一种高强度镁渣建筑制品的液态碳化制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度镁渣建筑制品的液态碳化制备方法，该方法包括：一、将硅热法炼镁镁渣与壳聚糖、标准砂放置于磨机中进行粉磨，过筛后收集得到筛下物；二、将筛下物与水混合搅拌进行水化反应，得到拌合物；三、将拌合物放置于模具中振捣均匀后放置于标养箱中养护，脱模后得到试件；四、将试件放置于碳化箱中，在CO2体积含量20％以上的条件下进行中高温碳化养护，然后取出在室温下放至表干得到镁渣建筑制品。本发明专利技术采用壳聚糖作为碳化剂与水作用进行中高温碳化养护，利用壳聚糖对CO2迅速捕集能力，在实现液态碳化的同时，促进了碳化反应的速度和深度，提高了碳化效率以及碳化均匀性，从而提高了镁渣建筑制品的抗压强度和抗折强度。强度。强度。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度镁渣建筑制品的液态碳化制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种高强度镁渣建筑制品的液态碳化制备方法。

技术介绍

[0002]镁渣是金属镁厂在炼镁过程中排放的固体废弃物，通常，镁渣的主要成分包括CaO、SiO2，以及未还原的MgO等，但由于各镁厂生产条件及工艺差别，镁渣的成分并不是固定的。随着金属镁产业的规模化发展，镁渣的产量迅速增加，通常镁渣作为工业产品粉料废弃堆放，不仅污染环境，还造成了极大的资源浪费。目前，已有对镁渣利用制作建筑材料的研究，如采用镁渣制备墙体材料或生产建筑水泥、建筑砖块。公开号为CN101096305的专利公开了一种高强度镁渣砖的原料配比及其制备方法，该镁渣砖以镁还原渣为主要原料，添加碎石、石膏或/和石灰为辅料，先将镁还原渣进行蒸压，以获得更高强度，然后与辅料加水混匀，压制成砖坯，干燥后得到建筑用砖成品，其强度可到25MPa以上，但镁渣砖需要预先对镁还原渣进行蒸压，耗能高，费时长，辅料多成本高，辅料配比不易控制，且制备得到的镁渣砖强度较低。
[0003]因此，需要一种能提高产品强度、又降低制备能耗的镁渣建筑制品的制备方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种高强度镁渣建筑制品的液态碳化制备方法。该方法采用壳聚糖作为碳化剂与水作用进行中高温碳化养护，利用壳聚糖对CO2迅速捕集能力，在实现液态碳化的同时，促进了碳化反应的速度和深度，提高了碳化效率以及碳化均匀性，从而提高了镁渣建筑制品的抗压强度和抗折强度。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种高强度镁渣建筑制品的液态碳化制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0006]步骤一、将硅热法炼镁镁渣与壳聚糖、标准砂放置于磨机中进行粉磨，然后过筛，收集得到筛下物；所述壳聚糖的质量为硅热法炼镁镁渣质量的0.4％～0.6％，所述标准砂的质量为硅热法炼镁镁渣质量的3～4倍；
[0007]步骤二、在22℃～28℃的温度下将步骤一中得到的筛下物与水混合，然后加入搅拌机中搅拌进行水化反应，得到拌合物；所述水的质量为硅热法炼镁镁渣质量的40％～60％；
[0008]步骤三、将步骤二中得到的拌合物放置于模具中振捣均匀，然后放置于标养箱中养护，脱模后得到试件；
[0009]步骤四、将步骤三中得到的试件放置于碳化箱中，在CO2体积含量20％以上的条件下进行中高温碳化养护，然后取出在室温下放至表干，得到镁渣建筑制品；所述镁渣建筑制品的抗压强度为60MPa～70MPa，抗折强度为20MPa以上。
[0010]本专利技术以硅热法炼镁镁渣与壳聚糖、标准砂、水为原料制备镁渣建筑制品，通过采
用壳聚糖作为碳化剂，先将各原料混匀后进行水化反应，得到的拌合物经养护制成试件后进行中高温碳化养护，在中高温碳化养护的条件，试件中均匀分布的壳聚糖分子遇水溶胀后分子链充分舒展，该分子链中的氨基迅速捕集CO2，以与硅热法炼镁镁渣中的钙离子发生缩聚反应，在实现液态碳化的同时，促进了碳化反应的速度和深度，提高了碳化效率以及碳化均匀性，从而提高了镁渣建筑制品的抗压强度和抗折强度。
[0011]上述的一种高强度镁渣建筑制品的液态碳化制备方法，其特征在于，步骤一中所述壳聚糖的分子量为1000。本专利技术通过控制壳聚糖的分子量，促进了壳聚糖充分在试件中分散均匀，提高了碳化的均匀性，同时避免了分子量过大的壳聚糖在硅热法炼镁镁渣之间形成阻碍、不利于钙离子与CO2的接触以及碳化过程中发生的其它组分的反应，或者分子量过小其含有的有效基团过少、捕集CO2能力下降，有效保证了碳化效率的提高。同时，在加入量为0.4％～0.6％下，本专利技术采用该分子量的壳聚糖充分利用了壳聚糖对CO2的捕集能力，促进了碳化反应的速度和深度，且避免了壳聚糖遇水溶胀过饱和产生分布不均匀和严重析出的现象，进而造成碳化不均匀，影响镁渣建筑制品的保水性。
