【技术实现步骤摘要】
本申请涉及建材加工，尤其是涉及一种固碳混凝土用矿化阻锈助剂。
技术介绍
1、co2捕获、利用与封存技术(carbon capture,utilization and storage，ccus)，是指把co2从工业或相关能源的源分离出来提纯后，投入新的生产过程进行循环再利用，将co2资源化，不仅可以实现碳减排，还能产生经济效益，所以更具有现实操作性。经过多年的发展，ccus技术已在全球范围内得到接受与使用。
2、ccus技术在建筑行业的应用体现在利用co2矿化养护混凝土，当co2与水泥中的ca2+和mg2+反应生成caco3和mgco3，被永久固化到混凝土中的同时，还可以缩短混凝土初凝时间、提高抗压强度以及减少水泥用量。然而，在矿化养护过程中，由于矿化反应，生成的稳定碳酸盐会堆积在混凝土的表层位置，阻碍co2向混凝土内部的扩散，从而降低了混凝土的固碳率，导致矿化养护效果不理想；同时，钢筋混凝土在矿化养护之后，会降低其内部的ph值，导致内部钢筋过早出现锈蚀的现象。
技术实现思路
1、为了解决混凝土在矿化养护过程中容易出现固碳率降低以及过早锈蚀的现象，本专利技术公开了一种固碳混凝土用矿化阻锈助剂，包括矿化剂、阻锈剂以及催化剂，能够有效提升混凝土的固碳率以及相应的力学性能，同时也使得混凝土具备良好的阻锈性能。
2、本专利技术的具体技术方案为：
3、第一，本专利技术公开了一种固碳混凝土用矿化阻锈助剂，包括矿化剂、阻锈剂以及催化剂，其中，所述矿化剂包括：碳酸
4、所述阻锈剂包括：铬酸钠、钼酸钠以及锌酸钠中的至少一种。
5、混凝土在矿化养护过程之中，由于矿化反应，生成的稳定碳酸盐会堆积在混凝土的表层位置，阻碍co2向混凝土内部的扩散，从而降低了混凝土的固碳率，导致矿化养护效果不理想；同时，钢筋混凝土构件在矿化养护之后，会降低内部的酸碱度，导致内部过早出现钢筋锈蚀的现象。本申请的专利技术人注意到，在普通硅酸盐混凝土中加入上述矿化剂有如下效果：(1)通过微观表征确定，最大粒径为20μm的石灰石粉体可作为反应产物碳酸钙沉淀的结晶点，并诱导硅酸盐混凝土中硅酸钙(c3s和c2s)参与反应；(2)在混凝土掺杂的无定形硅酸钙不仅可与co2反应，还可提硅酸盐混凝土的矿化速率和矿化量，硅酸盐掺杂作为分散剂强化了co2气体的内部扩散强化，特别是反应前期的气体渗透率提高；(3)氢氧化钙的碱性有助于加速混凝土中的碳酸化反应。并且混凝土中的水分和二氧化碳在氢氧化钙的作用下更容易形成碳酸钙，这样可以提高碳化的速率和效率。除此之外氢氧化钙具有较高的碱性，当其溶解在混凝土中释放氢氧化钙离子(oh-)时，可以提高混凝土的碱性环境。钢筋的腐蚀一般发生在酸性环境中，因为酸性环境能够加速钢筋表面的腐蚀反应。通过增加混凝土的碱性，可以降低混凝土内部的酸性环境，从而减缓钢筋的锈蚀速率。
6、同时，阳极型阻锈剂通过改善钢筋的无源膜以减少钢筋与氧的接触，从而防止钢筋的腐蚀；阴极型阻锈剂则通过在钢筋表面形成吸附膜层以改善钢筋的耐腐蚀性；本专利技术提供的复合型阻锈剂(包括了阳极型阻锈剂铬酸钠和钼酸钠，以及阴极型阻锈剂锌酸钠)克服了单一型阻锈剂的不足，兼具阳极型和阴极型阻锈剂的特点。
7、上述催化剂对ca2+具有非常高的结合能力，形成的钙络合物，在混凝土中快速迁移，迁移到较大的孔隙和裂缝中。钙络合物在孔隙和裂纹中与co32-、sio32-等发生反应，生成caco3、casio3等晶体沉淀，进一步优化了混凝土孔隙结构，并且促进了矿化反应的进行，反应结束后，它又恢复到原来的状态，实现重复使用的功能。
