[发明专利]一种混凝土再生粉体碳化砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种混凝土再生粉体碳化砖及其制备方法，属于混凝土材料领域，包括：将组集A加入贮液池；将组集B通入贮液池中与固废溶液反应生成碳酸氢钙溶液；将再生粉体填入成型模具中，碳酸氢钙溶液受热分解，生成的二氧化碳与再生粉体中C‑S‑H凝胶浸出的钙离子反应，生成碳酸钙，并与碳酸氢钙溶液分解产生的碳酸钙一起在模具中沉淀、结晶和胶结，再生粉体产生强度；本发明以工业固体废弃物提供钙源，使含二氧化碳的工业废气溶于水产生的碳酸根离子与工业固体废弃物中溶出的钙离子反应制成碳酸氢钙溶液，并通入含再生粉体的成型模具生成碳化砖，二氧化碳封存率较高，制得的碳化砖具有经济性好，生产效率高，无需煅烧、压制，绿色环保的特点。

技术领域

本发明涉及一种混凝土再生粉体碳化砖及其制备方法，属于混凝土材料技术领域。

背景技术

伴随我国城镇化建设进程的加快，不可避免地对原有建筑物进行拆除、改造和重建，随着建筑施工项目数量越来越多，产生的废弃混凝土数量也在不断增加，其垃圾资源化的方式主要为粉碎再利用。目前，废弃混凝土经过科学的技术处理而产生的再生粗、细骨料制备的再生混凝土及砂浆等材料，在力学性能上可以达到普通混凝土的要求并应用到建筑、道路、桥梁工程中。然而，针对废弃混凝土经逐级破碎、粉磨后产生的一定细度的再生粉体的回收研究并不充分，直接丢弃会造成资源浪费，另外，由于其粒径较小(一般定义为0.16mm)且容易漂浮于空气中，会造成大气污染，危及人类健康。因此，提高废弃混凝土再生粉体的利用效率，对降低二次环境污染和资源浪费有重要意义。

目前，全球范围内空气中的二氧化碳浓度日益升高，造成严重气候变化。为实现“碳中和”目标，有效缓解全球变暖，在大力开展新能源研发、应用的同时，还需要安全、有效、经济的实现二氧化碳捕捉、封存。在传统的烧结砖生产工艺中，人工干燥及焙烧环节所排放大气污染物总量较高，随着时间的推移，国家关于砖瓦工业大气污染物的排放标准日益严格，大气污染防治工作已成为制约砖瓦行业可持续、高质量发展的主要因素。“碳化砖”是一种非烧结砖，砖坯中的氢氧化钙在富含二氧化碳的环境中，发生碳化反应生成碳酸钙，从而获得强度。碳化砖的生产可有效实现对工业废渣和废气的循环利用，且产品强度高、无需煅烧、绿色环保。然而，现有的碳化砖制备方法通常采用碳化养护技术，二氧化碳气体扩散至混凝土基体的速率较慢，且二氧化碳封存率不高，造成了废弃资源再生利用率不足、生产时间较长等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种混凝土再生粉体碳化砖及其制备方法，以工业固体废弃物提供钙源，基于液相碳酸化技术原理，使含二氧化碳的工业废气溶于水产生的碳酸根离子与工业固体废弃物中溶出的钙离子反应制成碳酸氢钙溶液，并通入含再生粉体的成型模具生成碳化砖，二氧化碳封存率较高，制得的碳化砖具有经济性好，生产效率高，无需煅烧、压制，绿色环保的特点。

本发明的技术方案如下：

一种混凝土再生粉体碳化砖的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取一定质量组集A，并加入带有去离子水的贮液池中作为钙离子源，其中，组集A为工业固废材料；

(2)将组集B中一种或多种气体通入贮液池中，控制气体流速0.30～0.60L/min，优选为0.30L/min，开启搅拌装置，设置有搅拌棒，搅拌速率为700～1000r/min，优选为700r/min，与固废溶液反应生成碳酸氢钙溶液，贮液池温度保持在4～8℃，优选为4℃，在该温度下，钙离子溶解度高且利于方解石形成，当贮液池内pH值降低至6.0～6.3并保持不变时，贮液池中固废材料水解基本完成，封存二氧化碳已到达饱和状态，可暂时停止气体通入，更换贮液池中新的组集A，其中，组集B即碳酸氢根源，为空气或含有二氧化碳的工业废气等；