一种基于高活性钙基碳吸收的泡沫混凝土及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于高活性钙基碳吸收泡沫混凝土的制备方法，以解决常规泡沫混凝土生成所用原材料能耗高，碳排放量高，养护周期长，资源成本高的技术问题。包括以下原料：钢渣：50～65份；矿渣：10～20份；普通硅酸盐水泥：15～25份；赤泥：3～8份；钙基材料：3～8份；石膏：2～5份；减水剂：0.05～0.25份；发泡剂：0.0015～0.0035份；稳泡剂：0.0003～0.0015份；激发剂：0.008～0.025份。本发明专利技术有利于促进固体废弃物的高效利用，减少自然资源与一次能源消耗，推动建筑材料行业碳减排。推动建筑材料行业碳减排。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高活性钙基碳吸收的泡沫混凝土及制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种基于高活性钙基碳吸收的泡沫混凝土及制备方法。

技术介绍

[0002]泡沫混凝土主要是采用常规原材料，如水泥、矿渣、粉煤灰或硅灰等，外加剂为减水剂、发泡剂、稳定剂、激发剂等。通过物理机械发泡方式，将搅拌均匀的浆料与泡沫充分混合，进一步浇筑成型，拆模后在一定条件下养护7～14d，达到JG/T266
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2011《泡沫混凝土》中的性能指标。一般来说，这些专利技术中，针对原材料和养护工艺的叙述均较为常规，主要原料为水泥、矿渣粉等胶凝材料，且未涉及二氧化碳养护泡沫混凝土的工艺，实现泡沫混凝土固碳封存等专利技术想法。
[0003]常规泡沫混凝土生成所用原材料能耗高，碳排放量高，养护周期长，资源成本高；主要是泡沫混凝土力学性能是通过胶凝材料水化产生钙矾石等矿物所提供，故所用原材料为水泥、矿渣粉、粉煤灰、硅灰等高活性的胶凝材料，对于这些原材料生产过程中消耗的能耗高、成本高；如水泥的煅烧和粉磨，矿渣的粉磨等耗能大，碳排放量高；泡沫混凝土成型后，拆模养护至目标性能所需时间较长，养护阶段一般7～14d，此过程会造成资源的浪费，成本较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于高活性钙基碳吸收的泡沫混凝土及制备方法，以解决常规泡沫混凝土生成所用原材料能耗高，碳排放量高，养护周期长，资源成本高的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]本专利技术提供的一种基于高活性钙基碳吸收的泡沫混凝土，其制备包括下述重量份的原料：
[0007]钢渣：55～60份；矿渣：12～18份；普通硅酸盐水泥：18～20份；赤泥：4～6份；钙基材料：4～6份；石膏：3～4份；减水剂：0.1～0.2份；发泡剂：0.0015～0.0035份；稳泡剂：0.0003～0.0015份；激发剂：0.008～0.025份。
[0008]进一步的，各原料的重量份分别为：
[0009]钢渣：55～60份；矿渣：12～18份；普通硅酸盐水泥：18～20份；赤泥：4～6份；钙基材料：4～6份；石膏：3～4份；减水剂：0.1～0.2份；发泡剂：0.0015～0.0035份；稳泡剂：0.0003～0.0015份；激发剂：0.008～0.025份。
[0010]进一步的，各原料的重量份分别为：
[0011]钢渣：58；矿渣：15份；普通硅酸盐水泥：20份；赤泥：5份；钙基材料：5份；石膏： 3份；减水剂：0.15份；发泡剂：0.0025份；稳泡剂：0.0008份；激发剂：0.0016份。
[0012]进一步的，所述钢渣的比表面积为500～800m2/kg，3d活性指数不低于75％，28d活
性指数不低于85％。
[0013]进一步的，所述矿渣的比表面积为800～1000m2/kg，3d活性指数不低于105％，28d活性指数不低于135％。
[0014]进一步的，所述硅酸盐水泥强度等级大于或等于42.5。
[0015]进一步的，所述赤泥为烧结法赤泥和/或联合法赤泥，CaO含量不低于43％；所述活性钙基材料为生石灰和/或电石渣，CaO含量不低于90％；所述石膏为脱硫石膏和/或磷石膏，主要矿物为CaSO4·
2H2O和CaSO4·
0.5H2O。
[0016]进一步的，所述减水剂为液体聚酯型聚羧酸类高效减水剂，固含量为30％；发泡剂为复合型发泡剂；稳泡剂为羟丙基甲基纤维素醚或十二烷基二甲基氧化胺；激发剂为水玻璃，模数不超过1.8，固含量不低于28％。
[0017]本专利技术提供的一种基于高活性钙基碳吸收的泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0018]S1：将钢渣和矿渣进行球磨，按配比准备各原料；
[0019]S2：将钢渣、矿渣、硅酸盐水泥、赤泥、钙基材料、石膏、减水剂和激发剂分别加入到搅拌机中，加入水，在搅拌机中搅拌3～5min均匀混合；