8、在一种可能的实现方式中，按照重量份包括所述矿化剂75～90份，所述阻锈剂7～20份，所述催化剂3～5份。
9、在一种可能的实现方式中，所述催化剂包括：马来酸、蒸馏水、氢氧化钾溶液以及双氧水溶液。
10、在一种可能的实现方式中，所述催化剂由马来酸、蒸馏水、氢氧化钾溶液以及双氧水溶液按照重量比1：1：1：0.3组成，且所述所述氢氧化钾溶液浓度为0.15mol/l、双氧水溶液的质量分数为30％。
11、在一种可能的实现方式中，所述催化剂的制备方法为：称量氢氧化钠粉末，制备0.15mol/l的溶液备用，然后称量马来酸和蒸馏水，将二者混合后放在水浴加热环境中并进行搅拌，待全部溶解时，将配置好的氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液按比例加入其中，搅拌1min，停止加热，得到所述催化剂。
12、在一种可能的实现方式中，所述矿化剂由碳酸钙、硅酸钙和氢氧化钙中的两种组成，其中，所述碳酸钙与所述硅酸钙的重量比为1:1，或所述碳酸钙与所述氢氧化钙的重量比为4:1，或所述硅酸钙与所述氢氧化钙的重量比为4:1。
13、在一种可能的实现方式中，矿化剂由碳酸钙、硅酸钙和氢氧化钙组成，其中，所述碳酸钙、硅酸钙以及氢氧化钙的重量比为2:2:1。
14、在一种可能的实现方式中，所述阻锈剂由铬酸钠、钼酸钠以及锌酸钠中两种组成，其中，所述铬酸钠与所述钼酸钠的重量比为1:1，或所述铬酸钠与所述辛酸钠的重量比为1:1，或所述钼酸钠与所述辛酸钠的重量比为1:1。
15、本申请的专利技术人在实验中偶然发现，按照上述重量比加入相应的矿化剂、阻锈剂及催化剂，可以使得混凝土具有更高的固碳率、更好的力学性能以及更优良的阻锈性能。
16、第二，本专利技术还提供了一种上述矿化阻锈助剂的使用方法，包括：将矿化剂和阻锈剂按比例混合研磨，与催化剂一同掺入混凝土浆体中，且在掺入过程中持续对混凝土浆体进行搅拌。
17、在一种可能的实现方式中，掺入混凝土浆料的所述矿化阻锈助剂占所述混凝土浆体中水泥重量的10～14％。本申请的专利技术人在实验中发现，当掺入上述比例的矿化阻锈助剂时，混凝土的固碳率、力学性能以及阻锈性能方面能有更优良的表现。
18、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
19、(1)内掺矿化助剂的混凝土，在co2矿化养护之后，混凝土的固碳率、耐久性以及力学性能可以得到有效的提升；同时，混凝土具有了良好的阻锈性能。一次性解决了混凝土在矿化养护过程之中出现的固碳率低和钢筋过早出现锈蚀问题。
20、(2)矿化剂的混合使用，可以从多方面提升固碳效果，例如，碳酸钙的添加可为矿化反应生成的产物提供结晶点；硅酸钙的引入可增强二氧化碳在混凝土内部孔隙的扩散能力；氢氧化钙的掺入不仅为矿化反应的进行提供碱性环境，还能作为反应物参与到矿化过程之中。三种不同性质矿物添加剂的联合使用，能有效发挥各自的性能优势。
21、(3)矿化剂、阻锈剂和催化剂的混合可产生协同效应。在矿化剂和催化剂的共同作用下混凝土表面层更加致密，减少了外界水的分和氧气的侵入，从而配合阻锈剂更好地防止钢筋腐蚀；并且在阻锈剂的作用下混凝土内部钢筋不会过早的发生锈蚀，从而不会阻碍矿化反应的顺利进行。
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1.一种固碳混凝土用矿化阻锈助剂，其特征在于，包括矿化剂、阻锈剂以及催化剂，其中，所述矿化剂包括：碳酸钙、硅酸钙和氢氧化钙中的至少一种；