[0012]上述的一种高强度镁渣建筑制品的液态碳化制备方法，其特征在于，步骤一中所述粉磨的转速为38r/min～58r/min，时间为20min。该粉末的工艺参数促进了硅热法炼镁镁渣的充分破碎，进而提高了筛下物中各组分的混匀程度，有利于后续工艺的稳定进行。
[0013]上述的一种高强度镁渣建筑制品的液态碳化制备方法，其特征在于，步骤一中所述过筛采用100目的筛网。该优选的筛网孔径有效筛除了粉磨后硅热法炼镁镁渣中的杂质，提高了过筛效率，同时避免因硅热法炼镁镁渣过细导致筛下物中氧化钙和氧化镁增加、硅酸二钙的含量减少，进而导致后续中高温碳化养护的效果变差。
[0014]上述的一种高强度镁渣建筑制品的液态碳化制备方法，其特征在于，步骤二中所述搅拌的转速为55r/min～75r/min。该优选的搅拌转速促进了筛下物中镁渣与水的充分混合。
[0015]上述的一种高强度镁渣建筑制品的液态碳化制备方法，其特征在于，步骤三中所述养护的温度为20℃，湿度为90％，时间为3～7天。由于筛下物中的镁渣经水化反应后形成水化产物而具有一定的水化硬度，将水化反应后的拌合物在上述条件下进行养护后得到的试件具有后续中高温碳化养护的条件，使得中高温碳化养护易于发生进行；同时，该养护的条件简单易行，常规的施工现场和工厂均能达到该养护条件的温度和湿度，提高了本专利技术方法的实用性。
[0016]上述的一种高强度镁渣建筑制品的液态碳化制备方法，其特征在于，步骤四中所述中高温碳化养护的温度为130℃～160℃，时间为30min～60min。该中高温碳化养护的条件促进了碳化反应的快速进行，提高了生产效率；同时，由于实际生产中工厂废烟气的温度包覆该温度范围内且含有足量的CO2，本专利技术直接采用工厂废烟气进行中高温碳化氧化，因此本专利技术碳化养护的温度范围在实现充分碳化的前提下，对工厂废烟气充分利用，避免浪费烟气余热，最大程度地节约了能源。
[0017]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0018]1、本专利技术采用壳聚糖作为碳化剂与水作用进行中高温碳化养护，利用壳聚糖对CO2迅速捕集能力，在实现液态碳化的同时，促进了碳化反应的速度和深度，提高了碳化效率以及碳化均匀性，从而提高了镁渣建筑制品的抗压强度和抗折强度。
[0019]2、本专利技术采用壳聚糖作为碳化剂与水作用实现液体碳化，无须对原料硅热法炼镁镁渣进行风冷和浇水预处理、碳化后的蒸压，减少了工艺步骤，节约了制备成本，提高了镁渣建筑制品的稳定性与力学性能，在降低能耗的同时实现了更高的强度性能。
[0020]3、本专利技术采用壳聚糖显著提高了拌合物的流动性，实现了减水剂的功能，且根据镁渣制品碳化前含水率越低、碳化后强度越高的规律，壳聚糖的添加大幅度降低了碳化前镁渣建筑制品即试件的含水率，进一步提高了镁渣建筑制品的强度。
[0021]4、本专利技术采用的壳聚糖分子链中的极性基团羰基(C＝O)与硅热法炼镁镁渣中的钙离子发生络合反应，进一步促进了钙离子和CO2气体的碳化反应，进而提高镁渣建筑制品的抗压强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度镁渣建筑制品的液态碳化制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将硅热法炼镁镁渣与壳聚糖、标准砂放置于磨机中进行粉磨，然后过筛，收集得到筛下物；所述壳聚糖的质量为硅热法炼镁镁渣质量的0.4％～0.6％，所述标准砂的质量为硅热法炼镁镁渣质量的3～4倍；步骤二、在22℃～28℃的温度下将步骤一中得到的筛下物与水混合，然后加入搅拌机中搅拌进行水化反应，得到拌合物；所述水的质量为硅热法炼镁镁渣质量的40％～60％；步骤三、将步骤二中得到的拌合物放置于模具中振捣均匀，然后放置于标养箱中养护，脱模后得到试件；步骤四、将步骤三中得到的试件放置于碳化箱中，在CO2体积含量20％以上的条件下进行中高温碳化养护，然后取出在室温下放至表干，得到镁渣建筑制品；所述镁渣建筑制品的抗压强度为60MPa～70MPa，抗折强度为20MPa以上。2.根据权利要求1所述的一种高强度镁渣建筑制...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱苗淼，曹静，孙永民，仁普亮，李妍，
申请(专利权)人：陕西省建筑科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：