[发明专利]通过碱性材料的碳化制备主要由碳酸盐粘合的制品

权利要求书

1.一种通过碳化制备主要由碳酸盐粘合的制品的方法，该方法包括步骤：

-提供pH高于或等于8.3的粒状材料，该粒状材料包含至少一种碱土金属硅酸盐相，

-将粒状材料成型以获得粒状材料的成型体，其中成型体的孔隙率小于或等于37体积％，且其中成型体的内渗透率至少为1·10^-12cm²，和

-在水的存在下使所述成型体中的粒状材料与二氧化碳反应以形成至少5重量％的碳酸盐(CO₃^2-)，进而将成型体转化成主要由碳酸盐粘合的制品，在该反应步骤中，将反应步骤开始时湿气不饱和的成型体放入包含所述二氧化碳的气氛中，其中所述气氛的温度至少为70℃，压力至少为0.5MPa使得所述碱土金属硅酸盐相有助于所述碳酸盐的形成，所述压力高于所述温度下的水的饱和蒸气压。

2.如权利要求1所述方法，其中粒状材料不含具有水硬粘结性的材料，或至多以使得至多2.2重量％的水化硅酸钙相形成于主要由碳酸盐粘合的制品中的量包含具有水硬粘结性质的材料，优选至多1.5重量％的值，更优选至多1.0重量％的值，最优选至多0.5重量％的值。

3.如权利要求1或2所述方法，其中粒状材料不含具有水硬粘结性质的材料，或至多以使得主要由碳酸盐粘合的制品的压缩强度是已在如所述反应步骤中的相同条件下在不含CO₂的氮气氛中处理的相同成型体的强度的两倍且优选至少三倍的量包含水硬粘结性材料。

4.如上述任一权利要求所述的方法，其中在反应步骤中至少形成10重量％的碳酸盐(CO₃^2-)，优选至少12.5重量％，更优选至少15重量％，最优选至少20重量％。

5.如上述任一权利要求所述的方法，其中成型步骤包括以至少5MPa，优选至少10MPa，更最优选至少15MPa的成型压力成型粒状材料。

6.如上述任一权利要求所述的方法，其中在反应步骤过程中，所述气氛中CO₂分压达到高于或等于0.1MPa，优选高于0.3MPa且更优选高于0.5MPa的值。

7.如上述任一权利要求所述的方法，其中使至少37g CO₂每kg成型体干物质，优选至少74g CO₂/kg干物质，更优选至少92.5g CO₂/kg干物质，更加优选至少111g CO₂/kg干物质且最优选至少148g CO₂/kg成型体的干物质与粒状材料反应。

8.如上述任一权利要求所述的方法，其中所述气氛在至少1MPa，优选至少2MPa，更优选至少3MPa，最优选至少5MPa的压力下。

9.如上述任一权利要求所述的方法，其中所述气氛在至少90℃、优选高于100℃、更优选至少110℃和最优选至少130℃的温度下。

10.如上述任一权利要求所述的方法，其中所述气氛的温度低于所述压力下水的沸点至少10℃，优选至少20℃，更优选至少30℃和最优选低于所述沸点至少50℃。

11.如上述任一权利要求所述的方法，其中在反应步骤中，所述气氛的温度是循环的，使得将其降低至少10℃，优选至少20℃，并至少一次地再次升高至少10℃，优选至少20℃。

12.如上述任一权利要求所述的方法，其中反应步骤之前的成型体具有落入18-37体积％范围内，优选低于33体积％，更优选低于30体积％的孔隙率。

13.如上述任一权利要求所述的方法，其中在反应步骤开始时，成型体具有落入在饱和湿气含量的90％至20％之间，优选在饱和湿气含量的80％至20％之间，更优选在饱和湿气含量的80％至40％之间的湿气含量，而饱和湿气含量是孔隙中充满水时的含量。

14.如上述任一权利要求所述的方法，其中粒状材料中包含至多5重量％经研磨的粒状高炉渣料含量，优选至多2.5重量％，和最优选基本上不包含经研磨的粒状高炉渣料。