2.根据权利要求1所述的固碳混凝土用矿化阻锈助剂，其特征在于，按照重量份包括所述矿化剂75～90份，所述阻锈剂7～20份，所述催化剂3～5份。
3.根据权利要求1所述的固碳混凝土用矿化阻锈助剂，其特征在于，所述催化剂包括：马来酸、蒸馏水、氢氧化钾溶液以及双氧水溶液。
4.根据权利要求3所述的固碳混凝土用矿化阻锈助剂，其特征在于，所述催化剂由马来酸、蒸馏水、氢氧化钾溶液以及双氧水溶液按照重量比1：1：1：0.3组成，且所述氢氧化钾溶液浓度为0.15mol/L，所述双氧水溶液的质量分数为30％。
5.根据权利要求4所述的固碳混凝土用矿化阻锈助剂，其特征在于，所述催化剂的制备方法为：称量氢氧化钠粉末，制备0.15mol/L的溶液备用，然后称量马来酸和蒸馏水，将二者混合后放在水浴加热环境中并进行搅拌，待全部溶解时，将配置好的氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液按比例加入其中，搅拌1min，停止加热，得到所述催化剂。
6.根据权利要求1所述的固碳混凝土用矿化阻锈助剂，其特征在于，所述矿化剂由所述碳酸钙与所述硅酸钙按照重量比为1:1组成，或由所述碳酸钙与所述氢氧化钙按照重量比为4:1组成，或由所述硅酸钙与所述氢氧化钙按照重量比为4:1组成。
7.根据权利要求1所述的固碳混凝土用矿化阻锈助剂，其特征在于，矿化剂由碳酸钙、硅酸钙和氢氧化钙组成，其中，所述碳酸钙、硅酸钙以及氢氧化钙的重量比为2:2:1。
8.根据权利要求1所述的固碳混凝土用矿化阻锈助剂，其特征在于，所述阻锈剂由所述铬酸钠与所述钼酸钠按照重量比为1:1组成，或由所述铬酸钠与所述辛酸钠按照重量比为1:1组成，或由所述钼酸钠与所述辛酸钠按照重量比为1:1组成。
9.一种根据要求1-8任一项所述矿化阻锈助剂的使用方法，其特征在于，包括：将矿化剂和阻锈剂按比例混合研磨，与催化剂一同掺入混凝土浆体中，且在掺入过程中持续对混凝土浆体进行搅拌。
10.根据权利要求9所述的矿化阻锈助剂的使用方法，其特征在于，掺入的矿化阻锈助剂占所述混凝土浆体中水泥重量的10～14％。
...【技术特征摘要】
1.一种固碳混凝土用矿化阻锈助剂，其特征在于，包括矿化剂、阻锈剂以及催化剂，其中，所述矿化剂包括：碳酸钙、硅酸钙和氢氧化钙中的至少一种；
2.根据权利要求1所述的固碳混凝土用矿化阻锈助剂，其特征在于，按照重量份包括所述矿化剂75～90份，所述阻锈剂7～20份，所述催化剂3～5份。
3.根据权利要求1所述的固碳混凝土用矿化阻锈助剂，其特征在于，所述催化剂包括：马来酸、蒸馏水、氢氧化钾溶液以及双氧水溶液。
4.根据权利要求3所述的固碳混凝土用矿化阻锈助剂，其特征在于，所述催化剂由马来酸、蒸馏水、氢氧化钾溶液以及双氧水溶液按照重量比1：1：1：0.3组成，且所述氢氧化钾溶液浓度为0.15mol/l，所述双氧水溶液的质量分数为30％。
5.根据权利要求4所述的固碳混凝土用矿化阻锈助剂，其特征在于，所述催化剂的制备方法为：称量氢氧化钠粉末，制备0.15mol/l的溶液备用，然后称量马来酸和蒸馏水，将二者混合后放在水浴加热环境中并进行搅拌，待全部溶解时，将配置好的氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液按比例加入其中，搅拌1min，停止加热，得到...
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