一种白色碳吸收胶凝材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种白色碳吸收胶凝材料的制备方法，包括以下步骤制成：将钙质原料和硅质原料按摩尔比为1.5

【技术实现步骤摘要】
一种白色碳吸收胶凝材料的制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，尤其涉及一种白色碳吸收胶凝材料的制备方法。

技术介绍

[0002]为早日实现“碳达峰、碳中和”的目标，水泥行业朝着节能减排的方向转变。普通硅酸盐水泥中的硅酸盐矿物均可进行碳化反应，其碳化活性与矿物相结构相关，非水硬性的硅酸钙矿物可通过CO2激发其活性。非水硬性胶凝材料在碳化硬化过程中可吸收一定量的CO2，永久固定CO2的同时产生一定的强度。随着社会的发展，石材材料应用广泛，人造石市场需求量逐年递增，而由于自然资源有限，采用碳吸收胶凝材料制备一种新型人造石是未来发展的方向之一。因此，作为一种新型低碳材料，非水硬性胶凝材料的研究引起了广泛的关注。
[0003]专利CN 111393050公开了一种γ
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C2S基胶凝材料的制备方法，采用工业原料制备γ
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C2S，在一定程度上降低了成产成本，但是降低了胶凝材料的抗压强度，碳化性能还有待提升；CN 111393051公开了一种免粉磨碳化硬化型水泥熟料及其制备方法，主要是通过控制熟料中游离氧化钙的含量，使得熟料实现自粉化，达到免粉磨的效果。碳吸收胶凝材料作为一种新型绿色建材在许多国家得到大力的发展，可广泛应用于人造石、预制品等工业生产中，对于实现“碳中和”目标具有重要意义。
[0004]目前制备的高碳化活性的白色碳吸收胶凝材料大多采用分析纯化学试剂作为原料进行制备的，较高的成本导致工业化生产应用难以实现；以工业原料进行制备的碳化硬化型水泥，碳化后固碳量和强度均偏低，且铁含量相对较高，对于水泥的白度有一定的影响，限制了其在人造石材的应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种具有自粉化特性，平均粒径小于15μm，降低粉磨能耗，强度和固碳性能更优异的白色碳吸收胶凝材料的制备方法。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种白色碳吸收胶凝材料的制备方法，包括以下步骤制成：将钙质原料和硅质原料按摩尔比为1.5
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3.0：1进行配料，置于球磨机中混料，得到混合原料后压制成坯体；然后先升温至900
‑
1000℃，保温25
‑
35min，再升温至最高烧结温度下保温一定时间；最后按照一定的降温速率冷却至室温，即得所述白色碳吸收胶凝材料。
[0008]较佳地，所述钙质原料为石灰石，其中石灰石中氧化钙含量大于50％，氧化铝含量不高于1％。
[0009]较佳地，所述硅质原料为高硅土、页岩或砂岩中的一种，其中硅质原料中氧化硅含量大于60％，氧化铝含量小于10％。
[0010]较佳地，所述球磨机中混料的时长为2
‑
4h，所述混合原料在3
‑
10MPa成型压力下压制成坯体。
[0011]较佳地，所述混合原料的粒度小于75μm，所述混合原料的铁含量小于0.5％。
[0012]较佳地，所述最高烧结温度为1300
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1350℃，所述保温的时长为2
‑
4h。
[0013]较佳地，在升温至最高烧结温度保温前，还包括将坯体放入工业烧结炉中以10
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20℃/min的升温速率升至900
‑
1000℃，保温25
‑
35min。
[0014]较佳地，所述升温的速率为10
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30℃/min，所述降温速率为2
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100℃/min。
