一种提高水泥基材料固碳率的方法技术

技术编号：44005670 阅读：15 留言：0更新日期：2025-01-10 20:23

本发明专利技术提供一种提高水泥固碳率的方法，包括将水泥基材料、仲醇胺和水混合，搅拌均匀形成流动浆体，浇筑成型后脱模得到水泥试块，对水泥试块进行CO<subgt;2</subgt;养护；流动浆体中仲醇胺的质量百分数为0.01～0.05wt％。本发明专利技术以仲醇胺为添加剂，对水泥基材料进行CO<subgt;2</subgt;养护，水泥基材料的固碳率提升明显，其外部固碳率较普通CO<subgt;2</subgt;养护提高36.8％，仲醇胺的加入能够捕集一部分CO<subgt;2</subgt;，加速CO<subgt;2</subgt;转化为碳酸根离子，提高水泥水化产物和未水化的矿物与CO<subgt;2</subgt;反应的效率；内部固碳率较普通CO<subgt;2</subgt;养护提高67.08％，仲醇胺的加入为CO<subgt;2</subgt;扩散进水泥试块的内部提供了通道，有利于水泥试块内部对CO<subgt;2</subgt;的封固，在保障水泥材料的力学性能的同时提升其固碳率，为提高水泥基材料固碳率和力学性能提供了新的思路。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水泥基材料，涉及一种提高水泥基材料固碳率的方法。

技术介绍

1、

2、碳矿化技术是碳利用与封存中的一种关键技术，它的主要原理是通过co2与碱性或碱土金属的氧化物反应形成碳酸盐从而永久固碳。目前，水泥作为碱源进行碳矿化被广泛研究，水泥的co2养护是实现碳矿化的主要方法。经过水化反应后的水泥中包含了水化产物c-s-h、ca(oh)2、aft等，以及未水化的物相c3s、c2s和c4af，这些物质可与co2反应生成caco3，从而填充水泥中的孔隙，提升水泥材料的强度。因此co2养护可以加速水泥的养护效率，同时达到封固co2的目的，同时，co2养护可以在常温常压的条件下进行，运行成本低，是制备低碳绿色建材的有效方法。水泥是一种具有良好固碳潜能的材料，但目前对水泥固碳的研究远低于其理论固碳率。因此，在保证水泥材料强度的同时，提升其固碳率还需要更深入的研究。为了提升水泥材料的力学性能及其co2养护的固碳率，在水泥材料中添加外加剂是各学者研究的有效方向之一。

3、中国专利(cn 117567089a)公开了一种将改性生物炭加入水泥基材料中提升固碳率和抗压强度的方法。该专利采用的生物质原料为玉米秸秆，所采用的改性溶液为柠檬酸、无水乙醇、蒸馏水、氨水、硅酸四乙酯、氯化钙混合配置而成。在水泥基材料中加入3％改性生物炭获得最优的抗压强度和固碳率，其标准养护7d的抗压强度达到49.9mpa，较对比例提升14.2％，经co2养护后的固碳增长率为1.14％，较对比例提升16.3％。

4、中国专利(cn 117

5、中国专利(cn 117645443 a)公开了一种高固碳量纤维水泥板及其制备方法。该专利在水泥板中加入硫酸盐纸浆纤维或纤维素纤维，将其在co2的环境下进行碳酸化养护。多孔纤维的掺入为co2提供气体通道，有利于提升碳酸化养护的效率。

6、综上所述，目前水泥基材料中掺入的外加剂主要包括生物炭、纳米材料、纤维等，但其制备工序较为复杂，且部分多孔生物炭或纤维材料会提高水泥基材料的孔隙率，可能会降低材料的强度，虽然co2养护可以抵消一部分多孔材料带来的不良影响，但要达到较好的效果还需对材料的种类和反应条件进行探究。水泥材料的碳酸化反应主要涉及co2的扩散以及co2的反应，其中co2的扩散对碳酸化反应起到主导作用。提高养护温度及压力可以提升co2的扩散速率，但相应的也会提升养护成本，大部分的外加剂的掺入主要对co2的扩散起到积极作用，为co2提供进入水泥材料的通道，提高co2的扩散速率，从而提升其固碳率。然而，外加剂的掺入同时也会影响水泥材料的强度变化，因此如何简化工艺，在保障水泥材料的力学性能的同时提升其固碳率是目前研究的目标。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种提高水泥固碳率的方法，包括如下步骤：

