一种空气碳化砂浆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种空气碳化砂浆及其制备方法，按质量份数计，包括如下原料：固废粉末15～30份、砂浆粘合剂100～150份、外掺料4～8份和水60～70份；固废粉末为粉碎的采石场固体细料，砂浆粘合剂为细骨料、生石灰和钢渣粉末的混合物。本发明专利技术提供的空气碳化砂浆，在不改变传统砂浆生产技术的情况下，利用采石场固体细料对砂浆材料孔隙的调控和钢渣对CO2的高吸收率，提高石灰砂浆在大气中的碳化能力，发挥固体废弃物重新利用的潜力。体废弃物重新利用的潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种空气碳化砂浆及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种空气碳化砂浆及其制备方法。

技术介绍

[0002]与水泥基复合材料相比，石灰基复合材料在经过干燥进行初始硬化后，通过与大气CO2的反应自然发生碳化，几乎可以完全在大气条件下凝固。尽管空气石灰砂浆的碳化是通过与大气CO2的反应自然发生的，但这种化学反应非常缓慢，持续时间过长，整个过程可以持续多年，这阻碍了它们在当代建筑中的广泛应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种空气碳化砂浆及其制备方法，提高石灰砂浆在大气中的碳化能力。
[0004]为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案是：
[0005]按质量份数计，包括如下原料：
[0006]固废粉末15～30份、砂浆粘合剂100～150份、外掺料4～8份和水60～70份；
[0007]固废粉末为粉碎的采石场固体细料，砂浆粘合剂为细骨料、生石灰和钢渣粉末的混合物。
[0008]进一步地，固废粉末的粒径为10～30μm。
[0009]进一步地，采石场固体细料包括辉绿岩、橄榄石和玄武岩中的一种或者几种任意比例的混合物。
[0010]进一步地，细骨料的粒径在1～2mm；细骨料是质量比为(43～47)：(17～19)：(11～13)：(7～8)：(5～7)的方解石、钠长石、石英、钙长石和白云石的混合物。
[0011]进一步地，钢渣粉末粒径为30～60μm；钢渣粉末中含有质量分数0.1～1.5％的CaO。
[0012]进一步地，钢渣粉末和生石灰重量比为1：(6～7)；砂浆粘合剂/细骨料重量比为(3～3.5)：1。
[0013]进一步地，外掺料包括减水剂3～5份和缓凝剂1～3份。
[0014]进一步地，减水剂为聚羧酸高效减水剂或萘系高效减水剂；缓凝剂为木质素磺酸盐。
[0015]本专利技术空气碳化砂浆的制备方法的技术方案是：包括以下步骤：先取所述固废粉末和砂浆粘合剂混合均匀，再加入外掺料和水混合均匀，得到空气碳化砂浆。
[0016]进一步地，固废粉末是采石场固体细料通过球磨法制得的，球磨时间为2～4h，水用量为采石场固体细料质量的10％～50％，转速为300～400rpm。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0018]本专利技术利用的采石场固体细料中含有丰富的钙、镁和铁硅酸盐矿物，用于二氧化碳的异地封存，可与CO2反应形成稳定的碳酸盐矿物，有极高的固碳潜力；同时，采石场固体
细料经过粉碎处理，能够提高CO2的扩散性和吸收率。通过采用钢渣粉末，能够与CO2反应而被胶结。因此，本专利技术提供的空气碳化砂浆，在不改变传统砂浆生产技术的情况下，利用采石场固体细料对砂浆材料孔隙的调控和钢渣对CO2的高吸收率，提高石灰砂浆在大气中的碳化能力，发挥固体废弃物重新利用的潜力，将环境保护和社会效益相统一。本专利技术砂浆在空气中养护28d后的各项机械强度均得到有效提升，各项性能达标且明显优于生石灰和细骨料按质量比1：3配制而成的空白组石灰砂浆，其中，本专利技术空气碳化砂浆的抗压强度相较于空白组提高2.57～3.03倍，抗压强度的有效提升，表明本专利技术砂浆在养护期内碳化反应充分，是集成CO2捕获和废弃资源转化应用的有效方式，无需传统长达数年的碳化过程。
具体实施方式
[0019]下面通过具体实施方式对本专利技术做进一步说明。
[0020]本专利技术公开的空气碳化砂浆的制备方法，包括以下步骤：
