀速搅拌3min。
[0077] (5)最后将拌和的混合物浇筑至模具中，室温干燥1d，拆模后放入室内环境(空气湿度保持在37±2％，空气温度保持在20±2℃)下干燥养护28d，制得生物质低碳混凝土材料。
[0078] 实施例11
[0079] 一种生物质低碳混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
[0080] (1)首先称量230份牛骨胶研磨3min，研磨成粉末状，接着加入90份水至玻璃杯中拌和，覆盖保鲜膜浸泡2h，间隔12min用玻璃棒进行搅拌至完全溶解。
[0081] (2)接着将拌合物放置在预热好的恒温恒湿培养箱中75℃加热2h，间隔8min用玻璃棒进行搅拌。
[0082] (3)接着称量30份六水氯化镁颗粒与100份水混合配置成质量百分浓度为30％的氯化镁溶液，用玻璃棒进行搅拌3min，得到氯化镁溶液。
[0083] (4)接着称量1300份砂石、30份氧化镁和氯化镁溶液加入搅拌机中，以140rpm匀速干粉搅拌2min，至完全混合均匀，然后将加热的拌合物缓慢倒入混合物中，以140rpm匀速搅拌3min。
[0084] (5)最后将拌和的混合物浇筑至模具中，室温干燥1d，拆模后放入室内环境(空气湿度保持在37±2％，空气温度保持在20±2℃)下干燥养护28d，制得生物质低碳混凝土材料。
[0085] 对比例1
[0086] 本对比例其余步骤与实施例1均相同，区别仅仅在于：将牛骨胶替换为鱼骨胶。
[0087] 对比例2
[0088] 本对比例其余步骤与实施例1均相同，区别仅仅在于：步骤(3)中，配置的氯化镁溶液的质量百分数为13wt％。
[0089] 对比例3
[0090] 本对比例对比同等强度水泥砂浆，其制备过程为首先将450份水泥和1350份砂搅拌3min，接着加入225份水进行搅拌5min，接着浇筑在模具中1d后拆模，接着在温度20±3℃，相对湿度60％～80％条件下养护28d。其中水泥为PO 42.5普通硅酸盐水泥，水为满足《混凝土拌合用水标准》(JGJ63‑89)中的国家标准的生活饮用水。砂采用厦门艾思欧标准砂有限公司生产的中国IOS标准砂。
[0091] 对实施例1～11、对比例1～3所得物进行性能测试，结果如下表1。
[0092] 表1实施例1～11、对比例1～3所得物性能测试结果
[0093]
[0094] 由表1可以看出，实施例1的综合性能最好，为最佳实施例。
