碳足迹减少的混凝土组合物制造技术

本发明专利技术提供了碳足迹减少的混凝土组合物及其制备和使用方法。所述碳足迹减少的混凝土组合物的方面包括ＣＯ２截存碳酸盐化合物，其可存在于所述混凝土的水硬水泥和／或骨料组分中。所述碳足迹减少的混凝土组合物可用于多种应用中，包括用在多种建筑材料和建筑应用中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳足迹减少的混凝土组合物交叉引用本申请为2009 年 9 月 30 日提交的名为CO2-Sequestering FormedBuilding Materials”的美国专利申请12/571，398的部分继续申请，其要求保护2008年9月30日提 交的名为“C02 Sequestration”的美国临时专利申请61/101，631、2008年10月31日提交的 名为CO2-SequestrationFormed Building Materials，，的美国临时专利申请 61/110，489、 2009 年2 月 3 日提交的名为CO2-Sequestration Formed Building Materials” 的 美国临时专利申请61/149，610及2009年9月25日提交的名为CO2-Sequestration Formed Building Materials”的美国临时专利申请61/246，042的权益，其各通过引用 结合到本文中并对其各自要求享有优先权。本申请还要求2008年10月22日提交的名 为 “Low-CarbonFootprint Carbon Compositions” 的美国临时专利申请 61/107，645、 2008 年 11 月 19 日提交的名为“Low-Carbon Footprint Carbon Compositions” 的美 国临时专利申请61/116，141、2008年11月24日提交的名为“Low-Carbon Footprint Carbon Compositions”的美国临时专利申请61/117，542、2009年1月29日提交的名为 Low-Carbon Footprint CarbonCompositions” 的美国临时专利申请 61/148，353,2009 年 2月3日提交的名为“Low-Carbon Footprint Carbon Compositions”的美国临时专利申请 61/149，640、2009 年 7 月 15 日提交的名为“Low-Carbon FootprintCarbon Compositions，， 的美国临时专利申请61/225，880、2009年8月14日提交的名为“Methods and Systems for Treating Industrial Waste”的美国临时专利申请61/234，251的权益，其各通过引用结合 到本文中并对其各自要求享有优先权。
技术介绍
混凝土是世界上使用最广泛的工程材料。据估计，目前全世界的混凝土消耗 量为每年 110 亿公吨(Concrete, Microstructure, Propertiesand Materials (2006, McGraw-Hill))。混凝土这一术语是指胶结介质(binding medium)和埋在其中的骨料颗粒 或碎片的复合材料。在目前采用的大多数结构混凝土中，胶结介质由水硬水泥和水的混合 物形成。如今采用的大多数水硬水泥基于的是波特兰水泥。波特兰水泥主要由石灰石、某 些粘土矿物和石膏在驱除二氧化碳并使主要成分以化学方式结合成新化合物的高温过程 中制成。烧制所述混合物所需的能量为每产生1吨水泥消耗约4GJ。由于水泥制造过程自身及产生动力以运行所述制造过程的能源厂均生成二氧化 碳，故水泥制造目前是当前二氧化碳大气排放最主要来源。据估计，水泥厂排放的二氧化碳 占到二氧化碳全球排放量的5%。随着全球变暖和海洋酸化问题的日益突出及减少二氧化 碳气体排放(全球变暖的主要原因)的愿望继续存在，水泥制造工业将受到越来越严格的 审查。水泥厂中采用的化石燃料包括煤、天然气、石油、旧轮胎、城市废物、石油焦和生物 燃料。燃料还来源于浙青砂、油页岩、煤液和煤气化及通过合成气制得的生物燃料。水泥厂 是CO2排放的一个主要来源，其中排放来自化石燃料的燃烧和使石灰石、页岩及其他成分变为波特兰水泥的煅烧所释放的C02。水泥厂还产生废热。此外水泥厂还产生其他污染物如 NOx, S0X、VOCs、颗粒物和汞。水泥厂还产生水泥窑灰(CKD)，CKD有时必须填埋，常填埋在有 害物质填埋场中。二氧化碳(CO2)排放已被确认为是全球变暖和海洋酸化现象的主要元凶。CO2是 燃烧的副产物，带来操作、经济和环境问题。预计CO2和其他温室气体的大气浓度的升高将 促成更大量的热贮存在大气内，从而导致地表温度的升高和快速的气候变化。CO2还一直与 海洋相互作用，使海洋PH降向8. 0。