一种固碳混凝土及其制备工艺制造技术

本发明专利技术属于新型建筑材料技术领域，尤其涉及一种固碳混凝土及其制备工艺。其中，一种固碳混凝土包括水泥、固碳载体悬浮液、水、碎石、石砂及减水剂；固碳载体为经碳化的固体废弃物，通过涂层聚合物在固碳载体上形成包裹层，涂层聚合物为丙烯酸酯树脂、环氧类树脂、聚氨酯树脂中至少一种；利用固体废弃物封存CO2不仅回收利用了工业固体废弃物，而且提升了固体废弃物力学性能；并且在固碳载体上设置包裹层，包裹层中的涂层聚合物浸润固碳载体的界面过渡区及与固碳载体的内部直接作用，增强界面过渡区的力学强度，并增加界面过渡区与浆料之间的结合强度，使得制备得到的固碳混凝土具有优异的力学强度。优异的力学强度。

【技术实现步骤摘要】
一种固碳混凝土及其制备工艺


[0001]本专利技术属于新型建筑材料
，尤其涉及一种固碳混凝土及其制备工艺。

技术介绍

[0002]在建筑行业中，水泥的制备会产生大量的CO2，并对环境造成不可逆的污染。水泥混凝土是用量最大的建筑材料，如何降低混凝土的碳排放量或者如何有效地提高混凝土的吸碳量已经成为学者和工程师面临的主要问题。
[0003]目前，已报道文献主要利用混凝土水泥基体的水化产物(如Ca(OH)2与CSH)与CO2的化学反应进行吸碳固碳。具体地，CO2和水泥基体水化产物会在水溶液中发生化学反应，生成CaCO3，CO2可以稳定地储存在混凝土中，达到有效固碳的目的。CO2气体养护混凝土，就是利用CO2与混凝土中未被碳化的Ca(OH)2与CSH反应，CO2气体也被用来强化再生骨料，不仅可以将CO2存储在再生骨料的砂浆中，又可以提高再生骨料的物理力学性能，从而提高再生骨料的利用率。
[0004]但是经CO2气体碳化的再生骨料的表层仍呈松散多孔状，孔隙率较高，使得经碳化的再生骨料与浆料之间存在结合力弱且强度低的界面过渡区，导致添加了再生骨料的的混凝土成型后力学性能下降。

