一种直接水合增强固碳混凝土的制备方法技术

本发明专利技术涉及混凝土固碳的技术领域，公开了一种直接水合增强固碳混凝土的制备方法，包括如下步骤：（1）将经称量后的原料各组分置于反应釜中，放置顺序依次为细骨料、粗骨料、尾矿掺合料、水泥、水、外加剂，之后立即密封反应釜；（2）向密封好的反应釜中输送二氧化碳，同时进行搅拌混合；同时进行搅拌混合；搅拌过程中，控制反应釜的压力不大于0.12MPa，当压力等于0.12MPa时停止输送二氧化碳，保持搅拌待压力低于0.08 MPa后再进行输送二氧化碳；（3）待二氧化碳输送量达到预定输送量时，停止输送，保持搅拌至反应釜内压力为0 MPa，停止搅拌，得到混凝土。本发明专利技术能够提升固碳效果并增大固碳量，减碳社会效益明显。减碳社会效益明显。

【技术实现步骤摘要】
一种直接水合增强固碳混凝土的制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土固碳的
，尤其是涉及一种直接水合增强固碳混凝土的制备方法。

技术介绍

[0002]随着全球气候变暖，二氧化碳减排日益突出，在此背景下，国内外学者进行大量的试验研究工作和生产尝试，但大多数都停留在混凝土的养护碳化或表面喷洒碱性液体碳化或浸泡碱性液体里面碳化增强固封，利用混凝土水化反应形成的碱性化合物进行中和二氧化碳，达到消耗二氧化碳和固封二氧化碳的目的。
[0003]专利号为CN201510344415.5的中国专利技术专利公开了一种用石灰水提高混凝土耐久性的方法，主要是混凝土构件表面喷洒石灰水吸收二氧化碳，达到固封二氧化碳目的。
[0004]专利号为CN201510165762.1的中国专利技术专利公开了一种CO2矿化钢渣制备轻质建材及其制备的方法，以钢渣、CO2废气、膨胀珍珠岩为主要原料，利用CaO与CO2的碳化效应制备具有一定保温功能的轻质钢渣建材，主要是通过碳化钢渣来达到固封二氧化碳的目的。
[0005]专利号为CN200710017006.X的中国专利技术专利公开了一种碳化养护加气混凝土，利用含有碳化成分的钢渣或水泥为原料，加入加气剂和水，混合均匀，压制成加气混凝土，主要在加气混凝土养护上利用二氧化碳并达到固封目的。
[0006]专利号为CN201811297984.9的中国专利技术专利公开了一种混凝土预制品增强固碳的加工方法，将制备好的混凝土预制品，浸泡于钙基碱性溶液中，浸泡一段时间后，取出碱浸后的混凝土预制品，置于碳化养护窑中，向碳化养护窑中通入含有CO2的废热烟气中进行养护，主要利用浸泡在碱性液体后暴露养护，达到吸收固封二氧化碳目的。
[0007]但是，上述现有技术中普遍存在以下缺点：1.采用二氧化碳养护方式固碳和仅用于制备预制混凝土构件，固封量少，并且对于固碳后的混凝土性能以及强度提升不明显；2.难以用于预拌混凝土生产，应用范围狭窄，固封量规模小；3.固碳混凝土构件生产条件要求较高； 4.有些还需前置生产流程，固碳混凝土生产流程长。

