一种活化混凝土混合粉料、蒸养砖及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种活化混凝土混合粉料、蒸养砖及其制备方法与应用。所述活化混凝土混合粉料的制备包括如下步骤：(1)将废弃混凝土粉与水混合均匀，然后得到的混合液中通入二氧化碳气体，使二氧化碳与废弃混凝土细粉反应而被吸收、固化，即得碳化混凝土，备用。(2)将所述碳化混凝土干燥后与碱性固体物混合后进行机械研磨处理，完成后得到活化混凝土混合粉料。所述蒸养砖包括如下重量份组分：活化混凝土混合粉料40～70份、胶结材料50～150份、水泥40～100份、激发材料6～20份、充填材料40～70份和水20～50份。本发明专利技术的技术以废弃混凝土粉作为二氧化碳的吸收材料，充分利用其富钙和富碱特性来捕获和封存二氧化碳。捕获和封存二氧化碳。捕获和封存二氧化碳。

【技术实现步骤摘要】
一种活化混凝土混合粉料、蒸养砖及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及混凝土
，具体涉及一种活化混凝土混合粉料、蒸养砖及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]据统计，2020年我国二氧化碳排放量达到91.3亿吨。由于我国工业化进程较晚，经济社会发展对能源的需求仍在不断增加，化石能源替换难度大，造成我国面临巨大的二氧化碳减排压力，如何捕集、固化和封存二氧化碳是学界与工业界努力探究的热点方向。
[0004]混凝土材料为典型的富钙和富碱材料，使用量巨大，是吸收二氧化碳最具潜力的材料之一。然而，本专利技术人发现，使用新拌或硬化混凝土吸收二氧化碳不仅效率较低，还往往会引发坍落度损失、强度降低和耐久性劣化等问题。因此，寻找更优的钙源和碱源成为利用混凝土吸收和固化二氧化碳的关键途径。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种活化混凝土混合粉料、蒸养砖及其制备方法与应用。本专利技术的技术以废弃混凝土粉作为二氧化碳的吸收材料，充分利用其富钙和富碱特性来捕获和封存二氧化碳。为实现上述目的，本专利技术公开如下的技术方案。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种活化混凝土混合粉料的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)将废弃混凝土粉与水混合均匀，然后得到的混合液中通入二氧化碳气体，使二氧化碳与废弃混凝土粉反应而被吸收、固化，即得碳化混凝土，备用。
[0008](2)将所述碳化混凝土干燥后与碱性固体物混合后进行机械研磨处理，完成后得到活化混凝土混合粉料。
[0009]进一步地，步骤(1)中，所述废弃混凝土粉包括再生混凝土破碎过程所形成的粒度小于0.15mm的颗粒物。所述废弃混凝土粉经过破碎后暴露出了更多的富钙和富碱表面，其可以在水的存在下与二氧化碳反应生成比较稳定的碳酸盐，实现对二氧化碳的吸收和固化。
[0010]进一步地，步骤(1)中，所述废弃混凝土粉与水的质量比为1:1～1:20。在水的存在下废弃混凝土与二氧化碳反应生成碳酸盐，从而实现对二氧化碳的吸收和固化。
[0011]进一步地，步骤(1)中，所述二氧化碳气体的通气时间为2～6小时，流量为3～15L/min。优选地，所述二氧化碳气体包括含二氧化碳的废气。一些经过处理的工业废气中含有大量二氧化碳，传统的处理方法是直接排放，但这些大量的二氧化碳排放后容易引起温室效应，而本专利技术的工艺可实现对这类气体的资源化利用，降低二氧化碳废气的排放。
[0012]进一步地，步骤(2)中，所述干燥的方式包括加热干燥、晾晒干燥等中的任意一种。
可选地，所述加热干燥的温度为90～120℃，时间为20～26h。通过干燥去除碳化混凝土中的水分，便于进行后续的活化处理。
[0013]进一步地，步骤(2)中，所述碱性固体物包括：石灰、Ca(OH)2、NaOH、Mg(OH)2、LiOH、KOH、Fe(OH)3等至少一种。
[0014]进一步地，步骤(2)中，所述碳化混凝土与碱性固体物的质量比为100:1～2:1。所述碱性固体物不仅可以剥离碳化混凝土表面产生的碳酸盐，暴露更多活性物质，提高碳化混凝土的活性，而且碱性固体物能够与碳化混凝土发生固
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固反应，产生高活性纳米颗粒，提升碳化混凝土的激发能力。
[0015]进一步地，步骤(2)中，所述机械研磨处理的时间为1.5～2.5小时。利用机械研磨使所述碱性固体物不断于碳化混凝土表面碰撞、挤压，便于对碳化混凝土表面的活化。
[0016]第二方面，本专利技术提供一种蒸养砖，以重量份计，包括如下组分：本专利技术制备的活化混凝土混合粉料40～70份、胶结材料50～150份、水泥40～100份、激发材料6～20份、充填材料40～70份、水20～50份。
[0017]进一步地，所述活化混凝土混合粉料的粒径不高于150μm。
