【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑材料，尤其是涉及一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置及方法。
技术介绍
1、当前由于二氧化碳(co2)排放引起的温室效应带来的全球气候变化和诸多环境问题已不容忽视，co2捕集、封存和利用技术(carbon capture,utilization and storage，ccus)是控制碳排放、应对气候变化的有效手段。其中水泥基材料的碳化养护技术是矿物碳化吸收co2技术中的一种方法，原理是利用水泥熟料矿物、水泥水化产物与co2间的碳酸化反应实现co2的永久封存，现已得到了世界范围内越来越多学者的关注。水泥基材料的碳化养护通常在水泥基材料制品预养护/早期水化成型后进行。通过将水化初期的水泥基材料制品放置于高co2浓度的反应器中，可以使硅酸三钙(c3s)、硅酸二钙(c2s)等水泥熟料矿物相和氢氧化钙(ch)、水化硅酸钙(c-s-h)、钙钒石(aft)等水化产物同时发生碳化反应，碳化产物可以填充基体孔隙，增强水泥基体的致密性，进而提升水泥基材料制品的力学强度和耐久性等特性。
2、现有的水泥基材料碳化养护装置通常采用混凝土碳化试验箱，通过控制系统调节加热管、加湿器、压缩机等对箱体内微环境的作用以及内部co2的补给与中断，实现对箱体内的温度、湿度和co2浓度进行控制。从经济效益角度来看，混凝土碳化试验箱的价格高昂，需另外购置高纯度的co2气瓶，经济性不佳；从环境效益角度来看，混凝土碳化试验箱运行期间需进行供电，且箱体体积较大，试验结束后打开箱门时大量未反应co2气体溢出，造成co2气体利用率低等不利影响；此
3、专利公开号cn214819516u公开了一种制备低碳型水泥基材料的新型碳化养护装置，涉及建筑材料
，该制备低碳型水泥基材料的新型碳化养护装置包括：控制柜以及多个并联设置的碳化桶，多个所述碳化桶均分别连接所述控制柜以及co2储气罐；所述碳化桶与控制柜的连接线路上设置有压力变送器以及温度变送器，所述压力变送器和温度变送器分别直接连接碳化桶内部的压力传感器和温度传感器。但该装置仍使用纯度的co2气瓶，经济性不佳。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置及方法，该装置搭建简单、经济环保，碳化养护的效率和co2的利用效率高，并可实现co2的自动补偿。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、在一方面，本专利技术提供一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置，该装置包括：
4、提供并自补偿co2的co2发生室，其包括装有石灰石块体和稀盐酸溶液的启普发生器，所述石灰石块体和稀盐酸溶液反应生成co2；
5、用于对水泥基材料试块进行碳化养护的co2养护室，其包括供co2流入和流出的进气口和出气口；
6、co2循环器，其连接所述co2发生室和co2养护室，并使出气口中流出的co2回流至进气口。
7、进一步的，所述启普发生器包括球形漏斗、容器和导气管，其中，所述容器内装有石灰石块体，所述球形漏斗内装有稀盐酸溶液，所述导气管与co2循环器相连。
8、进一步的，所述石灰石块体为块状固体，体积不超过所述启普发生器的容器中间球体容积的三分之一；所述稀盐酸溶液的浓度为0.1～1.0mol/l。
9、进一步的，所述启普发生器内不断生成的co2气体使所述启普发生的容器内气压逐渐升高，迫使稀盐酸溶液被压回启普发生器的球形漏斗中，当所述稀盐酸溶液和石灰石块体脱离接触时，co2停止生成；当所述水泥基材料试块消耗co2气体使启普发生器的容器内气压下降，逐渐与大气压趋于一致，则启普发生器的容器内稀盐酸溶液液面逐渐上升与固体接触，再次发生反应生成co2气体实现co2气体的自补偿。
10、进一步的，所述co2循环器包括：
11、用于所述co2发生室中生成co2纯化的洗气瓶；
12、用于co2循环及流量控制的气体循环泵；
13、用于co2流量测量的流量计；
14、依次连接所述co2发生室、洗气瓶、气体循环泵、流量计、进气口，以及出气口和气体循环泵，使co2循环流通的通管。
15、进一步的，所述流量计实时反馈co2流量数据；控制气体循环泵的开闭和转速大小可控制co2气体的流量并实现co2气体的循环流动；通过所述流量计反馈的流量数据对所述气体循环泵的转速进行调节，确保所述气体循环泵当前的输出流量数据与预设流量数据相同。所述进气口与co2养护室相连通，通过所述气体循环泵和流量计控制co2流量，实现将co2气体按规定的流速通过所述气体循环泵输入co2养护室并循环流动。
16、更进一步的，所述洗气瓶内装有饱和碳酸氢钠溶液，体积为所述洗气瓶体积的2/5～4/5。
17、更进一步的，所述co2流量为0.5～1.5l/min。
18、进一步的，所述co2养护室还包括：
19、为密封腔室结构、且可开启的箱体；
20、位于所述箱体中部、用于防置所述水泥基材料试块的置物台；
21、位于所述箱体底部、用于吸收所述co2养护室内水分的无水硅胶；
22、对所述co2养护室内的温度和相对湿度进行实时检测和反馈的温湿度传感器；
23、对所述co2养护室内的压力进行实时检测和反馈的压力表。
24、更进一步的，所述进气口设于所述箱体侧壁的中下部位置。
25、更进一步的，所述出气口设于所述箱体顶部，并远离所述进气口。
26、更进一步的，所述箱体的材质为聚丙烯材质，所述置物台为多孔镂空不锈钢板。
