CN104556882B - 一种利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法，所述方法包括：对建筑材料进行粉碎处理，得到建筑材料粉末；所述建筑材料粉末与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳发生碳化反应；将碳化反应后的建筑材料粉末与粘合剂和水混合形成混凝土制品；将所述混凝土制品添加到混凝土养护室，在混凝土养护室内添加含有二氧化碳的工业尾气；所述混凝土制品与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳继续发生碳化反应，得到碳封存后的混凝土制品。本发明在利用建筑材料制备混凝土制品的同时实现了碳封存，有效的吸收了工业尾气中的二氧化碳，减少了温室气体的排放量，缓解温室效应，节省了资源，保护了环境。

Description

一种利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法
技术领域
本发明涉及混凝土制品制造技术领域，特别是指一种利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法。
背景技术
近年来，随着环境污染问题的加重，温室效应和温室气体的排放越来越受到重视，大型工业锅炉、发电厂的烟气中含大量的二氧化碳气体，如果大量排放到空气中，将会对环境造成很大的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法，能够在制备混凝土制品的同时有效对工业尾气中的二氧化碳进行封存。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法，所述利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法包括：
对建筑材料进行粉碎处理，得到建筑材料粉末；
将所述建筑材料粉末添加到混凝土养护室，在混凝土养护室内添加含有二氧化碳的工业尾气；
所述建筑材料粉末与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳发生碳化反应；
将碳化反应后的建筑材料粉末与粘合剂和水混合形成混凝土制品；
将所述混凝土制品添加到混凝土养护室，在混凝土养护室内添加含有二氧化碳的工业尾气；
所述混凝土制品与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳发生碳化反应，得到碳封存后的混凝土制品。
优选的，所述建筑材料为建筑垃圾。
优选的，所述建筑垃圾包括：混凝土和/或砂浆。
优选的，所述建筑垃圾的成分为：氧化钙、氧化硅和/或氧化铁。
优选的，所述建筑材料粉末与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳发生碳化反应，包括：
优选的，所述建筑材料粉末与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳发生碳化反应，包括：
在温度为80℃至120℃，湿度为40％至70％，压力为500KPa至800KPa的条件下进行碳化反应5小时至8小时。
优选的，所述含有二氧化碳的工业尾气为工业锅炉和发电厂排出的含有二氧化碳的烟气。
优选的，所述含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳的含量为15％-20％。
优选的，所述混凝土制品为混凝土砌块或多孔砖，所述粘合剂为水泥、粉煤灰或高岭土。
优选的，所述混凝土制品与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳发生碳化反应，得到碳封存后的混凝土制品之后，还包括：
将残余的尾气通入尾气处理水槽。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，采用建筑材料制备混凝土制品，并在制备过程中通入含有二氧化碳的工业尾气发生碳化反应，不仅处理了建筑垃圾，同时也实现了碳封存，有效的吸收了工业尾气中的二氧化碳，减少了温室气体的排放量，缓解了温室效应，节省了资源，保护了环境。
附图说明
图1为本发明实施例的利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法流程图；
图2为本发明实施例的利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，本发明的实施例一种利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法，所述利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法包括：
步骤101：对建筑材料进行粉碎处理，得到建筑材料粉末。
其中，建筑材料可以是建筑垃圾，建筑材料粉末可以是建筑垃圾粉末，其中，建筑垃圾可以是人们在从事拆迁、建设、装修、修缮等建筑业的生产活动中产生的渣土、废旧混凝土、废旧砖石及其他废弃物的统称，所述建筑垃圾包括：混凝土和/或砂浆、砖和砂。优选的，所述建筑垃圾的成分为：氧化钙、氧化硅和/或氧化铁。如果利用建筑材料制造多孔砖，其最大粒度不超过5mm；如果利用建筑材料制造混凝土砌块其最大粒度不超过32mm。
本实施例中，通过将建筑材料进行粉碎处理提高了建筑材料粉末的接触面积，提高了建筑材料碳封存率。由于我国每年产生大量的建筑垃圾，采用建筑垃圾制造混凝土制品，给建筑垃圾的利用提供了新途径，从而能达到建筑垃圾的资源再利用以及碳减排效应。有效发挥建筑垃圾的剩余价值，实现其社会、环境和经济效益的最大化。
步骤102：将所述建筑材料粉末添加到混凝土养护室，在混凝土养护室内添加含有二氧化碳的工业尾气。
其中，所述含有二氧化碳的工业尾气为工业锅炉和发电厂排出的含有二氧化碳的烟气，所述含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳的含量为15％-20％。所述建筑材料粉末与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳发生碳化反应，包括：在温度为80℃至120℃，湿度为40％至70％，压力为500KPa至800KPa的条件下进行碳化反应5小时至8小时，含有二氧化碳的工业尾气的通入是以密闭系统方式，持续7-10个循环。
本实施例中，由于自然条件下的碳化过程较缓慢，所捕捉封存的碳有限，本发明通过控制反应条件能够加快碳化过程和增加建筑垃圾的碳捕捉封存量。