技术实现思路

[0008]为了解决现有混凝土固碳工艺中的固碳量低、工艺流程长的技术问题，本专利技术提供了一种直接水合增强固碳混凝土的制备方法，通过混凝土制备工艺参数条件的改进，实现在混凝土拌和过程中的直接水合固碳，提升固碳效果并增大固碳量，减碳社会效益明显，而且能够提升混凝土的强度。
[0009]本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：本专利技术提供了一种直接水合增强固碳混凝土的制备方法，包括如下步骤：(1)将经称量后的原料各组分置于反应釜中，放置顺序依次为细骨料、粗骨料、尾矿掺合料、水泥、水、外加剂，之后立即密封反应釜；(2)向密封好的反应釜中输送二氧化碳，同时进行搅拌混合；搅拌过程中，控制反
应釜内的压力不大于0.12MPa，当压力等于0.12MPa时停止输送二氧化碳，保持搅拌待压力低于0.08 MPa后再进行输送二氧化碳；(3)待二氧化碳输送量达到预定输送量时，停止输送，保持搅拌至反应釜内压力为0MPa，停止搅拌，得到混凝土。
[0010]常规的混凝土进行养护碳化时，是将各原料混合制得混凝土后，置于常态下或者富含二氧化碳环境中进行固碳，但该方式的固碳速率较慢且固碳率较低，混凝土的强度也难以控制。另外，现有技术中也有将骨料固碳改性后再加入其他原料组分中，混合搅拌制得混凝土，但该方式的固碳量也十分有限，生产流程较长，无法实现一步反应。本专利技术中的固碳方法为通过原料直接水合的方式实现一步固碳，工艺流程短且操作步骤简单、可控，而且可明显提高固碳量，对混凝土的强度和耐久性影响较小。
[0011]具体地，本专利技术中各组分的倒料顺序与常规混凝土有所不同，因二氧化碳为将反应釜密封后通入，原料倒料后并未经过搅拌步骤，由于二氧化碳被吸附需要一定时间，若二氧化碳通入速度快于被吸附速度，会导致反应釜内压力升的过高，混凝土内固碳效率也会受到影响，因而倒料顺序对于初始通入部分二氧化碳尤为重要。而且，现有技术中均为在混凝土各原料拌和好后加入二氧化碳固碳，而本专利技术中在原料拌和之前就通入二氧化碳，能够尽可能的减少干性材料的吸水浸润、水泥水化时长，使得初始注入的部分二氧化碳能与水泥充分反应，而在后续搅拌过程中被粗骨料吸收附着固化，二氧化碳在水溶液中的溶解形成CO
32
‑
离子、水泥水化反应形成OH
‑
离子、Ca
2+
离子及硅酸盐、硫酸盐等物质，期间生成一定量的不溶于水的CaCO3纳米颗粒，从而达到固定溶于水液体内的二氧化碳目的。因而能够优化水泥与粗骨料的结合性，生成的CaCO3纳米颗粒还能更好填充界面，减小孔隙度并提高界面强度。
[0012]另外，在混凝土拌和过程中持续通入二氧化碳能够增加二氧化碳与各组分间的接触效率，利用粗骨料、细骨料等的较大质量颗粒对浆料的无规则冲击分割作用的比表面积，促进相互间的充分反应，提高固碳效率和固碳量的同时，生成的CaCO3纳米颗粒能够与各组分间的结合性更佳，较好的改善混凝土的性能。在此过程中，反应釜内压力反映二氧化碳注入速率和被吸附速率的相互关系，若反应釜内压力过大，二氧化碳注入速率过大将导致其不能得到充分反应，固碳效果和固碳量也会受到影响。将反应釜内压力控制在该范围内，能够保证注入的二氧化碳均能够有效反应，其还受反应釜内的原料比例、颗粒大小等的影响，最终达到较佳效果。而且，常规混凝土拌和过程中为负压且会生成扬尘，不利于各原料间的混合均一性，还会降低混合效率，而在密封的反应釜内混凝土拌和能够避免生成扬尘，的同时注入二氧化碳，二氧化碳注入时形成的压力能够形成一定的微压有助于提高混凝土的结合强度，提升其性能。
[0013]本专利技术能够很好的适用于已有普通混凝土搅拌站改造，改造费用低，适合于对已有普通混凝土搅拌站普遍技术改造，推动建材行业固碳减碳建设作用大。检测固碳混凝土工作性能，塌落度达到预定值范围内，偏差控制在
±
30mm，适合于生产坍落度预定值在50～220mm 的固碳混凝土，产出的固碳混凝土适用范围广，便于推广应用。
[0014]作为优选，步骤(1)中，每立方米混凝土中原料包括：水泥220～500kg、粗骨料700～1300 kg、细骨料600～1100kg、尾矿掺合料50～200kg、水120～200kg、外加剂5～30kg。
[0015]混凝土的固碳效果受到原料组分以及组分配比的影响，粗骨料和细骨料均具有较
好的吸附性，能够吸收二氧化碳发生碳化强化反应，粗骨料的添加量较多是为了适应混凝土的高固碳效果，增大固碳速率，并且以粗骨料为内核，能够更好地提高混凝土的强度。尾矿掺合料具有较小的粒径和高分散性，会于其它原料表面形成包覆层，有利于水泥与骨料间的粘结混合，强化界面强度。
[0016]作为优选，步骤(1)中，所述各组分的总量不超过反应釜容量的三分之二。
[0017]作为优选，步骤(1)中，所述粗骨料的粒径为5～30mm。
[0018本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直接水合增强固碳混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将经称量后的原料各组分置于反应釜中，放置顺序依次为细骨料、粗骨料、尾矿掺合料、水泥、水、外加剂，之后立即密封反应釜；（2）向密封好的反应釜中输送二氧化碳，同时进行搅拌混合；搅拌过程中，控制反应釜内的压力不大于0.12MPa，当压力等于0.12MPa时停止输送二氧化碳，保持搅拌待压力低于0.08MPa后再进行输送二氧化碳；（3）待二氧化碳输送量达到预定输送量时，停止输送，保持搅拌至反应釜内压力为0 MPa，停止搅拌，得到混凝土。2.如权利要求1所述直接水合增强固碳混凝土的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，每立方米混凝土中原料包括：水泥220~500 kg、粗骨料700~1300 kg、细骨料600~1100 kg、尾矿掺合料50~200 kg、水120~200 kg、外加剂5~30 kg。3.如权利要求1或2所述直接水合增强固碳混凝土的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述原料各组分的总量不超过反应釜容量的三分之二。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：胡康虎，叶启军，向祚铁，邱磊，邓亚芬，张楠，邱观贵，
申请(专利权)人：浙江省建材集团有限公司，
类型：发明
国别省市：