[0018]进一步地，所述胶结材料包括：高炉矿渣、粉煤灰、偏高岭土、硅灰、赤泥、电石渣等中的至少一种。在本专利技术中，所述胶结材料为硅铝体材料，其硅氧、铝氧键可在碱性条件下被破坏，进而重新聚合形成胶结产物，产生胶结能力。因此，胶结材料可充分利用碳化混凝土经磨细而露出的碱性物质，进一步提高胶结材料的反应程度，提升蒸养砖的强度。
[0019]进一步地，所述激发材料包括：Ca(OH)2、NaOH、Mg(OH)2、LiOH、KOH、Ba(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2、水玻璃等中的至少一种。在本专利技术中，所述激发材料的主要作用是与碳化混凝土露出活性物质(如Ca(OH)2)形成复合激发剂，促进胶结材料硅铝体分解和聚合，产生胶结产物。
[0020]进一步地，所述充填材料是以石英相为主要成分的材料，例如河砂、机制砂、石英砂等。在本专利技术中，所述充填材料的主要作用包括构成蒸压砖受力骨架，并节省胶结材料用量。
[0021]第三方面，本专利技术提供所述蒸养砖的制备方法，包括如下步骤：
[0022](i)按比例将所述活化混凝土混合粉料、胶结材料、水泥、激发材料、充填材料和水混合均匀形成浆料。然后将所述浆料压制成蒸压砖坯，备用。
[0023](ii)将所述蒸压砖坯进行蒸压处理，完成后自然养护，即得蒸养砖。
[0024]进一步地，步骤(i)中，所述压制施加的压力为5～15MPa。
[0025]进一步地，步骤(ii)中，所述蒸压处理的压力为0.2～2MPa，蒸压温度为30～90℃，蒸压时间为0.5～7天。
[0026]进一步地，步骤(ii)中，所述自然养护的时间为3～7天。
[0027]第四方面，本专利技术提供所述活化混凝土混合粉料、蒸养砖在建筑、桥梁、公路等领域中的应用。
[0028]相较于现有技术，本专利技术至少具有以下方面的有益效果：
[0029](1)本专利技术将制备的活化混凝土混合粉料用于制备蒸压砖，由于这种活化混凝土混合粉料具有优秀的充填能力和激发能力，促使蒸压砖的微观结构更加密实，使本专利技术制备的蒸养砖不仅力学强度高，而且具备良好的抗碳化能力和耐久性能，保证了施工过程中
这种蒸压砖满足设计、施工和供应等方面的要求，同时还实现了大量二氧化碳的封存，为废弃混凝土的资源化利用提供了新的方向。
[0030](2)本专利技术采用废弃混凝土破碎后形成的废弃混凝土粉作为二氧化碳的吸收、固化基体。即充分利用废弃混凝土粉富钙和富碱的特性，在碳化过程中，通过废弃混凝土上的活性物质(如Ca(OH)2、C
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H凝胶、SiO2、钙、镁等)与二氧化碳反应生成碳酸盐，实现二氧化碳的捕获和封存。然而，本专利技术发现：经过碳化处理后的废弃混凝土粉出现了活性降低，制备的蒸压砖强度低的问题，经过进一步研究分析后发现，这主要是由于碳化后混凝土颗粒表面的活性物质被活性较低的碳酸盐代替，导致碳化后混凝土颗粒表面的活性物质的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种活化混凝土混合粉料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将废弃混凝土粉与水混合均匀，然后得到的混合液中通入二氧化碳气体，使二氧化碳与废弃混凝土细粉反应而被吸收、固化，即得碳化混凝土，备用；(2)将所述碳化混凝土干燥后与碱性固体物混合后进行机械研磨处理，完成后得到活化混凝土混合粉料。2.根据权利要求1所述的活化混凝土混合粉料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述废弃混凝土粉与水的质量比为1:1～1:20；优选地，步骤(1)中，所述废弃混凝土粉包括再生混凝土破碎过程所形成的粒度小于0.15mm的颗粒物。3.根据权利要求1所述的活化混凝土混合粉料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述二氧化碳气体的通气时间为2～6小时，流量为3～15L/min；优选地，所述二氧化碳气体包括含二氧化碳的废气。4.根据权利要求1所述的活化混凝土混合粉料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述干燥的方式包括加热干燥、晾晒干燥中的任意一种；优选地，所述加热干燥的温度为90～120℃，时间为20～26h。5.根据权利要求1所述的活化混凝土混合粉料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述碱性固体物包括：石灰、Ca(OH)2、NaOH、Mg(OH)2、LiOH、KOH、Fe(OH)3中的至少一种；优选地，步骤(2)中，所述碳化混凝土与碱性固体物的质量比为100:1～2:1；优选地，步骤(2)中，所述机械研磨处理的时间为1.5～2.5小时。6.一种蒸养砖，其特征在于，以重量份计，包括如下组分：权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈佩圆，钱新亮，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：