CN115340332A - 一种调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法及低碳混凝土 - Google Patents
一种调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法及低碳混凝土 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种能调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法及低碳混凝土。所述制备方法包括如下步骤：(1)将所述晶型调控剂的溶液与混凝土含钙原料混合形成浆料并静置；所述晶型调控剂的溶液是由晶型调控剂溶于水后形成的溶液，所述晶型调控剂包括含有苯羟基的多酚类物质、含有烯醇式羟基的维生素类物质中的至少一种。(2)在所述静置完成后的浆料中通入含有二氧化碳的气体对所述混凝土含钙原料进行碳化处理，完成后即可实现所述碳化产物晶型的调控，即得碳化混凝土浆料。本发明利用晶型调节剂成功实现了对碳化产物晶型的调控，原位制备除了高活性碳化产物，不仅有效提高了水泥的碳吸附量，而且降低了制备低碳混凝土时的碳排放量。
Description
技术领域
本发明涉及低碳混凝土制备技术领域，具体涉及一种调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法及低碳混凝土。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
随着全球人口急剧增多，工业迅速发展，大气中二氧化碳含量不断增加，加之，森林等绿色植被严重破坏，自然界中的动态“碳平衡”被打破，进一步加剧了温室效应，由此引发了全球气候变暖、海平面上升等一系列问题，严重威胁着人类的生存和发展。同时，混凝土是全球使用量最大的人工材料，其具有富钙富碱的特点，因此水泥和含钙掺合料均具有较大的二氧化碳吸收潜力。近年来，学者们提出了包括预碳化法在内的湿法碳化，具体方法是将部分含钙材料与混凝土拌合水先混合，然后通入二氧化碳进行碳化，再与混凝土其他原料混合制备混凝土，实现吸碳的目的。在该过程中，含钙原料中生成的Ca(OH)2会通过碳化而被转换为方解石型碳酸钙。然而，采用上述湿法碳化所制备的混凝土往往面临着强度降低和耐久性劣化等问题，导致这种吸碳技术至今未能较好地商业化应用。
发明内容
本发明提供一种调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法及低碳混凝土。本发明利用晶型调节剂成功实现了对碳化产物晶型的调控，原位制备除了高活性炭化产物，不仅有效提高了水泥的碳吸附量，而且降低了制备低碳混凝土时的碳排放量。为实现上述目的，本发明公开如下技术方案。
第一方面，本发明公开含有苯羟基的多酚类物质、含有烯醇式羟基的维生素类物质中的至少一种作为晶型调控剂在碳化混凝土的碳化产物晶型调控中的应用。
进一步地，所述应用的方式为调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法，包括如下步骤：用所述晶型调控剂的溶液对混凝土含钙原料浸泡后通入二氧化碳进行碳化处理，完成后即得碳化混凝土浆料。
进一步地，所述调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法包括步骤：
(1)将所述晶型调控剂的溶液与混凝土含钙原料混合形成浆料并静置；所述晶型调控剂的溶液是由所述晶型调控剂溶于水后形成的溶液。
(2)在所述静置完成后的浆料中通入含有二氧化碳的气体对所述混凝土含钙原料进行碳化处理，完成后即可实现所述碳化产物晶型的调控，即得碳化混凝土浆料。
进一步地，步骤(1)中，所述晶型调控剂与水的质量比为0.0005： 1～0.03：1。
进一步地，步骤(1)中，所述晶型调控剂与混凝土含钙原料的质量比为0.001：1～0.03：1。
进一步地，步骤(1)中，所述混凝土含钙原料包括：水泥、熟石灰、粉煤灰、再生混凝土粉、电石渣等中的至少一种。
