本發(fā)明涉及一種骨料(特別是至少含有生物炭的骨料)、含有所述骨料的結(jié)構(gòu)性能混凝土、以及制備所述骨料和所述結(jié)構(gòu)性能混凝土的方法。

背景技術(shù)：

1、高碳排放和天然骨料短缺是建筑業(yè)面臨的兩個(gè)問題。一方面，建筑和建造部門排放二氧化碳(co2)的量占全球相關(guān)工藝二氧化碳排放總量的39％。另一方面，無節(jié)制的開采天然骨料已經(jīng)對(duì)生態(tài)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并且導(dǎo)致用于建筑工業(yè)的天然骨料的短缺。因此，開發(fā)減碳和天然骨料替代技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)的宏偉的碳中和目標(biāo)和可持續(xù)發(fā)展是重要的。

2、生物炭是生物質(zhì)熱解之后剩余的輕質(zhì)黑色殘余物。由于生物炭的碳儲(chǔ)存功能，它是一種適用于建筑材料的減碳解決方案。然而，直接利用生物炭作為水泥或骨料替代物將降低混凝土的力學(xué)性能，尤其是當(dāng)使用量超過某一閾值時(shí)。

3、因此，本發(fā)明的目的是提供一種骨料、含有所述骨料的結(jié)構(gòu)性能混凝土、以及制備所述骨料和所述結(jié)構(gòu)性能混凝土的方法，以克服上述問題，或者至少提供一種有用的替代。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種骨料，該骨料包括至少部分由生物炭制成的核，和包封所述核的殼，其中，所述殼至少部分由膠凝性材料和/或堿激發(fā)材料制成。

2、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種結(jié)構(gòu)性能混凝土，該結(jié)構(gòu)性能混凝土包括至少一種骨料和至少一種基體材料，所述骨料包括至少部分由生物炭制成的核和包封所述核的殼，其中，所述殼至少部分由膠凝性材料和/或堿激發(fā)材料制成。

3、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種制備骨料的方法，該方法包括使用至少部分由膠凝性材料和/或堿激發(fā)材料制成的殼包封至少部分由生物炭制成的核的步驟(a)。

4、根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種制備結(jié)構(gòu)性能混凝土的方法，該方法包括將至少一種基體材料與至少一種骨料混合，所述骨料包括至少部分由生物炭制成的核和包封所述核的殼，其中所述殼至少部分由膠凝性材料和/或堿激發(fā)材料制成。

技術(shù)特征：

1.一種骨料，其特征在于，該骨料包含：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨料，其中，所述膠凝性材料是水泥、?；郀t礦渣(ggbs)、廢玻璃粉、回收粉、硅粉和焚燒爐底灰(iba)中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨料，其中，所述核是具有100kg/m3-300kg/m3的松散堆積密度的松散生物炭，或具有高于300kg/m3的松散堆積密度的壓縮/壓實(shí)生物炭。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨料，其中，所述殼包括至少一種納米材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的骨料，其中，所述納米材料為硅粉或納米二氧化硅。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨料，其中，所述骨料是負(fù)碳的。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨料，其中，所述骨料呈顆粒形式。

8.一種結(jié)構(gòu)性能混凝土，其特征在于，該結(jié)構(gòu)性能混凝土至少包含權(quán)利要求1至7其中一項(xiàng)所述的骨料和至少一種基體材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)性能混凝土，其中，所述基體材料是膠凝性材料。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)性能混凝土，其中，所述基體材料包括水泥、ggbs和硅粉中的至少一種。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)性能混凝土，其中，所述結(jié)構(gòu)性能混凝土是負(fù)碳的。

12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)性能混凝土，其中，所述結(jié)構(gòu)性能混凝土的28d抗壓強(qiáng)度為至少30mpa。

13.一種制備骨料的方法，其特征在于，該方法包括步驟(a)：使用至少部分由膠凝性材料和/或堿激發(fā)材料制成的殼來包封至少部分由生物炭制成的核。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述殼至少部分由水泥和?；郀t礦渣(ggbs)制成。

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述方法還包括在所述步驟(a)之前，壓實(shí)所述生物炭以增加其密度的步驟(b)。

16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述方法還包括在所述殼上施用至少一種納米材料的步驟(c)。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述納米材料是硅粉或納米二氧化硅。

18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述骨料通過冷粘結(jié)形成。

19.一種制備結(jié)構(gòu)性能混凝土的方法，其特征在于，該方法包括將至少權(quán)利要求1至7其中一項(xiàng)所述的骨料與至少一種基體材料混合。

20.根據(jù)權(quán)利要求19的所述的方法，其中，所述基體材料是膠凝性材料。

21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述基體材料包括水泥、ggbs、硅粉、廢玻璃粉、回收粉和焚燒爐底灰(iba)中的至少一種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，公開了骨料、含有骨料的結(jié)構(gòu)性能混凝土及其制備方法，具體公開了一種骨料(12，16)，其包括至少部分由生物炭(10，14，26，28)制成的核(12a)，和包封所述核的殼(12b)，所述殼由普通硅酸鹽水泥(OPC)和?；郀t礦渣(GGBS)制成。還公開了包含所述骨料的結(jié)構(gòu)性能混凝土(30)。

技術(shù)研發(fā)人員：鄒帥,周頌剛,林圣壹,梁禮鳴,沈文龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：納米及先進(jìn)材料研發(fā)院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14