[0015]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0016](1)本专利技术采用工业原料制备白色碳吸收胶凝材料，所制备的白色碳吸收胶凝材料具有自粉化特性，平均粒径小于15μm，无需粉磨，能有效降低粉磨能耗，与其他工业原料制备的碳化硬化制品相比，其强度和固碳等性能更加优异；
[0017](2)本专利技术为解决工业原料条件下碳吸收胶凝材料固碳量和强度偏低的问题，实现了白色碳吸收胶凝材料的制备，同时顺应时代发展，缓解现有水泥生产过程中高碳排量、高能耗的问题，对于水泥行业实现碳中和具有重要意义；
[0018](3)采用本专利技术的白色碳吸收胶凝材料制备的人造石，可大大缩短养护周期，采用碳化硬化的养护工艺，可有效避免人造石“泛碱”的问题，对于人造石、预制品等的工业生产应用具有重要的意义。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本专利技术进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本专利技术的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本专利技术的这些方面。
[0020]使用工业原料制备的白色碳吸收胶凝材料实施步骤为：
[0021]首先石灰石和高硅土进行脱水烘干，经球磨工艺磨细、过筛；按照一定的摩尔钙硅比，将石灰石和高硅土放入球磨机中球磨混合4h，得到烧成原料。烧成原料置于6MPa的成型压力下压制成坯体，将坯体放入工业烧结炉中以10℃/min的升温速率升至900℃，保温30min，使得原料中的CaCO3充分分解，再以10℃/min的升温速率升至最高烧结温度，保温2h，按规定降温速率冷却至室温，得到白色的自粉化水泥。
[0022]实施例1
[0023]一种白色碳吸收胶凝材料的制备方法，按照1.5的钙硅摩尔比，将氧化钙含量为54％、氧化铝含量为0.18％的石灰石和氧化硅含量为95％、氧化铝含量为1.72％的高硅土进行混料处理2h，原材料粒径小于75微米，最高烧结温度为1350℃，保温2h，按照2℃/min的降温方式冷却至室温，按照上述实施步骤进行烧结得到白色碳吸收胶凝材料。将实施例中的水泥在0.10水胶比和3MPa压力下成型得到2
×2×
2cm的样品，在75％养护湿度，0.2MPa CO2分压条件下进行碳化养护，碳化8h后抗压强度91.0MPa，吸碳量达到9.46wt.％。
[0024]实施例2
[0025]一种白色碳吸收胶凝材料的制备方法，按照2.0的钙硅摩尔比，将氧化钙含量为55％、氧化铝含量为0.6％的石灰石和氧化硅含量为83％、氧化铝含量为8％的高硅土进行混料处理，原材料粒径小于75微米，最高烧结温度为1300℃，保温4h，按照70℃/min的降温方式冷却至室温，按照上述实施步骤进行烧结得到白色碳吸收胶凝材料。将实施例中的水
泥在0.125水胶比和3MPa压力下成型得到2
×2×
2cm的样品，在75％养护湿度，0.2MPa CO2分压条件下进行碳化养护，碳化8h后抗压强度93.6MPa，吸碳量达到14.42wt.％。
[0026]实施例3
[0027]按照2.0的钙硅摩尔比，将氧化钙含量为52％的石灰石和硅含量为95％的高硅土进行混料处理，原材料粒径小于75微米，将原料置于6MPa的成型压力下压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种白色碳吸收胶凝材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤制成：将钙质原料和硅质原料按摩尔比为1.5
‑
3.0：1进行配料，置于球磨机中混料，得到混合原料后压制成坯体；然后升温至最高烧结温度下保温一定时间；最后按照一定的降温速率冷却至室温，即得所述白色碳吸收胶凝材料。2.根据权利要求1所述的白色碳吸收胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述钙质原料为石灰石，其中石灰石中氧化钙含量大于50％，氧化铝含量不高于1％。3.根据权利要求1所述的白色碳吸收胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述硅质原料为高硅土、页岩或砂岩中的一种，其中硅质原料中氧化硅含量大于60％，氧化铝含量小于10％。4.根据权利要求1至3任一项所述的白色碳吸收胶凝材料的制备方法，其特征在于：所述球磨机中混料的时长为2
‑
4h，所述混合原料在3
‑
10MPa成型压力下压制成坯...

【专利技术属性】
技术研发人员：周凤娇，黎帅，张宾，谭新宇，林永权，陶从喜，
申请(专利权)人：华润水泥技术研发有限公司，
类型：发明
国别省市：