本发明属于新型建筑材料技术领域，涉及一种再生混凝土及其制备方法。
技术背景
再生混凝土技术是将废弃混凝土破碎清洗分级后，按一定的比例混合形成再生粗骨料，部分或全部代替天然骨料配制混凝土的技术。该技术可以解决废弃混凝土的占地和处理的问题，减少污染和节约能源。但是，再生粗骨料存在着某些缺陷，如破碎过程引起的损伤，较大的孔隙率，残留水泥基，较高吸水率等。由于这些缺陷，再生粗骨料多被用于铺设道路的垫层和制作绿化砖等非结构领域，限制了其应用渠道。
橡胶、硅粉和钢纤维在混凝土基体中能协调工作，形成混杂效应，共同改善再生混凝土性能，使其具有优秀的抗压、弯折性能，适用于目前各类混凝土工程。橡胶硅粉钢纤维再生粗骨料混凝土不仅具有材料来源广泛，还能扩大再生粗骨料的应用范围，提高资源的回收利用效率，减少环境污染问题。
技术实现要素：
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种再生混凝土及其制备方法，本发明的再生混凝土由包括再生粗骨料、橡胶颗粒、钢纤维、硅粉的原料制得，在实现对废弃材料再利用的同时提高再生混凝土的力学性能，具有很好的应用前景。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种再生混凝土，由包括水泥、水、细骨料、再生粗骨料、硅粉、钢纤维、橡胶颗粒、减水剂的原料制备，所述再生粗骨料、钢纤维与橡胶颗粒的质量比为(2.80～3.00)：(0.20～0.25):(0.05～0.20)。
优选的，所述水泥、硅粉与水的质量比为1.00:(0.05～0.15):(0.50～0.55)。
优选的，所述水泥与再生粗骨料的质量比为1.00:(2.80～3.00)。优选的，所述再生粗骨料是由粒径5～10mm和10～20mm的骨料，按1:1混合而成，符合连续级配。
优选的，所述水泥与细骨料的质量比为1.00:(1.80～2.40)，本发明所用细骨料没有特殊限制。
所述橡胶颗粒为废旧轮胎制成的橡胶颗粒，优选粒径为0.85-1.40mm，与细骨料发挥相同作用，可改善混凝土的弹性，提高混凝土的塑性变形。
所述硅粉是冶炼工业硅或含硅合金时产生的工业尘埃经回收得到的硅粉，优选比表面积为20×103～23×103m2/kg，由于硅粉具有极强的火山灰性能，能加速水泥的水化过程，提高混凝土的力学性能。更优选的，所述硅粉的SiO2含量为98.5％，烧失量为2.14％，含水率为0.3％，氯离子含量0.017％，总碱量为0.4％。
所述钢纤维由普通钢板剪切并经压制成型，优选长径比为45～60，更优选抗拉强度为600MPa，密度为7.82～7.85g/cm3；加入后乱向分布于混凝土基体中会产生的桥接和拉结效应，能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，提高混凝土性能。
所述可再生混凝土的制备原料中还包括减水剂，实际用量和物质种类没有特殊要求。
本发明利用橡胶颗粒、硅粉和钢纤维在混凝土基体中的协同作用及混杂效应，共同改善再生混凝土的力学性能，使其具有优秀的抗压、弯折性能，适用于各类混凝土工程，橡胶颗粒、硅粉、钢纤维及再生粗骨料均为再生材料，来源广泛，可以提高资源的回收利用效率，减少环境污染，并扩大再生粗骨料的应用范围。
本发明进一步提供再生混凝土的制备方法，包括如下步骤：
将再生粗骨料、钢纤维和橡胶颗粒混合搅拌，加入硅粉、水泥和细骨料后再搅拌，再加入减水剂及水混合，得到再生混凝土浆料，经过固化、养护，得到可再生混凝土。所述固化、养护的条件没有特殊限制。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明利用橡胶的高弹性、硅粉的火山灰和微填充效应及钢纤维的桥接和拉结效应，综合提高再生混凝土的力学性能；
(2)本发明使用的橡胶颗粒是废旧轮胎处理得到，来源广泛，是具有高弹性的韧性材料，能够缓和混凝土内部的各种应力，减少混凝土内部原生裂缝的产生和发展，还能较好地提高混凝土的吸能和耗能能力；