进一步地，步骤(1)中，所述含有苯羟基的多酚类物质包括：单宁酸、多巴胺、棓酸、双棓酸、鞣花酸、黄岑素、黄芩苷、槲皮素、芦丁、陈皮素、甘草苷、水飞蓟素、大豆素、儿茶素、银杏素、花青素、姜黄素、葡萄籽提取物、茶叶提取物、咖啡提取物等中的至少一种。
进一步地，步骤(1)中，所述含有烯醇式羟基的维生素类物质包括：维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素P、维生素B4、维生素B5、维生素B6、维生素B9、维生素B12、维生素C、维生素D、维生素E、维生素K、维生素M、维生素T、维生素U、维生素V等中的至少一种。
进一步地，步骤(1)中，所述浸泡的时间为1～120min，优选为40min 以上。在进行碳化之前静置(使所述混凝土含钙原料浸泡)一段时间，促使含钙原料溶解释放出Ca2+，从而在浆料中原位形成晶型调控剂与Ca的络合产物，有助于促进含钙原料的中钙离子的加速溶解。
进一步地，步骤(2)中，所述二氧化碳的通入速率为3～15L/m3，且二氧化碳的通入时间为1min～24h，优选为20min以上。优选地，所述含有二氧化碳的气体为含有二氧化碳的工业废气。
第二方面，本发明提供一种低碳混凝土，包括如下重量份的组分：本发明制备的所述碳化混凝土浆料75～320份、水泥300～460份、细骨料 352～561份、粗骨料420～810份。
进一步地，所述低碳混凝中还包括：熟石灰60～186重量份、粉煤灰 43～142重量份、再生混凝土细粉60～175重量份、电石渣60～186重量份等中的至少一种。在本发明中，上述几种原料的主要作用包括：一方面可作为混凝土的矿物掺合料，利用其活性特征降低混凝土对水泥的需求量，并调控混凝土的流变性和微结构；另一方面，上述几种原料是可碳化材料，可根据混凝土碳吸收率要求和低碳混凝土设计要求，进行部分或全部碳化，进一步降低混凝土的碳足迹。
进一步地，所述低碳混凝中还包括纤维15～73重量份。可选地，所述纤维包括聚丙烯纤维、玄武岩纤维、碳纤维、钢纤维等中的至少一种。
进一步地，所述低碳混凝中还包括混凝土外加剂5～62重量份。可选地，所述混凝土外加剂包括减水剂5～30重量份、增稠剂0～12重量份、早强剂0～20重量份等中的至少一种。
相较于现有技术，本发明至少具有以下方面的有益效果：
(1)我国目前的CO2年排放量超过100亿吨，如何减少CO2排放成为了一个亟待解决的问题。本发明利用水泥等含钙材料作为吸碳材料，不仅能够大幅吸碳，促进CO2的溶解与转化，不仅提高了CO2的吸收率和利用效率，而且还能制备高活性炭化产物——碳酸钙，提高混凝土强度，进而降低水泥用量，也就相当于降低了因使用水泥而引发的碳排放问题，对加快实现我国双碳目标意义重大。可以看出，本发明的技术能够产生突出的经济和社会价值，应用前景巨大。
(2)在通过碳化混凝土含钙原料吸收二氧化碳的过程中，所述含钙原料中的Ca(OH)2与二氧化碳反应形成碳化产物(如碳酸钙)的过程中需要历经无定形态碳酸钙、球霰石型碳酸钙、文石型碳酸钙三种中间晶型/ 亚稳相的逐次转变后最终形成方解石型碳酸钙。然而，方解石型碳酸钙虽然稳定，但其活性反应低，所述中间晶型反应活性高，但稳定性差，极其容易向更稳定的晶型转变，这导致制备的碳化混凝土颗粒表面由于包覆低活性的方解石型碳酸钙，在将其制备成混凝土后存在强度降低和耐久性劣化等方面的问题。为此，本发明了采用含有苯羟基的多酚类物质、含有烯醇式羟基的维生素类物质中的至少一种作为晶型调控剂对碳化混凝土的碳化产物晶型进行调控的方案，成功地提高了中间晶型的碳化产物的稳定性，使碳化混凝土中含有更多的高活性炭化产物，有效提高了碳化混凝土制备的混凝土的性能。其主要原因在于：
