一种γ-C2S固碳胶凝材料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种γ

【技术实现步骤摘要】
一种
γ
‑
C2S固碳胶凝材料、其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种γ
‑
C2S固碳胶凝材料、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]各个行业都提出了减少二氧化碳排放的方法和利用的措施。在建筑行业中，γ
‑
C2S材料因水化活性低，碳化活性高，可用于吸收二氧化碳，形成高性能的建材制品，可以很大程度上降低建筑建造的周期及碳排放，受到研究者的关注。
[0003]工业废物(如钢渣、炉渣等材料)持续大规模排放，不仅严重浪费土地资源，同时会对生态环境带来极大压力，而钢渣和炉渣中含有γ
‑
C2S，若以其为原料，结合碳养护技术，可以制备得到建材制品。但钢渣和炉渣的内部含有大量铁和铝金属氧化物等杂质，γ
‑
C2S的纯度不高，难以满足高固碳量和高力学性能的要求。因此找到一种高纯度和高产量的γ
‑
C2S固碳胶凝材料的制备方法是目前亟需解决的问题。
[0004]目前生产大规模固碳胶凝材料可使用隧道窑或回转窑，但隧道窑因其独特结构，高温煅烧时内外气流流速不同，产生温差，使温度高的部位，粉料过烧，而温度低的部位，粉料欠火，造成制品颜色内外不同，且隧道窑热能效率低，能耗高。回转窑相较于隧道窑而言，能耗较低，对原料的利用率高，但因所采用的原料为粉状，在烧制的过程中液相较少无法达到熔融态，固碳胶凝材料力学性能较差，仅依靠传统水泥熟料的煅烧方法，难以实现固碳胶凝材料在回转窑中的制备，因此，仍需要在现有技术的基础上对烧制工艺进行改进，以实现回转窑规模化生产固碳胶凝材料。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种γ
‑
C2S固碳胶凝材料、其制备方法及应用。本专利技术通过将原料进行混合造粒后，于回转窑中进行预热、煅烧和冷却，进一步控制预热温度和时间、煅烧温度以及冷却时间，可以得到高纯度(最高可达90.8％)的γ
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C2S固碳胶凝材料，且得到的产品具有较高的抗压强度，最高可达110.5MPa。
[0006]为达到此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种γ
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C2S固碳胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将原料A和原料B混合造粒后于回转窑中依次进行预热、煅烧；
[0009](2)将煅烧后的产物冷却至室温，得到γ
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C2S固碳胶凝材料。
[0010]优选地，所述原料A中含有氧化钙和/或氢氧化钙，所述原料B中含有二氧化硅。
[0011]优选地，所述预热的温度为60～300℃，原料在进入回转窑的预热器内部时，要与热气的方向相反，使阻力增大，从而增大了原料与热气的接触面积和预热时间；同时也使进入设备前的物料达到生产要求，延长回转窑的使用时间，节约能耗，增加产品的性能。
[0012]优选地，所述煅烧的温度为1300～1700℃。
[0013]优选地，所述冷却的时间为1～6h。
[0014]优选地，所述原料A和原料B的混合料的钙硅比为(1.8～2.2):1。
[0015]优选地，所述原料A包括石灰石、电石渣或硫脲渣中的任意一种或多种。
[0016]优选地，所述原料B包括砂岩、石英粉或石英砂尾矿中的任意一种或多种。
[0017]优选地，所述预热的温度为100～150℃，所述预热的时间为0.5～3h。
[0018]优选地，所述煅烧时以3～10℃/min的速率升温至1300～1700℃。
[0019]进一步优选地，所述煅烧的温度为1350～1550℃，所述煅烧的时间为0.5～6 h。
[0020]进一步优选地，所述冷却的时间为3～6h。
[0021]第二方面，本专利技术提供一种γ
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C2S固碳胶凝材料，其游离氧化钙含量不超过1.5％，抗压强度大于90MPa。
[0022]第三方面，本专利技术提供一种建筑材料，由上述技术方案涉及的γ
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C2S固碳胶凝材料进行碳养护后制成。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0024]本专利技术提供的γ
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C2S固碳胶凝材料制备方法，首先将原料经混合造粒后再进行预热、煅烧和冷却，通过混合造粒可以使得原料混合的更加均匀，进一步通过控制预热、煅烧的温度以及冷却的时间，使得制备得到的γ
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C2S固碳胶凝材料具有较高的抗压强度(最高可达110.5MPa)，且其纯度也较高(最高可达90.8％)，在碳化时可吸收大量的二氧化碳，形成高性能的建材制品。另外，本专利技术提供的制备方法，能耗低、产量高，有利于实现γ
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C2S固碳胶凝材料的工业化生产。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]针对现有技术中γ
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C2S固碳胶凝材料抗压强度较低的问题，本专利技术提供一种γ
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C2S固碳胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：
[0027](1)将原料A和原料B混合造粒后于回转窑中依次进行预热、煅烧；
[0028](2)将煅烧后的产物冷却至室温，得到γ
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C2S固碳胶凝材料。
[0029]按照本专利技术，首先将原料A和原料B进行混合造粒，然后再进入回转窑中依次进行预热和煅烧处理。在本专利技术中，原料A中含有氧化钙和/或氢氧化钙，原料A包括石灰石、电石渣或硫脲渣中的任意一种或多种；所述原料B 中含有二氧化硅，原料B包括砂岩、石英粉或石英砂尾矿中的任意一种或多种。其中，所述原料A中氧化钙的质量含量大于50％，氢氧化钙的质量含量大于90％，原料B中二氧化硅的质量含量大于90％。为了保证得到γ
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C2S固碳胶凝材料，本专利技术通过控制原料A和原料B的质量比在(2～3.5):1，使得所述原料A和原料B的混合料的钙硅比为(1.8～2.2):1，优选为2:1。所述原料A 的目数为100～400目，优选为200～400目；原料B的目数为60～200目，优选为100～200目。本专利技术对混合造粒没有特殊的限制，按照本领域技术人员熟知的常规技术手段操作即可。
[0030]混合造粒完成后，将原料放入回转窑中的预热区进行预热处理。在本专利技术中，所述预热的温度为60～300℃，优选为60～150℃，更优选为100～150℃，所述预热的时间为0.5
～3h，优选为1～3h。在本专利技术中，原料在进入回转窑的预热器内部时，要与热气的方向相反，使阻力增大，从而增大了原料与热气的接触面积和预热时间；同时也使进入设备前的物料达到生产要求，延长回转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种γ
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C2S固碳胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将原料A和原料B混合造粒后于回转窑中依次进行预热、煅烧；(2)将煅烧后的产物冷却至室温，得到γ
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C2S固碳胶凝材料；所述原料A中含有氧化钙和/或氢氧化钙，所述原料B中含有二氧化硅；所述预热的温度为60～300℃；所述煅烧的温度为1300～1700℃；所述冷却的时间为1～6h。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述原料A和原料B的混合料的钙硅比为(1.8～2.2):1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述原料A包括石灰石、电石渣或硫脲渣中的任意一种或多种；所述原料B包括砂岩、石英粉或石英砂尾矿中的任意一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预热的温度为100～150℃，所述预热的时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：马韵升，孙浩，崔东波，穆广杰，王健，张学雷，张余鑫，白君君，
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：