[0020]S3：将发泡剂、稳泡剂和水依次加入发泡机中，搅拌2～5min混合均匀，再由发泡机生产出稳定、微细的均匀泡沫；
[0021]S4：将所制备的泡沫按泡沫混凝土设计容重加入浆料中，低速混合均匀并搅拌3～5min，即得到均质的泡沫混凝土浆料；
[0022]S5：将以上所得到的泡沫混凝土浆料浇筑于模具中，55℃养护4～8h后拆模，随后进行二氧化碳矿化养护，干燥后即得到高活性钙基碳吸收的泡沫混凝土。
[0023]进一步的，原料和水的比例为0.31～0.45。
[0024]进一步的，一种基于高活性钙基碳吸收泡沫混凝土的矿化养护工艺，包括以下步骤：
[0025](1)将上述S4拆模后的试块置于碳化反应釜中，碳化反应釜中通入CO2气体，保持相对湿度不低于50％，CO2浓度不低于22％，气体压力保持0.1～3MPa；
[0026](2)上述二氧化碳矿化养护过程分为三个阶段。第一阶段碳化反应釜中相对湿度不小于90％，气体压力不超过0.3MPa，养护时长不小于2h；第二阶段碳化反应釜中相对湿度不小于70％，气体压力不超过1.8MPa，养护时长为不小于3h；第三阶段碳化反应釜中相对湿度不小于50％，气体压力不小于2.5MPa，养护时长为不小于3h。
[0027]基于上述技术方案，本专利技术实施例至少可以产生如下技术效果：
[0028](1)本专利技术的高活性钙基碳吸收泡沫混凝土材料以工业固废为主，如钢渣、矿渣、赤泥等，搭配普通硅酸盐水泥、高活性钙基材料、石膏等胶凝材料，引入稳泡剂、减水剂、保水剂等外加剂组分，最终制备出力学性能高、容重低、碳吸收量高、养护周期短的泡沫混凝土。采用本专利技术制备的泡沫混凝土主要是钢渣、矿渣、赤泥等，为大宗工业固废，Ca含量较高，且价格低廉；有利于促进固体废弃物的高效利用，减少自然资源与一次能源消耗，推动建筑材料行业碳减排。
[0029](2)根据胶凝材料水化反应和二氧化碳矿化养护的原理，通过合理调控反应过程中的相对湿度和二氧化碳浓度与分压力等，推进泡沫混凝土水化反应过程和矿化养护过程
协调进行，实现泡沫混凝土早期强度发展快、二氧化碳吸收量高。与传统泡沫混凝土相比，具有强度发展快，成本低，减碳等优点。
[0030](3)通过工业固废和普通硅酸盐水泥水化来保证泡沫混凝土早期坯体强度的发展，同时持续水化可生成大量Ca(OH)2。解决大宗固废利用率低的问题，达到大宗固废高附加值利用的目的。通过优化泡沫浆体比、水胶比、合理调控减水剂、稳泡剂、激发剂掺量来有效提升泡沫混凝土早期坯体强度，避免塌模、开裂等现象；同时，采用二氧化碳矿化养护，促进 Ca(OH)2向CaCO3转变，填充水化产物间孔隙，进一步提升泡沫混凝土强度、缩短养护周期，实现永久封存二氧化碳。
[0031]上面对本专利技术的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利技术并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高活性钙基碳吸收的泡沫混凝土，其特征在于：其制备包括下述重量份的原料：钢渣：50～65份；矿渣：10～20份；普通硅酸盐水泥：15～25份；赤泥：3～8份；钙基材料：3～8份；石膏：2～5份；减水剂：0.05～0.25份；发泡剂：0.0015～0.0035份；稳泡剂：0.0003～0.0015份；激发剂：0.008～0.025份。2.根据权利要求1所述的基于高活性钙基碳吸收的泡沫混凝土，其特征在于：各原料的重量份分别为：钢渣：55～60份；矿渣：12～18份；普通硅酸盐水泥：18～20份；赤泥：4～6份；钙基材料：4～6份；石膏：3～4份；减水剂：0.1～0.2份；发泡剂：0.0015～0.0035份；稳泡剂：0.0003～0.0015份；激发剂：0.008～0.025份。3.根据权利要求2所述的基于高活性钙基碳吸收的泡沫混凝土，其特征在于：各原料的重量份分别为：钢渣：58；矿渣：15份；普通硅酸盐水泥：20份；赤泥：5份；钙基材料：5份；石膏：3份；减水剂：0.15份；发泡剂： 0.0025份；稳泡剂：0.0008份；激发剂：0.0016份。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的基于高活性钙基碳吸收的泡沫混凝土，其特征在于：所述钢渣的比表面积为500～800m2/kg，3d活性指数不低于75%，28d活性指数不低于85%。5.根据权利要求1～3中任意一项所述的基于高活性钙基碳吸收的泡沫混凝土，其特征在于：所述矿渣的比表面积为800～1000m2/kg，3d活性指数不低于105%，28d活性指数不低于135%。6.根据权利要求1～3中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪超，李越颖，张宾，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：