(3)本发明使用的硅粉是冶炼工业硅产生的废料，来源广泛，具有极强的火山灰性能，能与水泥水化产生对强度不利的Ca(OH)2反应生成C-S-H凝胶，加速水泥的水化过程，不仅能减少水泥的使用，还能在减小由于再生粗骨料的自身缺陷和橡胶的加入所带来的强度损失，提高混凝土的力学性能，如抗压、弯曲韧性；
(4)钢纤维乱向分布于混凝土基体中会产生的桥接和拉结效应，可以改善混凝土的抗裂性和获得较好的韧性和延性；
(5)本发明综合上述材料的特性，可以显著改善再生混凝土的性能，使垃圾废料变废为宝、循环再利用，有利于促进再生粗骨料合理、广泛地应用于实际的建设工程中，节约社会资源，减少环境污染。
具体实施方式
本发明可通过如下的实施例进一步的说明，但实施例不是对本发明保护范围的限制。
本发明实施例1、2中再生混凝土浆料的制备方法为：取两种粒径范围的再生粗骨料混合，再与钢纤维、橡胶颗粒混合放入搅拌机搅拌90秒，然后将硅粉、水泥和细骨料加入搅拌机再搅拌90秒使其充分混合均匀，再将减水剂与水混合加入搅拌机搅拌180秒，得到再生混凝土浆料。
另制备对比的混凝土：取两种粒径范围的天然粗骨料混合，再与钢纤维混合放入搅拌机搅拌90秒，然后将水泥和细骨料加入搅拌机再搅拌90秒使其充分混合均匀，再将减水剂与水混合加入搅拌机搅拌180秒，得到对比的天然混凝土浆料。
实施例1、2中橡胶颗粒、硅粉、钢纤维、再生粗骨料、细骨料、水泥、水及减水剂的用量及对比实施例中天然粗骨料、细骨料、钢纤维、水泥、水及减水剂的用量参见表1，表中数据为单位体积再生混凝土的材料用量(单位：kg/m3).
表1
注：附加水为考虑再生骨料吸水率较大的特点，为使混凝土的水灰比保持不变，额外增加以再生骨料质量的2％来计算而得的附加水
实施例1、2及对比实施例使用的各种材料的参数指标如下：
(1)水泥：采用石井牌42.5R等级的普通硅酸盐水泥；
(2)细骨料：采用连续级配的天然细骨料，为比重为2.69、细度模数为2.52、的中粗河砂；
(3)天然粗骨料：分别为粒径介于5mm～10mm和10mm～20mm的天然粗骨料，质量比1:1，符合连续级配；
(4)再生粗骨料：深圳市绿发鹏程环保科技有限公司生产，分别为粒径介于5mm～10mm和10mm～20mm的再生粗骨料，质量比1:1，符合连续级配，吸水率为2％，除去杂物如玻璃、木屑、砖块等，用清水清洗后，自然晾干待用。
(5)橡胶颗粒：颗粒粒径为0.85-1.40mm，密度为1.05g/cm3，熔点为170℃；
(6)硅粉：成都东蓝星科有限公司生产，SiO2含量为98.5％，烧失量为2.14％，比表面积为22.99×103m2/kg，含水率为0.3％，氯离子含量0.017％，总碱量为0.4％；
(7)钢纤维：广州今粤新型材料有限公司提供的剪切波浪型纤维，由普通钢板剪切并经压制成型，长度为32mm，长径比为45，抗拉强度为600MPa，密度为7.82g/cm3，熔点为1538℃；
(8)减水剂：广东省江门强力建材科技有限公司生产，型号为QL-PC5。
将上述实施例1、2及对比实施例制备的混凝土浆料倒入标准塑模并用振捣棒振捣密实，用塑料薄膜覆盖，养护24小时后拆模，为使强度达到稳定，在室内浇水养护28天，然后室外静置90天，得到1-3#混凝土试件，进行测试，通过材料压缩试验机对φ150mm×300mm的标准圆柱体来进行在单轴压缩加载测试所得混凝土的轴心抗压强度和弹性模量，通过全数字电液伺服动静试验机对100mm×100mm×515mm的小梁进行三点弯曲试验测试所得混凝土的抗折强度，数据见表2。
表2
由表中数据可见，本发明制备的再生混凝土相对对比实施例的混凝土，硅粉能增强再生混凝土的抗压强度，在橡胶低掺量时能获得比天然混凝土更高的抗压强度，即硅粉和橡胶均能提高混凝土的韧性，断裂韧度均比天然混凝土高。而橡胶的掺入效果尤为显著，随着橡胶掺量的增多，断裂能大幅增加。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制。本领域的技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行若干推演或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。