CN101357829A - 碳化养护废弃物制备建筑材料用增强剂 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑材料的技术领域，涉及由废弃物(包括不同种类的钢渣、炉渣、冶炼渣、污泥、赤泥、焚烧灰、废水泥等)为主要材料吸收CO₂废气制备建筑材料用的增强剂，特别涉及由钢渣、水泥为主要材料吸收CO₂气体制备的碳化养护废弃物制备建筑材料用增强剂。该增强剂含有wt50％以上的易碳化成份，所述的易碳化成份为氢氧化钙、氧化钙、硅酸盐水泥或废水泥中的一种或一种以上。本发明的增强剂起到增强和提高碳化率的作用，提高了碳化养护制备的建筑材料的强度和CO₂的吸收率，缩短了生产周期。

Description

碳化养护废弃物制备建筑材料用增强剂

技术领域

本发明属于建筑材料的技术领域，涉及由废弃物(包括不同种类的钢渣、炉渣、冶炼渣、污泥、赤泥、焚烧灰、废水泥等)为主要材料吸收CO₂废气制备建筑材料用的增强剂。特别涉及由钢渣、水泥为主要材料吸收CO₂气体制备的碳化养护废弃物制备建筑材料用增强剂。

背景技术

本发明所涉及的背景技术是碳化养护废弃物制备建筑材料，涉及废渣的综合利用及CO₂减排技术。2007年我国钢渣排放达到约7000万吨，钢渣、矿渣等冶炼渣和化工废渣综合利用率很低，仅为10％左右，废弃物大量堆放，污染环境，占用土地，且资源浪费很大。要实现钢渣的有效综合利用，其中一个关键的技术就是如何解决钢渣中f-CaO和f-MgO的遇水体积膨胀所引起的道路和建筑物开裂的问题。热闷技术虽然可以消解f-CaO和f-MgO，但是却影响了钢渣的活性。

同时，由于大气中CO₂浓度的增长，导致了气温的明显上升。目前地球大气中的CO₂浓度已由工业革命(1750年)之前的280ppm增加到了近360ppm。如果大气中的CO₂浓度超过大约550ppm，将会显著地增加对人类社会和环境的危害。

钢渣和矿渣等废弃物都富含CaO、MgO、Ca(OH)₂等可以被碳化的化学成分。利用这些废弃物通过碳化方式永久储存温室气体CO₂和污染气体SO₂，既可以有效地利用工业废弃物，又可以碳化吸收大量温室气体，而且废物及废气经过碳化和硫化反应可以制备出性能优良的建筑材料，变废为宝。

发明内容

本发明的核心内容是为克服碳化养护建筑材料强度不高的问题，提供了一种碳化养护废弃物制备建筑材料用增强剂，该技术利用在碳化养护过程中易碳化的熟石灰、生石灰、硅酸盐水泥或废水泥(水化的硅酸盐水泥)成分，在碳化材料中起到碳化增强的作用，同时增加碳化率，减少了CO₂温室气体的排放，制备了性能良好的碳化养护建筑材料制品，缩短了生产周期。

本发明的碳化养护废弃物制备建筑材料用增强剂，其特别之处在于：含有wt 50％以上的易碳化成份，所述的易碳化成份为氢氧化钙、氧化钙、硅酸盐水泥或废水泥中的一种或一种以上。

本发明的碳化养护废弃物制备建筑材料用增强剂，所述的易碳化成份的含量优选为70-100％。

本发明的碳化养护废弃物制备建筑材料用增强剂，一般采用熟石灰、生石灰、硅酸盐水泥或废水泥(水化的硅酸盐水泥)为主要成分的材料。

本发明的增强剂，用于碳化养护废弃物制备建筑材料的方法为：利用富含易于碳化的熟石灰、生石灰、硅酸盐水泥或废水泥(水化的硅酸盐水泥)组分为原料，加水与碳化材料混合均匀，制成碳化养护坯体，碳化养护坯体在碳化气体的养护下，制成碳化养护建筑材料；

