一种脉冲式碳矿化养护工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种脉冲式碳矿化养护工艺，包括以下步骤：将建材预制品毛坯置于养护容器内，动态调整含碳气源流量，使养护容器内部气压随时间产生脉冲式变化，对建材预制品毛坯形成脉冲式碳矿化养护。本发明专利技术采用脉冲方式，在波峰阶段(正压)实现加压碳矿化养护，在波谷阶段(负压)实现毛坯中的水分向外扩散迁移，解决碳化过程中水分迁移与二氧化碳迁移的矛盾，有效提高碳化效率；提高预制品的碳化程度，碳化强度更高，抗压强度可达到64.1MPa～72.7MPa，固碳率在17.5～19.4％。固碳率在17.5～19.4％。固碳率在17.5～19.4％。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲式碳矿化养护工艺


[0001]本专利技术涉及碳矿化养护领域，具体涉及一种脉冲式碳矿化养护工艺。

技术介绍

[0002][0003]二氧化碳养护技术主要指让二氧化碳与新拌混凝土、砂浆等含硅酸钙类具有碳化活性材料反应生成碳酸钙和硅胶，产生硬化强度的过程。相比于传统建材预制品的高温高压蒸汽养护技术，碳化养护技术的特点在于：
①
反应速度快：硅酸钙类制品经二氧化碳养护后能获得较高的早期强度，大大缩短了养护时间；
②
制品性能优异:碳化养护制品具有良好的尺寸稳定性、力学性能和耐久性能；
③
低能耗：相比于蒸汽养护制品，碳化养护对温度和压力的要求均较低，综合能耗降低75％以上；
④
固碳环保：蒸汽养护一个试块需要释放约0.17kg二氧化碳，而二氧化碳养护则吸收0.465kg 二氧化碳，经济效益及社会效益显著。
[0004]然而，碳化养护过程影响因素较多，其中最为显著的是碳化养护过程中的含水量。研究表明，预制品表面的自由水会阻碍二氧化碳的吸收，而预养护后的预制品(表面自由水含量降低)二氧化碳吸收能力显著增强，且内外差异性变小，养护更加均匀，但失水速度超过1kg/(m2·
h)时，易产生塑性收缩开裂。这一问题，在高用水量的浇筑成型的预制品养护过程中尤为凸显；这是由于通常认为流态越高，自由水越多，水份蒸发产生的塑性收缩越明显；一般浇筑成型的共性就是自由水多，因此塑性收缩开裂明显。而预养护时间延长，让坯体缓慢干燥，直至合适的含水率时再进行碳化养护，虽然可提高碳化效果，但时间较长，成本不理想，综合生产效率受到水分蒸发速度制约。
[0005]碳化养护是二氧化碳由外向内渗透过程，碳化放热会促进水分蒸发，而水分蒸发是水蒸气由内向外渗透过程，两者会共用相同传输通道，因此，两者在同时进行时，必将产生相互影响，相互干扰。如何在不影响制品强度前提下，改善碳化与水分迁移的矛盾，对碳化养护效果尤为重要。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种脉冲式碳矿化养护工艺，解决现有技术中碳化与水分迁移共用相同传输通道相互影响的技术问题。
[0007]为达到上述技术目的，本专利技术脉冲式碳矿化养护工艺的技术方案是：
[0008]包括以下步骤：将建材预制品毛坯置于养护容器内，动态调整含碳气源流量，使养护容器内部气压随时间产生脉冲式变化，对建材预制品毛坯形成脉冲式碳矿化养护。
[0009]进一步地，含碳气源为二氧化碳。
[0010]进一步地，养护容器内部气压为
‑
0.1Mpa～0.1Mpa。
[0011]进一步地，养护容器内部气压的起始值为0Mpa或0.1Mpa。
[0012]进一步地，脉冲式变化的波形为正弦波、余弦波、矩形波、锯齿波、三角波、尖峰波和阶梯波中的一种或任意几种组合。
[0013]进一步地，脉冲式变化的周期为2～6h。
[0014]进一步地，脉冲式碳矿化养护的时间为4～48h。
[0015]进一步地，养护容器为碳化釜。
[0016]进一步地，在脉冲式碳矿化养护结束后进行恒压养护，通过PID控制技术实现脉冲式碳矿化养护和恒压养护。
[0017]进一步地，建材预制品毛坯先在10～35℃，RH≥80％环境下养护6～24h 后再进行脉冲式碳矿化养护。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0019]1、本专利技术提供一种碳矿化养护工艺，特别适用于高含水率浇筑成型预制品的养护；
