[发明专利]一种提升新拌混凝土吸收二氧化碳效率的方法

说明书

本发明公开了一种提升新拌混凝土吸收二氧化碳效率的方法。本发明在混凝土的搅拌装置中引入搅拌磨，单独拌制水泥浆体；利用搅拌磨将搅拌和湿磨融为一体。在搅拌时，通过湿磨将水泥颗粒表面的水化产物以及碳化沉积在颗粒表面的纳米碳酸钙及时剥离，使水泥颗粒不断暴露出新鲜表面；增加CO₂与水泥颗粒以及水化产物的接触面积并加快水泥水化反应，从而大大加快混凝土浆体吸收CO₂的速度；该方法能有效避免纳米碳酸钙颗粒在水泥颗粒周围沉积带来的CO₂吸收速度降低的问题，大幅提高CO₂的吸收速度和混凝土的生产效率。

技术领域

本发明涉及一种提升新拌混凝土吸收CO₂效率的方法，属于CO₂的封存固化领域。

背景技术

工业革命爆发至今，工业化和城市化的进程迅速加快，全球经济得到了迅速的发展。但是传统的发展模式是以消耗巨大能源资源为代价的粗放型经济发展模式，这给全球生态环境带来了巨大的压力，生态环境的破坏使人类的生存空间面临着日益严峻的威胁。众多生态环境问题中，气候变暖已成为全球十大环境问题之首。随着地球温度的不断升高，两极和高寒地带冰川会逐渐融化,导致海平面上升,使沿海的地区被海水淹没。冰川的融化还会破坏生态环境，众多濒危的动植物将失去赖以生存的空间，面临灭绝的危险。气候变暖主要由过度排放二氧化碳所引起的温室效应带来，减少二氧化碳的排放，降低温室效应已成为世界各国的共识。

目前，世界各国都在努力寻找减少排放CO₂的最快、最有效的方法。虽然各方都积极响应，努力寻求措施，但由于化石燃料仍然是人类生产活动中不可缺少的资源，传统的以煤，石油，天然气等化石能源为动力的生产方式在短时间内改变，CO₂的排放量在未来一段时间里还将不断增长。封存和固化CO₂是减少CO₂排放的一种常用方法，如矿石碳化和海洋封存。但是，矿石碳化由于自然反应过程比较缓慢，需要对矿物作增强性预处理，此过程非常耗能，矿石碳化封存 CO₂的潜力并不乐观。海洋封存会使海水表面二氧化碳浓度增大，改变海洋的化学特征，带来表层海水酸化等一系列问题。因此寻求一种封存和固化CO₂的新方法已成燃眉之急。

利用CO₂易与碱性物质在溶液中反应生成稳定碳酸盐的性质可以实现CO₂的封存和固化。水泥在水化过程中会生成大量Ca(OH)₂，在有水的环境下，Ca(OH)₂将与CO₂反应生成CaCO₃，如果在拌制混凝土时通入CO₂废气，利用水泥水化产物与CO₂发生的碳化反应便可以实现CO₂的吸收固化。目前，国内外已有研究人员对此展开相关研究，拌制混凝土时在搅拌机中注入CO₂废气，并将搅拌机做成密封容器使其密封，防止CO₂废气泄露，是一种新型、环保、彻底的固碳方式。

但是，CO₂与水泥水化产物发生反应后生成大量不溶于水的纳米碳酸钙颗粒物，颗粒物在水泥颗粒表面不断沉积。而且，随水泥颗粒不断水化，水化产物也将在水泥颗粒表面沉积。二者都使CO₂与水泥颗粒的接触面积逐渐减小，降低反应速度，不仅使CO₂的吸收速度不断降低。此外，当纳米碳酸钙颗粒物和水泥水化产物对水泥颗粒的包裹达到一定程度时，混凝土浆体的CO₂吸收量将达到上限，至此对CO₂的吸收量很低（尚不到水泥用量的2%），极大限制了混凝土吸收CO₂的潜力。因此急需找到一种能够提升新拌混凝土浆体吸收CO₂效率的方法，解决混凝土浆体吸收CO₂速度慢且吸收量较低的难题。

发明内容