[0021](1)将采石场固体细料，与水混合后分散均匀，用行星磨研磨得到粒径为10～30μm的固废粉末。
[0022]采石场固体细料粒径在400μm以下，优选250～400μm；采石场固体细料包括辉绿岩、橄榄石和玄武岩中的一种或者几种任意比例的混合物；研磨方法为行星磨湿法球磨，研磨时间为2～4h，水用量为采石场固体细料质量的10％～50％；研磨时保证研磨球质量大于粉料质量即可，优选球粉质量比为18～20:1～2，转速为300～400rpm。
[0023](2)将细骨料、生石灰和钢渣粉末混合均匀，得到砂浆粘合剂；钢渣粉末和生石灰重量比为1/6～1/7；砂浆粘合剂/细骨料重量比为(3～3.5)：1。
[0024]细骨料的粒径在1～2mm；细骨料是质量比为(43～47)：(17～19)：(11～13)：(7～8)：(5～7)的方解石、钠长石、石英、钙长石和白云石的混合物。钢渣粉末粒径为30～60μm，钢渣粉末中含有质量分数0.1～1.5％的CaO。
[0025](3)将步骤(1)制备的固废粉末15～30份和步骤(2)制备的砂浆粘合剂100～150份混合均匀，再加入减水剂3～5份、缓凝剂1～3份和水60～70份强力搅拌均匀，得到空气碳化砂浆。
[0026]减水剂为聚羧酸高效减水剂或萘系高效减水剂；缓凝剂为木质素磺酸盐。
[0027]本专利技术制备的空气碳化砂浆将固废作为再生资源，利用采石场固体细料和钢渣粉末的碳化功能，实现了自然条件下CO2的封存，对CO2固化战略有重要意义。
[0028]其中，本专利技术的空气碳化砂浆可以包括的外掺料如减水剂、缓凝剂均按《混凝土外加剂规范》(BB807
‑
2016)执行。
[0029]采石场固体细料包括采石场废粒和粉末，是一种固体废弃物，本专利技术将富含钙、镁和铁的固体废弃物用于二氧化碳的异地封存，是处理工业排放二氧化碳的一种有效方式。本专利技术将球磨工艺用于固体废弃物，制备了具有CO2吸附能力的材料。同时，向石灰砂浆中引入磨细的钢渣和采石场固废，一方面有助于固体废弃物的再利用，另一方面借助固体废弃物超强的CO2吸附能力，增强了石灰砂浆的短期强度，是一种经济和技术上可行的二氧化碳减排方式。
[0030]砂浆的孔隙结构和孔径分布是控制大气中CO2通过其微观结构扩散的主要因素，随着碳化的进行，孔径分布不断变化，因此对孔隙结构的修改具有重要意义。
[0031]采石场固废中钙、镁和铁硅酸盐矿物含量高，可与CO2反应形成稳定的碳酸盐矿物，有极高的固碳潜力，在向石灰砂浆中添加辉绿岩等采石场废料之前，通过球磨工艺将其粒度进一步减小有利于提高CO2的扩散性和吸收率。
[0032]钢渣作为一种工业固体废弃物，存在产量大、利用率低的问题。钢渣中主要矿物相为硅酸钙，当钢渣中新固化的硅酸钙作为多物象存在时，能够与CO2反应而被胶结，实现二次资源的有效利用。
[0033]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0034]空白组
[0035]参照《广东省建筑与装饰工程综合定额》(8003041)，将生石灰和细骨料按质量比1：3配制而成石灰砂浆。细骨料来源和实施例1相同。
[0036]实施例1
[0037]本专利技术实施例提出了一种空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气碳化砂浆，其特征在于：按质量份数计，包括如下原料：固废粉末15～30份、砂浆粘合剂100～150份、外掺料4～8份和水60～70份；固废粉末为粉碎的采石场固体细料，砂浆粘合剂为细骨料、生石灰和钢渣粉末的混合物。2.根据权利要求1所述的一种空气碳化砂浆，其特征在于：固废粉末的粒径为10～30μm。3.根据权利要求1所述的一种空气碳化砂浆，其特征在于：采石场固体细料包括辉绿岩、橄榄石和玄武岩中的一种或者几种任意比例的混合物。4.根据权利要求1所述的一种空气碳化砂浆，其特征在于：细骨料的粒径在1～2mm；细骨料是质量比为(43～47)：(17～19)：(11～13)：(7～8)：(5～7)的方解石、钠长石、石英、钙长石和白云石的混合物。5.根据权利要求1所述的一种空气碳化砂浆，其特征在于：钢渣粉末粒径为30～60μm；钢渣粉末中含有质量分...

【专利技术属性】
技术研发人员：马韵升，崔东波，杨猜霞，张余鑫，张学雷，殷方园，祁泽，贺永鹏，
申请(专利权)人：山东汉博昱洲新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：