[0020]2、本专利技术采用脉冲方式，在波峰阶段(正压)实现加压碳矿化养护，在波谷阶段(负压)实现毛坯中的水分向外扩散迁移，解决碳化过程中水分迁移与二氧化碳迁移的矛盾，有效提高碳化效率；
[0021]3、通过本专利技术，可大大提高预制品的碳化程度，碳化强度更高，在养护24h后抗压强度即可达到64.1MPa～72.7MPa，固碳率在17.5～19.4％。
附图说明
[0022]图1是碳化与水分迁移示意图(实心球代表CO2，空心球代表H2O)
[0023]图2是实施例1碳化养护工艺示意图。
[0024]图3是实施例2碳化养护工艺示意图。
[0025]图4是实施例3碳化养护工艺示意图。
[0026]图5是实施例4碳化养护工艺示意图。
[0027]图6是实施例5碳化养护工艺示意图。
[0028]图7是实施例6碳化养护工艺示意图。
[0029]图8是对比例1碳化养护工艺示意图。
[0030]图9是对比例2碳化养护工艺示意图。
[0031]图10是对比例3碳化养护工艺示意图。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。
[0033]本专利技术养护工艺是将建材预制品毛坯置于碳化釜中，采用二氧化碳作为含碳气源，根据碳矿化反应消耗二氧化碳气体对釜内压力的影响，动态调整含碳气源流量，实现碳化釜内部二氧化碳气压产生脉冲式变化，通过 PID控制技术，实现脉冲波形、幅度、宽度和频率的调整。
[0034]参见图1，随着碳化加压的进行，存在制品内部压力P1和外部碳化环境压力P2，当内外压力平衡时，P1＝P2。随着反应的进行，二氧化碳逐渐被消耗，在无外部二氧化碳气源补充时，P2逐渐降低，P1＞P2，内部水蒸气在碳化反应热及内外压差作用下，产生水分定向向外迁
移的现象；当有外界二氧化碳气源补充时，P2逐渐升高，P1＜P2，二氧化碳向试块内部迁移。如图1a所示，当P1＜P2时，碳化为主；如图1b所示，当P1＞P2时，水分迁移为主。
[0035]本专利技术通过气源补充二氧化碳时形成的正压促进碳矿化反应的进行，而通过碳矿化反应消耗二氧化碳后碳化釜内形成的负压促使坯体内部的水分向外迁移扩散。因此，通过该养护工艺，能够实现预制品毛坯在波峰阶段(正压)实现加压碳矿化养护，在波谷阶段(负压)实现毛坯中的水分向外扩散迁移。通过波形、幅度、宽度与频率的调整，实现不同程度的养护，从而有效改善碳化过程中水分迁移与二氧化碳迁移的矛盾，有助于二氧化碳往坯体内部更深层次反应，提高碳矿化效率，大大缩短预制品碳矿化养护周期。
[0036]优选的，利用碳矿化反应消耗二氧化碳后形成的负压与气源流量补充二氧化碳形成的正压，实现碳化釜内部二氧化碳气压的脉冲式变化，通过 PID控制技术，实现脉冲波形、幅度、宽度和频率的调整，进而实现碳化釜内气压与脉冲波形、幅度(振幅，即内部气压值)、宽度(周期，即单个脉冲波形完成的时间)和频率吻合；具体地，碳化釜内部气压为
‑
0.1Mpa～ 0.1Mpa，起始值为0Mpa或0.1Mpa，且起始值为0Mpa时，先对碳化釜内部补充二氧化碳形成正压，即脉冲式碳矿化养护先加压进行碳矿化养护，再进行水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲式碳矿化养护工艺，其特征在于，包括以下步骤：将建材预制品毛坯置于养护容器内，动态调整含碳气源流量，使养护容器内部气压随时间产生脉冲式变化，对建材预制品毛坯形成脉冲式碳矿化养护。2.根据权利要求1所述的脉冲式碳矿化养护工艺，其特征在于，所述含碳气源为二氧化碳。3.根据权利要求1所述的脉冲式碳矿化养护工艺，其特征在于，养护容器内部气压为
‑
0.1Mpa～0.1Mpa。4.根据权利要求1所述的脉冲式碳矿化养护工艺，其特征在于，养护容器内部气压的起始值为0Mpa或0.1Mpa。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的脉冲式碳矿化养护工艺，其特征在于，脉冲式变化的波形为正弦波、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学雷，马韵升，崔东波，张童鑫，张余鑫，蔡颖辉，李林丽，姚富国，张国圣，李红丽，
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：