CO2监控表明，大气CO2已从20世纪50年代的约百万 分之280 (280ppm)升至今天的约380ppm，且预计在下个十年中将超过400ppm。气候变化的 影响很可能是经济上昂贵且环境上有害的。降低气候变化的潜在风险需要截存C02。专利技术概述在一些实施方案中，本专利技术提供了一种方法，所述方法包括a)自含二价阳离子 的溶液和包含CO2的工业废气产生合成的碳酸盐组分和b)向碳足迹减少的混凝土组合 物(reduced-carbon footprint concretecomposition)中弓I 入所述合成的碳酸盐组 分，其中所述碳足迹减少的混凝土组合物相对于普通混凝土组合物具有减少的碳足迹 (reduced-carbon footprint)。在一些实施方案中，所述碳足迹减少的混凝土组合物比普 通混凝土组合物的碳足迹少。在一些实施方案中，所述碳足迹减少的混凝土组合物具有的 碳足迹低于普通混凝土组合物的75%。在一些实施方案中，所述碳足迹减少的混凝土组合 物的碳足迹低于普通混凝土组合物的50%。在一些实施方案中，所述碳足迹减少的混凝土 组合物的碳足迹低于普通混凝土组合物的25%。在一些实施方案中，所述碳足迹减少的混 凝土组合物具有中性碳足迹(neutralcarbon footprint) 0在一些实施方案中，所述碳足 迹减少的混凝土组合物具有负碳足迹(negative carbon footprint) 0在一些实施方案 中，所述碳足迹减少的混凝土组合物的碳足迹的减少是二氧化碳被截存和二氧化碳被避免 的结果。在一些实施方案中，所述负碳足迹低于0磅C02/yd3碳足迹减少的混凝土组合物。 在一些实施方案中，所述负碳足迹低于250磅C02/yd3碳足迹减少的混凝土组合物。在一些 实施方案中，所述负碳足迹低于500磅C02/yd3碳足迹减少的混凝土组合物。在一些实施 方案中，所述负碳足迹低于1000磅C02/yd3碳足迹减少的混凝土组合物。在一些实施方案 中，所述合成的碳酸盐组分为辅助胶凝材料、细骨料、粗骨料或活性火山灰质材料。在一些 实施方案中，所述合成的碳酸盐组分为霰石、水碳镁石、水菱镁矿、单水方解石或其组合。在 一些实施方案中，所述合成的碳酸盐组分为霰石和水菱镁矿的组合。在一些实施方案中，所 述合成的碳酸盐组分为霰石和水碳镁石的组合。在一些实施方案中，所述合成的碳酸盐组 分为水碳镁石和单水方解石的组合。在一些实施方案中，所述合成的碳酸盐组分的S 13C低 于-10%。。在一些实施方案中，所述合成的碳酸盐组分的δ 13C低于-20%。。在一些实施方 案中，所述合成的碳酸盐组分的δ 13C低于-30%本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，所述方法包括：　　ａ）自含二价阳离子的溶液和包含ＣＯ↓［２］的工业废气产生合成的碳酸盐组分，和　　ｂ）向碳足迹减少的混凝土组合物中引入所述合成的碳酸盐组分，其中所述碳足迹减少的混凝土组合物相对于普通混凝土组合物具有减少的碳足迹。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-10-22 61/107,645;US 2009-9-25 61/246,042;U一种方法，所述方法包括a)自含二价阳离子的溶液和包含CO2的工业废气产生合成的碳酸盐组分，和b)向碳足迹减少的混凝土组合物中引入所述合成的碳酸盐组分，其中所述碳足迹减少的混凝土组合物相对于普通混凝土组合物具有减少的碳足迹。2.权利要求1的方法，其中所述碳足迹减少的混凝土组合物比普通混凝土组合物的碳 足迹少。3.权利要求2的方法，其中所述碳足迹减少的混凝土组合物具有的碳足迹低于普通混 凝土组合物的75%。4.权利要求3的方法，其中所述碳足迹减少的混凝土组合物具有的碳足迹低于普通混 凝土组合物的50%。5.权利要求3的方法，其中所述碳足迹减少的混凝土组合物具有的碳足迹低于普通混 凝土组合物的25%。6.权利要求1的方法，其中所述碳足迹减少的混凝土组合物具有中性碳足迹。7.权利要求1的方法，其中所述碳足迹减少的混凝土组合物具有负碳足迹。8.根据权利要求6或7的方法，其中所述碳足迹减少的混凝土组合物的碳足迹的减少 是二氧化碳被截存和二氧化碳被避免的结果。9.7的方法，其中所述负碳足迹低于0磅C02/yd3所述碳足迹减少的混凝土组合物。10.7的方法，其中所述负碳足迹低于250磅C02/yd3所述碳足迹减少的混凝土组合物。11.7的方法，其中所述负碳足迹低于500磅C02/yd3所述碳足迹减少的混凝土组合物。12.7的方法，其中所述负碳足迹低于1000磅C02/yd3所述碳足迹减少的混凝土组合物。13.权利要求1的方法，其中所述合成的碳酸盐组分为辅助胶凝材料、细骨料、粗骨料 或活性火山...

【专利技术属性】
技术研发人员：BR康斯坦茨，A扬斯，T霍兰德，
申请(专利权)人：卡勒拉公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]