本发明涉及一种环保建筑材料，具体涉及一种生态多孔混凝土及其制备方法。
背景技术：
生态多孔混凝土是一种具有特殊结构，且性能介于普通混凝土和耕植土之间的新型环保建筑材料，它是由水泥、粗骨料、水等按特定配合比经特定工艺制成的具有连续多孔且适合绿色植物生长的一类混凝土制品。目前，生态多孔混凝土的制备技术还存在诸多问题，从而限制了其大范围推广应用。成功制备生态多孔混凝土的关键技术为如何降低多孔混凝土孔隙内的碱度，以适应植被生长要求。
生态多孔混凝土最大的特点是它的植生性，其表面生长的绿色植物既能改善城市大气环境，又能保持绿色自然景观。但生态多孔混凝土内部碱度是影响植物生长的关键因素之一，常见的亚热带植物生长适宜的pH值范围一般在5～9之间，但普通硅酸盐水泥混凝土孔隙内水环境pH值一般高达13左右，不利于绿色植物的生长。因此需要研究合理、有效的降碱方法，既能将生态多孔混凝土孔隙内水环境的pH值控制在合理的范围之内，又不影响其力学性能的发展。
国内外相关学者对绿色生态混凝土孔隙内碱性水环境的改造进行了大量研究，其中日本有关机构提出采用低碱度高炉B、C型水泥配制绿色生态混凝土，其孔隙内pH值可降到8～9左右，但这种高炉水泥在国内生产难度较大，材料引进费用较高，不适于大面积推广应用。J.L.Garcia Calvo, A.Hidalgo等人通过实验发现，在绿色生态混凝土中加入适量的硅粉能起到降低碱度的作用，且pH值随硅粉掺量的增加而降低，但降低幅度较小。吉林省水利实业公司董建伟等通过对孔隙内盐碱性水环境的形成、表现形式、转变过程、盐碱构成组分的分析，提出了元素形态改变、离子动态平衡、分子筛效应等理论，根据上述理论提出了化学、物理、土壤化学、生物化学、结构、农艺和植物生理等系列改造方法，理论上能使绿色生态混凝土孔隙内水环境pH值稳定在植物生长的范围之内，但此系列改造方法操作十分复杂，且很难达到理想效果。胡春明等指出，将绿色生态混凝土进行蜡封处理，可以有效降低孔隙内碱性物质的释放，从而达到降低碱度的目的，但实际上蜡封处理操作难度大，且石蜡的耐久性有待研究。
上述降碱技术大多操作复杂且较难实现，不利于推广应用。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种生态多孔混凝土及其制备方法，降低生态多孔混凝土孔隙碱度，使孔隙内碱环境维持在植物正常生长的碱度范围。
本发明的技术方案为：一种生态多孔混凝土的制备方法，在混凝土混料搅拌过程中加入硅灰和强酸弱碱盐，成型养护至龄期后采用CO2或含有CO2的气体对试块进行快速碳化处理，最后用永凝液对试块表面进行喷涂处理。
在一个具体实施方式中，加入的硅灰占水泥质量的5～15%，加入的强酸弱碱盐占水泥质量的3～7%。
在一个具体实施方式中，所述强酸弱碱盐为硫酸亚铁。
在一个具体实施方式中，混凝土混料搅拌过程中加料先后顺序为：水泥、硅灰、水、强酸弱碱盐。
在一个具体实施方式中，各原料质量比为，水泥：硅灰：水：强酸弱碱盐：碎石=1：0.05~0.15：0.25~0.4：0.03~0.07：5~6.5。
在一个具体实施方式中，作为骨料的碎石的粒径为19～26.5mm。
在一个具体实施方式中，快速碳化以体积浓度为15~30%的CO2，碳化1～2天。
在一个具体实施方式中，永凝液喷涂以保证试块表面全部湿润为准，然后用薄膜覆盖1～2天，使得永凝液渗入多孔混凝土表层。
在一个具体实施方式中，快速碳化使得试块表面形成碳酸钙薄膜。
本发明还提供一种采用所述方法制备得到的生态多孔混凝土。
本发明原理为：