27、更进一步的，所述温湿度传感器实时反馈所述co2养护室内的温度和相对湿度，温度的测量范围为0～60℃，分辨率为0.1℃，相对湿度的测量范围为0％～99％rh，分辨率为1％rh。
28、更进一步的，所述压力表实时反馈所述co2养护室内气体的压力，压力的测量范围为0～0.16mpa，精度等级0.25级。
29、在另一方面，本专利技术还提供一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护方法，采用上述的一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置，该方法包括以下步骤：
30、a1：对所述co2发生室和co2养护室进行气密性检查，确保气密性；
31、a2：打开所述co2养护室，在所述置物台上放入水泥基材料试块，关闭所述co2养护室；
32、a3：在所述启普发生器的容器内装入石灰石块体，打开所述启普发生器导气管上的活塞，在所述启普发生器的球形漏斗内倒入稀盐酸溶液，生成的co2气体排出所述装置内的空气；
33、a4：对所述水泥基材料试块进行碳化养护，打开所述气体循本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置，其特征在于，该装置包括：
2.根据权利要求1所述的一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置，其特征在于，所述启普发生器(101)包括球形漏斗、容器和导气管，其中，所述容器内装有石灰石块体(102)，所述球形漏斗内装有稀盐酸溶液(103)，所述导气管与CO2循环器(2)相连。
3.根据权利要求1所述的一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置，其特征在于，所述石灰石块体(102)为块状或颗粒状固体，体积不超过所述启普发生器(101)的容器中间球体容积的三分之一；所述稀盐酸溶液(103)的浓度为0.1～1.0mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置，其特征在于，所述CO2循环器(2)包括：
5.根据权利要求4所述的一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置，其特征在于，所述洗气瓶(204)内装有饱和碳酸氢钠溶液，体积为所述洗气瓶(204)体积的2/5～4/5。
6.根据权利要求1所述的一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置，其特征在于，所述CO
7.根据权利要求6所述的一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置，其特征在于，所述进气口(307)设于所述箱体(301)侧壁的中下部位置；
8.根据权利要求6所述的一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置，其特征在于，所述箱体(301)的材质为PP材质，所述置物台(304)为多孔镂空不锈钢板。
9.一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护方法，其特征在于，采用如权利要求1～8任一所述的一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置，该方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护方法，其特征在于，在步骤A1中，所述CO2发生室(1)气密性检查的具体过程为：关闭所述启普发生器(101)导气管上的活塞，从所述球形漏斗口处加入水，当水浸没所述球形漏斗下端后，继续加入水，所述球形漏斗内外会出现液面差，观察液面，在一段时间内不发生变化，表明气密性良好打开活塞，观察到液面下降；再迅速打开活塞，观察液面，观察液面稳定不变，证明气密性良好；
...【技术特征摘要】
1.一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置，其特征在于，该装置包括：
2.根据权利要求1所述的一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置，其特征在于，所述启普发生器(101)包括球形漏斗、容器和导气管，其中，所述容器内装有石灰石块体(102)，所述球形漏斗内装有稀盐酸溶液(103)，所述导气管与co2循环器(2)相连。
3.根据权利要求1所述的一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置，其特征在于，所述石灰石块体(102)为块状或颗粒状固体，体积不超过所述启普发生器(101)的容器中间球体容积的三分之一；所述稀盐酸溶液(103)的浓度为0.1～1.0mol/l。
4.根据权利要求1所述的一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置，其特征在于，所述co2循环器(2)包括：
5.根据权利要求4所述的一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环养护装置，其特征在于，所述洗气瓶(204)内装有饱和碳酸氢钠溶液，体积为所述洗气瓶(204)体积的2/5～4/5。
6.根据权利要求1所述的一种水泥基材料二氧化碳自补偿循环...
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