用于增强水泥质产品中的机械强度和CO2存储的方法技术

一种用于固化水泥质制品的方法，其包括将干蒸汽和二氧化碳(CO

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增强水泥质产品中的机械强度和CO2存储的方法相关申请的交叉参考本申请主张2017年12月27日提交的美国临时申请第15/855,348号的权益，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术介绍
本说明书总体上涉及一种固化水泥质制品的方法，并且更具体地涉及一种使用蒸汽加二氧化碳固化水泥质制品的方法。
技术实现思路
水泥质产品，例如混凝土砌块、混凝土台阶、混凝土台面等可以通过在模制机中由混凝土混合物形成所期望形状然后进行固化来商业生产。混凝土混合物可以包括水泥粘合剂、沙子、骨料和水。混凝土混合物通常从料斗流入产品模具，并且在模具内形成具有所期望形状的水泥质制品。然后固化水泥质制品以形成水泥质产品。水泥质制品可以通过暴露于空气例如7到30天而缓慢地固化。加速固化可用于提高制造水泥质产品的生产率。特别地，加速固化可用于相对快速地提供稳定的水泥质产品，从而减少了水泥质产品可以作为成品运输之前的时间。加速固化通常涉及将混凝土产品放在通常称为固化室的封闭物或腔室内，并且在几个小时内控制固化室中的温度和相对湿度。水泥质产品可以在水泥质产品充分固化以用于包装和运输之前在固化室中凝固约8到48小时。但是，加速固化的能量需求可能使成本过高。因此，需要固化水泥质制品的替代方法。固化水泥质制品的一个实施例包括提供由水泥粘合剂、沙子、骨料和水的混合物形成的水泥质制品。水泥粘合剂含有Ca3SiO5。将水泥质制品放入固化室中，并且在固化室中维持约40％与约80％之间的固化相对湿度和约50℃与约150℃之间的固化温度。通过使干蒸汽和CO2的混合物流入固化室同时维持固化相对湿度和固化温度约4小时至约24小时的持续时间来固化水泥质制品。干蒸汽和CO2的混合物中的CO2浓度在约2.5％与约20.0％之间，和/或固化室中的CO2浓度在约2.5体积％与约50体积％之间，并且固化的水泥质制品的CO2吸收为至少15重量％。固化水泥质制品的另一个实施例包括提供由水泥粘合剂、沙子、骨料和水的混合物形成的水泥质制品。水泥粘合剂含有Ca3SiO5，并且将水泥质制品放入固化室中。在固化室内维持约40％与约80％之间的固化相对湿度和约50℃与约150℃之间的固化温度。通过使干蒸汽和CO2的混合物流入固化室同时维持固化相对湿度和固化温度约4小时至约24小时的持续时间来固化水泥质制品。干蒸汽和CO2的混合物中的CO2浓度在约2.5％与约20.0％之间，和/或固化室中的CO2浓度在约2.5体积％与约50体积％之间，并且由以下反应中的至少一种在水泥质制品中形成Ca(OH)22Ca3SiO5(s)+7H2O(l)→3CaO·2SiO2·4H2O(s)+3Ca(OH)2(s)，和2Ca3SiO5(s)+7H2O(g)→3CaO·2SiO2·4H2O(s)+3Ca(OH)2(s)。此外，来自干蒸汽和CO2的所述混合物的CO2与所述水泥质制品反应以由以下反应中的至少一种在所述水泥质制品中形成CaCO32Ca3SiO5(s)+3CO2(g)+4H2O(l)→3CaO·2SiO2·4H2O(s)+3CaCO3(s)，和Ca(OH)2(s)+CO2(g)→CaCO3(s)+H2O(l)。在实施例中，固化的水泥质制品的CO2吸收为至少15重量％，例如至少20重量％。在另一个实施例中，用于在水泥质制品储存二氧化碳的方法包括提供干蒸汽和CO2的混合物，其中CO2浓度在约2.5％与20.0％之间，和/或固化室中的CO2浓度在约2.5体积％与约50体积％之间，并且提供由水泥粘合剂、沙子、骨料和水的混合物形成的水泥质制品。水泥粘合剂包括Ca3SiO5。将水泥质制品放入固化室中，并且在固化温度内维持约50％与约70％之间的固化相对湿度和约50℃与约70℃之间的固化温度。引入干蒸汽和CO2的混合物，并且使其流入固化室中维持4小时至24小时的持续时间，从而固化水泥质制品。化合物Ca(OH)2由以下反应中的至少一种在水泥质制品内形成2Ca3SiO5(s)+7H2O(l)→3CaO·2SiO2·4H2O(s)+3Ca(OH)2(s)，和2Ca3SiO5(s)+7H2O(g)→3CaO·2SiO2·4H2O(s)+3Ca(OH)2(s)。此外，来自干蒸汽和CO2的混合物的CO2与所述水泥质制品内的Ca3SiO5和Ca(OH)2中的至少一种反应以由以下反应中的至少一种在所述水泥质制品中形成CaCO32Ca3SiO5(s)+3CO2(g)+4H2O(l)→3CaO·2SiO2·4H2O(s)+3CaCO3(s)，和Ca(OH)2(s)+CO2(g)→CaCO3(s)+H2O(l)。用干蒸汽和CO2的气体混合物固化的水泥质制品中的CO2吸收为至少15重量％。在另一个实施例中，通过一种方法制备水泥质产品，所述方法包括将混凝土混合物倒入模具中并且形成水泥质制品。混凝土混合物包括具有Ca3SiO5的水泥粘合剂、骨料和水。将水泥质制品放入固化室中维持6小时至10小时的持续时间。固化室可具有温度在约50℃与70℃之间并且相对湿度在约50％与约70％之间的固化环境。将干蒸汽和CO2引入固化室内并且在固化室内流动，并且形成固化的水泥质制品。流入固化室的干蒸汽和CO2中的CO2浓度(以体积百分比(体积％)为单位)在约5体积％与10体积％之间，并且干蒸汽和CO2流入并且流经水泥质制品的孔。化合物Ca(OH)2由以下反应中的至少一种在水泥质制品内形成2Ca3SiO5(s)+7H2O(l)→3CaO·2SiO2·4H2O(s)+3Ca(OH)2(s)，和2Ca3SiO5(s)+7H2O(g)→3CaO·2SiO2·4H2O(s)+3Ca(OH)2(s)。而且，CO2与水泥质制品反应以由以下反应中的至少一种在水泥质制品中形成CaCO3。2Ca3SiO5(s)+3CO2(g)+4H2O(l)→3CaO·2SiO2·4H2O(s)+3CaCO3(s)，和Ca(OH)2(s)+CO2(g)→CaCO3(s)+H2O(l)。固化的水泥质制品从固化室中去除，并且其CO2吸收(以重量百分比(重量％)为单位)大于或等于15重量％。在一些实施例中，固化的水泥质制品中的CO2吸收大于或等于20重量％。在其它实施例中，固化的水泥质制品中的CO2吸收大于或等于25重量％。额外特点和优势将在下文详细描述中阐述，并且将部分地由所属领域的技术人员从描述中而容易地了解，或通过实践书面描述和其权利要求书以及附图中所描述的实施例而认识到。应理解，前文总体描述以及以下详细描述都是例示性的，并且意图提供对理解权利要求书的性质和特征的综述或框架。包括附图以提供进一步理解，并且附图并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图说明一个或多个实施例，并且连同描述一起用以解释各种实施例的原理和操作。附图说明图1示意性地描绘根据本文所述的一个或多个实施例的固化水泥质制品的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于固化水泥质制品的方法，所述方法包含：/n提供由水泥粘合剂、骨料和水的混合物形成的水泥质制品，所述水泥粘合剂包含Ca