当在所述混凝土含钙原料加入本发明的晶型调控剂后，由于这类晶型调控剂富含苯羟基、烯醇式羟基，其易失电子呈现负电性，具有良好的离子螯合能力和抗氧化能力，再加上这类晶型调控剂的分子链相对较长。在采用所述晶型调控剂的溶液对含钙原料浸泡过程中，可捕捉溶解出的Ca2+形成络合物，从而降低溶液中的Ca2+浓度，进而促使含钙原料继续溶出释离子，促进碳化效率。在通入二氧化碳进行碳化时，由于所形成的络合物与CO2反应生成碳酸钙沉淀物的能力大幅降低，再加上所述晶型调控剂的分子链还会同步吸附在所形成的中间晶型的碳酸钙颗粒表面，降低其表面活性能，从而显著抑制了无定形态、球霰石、文石型碳酸钙的相变，使这些中间晶型的碳酸钙的稳定性得到显著提高，进而使碳化混凝土中碳化产物更多地以高活性的状态存在，而这些高活性的中间晶型碳化产物在混凝土水化过程中(如制备所述低碳混凝土时)发生溶解-重结晶而产生新的形貌，同时与水泥发生复合胶结作用，产生杂交水化产物，对混凝土密实微结构的形成和抗压强度提升具有显著的促进作用。另外，由于形成的活性炭化产物表面还包裹了晶型调控剂，使产物表面呈现不同电性，从而使这种碳化产物具有优异的分散性，在混凝土拌合过程中可有效避免碳化产物团聚堆积问题，从而更好地在混凝土材料中发挥作用。另外，当所述混凝土含钙原料为水泥时，在碳化过程中，水泥中熟料形成的C-S-H凝胶逐渐脱钙分解时，所形成的纳米硅凝胶粒子也会因为电荷的差异与碳化产物晶型调控剂发生络合作用，进而抑制纳米硅凝胶粒子集聚，提高纳米颗粒分散性，这在后续低碳混凝土的制备过程中将起到积极的晶核作用，显著促进水泥水化，提高混凝土的强度。可以看出，本发明采用的碳化产物晶型调控剂可以从多个维度调控碳化产物的晶型和形貌，并提升混凝土的性能。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案。
图1为本发明实施例1制备的碳化混凝土的扫描电镜图(SEM)。
图2为本发明实施例2制备的碳化混凝土的扫描电镜图(SEM)。
图3为本发明实施例3制备的碳化混凝土的扫描电镜图(SEM)。
图4为本发明实施例4制备的碳化混凝土的扫描电镜图(SEM)。
图5为本发明实施例5制备的碳化混凝土的扫描电镜图(SEM)。
图6为本发明实施例6制备的碳化混凝土的扫描电镜图(SEM)。
图7为本发明实施例7制备的碳化混凝土的扫描电镜图(SEM)。
图8为本发明实施例8制备的碳化混凝土的扫描电镜图(SEM)。
图9为本发明实施例9制备的碳化混凝土的扫描电镜图(SEM)。
图10为本发明实施例10制备的碳化混凝土的扫描电镜图(SEM)。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。需要说明的是，本发明中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同，除非另行定义。
另外，本发明所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得，如无特殊说明，本发明所使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。现结合下列的具体实施例方式对本发明的调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法及低碳混凝土的制备技术进一步说明。
实施例1
1、一种调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法，包括如下的步骤：
(1)将单宁酸与水按照0.002：1的质量比混合后充分搅拌，得到晶型调控剂溶液，备用。
(2)按照所述单宁酸与42.5普通硅酸盐水泥的质量比为0.01：1的比例，将所述水泥加入所述晶型调控剂溶液中搅拌均匀形成浆料，然后静置120min。完成后在所述浆料中边缓慢搅拌边以10L/min速率通CO2进行碳化20min，即得碳化混凝土浆料，备用。
2、一种低碳混凝土制备方法，包括如下的步骤：
(I)准备原料：本实施例制备的所述碳化混凝土浆料230重量份、42.5 普通硅酸盐水泥370重量份、河沙500重量份、10～30mm级配石子750 重量份。
(II)将上述原料混合后搅拌均匀，即得低碳混凝土。将所述低碳混凝土浇筑在100mm×100mm×100mm模具中，放入温度为20±2℃、相对湿度大于95％的标准养护室养护1天。然后将得到的混凝土试块拆模，并分别自然养护至3天、7天、28天龄期。使用压力机测试不同龄期的低碳混凝土试块的抗压强度，结果如表1所示。