技术实现思路

[0005]为了改善现有混凝土添加了再生骨料的的混凝土成型后力学性能下降的问题，本申请提供了一种固碳混凝土及其制备工艺。
[0006]第一方面，本申请提供一种固碳混凝土，采用如下的技术方案：一种固碳混凝土，以重量份计，其原料包括26
‑
50份的水泥，20
‑
35份的固碳载体悬浮液，10
‑
35份的水，40
‑
90份的碎石、25
‑
65份的砂，0.13
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0.25份的减水剂；所述固碳载体悬浮液包括固碳载体及涂层混合液；所述固碳载体为多孔的且含有Ca离子和/或Mg离子的固体废弃物经二氧化碳或二氧化碳水溶液处理后制备得到；所述涂层混合液包括涂层聚合物及水，将固碳载体置于涂层混合液中，涂层聚合物在固碳载体上形成包裹层；所述涂层聚合物为丙烯酸酯树脂、环氧类树脂、聚氨酯树脂中至少一种。
[0007]通过上述技术方案，通过经二氧化碳或二氧化碳水溶液处理多孔且含有Ca离子和/或Mg离子的固体废弃物，使得二氧化碳或者碳酸氢根离子与固体废弃物中的Ca离子或Mg离子反应，将固体废弃物进行碳化，生成碳酸钙和/或碳酸镁。
[0008]本申请中的固体废弃物的碳化为固定二氧化碳的方式，包括固体废弃物与二氧化碳气体或者二氧化碳水溶液发生的化学反应。
[0009]将二氧化碳固定在固体废弃物中，不仅有效地利用了工业固体废弃物封存了CO2，而且碳化后增强了固体废弃物的力学性能，适于实际应用，实现废弃混凝土再利用的同时
可以缓解我国混凝土骨料相对不足的问题。
[0010]为了改善固碳载体的界面过渡区结合力较弱的问题，本申请通过涂层混合液在固碳载体上附着涂层聚合物形成包裹层，涂层聚合物浸润界面过渡区，并与固碳载体的内部直接作用，增强界面过渡区的力学强度，并增加界面过渡区与浆料之间的结合强度，使得制备得到的固碳混凝土具有优异的力学强度。
[0011]优选的，所述涂层聚合物为阴离子水性环氧树脂溶液与阴离子水性丙烯酸树脂溶液的组合物。
[0012]通过上述技术方案，采用阴离子型丙烯酸酯类及阴离子环氧类树脂的组合物，进一步增强固碳载体与涂层聚合物之间的作用。
[0013]阴离子型的丙烯酸酯类及环氧类树脂与含有Ca离子和/或Mg离子的固碳载体配伍使用，增强两者之间的结合强度，进而增强了固碳混凝土成型后的力学强度。
[0014]丙烯酸酯类树脂上没有大的侧基或者官能团，可以更好地浸润及穿过界面过渡区的孔隙并与固碳载体的内部相互结合，涂层聚合物穿插在界面过渡层中，提升界面过渡层的力学性能；具有较好柔韧性及较高的附着力的环氧树脂提升了包裹层与固碳载体及浆料之间的结合强度，使得固碳混凝土成型后具有优异的力学强度。
[0015]优选的，所述涂层混合液还包括占涂层混合液1
‑
10wt％的添加剂，所述添加剂为粉煤灰、矿粉、硅酸铝粉中至少一种。
[0016]通过上述技术方案，聚合物涂层中添加粉煤灰、矿粉及硅酸铝纤维，提升包裹层与固碳载体及浆料之间的结合力，以及增强固碳混凝土成型后的力学强度。
[0017]优选的，所述添加剂为占涂层混合液的5
‑
8wt％，所述添加剂为质量比为1:(1
‑
3)的粉煤灰及硅酸铝粉的组合物。
[0018]通过上述技术方案，进一步提升包裹层和/或界面过渡层与固碳载体内部及浆料之间的结合强度，进一步提升固碳混凝土成型后的力学强度。
[0019]优选的，所述固碳混凝土还包括2
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4份的粉煤灰及2
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3份的硅酸铝纤维。
[0020]通过上述技术方案，在固碳混凝土中添加硅酸铝纤维，硅酸铝纤维将附有包裹层的固碳载体连接起来，当固碳混凝土在成型过程中或者成型后受到外力后，将外力均匀的分散在固碳混凝土中，减弱了单个附有包裹层的固碳载体受到的应力；进一步，矿粉或粉煤灰增多了硅酸铝纤维与附有包裹层的固碳载体之间的作用点，矿粉或粉煤灰与硅酸铝纤维配伍使用，增强了固碳混凝土成型后的力学强度。
[0021]优选的，所述固碳混凝土还包括5
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10份的固碳物质，所述固碳物质为海泡石纤维及三聚氰胺的组合物。
[0022]通过上述技术方案，海泡石纤维为多孔结构，且含有金属离子，海泡石纤维与三聚氰胺配伍使用提升成型后混凝土的透气性，以及有吸附及缓释二氧化碳的功能，二氧化碳通过海泡石纤维进入到固碳混凝土的内部，海泡石纤维及三聚氰胺储存并缓释二氧化碳，调节二氧化碳与固碳混凝土中活性物质反应速度及使得二氧化碳与混凝土内部的活性物质充分接触，从而增加二氧化碳与固碳混凝土内部砂浆的反应，减少靠近空气侧的混凝土的砂浆生成的沉淀物CaCO3及SiO2对混凝土内部的其他活性物质的覆盖，使得混凝土砂浆内部碳化更均匀，使得制备得到的固碳混凝土成型后具有优异的力学强度。
[0023]第二方面，本申请提供一种固碳混凝土的制备工艺。
[0024]一种固碳混凝土的制备工艺包括如下制备步骤：固碳载体的制备：所述固体废弃物碳经过改性处理液搅拌浸泡处理6
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12h，然后过滤、烘干、并经过二氧化碳碳化处理，制备得到固碳载体；所述改性处理液包括质量浓度为30
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50wt％的悬浮体及水，所述悬浮体为Ca(OH)2、CaCl2、CaO、MgO、Mg(OH)2中至少一种；固碳载体悬浮液的制备：将固碳载体置于涂层混合液中，固碳载体与涂层混合液的质量比为1：(5
‑
10)，搅拌2
‑
3h后，加温到60
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80℃，继续搅拌1
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2h，制备得到固碳载体悬浮液；固碳混凝土的制备：然后将水泥、水、碎本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固碳混凝土，其特征在于，以重量份计，其原料包括26
‑
50份的水泥，20
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35份的固碳载体悬浮液，10
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35份的水，40
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90份的碎石、25
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65份的砂，0.13
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0.25份的减水剂；所述固碳载体悬浮液包括固碳载体及涂层混合液；所述固碳载体为多孔的且含有Ca离子和/或Mg离子的固体废弃物经二氧化碳或二氧化碳水溶液处理后制备得到；所述涂层混合液包括涂层聚合物及水，将固碳载体置于涂层混合液中，涂层聚合物在固碳载体上形成包裹层；所述涂层聚合物为丙烯酸酯树脂、环氧类树脂、聚氨酯树脂中至少一种。2.根据权利要求1所述的一种固碳混凝土，其特征在于，所述涂层聚合物为阴离子水性环氧树脂溶液与阴离子水性丙烯酸树脂溶液的组合物。3.根据权利要求1所述的一种固碳混凝土，其特征在于，所述涂层混合液还包括占涂层混合液1
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10wt%的添加剂，所述添加剂为粉煤灰、矿粉、硅酸铝粉中至少一种。4.根据权利要求3所述的一种固碳混凝土，其特征在于，所述添加剂为占涂层混合液的5
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8wt%，所述添加剂为质量比为1:（1
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3）的粉煤灰及硅酸铝粉的组合物。5.根据权利要求1所述的一种固碳混凝土，其特征在于，所述固碳混凝土还包括2
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4份的粉煤灰及2
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3份的硅酸铝纤维。6.根据权利要求1所述的一种固碳混凝土，其特征在于，所述固碳混凝土还包括5
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10份的固碳物质，所述固碳物质为海泡石纤维及三聚氰胺的组合物。7.权利要求1
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6任一项所述的一种固碳混凝土的制备工艺，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：程海培，瞿永明，李杭春，陈佳辉，莫星春，
申请(专利权)人：杭州余杭恒力混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：