步骤103：所述建筑材料粉末与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳发生碳化反应。
其中，所述建筑材料粉末与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳发生碳化反应，包括：
本实施例中，由于建筑垃圾超过50％的成分是混凝土和砂浆等水泥材料的废弃物，因此含有水泥材料中的石灰石和硅质化原料以及未碳化的氧化钙、氧化硅和氧化铁等氧化物，因此采用碳化反应能够将二氧化碳气体永久的封存。
步骤104：将碳化反应后的建筑材料粉末与粘合剂和水混合形成混凝土制品。
其中，所述混凝土制品为混凝土砌块或多孔砖，所述粘合剂为水泥、粉煤灰或高岭土。建筑材料粉末的含量为,50至60质量份，粘合剂中水泥的含量为30至40质量份，粉煤灰或高岭土的含量为10至20质量份，水的含量为10至20质量份。
本实施例中，采用上述方法制得的混凝土制品，既实现了建筑垃圾的回收再利用，又实现了二氧化碳的封存，制得的混凝土制品其强度满足香港建筑规范和英国标准的要求。
步骤106：将所述混凝土制品添加到混凝土养护室，在混凝土养护室内添加含有二氧化碳的工业尾气。
步骤107：所述混凝土制品与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳发生碳化反应，得到碳封存后的混凝土制品。
其中，通过向混凝土制品再次通入含有二氧化碳的工业尾气，进行碳化反应，从而实现碳封存的最大化。
优选的，所述混凝土制品与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳发生碳化反应，得到碳封存后的混凝土制品之后，还包括：
将残余的尾气通入尾气处理水槽。
其中，通过将残余的尾气通入尾气处理水槽，能够将剩余的尾气进行处理，避免污染环境。
如图2所示，本发明实施例的利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法，首先对建筑垃圾进行粉碎，然后将粉碎后的建筑垃圾颗粒放置到养护室，向养护室添加大型锅炉厂发电厂烟气，控制温度、湿度和压力进行碳化反应，将碳化反应后的烟气通入水槽，将碳化反应后的建筑垃圾颗粒与粘合剂和水按比例搅拌均匀、进行消化，控制成型水分在12％左右进行二次拌合、压型、静停和蒸养，将蒸养后的混凝土制品再次放置到养护室，向养护室添加大型锅炉厂发电厂烟气，控制温度、湿度和压力进行碳化反应，将碳化反应后的烟气通入水槽，得到混凝土制品的成品。
实施例一：
表1为采用本发明利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法制得多孔砖铺路材料的配比及性能测定结果，从表1所列的配比和所产生的多孔砖铺路材料特性可以看出，由于建筑垃圾骨料用量的增加，多孔砖铺路材料的强度大于49MPa以上，达到了香港建筑规范和英国标准的要求。在相同的配比所生产的多孔砖铺路材料，粉碎的建筑垃圾和砖块养护阶段CO2吸收率约为33.6％至58.5％，并且随着压力、温度、湿度的增加而呈现逐渐增大趋势。
表1多孔砖铺路材料的配比及性能测定结果
实施例二：
表2为采用本发明利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法制得混凝土砌块的配比及性能测定结果，从表2所列的配比和所制造的混凝土砌块的特性可以看出，CO2的吸收率同样随着水泥用量，湿度，温度和压力的增加而不断提高，但是与实例一相比，混凝土砌块的CO2吸收率要略低于多孔砖铺路材料，并且达到相同CO2吸收率所需的反应时间更长。
表2混凝土砌块的配比及性能测定结果
本发明实施例的利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法，由于使用了建筑垃圾，一方面给建筑垃圾的利用提供了新途径，另一方面捕获了大型工业锅炉、发电厂烟气中的二氧化碳，并将其永久封存，实现了碳减排，缓解了温室效应。第三，生产的混凝土砌块或是多孔砖铺路材料节约了天然石子的开采，节省了资源，保护了环境。因此，本发明的建筑垃圾碳封存与资源化利用生产混凝土建筑材料的技术是可持续发展的新技术。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法，其特征在于，所述利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法包括：
对建筑材料进行粉碎处理，得到建筑材料粉末；
将所述建筑材料粉末添加到混凝土养护室，在混凝土养护室内添加含有二氧化碳的工业尾气；
所述建筑材料粉末与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳发生碳化反应；
将碳化反应后的建筑材料粉末与粘合剂和水混合形成混凝土制品；
将所述混凝土制品添加到混凝土养护室，在混凝土养护室内添加含有二氧化碳的工业尾气；
所述混凝土制品与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳发生碳化反应，得到碳封存后的混凝土制品；
所述建筑材料为建筑垃圾；
所述建筑垃圾包括：混凝土、砂浆、砖和砂；
所述建筑垃圾的成分为：氧化钙、氧化硅和/或氧化铁；
所述建筑材料粉末与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳发生碳化反应，包括：在温度为80℃至120℃，湿度为40％至70％，压力为500KPa 至800KPa 的条件下进行碳化反应5 小时至8 小时；
所述含有二氧化碳的工业尾气为工业锅炉和发电厂排出的含有二氧化碳的烟气；
所述含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳的含量为15％-20％；
所述混凝土制品为混凝土砌块或多孔砖，所述粘合剂为水泥、粉煤灰或高岭土。
2.根据权利要求1所述的利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法，其特征在于，所述建筑材料粉末与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳发生碳化反应，包括：
3.根据权利要求1 所述的利用建筑材料制造具有碳封存功能的混凝土制品的方法，其特征在于，所述混凝土制品与含有二氧化碳的工业尾气中的二氧化碳发生碳化反应，得到碳封存后的混凝土制品之后，还包括：将残余的尾气通入尾气处理水槽。
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