1. 硅灰是一种超细活性掺合料，可以增加混凝土内部“火山灰反应”进程，消耗水泥水化产生的氢氧化钙等可溶性碱类，固定不溶碱，从而达到降碱的目的；
2. 硫酸亚铁等强酸弱碱盐的水溶液呈现弱酸性，可以中和水泥水化过程中产生的碱类物质；
3. 快速碳化时，CO2与氢氧化钙反应在试块表面形成碳酸钙薄膜；
4. 永凝液渗入多孔混凝土表层后，其所含碱活性组分水溶性硅酸盐取代硅烷烃与混凝土中的氢氧化钙发生反应，形成了不溶性的硅酸盐凝胶或尺寸很微小的水化物晶体，减少了表层混凝土内氢氧化钙的含量。
本发明降碱采用硅灰吸碱、强酸弱碱盐消碱、碳化固碱以及永凝液封碱的原理，通过在混凝土搅拌过程中加入硅灰（取代水泥）吸碱和强酸弱碱盐消碱，成型后进行快速碳化固碱，后进行永凝液喷涂处理来封碱的复合处理达到降低碱度的目的。
采用本发明方法降碱后的多孔混凝土具有良好的抗压强度及适宜植物生长的碱度值（pH值在6～10之间），能够满足大部分绿色环保工程的需要，有利于维护生态平衡和实现可持续发展。
与现有技术相比，本发明降碱设计方法降碱效果较好，操作简便，降碱效果持续时间长。
具体实施方式
本发明吸碱、消碱操作于混凝土搅拌过程中执行，固碱、封碱操作于混凝土试件成型养护至龄期之后执行，可将生态多孔混凝土孔隙碱度降至合理范围。
本发明的消碱采用强酸弱碱盐，利用的是其水溶液呈现弱酸性，可以采用硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铜、氯化铁等。
本发明通过调节作为骨料的碎石的粒径来控制孔隙率，也可以采用多孔骨料。
本发明所用永凝液DPS，符合国家建材行业标准JC/T1018-2006 Ⅱ型。
以下通过具体实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1
本实施例以配制1 m3多孔混凝土为例。水泥：硅灰：水：硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）：碎石=1：0.11：0.33：0.04：5.74（质量比）。具体步骤如下：
1）将P·O 42.5级普通硅酸盐水泥270kg、硅灰30kg、水90kg、硫酸亚铁12kg、19～26.5mm碎石1550 kg按投放顺序混合，用搅拌机搅拌；
2）将搅拌好的混合材料加入到预制好的模板内，振捣并进行养护，养护24h后拆模，继续养护28d；
3）待其干燥后用薄膜进行覆盖，在薄膜内充入体积浓度为20%的CO2（或者将试件至于密封容器内然后充入CO2）碳化2天；
4）最后用喷雾装置在其表面喷涂永凝液（永凝液喷量以试件表面湿润为准）并用薄膜进行覆盖1天。即降碱过程完成，可进行下一步操作（铺设营养土、种植）。
降碱处理后的多孔混凝土28d抗压强度为8.3MPa，孔隙率为26.98%，pH值为9.81。56d抗压强度为8.8MPa，孔隙率为26.83%，pH值为9.9。有效降碱效果持续时间可达6个月。
实施例2
本实施例以配制1 m3多孔混凝土为例。水泥：硅灰：水：硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）：碎石=1：0.11：0.33：0.04：6.35（质量比）。具体步骤如下：
1）将P·O 42.5级普通硅酸盐水泥252kg、硅灰28kg、水84kg、硫酸亚铁11.2kg、16～19mm碎石1600 kg按投放顺序混合，用搅拌机搅拌；
2）将搅拌好的混合材料加入到预制好的模板内，振捣并进行养护，养护24h后拆模，继续养护28d；
3）待其干燥后在薄膜内充入体积浓度为20%的CO2（或者将试件至于密封容器内然后充入CO2）碳化2天；
