CN111362600A - 一种再生水泥石的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种再生水泥石的制备方法,包括如下步骤:将废弃水泥基材料经破碎、筛分和粉磨后得到再生水泥;将所述再生水泥制成再生水泥拌合物,所述再生水泥拌合物经过成型和养护后,得到再生水泥石。本发明提供的再生水泥石的制备方法利用废弃水泥基材料制备再生水泥,该再生水泥不含熟料和其它掺合料,该制备方法无需经过高温处理,能有效降低处理废弃水泥的能耗和碳排放,且再生水泥石的胶凝活性通过养护激发,在再生水泥石硬化的同时,还能固化吸收二氧化碳,也进一步降低了碳排放量;制备得到的再生水泥石也具有较好的抗压强度。

Description

一种再生水泥石的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域,具体涉及一种再生水泥石的制备方法。
背景技术
水泥是一种高二氧化碳排放的材料,在生产过程中不仅需燃烧化石能源排放CO2,同时其原材料石灰石在生产过程中分解也会产生CO2。我国是水泥生产和使用的大国,有资料显示,2009~2018年10年间的累计水泥产量达到了220亿吨,以0.88kg CO2/kg的碳排放因子计算由水泥生产引起的CO2排放量高达194亿吨。高碳排放引起的全球气温升高,海平面上升以及极端异常天气等气候变化,已经威胁到人类的生存环境。因此,有必要采取资源循环利用、低碳利用等有效措施以降低碳排放。
目前,废弃水泥混凝土、废弃水泥砂浆和废弃水泥净浆等已硬化的水泥基材料已经开始循环利用,利用固废物特别是建筑垃圾制备再生材料是一种十分有前景的绿色再生技术。然而,目前大部分的处理方法是将已硬化的水泥基材料经破碎处理后作为再生骨料或填埋材料。这种循环利用方式附加值较低,再生骨料混凝土的质量不稳定,使用技术难度大。此外,还有一些方法是将废弃水泥基材料中的水泥石分离后再经高温处理,得到再生材料,但这种处理方式需要高温处理,能耗大,碳排放量也大,无形中也增加了企业的处理成本,降低了附加值。
因此,有必要找到一种能耗较小且碳排放量较低的再生水泥石的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足,提出一种再生水泥石的制备方法,该再生水泥石的制备方法能耗较小且碳排放量较低,制得的再生水泥石也具有较好的抗压强度。
为达到上述技术目的,本发明的技术方案提供一种再生水泥石的制备方法,包括如下步骤:将废弃水泥基材料经破碎、筛分和粉磨后得到再生水泥;将所述再生水泥制成再生水泥拌合物,所述再生水泥拌合物经过成型和养护后,得到再生水泥石。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:
1、本发明提供的再生水泥石的制备方法利用废弃水泥基材料制备再生水泥,该再生水泥不含熟料和其它掺合料,该制备方法无需经过高温处理,能有效降低处理废弃水泥的能耗和碳排放;
2、本发明中再生水泥石的胶凝活性通过养护激发,在再生水泥石硬化的同时,还能固化吸收二氧化碳,也进一步降低了碳排放量;
3、本发明提供的再生水泥石的制备方法以废弃水泥基材料为原料,能将废弃的材料循环利用,降低了对环境的污染,且制备得到的再生水泥石也具有较好的抗压强度。
附图说明
图1为本发明再生水泥石制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供了一种再生水泥石的制备方法,包括如下步骤:将废弃水泥基材料经破碎、筛分和粉磨后得到再生水泥;将再生水泥制成再生水泥拌合物,再生水泥拌合物经过成型和养护后,得到再生水泥石。
本发明中的废弃水泥基材料来源于废弃水泥混凝土、废弃水泥砂浆或废弃水泥净浆中的一种或几种的混合。
在本发明的一些优选实施方式中,再生水泥的细度为250~800m2/kg;通过优化再生水泥的细度以使再生水泥具有适宜的比表面积,水化反应速度较快,也有利于提高再生水泥石的早期强度。
在本发明的一些优选实施方式中,再生水泥拌合物是通过再生水泥和水混合制备得到的,再生水泥和水的质量比为1∶0.1~0.5;通过优化再生水泥和水的量,以使制得的再生水泥石具有较好的抗压强度。
在本发明的一些优选实施方式中,再生水泥拌合物采用压缩成型或浇筑成型制备胚体,再生水泥拌合物的成型方式视拌合物的流动性而定,若再生水泥拌合物为干硬性的,则采用压缩成型得到胚体;若再生水泥拌合物为流动性的,则采用浇筑成型得到胚体。
在本发明的一些优选实施方式中,成型后的胚体采用碳化养护或预养护和碳化养护相结合的方式进行养护,胚体的养护方式视成型方式而定,若胚体由压缩成型的方式得到,则胚体采用碳化养护;若胚体由浇筑成型的方式得到,则胚体采用预养护和碳化养护。
在本发明的一些优选实施方式中,预养护具体采用如下方法:在空气气氛中,相对湿度≤65%,温度25~40℃的环境中将胚体养护6~12小时。通过预养护并调整胚体预养护的参数,以使浇筑成型的胚体散失部分自由水,使CO2气体更容易进入胚体内部,进而提高碳化反应的程度。
在本发明的一些优选实施方式中,碳化养护具体采用如下方法:在CO2纯度为50~100%,CO2气体压力为0.05~5MPa下将胚体养护0.5小时~28天。
本发明中,再生水泥与水拌和后,其中的主要成分与CO2反应,生成SiO2凝胶和CaCO3,SiO2凝胶具有胶凝性,其能凝结CaCO3,得到硬化的再生水泥石;本发明中再生水泥石中SiO2凝胶和CaCO3共存的结构与普通水泥石中C-S-H和Ca(OH)2共存的结构类似,得到的再生水泥石也具有较好的抗压强度。本发明中的主要反应式如下:
C-S-H+CO2→SiO2(凝胶)+CaCO3+H2O
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
C3S+CO2→SiO2(凝胶)+CaCO3+H2O
C2S+CO2→SiO2(凝胶)+CaCO3+H2O
其中C2S和C3S为水泥的主要矿物,其中C2S为硅酸二钙,C3S为硅酸三钙。
为了对本发明进行进一步详细说明,下面将结合具体实施例对本发明进行进一步说明。本发明中的实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法;本发明中的实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均为市售购得。
实施例1:
本发明的实施例1提供了一种再生水泥石的制备方法,其包括如下步骤:
将废弃水泥混凝土经破碎和分离出骨料后,得到废弃的水泥石,将废弃的水泥石粉磨至细度达到330m2/kg,得到再生水泥;将再生水泥与水按照质量比为1∶0.15搅拌混合均匀,得到干硬性的再生水泥拌合物,再生水泥拌合物经过压缩成型的方式得到胚体;再将胚体置于压力罐体中,并在CO2纯度为99.9%,CO2气体压力为0.2MPa下将胚体碳化养护2小时,得到硬化的再生水泥石。
采用本实施例的方法得到的再生水泥石的抗压强度为8MPa。
实施例2:
本发明的实施例2提供了一种再生水泥石的制备方法,其包括如下步骤:
将废弃水泥混凝土经破碎和分离出骨料后,得到废弃的水泥石,将废弃的水泥石粉磨至细度达到500m2/kg,得到再生水泥;将再生水泥与水按照质量比为1:0.15搅拌混合均匀,得到干硬性的再生水泥拌合物,再生水泥拌合物经过压缩成型的方式得到胚体;再将胚体置于压力罐体中,并在CO2纯度为99.9%,CO2气体压力为0.4MPa下将胚体碳化养护8小时,得到硬化的再生水泥石。
采用本实施例的方法得到的再生水泥石的抗压强度为10MPa。
实施例3:
本发明的实施例3提供了一种再生水泥石的制备方法,其包括如下步骤:
将废弃水泥混凝土经破碎和分离出骨料后,得到废弃的水泥石,将废弃的水泥石粉磨至细度达到500m2/kg,得到再生水泥;将再生水泥与水按照质量比为1:0.35搅拌混合均匀,得到流动性的再生水泥拌合物,再生水泥拌合物经过浇筑成型的方式得到胚体;在空气气氛中,相对湿度为65%,温度为26℃的环境中将胚体预养护12小时,再将经过预养护的胚体置于压力罐体中,并在CO2纯度为99.9%,CO2气体压力为0.2MPa下将胚体碳化养护1小时,得到硬化的再生水泥石。
采用本实施例的方法得到的再生水泥石的抗压强度为9MPa。
以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种再生水泥石的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将废弃水泥基材料经破碎、筛分和粉磨后得到再生水泥;将所述再生水泥制成再生水泥拌合物,所述再生水泥拌合物经过成型和养护后,得到再生水泥石。
2.根据权利要求1所述的再生水泥石的制备方法,其特征在于,所述再生水泥的细度为250~800m2/kg。
3.根据权利要求1所述的再生水泥石的制备方法,其特征在于,所述再生水泥拌合物是通过再生水泥和水混合制备得到的,再生水泥和水的质量比为1:0.1~0.5。
4.根据权利要求1所述的再生水泥石的制备方法,其特征在于,所述再生水泥拌合物采用压缩成型或浇筑成型制备胚体,再生水泥拌合物的成型方式视再生水泥拌合物的流动性而定,若再生水泥拌合物为干硬性的,则采用压缩成型得到胚体;若再生水泥拌合物为流动性的,则采用浇筑成型得到胚体。
5.根据权利要求4所述的再生水泥石的制备方法,其特征在于,成型后的胚体采用碳化养护或预养护和碳化养护相结合的方式进行养护,所述胚体的养护方式视成型方式而定,若胚体由压缩成型的方式得到,则胚体采用碳化养护;若胚体由浇筑成型的方式得到,则胚体采用预养护和碳化养护。
6.根据权利要求5所述的再生水泥石的制备方法,其特征在于,所述预养护具体采用如下方法:在空气气氛中,相对湿度≤65%,温度25~40℃的环境中将胚体养护6~12小时。
7.根据权利要求5所述的再生水泥石的制备方法,其特征在于,所述碳化养护具体采用如下方法:在CO2纯度为50~100%,CO2气体压力为0.05~5MPa下将胚体养护0.5小时~28天。
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