增强剂占碳化原料的重量百分数为2-10％；

本发明的增强剂可以以粉体、液体形式掺入；

本发明的碳化养护制备材料的养护条件：

CO₂浓度大于20％

养护气体压力大于1bar

碳化养护温度高于30℃

本发明碳化养护钢渣等废弃物制备建筑材料用增强剂，应用于砌块、加气混凝土、地砖、异型砖、板材、瓦等碳化养护建筑材料的制备过程中。

本专利技术将易于碳化的熟石灰、生石灰、硅酸盐水泥或废水泥(水化的硅酸盐水泥)增强剂均匀填加在碳化材料中，经碳化后制成建筑材料成品。由于碳化制品受其化学成份和微观结构等影响，碳化养护强度偏低，影响了碳化养护制备建筑材料的效果。碳化养护制备建筑材料用增强剂是采用某些易于碳化的材料与碳化材料混合，经碳化养护制成建筑材料。增强剂起到增强和提高碳化率的作用，提高了碳化养护制备的建筑材料的强度和CO₂的吸收率，缩短了生产周期。

具体实施方式

实施例1：

选取济南钢铁集团排放的钢渣为碳化材料，其化学成分为：

将上述碳化材料和水混合均匀，压制成标准砌块，采用工业CO₂气体进行养护，CO₂浓度为wt20％，碳化养护温度为100℃。经过两小时的养护，制成成品砖。经过碳化养护，钢渣砖的重量增长即吸收CO₂ 12％左右，其强度为15MPa左右。

同样将上述钢渣碳化原料与熟石灰增强剂和水混合，采用同样的制备工艺，钢渣砖的重量增长即吸收CO₂ 14％左右，其强度为20MPa左右。

熟石灰增强剂的加入量占钢渣碳化原料的wt5％，熟石灰增强剂中氢氧化钙的含量wt70％。

实施例2：

选取济南钢铁集团排放的钢渣为碳化材料(同实施例1)。

将上述原料和水混合均匀，压制成标准砌块，采用工业CO₂气体进行养护，CO₂浓度为wt20％，碳化养护温度80℃。经过两小时的养护，制成成品砖。经过碳化养护，碳化砖的重量增长即吸收CO₂ 8％左右，其强度为10MPa左右。

同样将上述钢渣碳化原料与废水泥增强剂和水混合均匀，采用同样的制备工艺，钢渣砖的重量增长即吸收CO₂ 12％左右，其强度为16MPa左右。

废水泥增强剂的加入量占钢渣碳化原料的wt10％，废水泥增强剂中氧化钙的含量在wt50％左右。

实施例3：

选取废水泥作为碳化材料，其化学成分和其重量百分比为：

将上述原料与加气剂和水混合均匀，压制成加气混凝土砌块，采用含有CO₂ wt45％的工业废气进行养护，养护气体压力为5bar，碳化养护温度150℃。经过3小时的养护，制成碳化加气混凝土砌块。

经过碳化养护，加气混凝土砌块的重量增长即吸收CO₂ 15％左右，其强度为4MPa左右。

同样将上述废水泥碳化原料与生石灰增强剂、加气剂和水混合均匀，采用同样的制备工艺，碳化加气混凝土砌块的重量增长即吸收CO₂17％左右，其强度为5MPa左右。

生石灰增强剂的加入量占废水泥碳化原料的wt8％，生石灰增强剂中氧化钙的含量wt90％。

Claims (3)

1.一种碳化养护废弃物制备建筑材料用增强剂，其特征在于：含有wt50％易碳化成份，所述的易碳化成份为氢氧化钙、氧化钙、硅酸盐水泥或废水泥中的一种或一种以上。

2.根据权利要求1所述的碳化养护废弃物制备建筑材料用增强剂，其特征在于：所述的易碳化成份的含量为70-100％。

3.根据权利要求1或2所述的碳化养护废弃物制备建筑材料用增强剂，其特征在于：为熟石灰、生石灰、硅酸盐水泥或废水泥为主要成分的材料。