4）最后用喷雾装置在其表面喷涂永凝液（永凝液喷量以试件表面湿润为准）并用薄膜进行覆盖1天。即降碱过程完成，可进行下一步操作（铺设营养土、种植）。
降碱处理后的多孔混凝土28d抗压强度为6.7MPa，孔隙率为27.52%，pH值为9.65。56d抗压强度为7.5MPa，孔隙率为27.40%，pH值为9.73。有效降碱效果持续时间可达6个月。
实施例3
本实施例以配制1 m3多孔混凝土为例。水泥：硅灰：水：硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）：碎石=1：0.15：0.25：0.03：6.5（质量比）。具体步骤如下：
1）将P·O 42.5级普通硅酸盐水泥、硅灰、水、硫酸亚铁、19～26.5mm碎石按投放顺序混合，用搅拌机搅拌；
2）将搅拌好的混合材料加入到预制好的模板内，振捣并进行养护，养护24h后拆模，继续养护28d；
3）待其干燥后在薄膜内充入体积浓度为15%的CO2（或者将试件至于密封容器内然后充入CO2）碳化2天；
4）最后用喷雾装置在其表面喷涂永凝液（永凝液喷量以试件表面湿润为准）并用薄膜进行覆盖1天。即降碱过程完成，可进行下一步操作（铺设营养土、种植）。
实施例4
本实施例以配制1 m3多孔混凝土为例。水泥：硅灰：水：硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）：碎石=1：0.05：0.4：0.07：5（质量比）。具体步骤如下：
1）将P·O 42.5级普通硅酸盐水泥、硅灰、水、硫酸亚铁、19～26.5mm碎石按投放顺序混合，用搅拌机搅拌；
2）将搅拌好的混合材料加入到预制好的模板内，振捣并进行养护，养护24h后拆模，继续养护28d；
4）待其干燥后在薄膜内充入体积浓度为30%的CO2（或者将试件至于密封容器内然后充入CO2）碳化2天，
3）最后用喷雾装置在其表面喷涂永凝液（永凝液喷量以试件表面湿润为准）并用薄膜进行覆盖2天。即降碱过程完成，可进行下一步操作（铺设营养土、种植）。
还做了如下的对比试验与上述实施例进行对比：
1.采用4%硫酸亚铁+10%硅灰降碱，28d强度6.0MPa，pH值10.71，孔隙率26.92%；56d强度6.2MPa，pH值10.83，孔隙率26.88%；
2.仅采用永凝液降碱，喷涂7d强度8.0MPa，pH值10.68；喷涂14d强度8.4MPa，pH值10.52；喷涂28d强度8.5MPa,pH值10.62；
3.采用4%硫酸亚铁+10%硅灰降碱+DPS永凝液，28d强度6.3MPa，pH值10.51，孔隙率25.52%；56d强度6.8MPa，pH值10.60，孔隙率25.62%；
4.仅采用碳化降碱措施，碳化7d强度9.8MPa，pH值10.62；碳化14d强度10.8MPa，pH值10.29；碳化28d强度9.8MPa,pH值10.03。此降碱方法效果虽好，但是碳化时间太长，不利用施工；
5. 采用4%硫酸亚铁+10%硅灰降碱+DPS永凝液+碳化，28d强度7.8MPa，pH值10.05，孔隙率25.68%；56d强度8.0MPa，pH值10.11，孔隙率25.63%；
6. 采用4%硫酸亚铁+10%硅灰降碱+碳化，28d强度8.1MPa，pH值9.92，孔隙率26.89%；56d强度8.5MPa，pH值10.03，孔隙率26.75%；
7. 采用4%硫酸亚铁+10%硅灰降碱+碳化+DPS永凝液，28d强度8.3MPa，pH值9.71，孔隙率26.98%；56d强度8.8MPa，pH值9.82，孔隙率26.83%。