2、s1将水泥基材料、仲醇胺和水混合，搅拌均匀形成流动浆体；流动浆体中仲醇胺的质量百分数为0.01～0.05wt％；

3、s2浇筑成型后脱模得到水泥试块；

4、s3对所述水泥试块进行co2养护。

5、流动浆体的水灰比(w/c)为0.3～0.6。

6、所述仲醇胺包括二乙醇胺(dea)、二异丙醇胺(dipa)和n-甲氨基乙醇(mmea)中的一种或几种。更进一步地，所述仲醇胺为mmea。

7、所述水泥基材料包括新拌合的水泥、砂浆或混凝土。

8、还包括再生骨料，所述再生骨料通过废弃水泥、废弃砂浆和废弃混凝土中的一种或几种经破碎处理和筛分后得到。

9、所述养护条件为：co2养护温度为20～50℃，湿度为50～80％，压力为0～0.2mpa，co2浓度为20～100％，养护时间为2～48h。

10、本专利技术还提供一种上述方法得到的水泥基材料制品。

11、本专利技术的有益效果：本专利技术以仲醇胺作为添加剂，对水泥基材料进行co2养护，水泥基材料的固碳率提升明显，其外部固碳率较普通co2养护提高36.8％，仲醇胺的加入能够捕集一部分co2，加速co2转化为碳酸根离子，提高水泥水化产物和未水化的矿物与co2反应的效率；内部固碳率较普通co2养护提高67.08％，仲醇胺的加入为co2扩散进水泥试块的内部提供了通道，有利于水泥试块内部对co2的封固，在保障水泥材料的力学性能的同时提升其固碳率。此外，采用mmea作为添加剂，所得水泥材料的抗压强度较普通co2养护提高了15.7％，能够同时提升固碳率和抗压强度。为提高水泥基材料固碳率和力学性能提供了新的思路。

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【技术保护点】

1.一种提高水泥固碳率的方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种提高水泥固碳率的方法，其特征在于：所述流动浆体的水灰比为0.3～0.6。

3.如权利要求1所述的一种提高水泥固碳率的方法，其特征在于：所述仲醇胺包括二乙醇胺、二异丙醇胺和N-甲氨基乙醇中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的一种提高水泥固碳率的方法，其特征在于：所述水泥基材料包括新拌合的水泥、砂浆或混凝土。

5.如权利要求4所述的一种提高水泥固碳率的方法，其特征在于：所述水泥基材料还包括再生骨料，所述再生骨料通过废弃水泥、废弃砂浆和废弃混凝土中的一种或几种经破碎处理和筛分后得到。

6.如权利要求1所述的一种提高水泥固碳率的方法，其特征在于：CO2养护温度为20～50℃，湿度为50～80％，压力为0～0.2MPa，CO2浓度为20～100％，养护时间为2～48h。

7.一种权利要求1所述方法得到的水泥基材料制品。

【技术特征摘要】

1.一种提高水泥固碳率的方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种提高水泥固碳率的方法，其特征在于：所述流动浆体的水灰比为0.3～0.6。

3.如权利要求1所述的一种提高水泥固碳率的方法，其特征在于：所述仲醇胺包括二乙醇胺、二异丙醇胺和n-甲氨基乙醇中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的一种提高水泥固碳率的方法，其特征在于：所述水泥基材料包括新拌合的水泥、砂浆或混凝土。

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【专利技术属性】
技术研发人员：王紫燕，陈绍云，喻健良，赵一铭，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：

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