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171227 US 15/855,3481.一种用于固化水泥质制品的方法，所述方法包含：
提供由水泥粘合剂、骨料和水的混合物形成的水泥质制品，所述水泥粘合剂包含Ca3SiO5；
将所述水泥质制品放入固化室中；
将所述固化室内的固化相对湿度维持在约40％与约80％之间；
将所述固化室内的固化温度维持在约50℃与约80℃之间；
通过使干蒸汽和CO2的混合物流入所述固化室中同时将所述固化相对湿度和所述固化温度维持约4小时至约24小时的持续时间来固化所述水泥质制品，其中
干蒸汽和CO2的所述混合物中的CO2浓度在约2.5体积％与约20.0体积％之间，
Ca(OH)2由以下反应中的至少一种形成：
2Ca3SiO5(s)+7H2O(l)→3CaO·2SiO2·4H2O(s)+3Ca(OH)2(s)，和
2Ca3SiO5(s)+7H2O(g)→3CaO·2SiO2·4H2O(s)+3Ca(OH)2(s)，
来自干蒸汽和CO2的所述混合物的CO2与所述水泥质制品反应以由以下反应中的至少一种在所述水泥质制品中形成CaCO3
2Ca3SiO5(s)+3CO2(g)+4H2O(l)→3CaO·2SiO2·4H2O(s)+3CaCO3(s)和Ca(OH)2(s)+CO2(g)→CaCO3(s)+H2O(l)，并且
所述固化的水泥质制品包含等于或大于15重量％的CO2吸收。


2.根据权利要求1所述的方法，其中使干蒸汽和CO2的所述混合物流入所述固化室包含使干蒸汽通过第一入口流入所述固化室，并且使纯CO2流通过与所述第一入口不同的第二入口流入所述固化室，并且使所述干蒸汽流经所述第一入口和使所述CO2流经第二入口将所述固化室中的CO2浓度维持在约2.5体积％与约20.0体积％之间。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中流入所述固化室的干蒸汽和CO2的所述混合物中的CO2浓度在约5体积％与约10体积％之间。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述固化相对湿度在约50％与约70％之间。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述固化温度在约50℃与约70℃之间。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述水泥质制品在所述固化室中固化约4小时至约16小时的持续时间。


7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述水泥质制品在所述固化室中固化约6小时至约10小时的持续时间。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述固化的水泥质制品包含大于或等于20重量％的CO2吸收。

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【专利技术属性】
技术研发人员：伊萨姆·T·阿姆鲁，班达尔·法德赫尔，阿里·沙希尔·阿尔·胡奈迪，拉米·A·巴马内尔，李行基，朴松山，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA