CN113698229A - 一种蒸汽与二氧化碳耦合养护粉煤灰加气砌块的工艺 - Google Patents

一种蒸汽与二氧化碳耦合养护粉煤灰加气砌块的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种蒸汽与二氧化碳耦合养护粉煤灰加气砌块的工艺，包括步骤：粉煤灰加气砌块在静养室静停养护，直至达到切割强度，对粉煤灰加气砌块进行切割，切割后的粉煤灰加气砌块进入养护釜；在养护釜中对切割后的粉煤灰加气砌块进行蒸压养护。本发明的有益效果是：本发明使用蒸汽蒸压和二氧化碳矿化两种养护技术耦合对粉煤灰加气砌块进行养护。相比单一蒸压养护技术，蒸压养护可以使粉煤灰转变为托勃莫来石交联结构，为粉煤灰加气砌块提供基础框架，二氧化碳矿化养护可以快速生成碳酸凝胶，填充空隙，进一步增强粉煤灰加气砌块强度，并减少蒸汽消耗和提高生产效率，并实现了二氧化碳的固化封存，减少温室气体排放。

Description

一种蒸汽与二氧化碳耦合养护粉煤灰加气砌块的工艺
技术领域
本发明属于粉煤灰加气砌块养护领域，尤其涉及一种蒸汽与二氧化碳耦合养护粉煤灰加气砌块的工艺。
背景技术
粉煤灰加气砌块是一种新型的墙体建材，因其具有容重轻、保温性能高、吸音效果好、防火性能高、抗震级别高、施工便捷等优点，已经逐步成为我国建筑材料行业的主导产品。粉煤灰加气砌块在生产过程中强度的形成主要依靠蒸压养护过程，在高温高压高碱性的环境下，煤粉灰中SiO2的玻璃体结构被破坏，活化的SiO2与Ca(OH)2反应生成托勃莫来石，形成交叉连接结构，从而增加混凝土的整体强度。因为后期加气砌块内部晶体强度的增强较为缓慢，一般蒸压养护需要10～12小时，极大的降低了生产效率，且养护过程的能耗较高，养护一块粉煤灰加气砌块需要2500kJ能量，占总成本的15％～25％。
二氧化碳矿化养护是目前新兴的一种混凝土养护技术。二氧化碳可以与混凝土中的碱性氧化物(如CaO、MgO等)反应，生成碳酸凝胶，填充加气砌块内部的空隙，进而增强加气砌块的强度。该碳酸化反应在常温下就可以进行，且反应迅速，基本两个小时就可以完成，另外该技术还可以实现二氧化碳的固化封存，减少温室气体排放。因此采用二氧化碳矿化技术，不仅可以降低粉煤灰加气砌块生产过程中的能耗，提高生产效率，还可以固化封存二氧化碳，兼具经济效益和环境效益。
但是对于粉煤灰加气砌块，其原料中60％以上都是煤粉灰，若仅采用二氧化碳矿化养护，反而会使得其力学性能降低，主要是由于失去蒸压养护过程后，粉煤灰中SiO2的玻璃体结构无法被破坏，导致托勃莫来石结构无法形成，粉煤灰加气砌块的整体强度降低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种蒸汽与二氧化碳耦合养护粉煤灰加气砌块的工艺。
这种蒸汽与二氧化碳耦合养护粉煤灰加气砌块的工艺，具体包括以下步骤：
步骤1、粉煤灰加气砌块在静养室静停养护，直至达到切割强度，对粉煤灰加气砌块进行切割，切割后的粉煤灰加气砌块进入养护釜；
步骤2、在养护釜中对切割后的粉煤灰加气砌块进行蒸压养护：蒸汽从养护釜底部的气道进入养护釜，通入蒸汽后，粉煤灰加气砌块在养护釜中经历一定时间的恒温过程后，完成蒸压养护；粉煤灰加气砌块中粉煤灰转变为交联结构的托勃莫来石；
步骤3、在养护釜中，对完成蒸压养护的粉煤灰加气砌块进行二氧化碳矿化养护：二氧化碳从养护釜顶部气道进入养护釜，通入二氧化碳后，粉煤灰加气砌块在养护釜中经历一定时间的恒压过程后，完成矿化养护；在矿化过程中，二氧化碳与粉煤灰加气砌块中的碱性物质快速反应生成碳酸凝胶，逐步填充粉煤灰加气砌块内部的空隙，最终使粉煤灰加气砌块达到国标强度要求。
作为优选，步骤1中粉煤灰加气砌块内粉煤灰质量分数占比为30％～80％。
作为优选，步骤2中蒸压养护时长为4～6小时，步骤3中二氧化碳矿化养护时长为2～4小时，且蒸压养护时长和二氧化碳矿化养护时长总和不超过8小时。
作为优选，步骤2中蒸压养护时蒸汽的温度为170～200℃，压力为0.8MPa～1.6MPa。
作为优选，步骤3中二氧化碳矿化养护通入的二氧化碳浓度不低于80％，养护过程中的压力为0.5MPa～2.0Mpa。
本发明的有益效果是：本发明公开了一种蒸汽和二氧化碳耦合养护粉煤灰加气砌块的工艺，使用蒸汽蒸压和二氧化碳矿化两种养护技术耦合对粉煤灰加气砌块进行养护。相比单一蒸压养护技术，蒸压养护可以使粉煤灰转变为托勃莫来石交联结构，为粉煤灰加气砌块提供基础框架，二氧化碳矿化养护可以快速生成碳酸凝胶，填充空隙，进一步增强粉煤灰加气砌块强度，并减少蒸汽消耗和提高生产效率，并实现了二氧化碳的固化封存，减少温室气体排放。
附图说明
图1为蒸汽和二氧化碳耦合养护粉煤灰加气砌块的工艺流程图。
附图标记说明：粉煤灰加气砌块1、养护釜2、蒸汽3、二氧化碳4。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例一
本申请实施例一提供了一种蒸汽与二氧化碳耦合养护粉煤灰加气砌块的工艺：
步骤1、粉煤灰加气砌块1在静养室静停养护，直至达到切割强度，对粉煤灰加气砌块1进行切割，切割后的粉煤灰加气砌块1进入养护釜2；
步骤2、在养护釜2中对切割后的粉煤灰加气砌块1进行蒸压养护：由于蒸汽的密度小于空气的密度，所以蒸汽3从养护釜2底部的气道进入养护釜2，通入蒸汽3后，粉煤灰加气砌块1在养护釜2中经历一定时间的恒温过程后，释放压力至大气压，完成蒸压养护；粉煤灰加气砌块中SiO2与碱性物质反应转变为交联结构的托勃莫来石，为粉煤灰加气砌块1提供基础框架；
步骤3、在养护釜2中，对完成蒸压养护的粉煤灰加气砌块1进行二氧化碳矿化养护：由于二氧化碳的密度大于空气的密度，所以二氧化碳从养护釜2顶部气道进入养护釜2，通入二氧化碳后，粉煤灰加气砌块1在养护釜2中经历一定时间的恒压过程后，释放压力至大气压，完成二氧化碳矿化养护；养护过程中二氧化碳与粉煤灰加气砌块中的碱性物质快速反应生成碳酸凝胶，填充粉煤灰加气砌块1内部的空隙，进一步增强粉煤灰加气砌块强度；
实施例二
在实施例一的基础上，本申请实施例二提供了实施例一中蒸汽与二氧化碳耦合养护粉煤灰加气砌块的工艺在某养护釜中的应用：
如图1所示，养护釜包括两路进气管道，一路为蒸汽进气管道，一路为二氧化碳进气管道。
经过静养室静停养护达到切割强度，完成切割的加气砌块进入养护釜，加气砌块中粉煤灰质量分数占比在30％～80％。首先进行4～6小时的蒸压养护，由于蒸汽的密度小于空气的密度，所以蒸汽从养护釜底部进入，蒸压养护的温度在170～200℃内，压力在0.8MPa～1.6MPa内；维持养护釜在特定的压力，经历一定时间的恒温过程后，释放压力至大气压，蒸压养护过程完成，养护时间不超过6小时；
然后进行2～4小时的二氧化碳矿化养护，由于二氧化碳的密度大于空气的密度，所以浓度不低于80％的二氧化碳从养护釜顶部进入，矿化养护的压力在0.5MPa～2.0MPa内，维持养护釜在特定的压力，经历一定时间的恒压过程后，释放压力至大气压，矿化养护过程完成；总体养护时间不超过8小时。
单一蒸汽养护粉煤灰加气砌块的养护时间一般为12小时。单一二氧化碳矿化养护粉煤灰加气砌块的合格率一般在92％左右。与单一蒸汽蒸压养护粉煤灰加气砌块相比，本实施例使蒸汽能耗降低了50％，生产效率提高了33.3％，并实现了二氧化碳的固化封存。与单一二氧化碳养护粉煤灰加气砌块相比，本养护工艺得到的产品合格率在98％左右(B06级产品满足《GB11968-2020》标准)，本发明使产品合格率提高了6％。

Claims (5)

1.一种蒸汽与二氧化碳耦合养护粉煤灰加气砌块的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、粉煤灰加气砌块(1)在静养室静停养护，直至达到切割强度，对粉煤灰加气砌块(1)进行切割，切割后的粉煤灰加气砌块(1)进入养护釜(2)；
步骤2、在养护釜(2)中对切割后的粉煤灰加气砌块(1)进行蒸压养护：蒸汽(3)从养护釜(2)底部的气道进入养护釜(2)，通入蒸汽(3)后，粉煤灰加气砌块(1)在养护釜(2)中经历固定时间的恒温过程后，完成蒸压养护；粉煤灰加气砌块中粉煤灰转变为交联结构的托勃莫来石；
步骤3、在养护釜(2)中，对完成蒸压养护的粉煤灰加气砌块(1)进行二氧化碳矿化养护：二氧化碳从养护釜(2)顶部气道进入养护釜(2)，通入二氧化碳后，粉煤灰加气砌块(1)在养护釜(2)中经历固定时间的恒压过程后，完成矿化养护；在矿化过程中，二氧化碳与粉煤灰加气砌块中的碱性物质快速反应生成碳酸凝胶，碳酸凝胶逐步填充粉煤灰加气砌块(1)内部的空隙。
2.根据权利要求1所述蒸汽与二氧化碳耦合养护粉煤灰加气砌块的工艺，其特征在于：步骤1中粉煤灰加气砌块(1)内粉煤灰质量分数占比为30％～80％。
3.根据权利要求1所述蒸汽与二氧化碳耦合养护粉煤灰加气砌块的工艺，其特征在于：步骤2中蒸压养护时长为4～6小时，步骤3中二氧化碳矿化养护时长为2～4小时，且蒸压养护时长和二氧化碳矿化养护时长总和不超过8小时。
4.根据权利要求1所述蒸汽与二氧化碳耦合养护粉煤灰加气砌块的工艺，其特征在于：步骤2中蒸压养护时恒温过程中蒸汽(3)的温度为170～200℃，压力为0.8MPa～1.6MPa。
5.根据权利要求1所述蒸汽与二氧化碳耦合养护粉煤灰加气砌块的工艺，其特征在于：步骤3中二氧化碳矿化养护通入的二氧化碳浓度不低于80％，养护过程中恒压过程的压力为0.5MPa～2Mpa。
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