实施例2
1、一种调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法，包括如下的步骤：
(1)将维生素C与水按照0.01：1的质量比混合后充分搅拌，得到晶型调控剂溶液，备用。
(2)按照所述维生素C与42.5普通硅酸盐水泥的质量比为0.03：1 的比例，将所述水泥加入所述晶型调控剂溶液中搅拌均匀形成浆料，然后静置80min。完成后在所述浆料中边缓慢搅拌边以3L/min速率通CO2进行碳化24h，即得碳化混凝土浆料，备用。
2、一种低碳混凝土制备方法，包括如下的步骤：
(I)准备原料：本实施例制备的所述碳化混凝土浆料180重量份、42.5 普通硅酸盐水泥350重量份、粉煤灰142重量份、河沙410重量份、10～30mm 级配石子630重量份。
(II)将上述原料混合后搅拌均匀，即得低碳混凝土。将所述低碳混凝土浇筑在100mm×100mm×100mm模具中，放入温度为20±2℃、相对湿度大于95％的标准养护室养护1天。然后将得到的混凝土试块拆模，并分别自然养护至3天、7天、28天龄期。使用压力机测试不同龄期的低碳混凝土试块的抗压强度，结果如表1所示。
实施例3
1、一种调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法，包括如下的步骤：
(1)将黄岑素与水按照0.002：1的质量比混合后充分搅拌，得到晶型调控剂溶液，备用。
(2)按照所述黄岑素与42.5普通硅酸盐水泥的质量比为0.004：1的比例，将所述水泥加入所述晶型调控剂溶液中搅拌均匀形成浆料，然后静置60min。完成后在所述浆料中边缓慢搅拌边以15L/min速率通CO2进行碳化6h，即得碳化混凝土浆料，备用。
2、一种低碳混凝土制备方法，包括如下的步骤：
(I)准备原料：本实施例制备的所述碳化混凝土浆料75重量份、42.5 普通硅酸盐水泥300重量份、熟石灰60重量份、河沙352重量份、10～30mm 级配石子420重量份。
(II)将上述原料混合后搅拌均匀，即得低碳混凝土。将所述低碳混凝土浇筑在100mm×100mm×100mm模具中，放入温度为20±2℃、相对湿度大于95％的标准养护室养护1天。然后将得到的混凝土试块拆模，并分别自然养护至3天、7天、28天龄期。使用压力机测试不同龄期的低碳混凝土试块的抗压强度，结果如表1所示。
实施例4
1、一种调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法，包括如下的步骤：
(1)将晶型调控剂与水按照0.0005：1的质量比混合后充分搅拌，得到晶型调控剂溶液，备用。其中，所述晶型调控剂由单宁酸与双棓酸按照 2：1的质量比构成。
(2)按照所述晶型调控剂与混凝土含钙原料的质量比为0.001：1的比例，将所述混凝土含钙原料加入所述晶型调控剂溶液中搅拌均匀形成浆料，然后静置120min。其中，所述混凝土含钙原料由42.5普通硅酸盐水泥和熟石灰按照3：1的质量比构成。静置完成后在所述浆料中边缓慢搅拌边以10L/min速率通CO2进行碳化20min，即得碳化混凝土浆料，备用。
2、一种低碳混凝土制备方法，包括如下的步骤：
(I)准备原料：本实施例制备的所述碳化混凝土浆料310重量份、42.5 普通硅酸盐水泥460重量份、粉煤灰43重量份、再生混凝土细粉60重量份、河沙550重量份、10～30mm级配石子780重量份。
(II)将上述原料混合后搅拌均匀，即得低碳混凝土。将所述低碳混凝土浇筑在100mm×100mm×100mm模具中，放入温度为20±2℃、相对湿度大于95％的标准养护室养护1天。然后将得到的混凝土试块拆模，并分别自然养护至3天、7天、28天龄期。使用压力机测试不同龄期的低碳混凝土试块的抗压强度，结果如表1所示。
实施例5
1、一种调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法，包括如下的步骤：
(1)将晶型调控剂与水按照0.03：1的质量比混合后充分搅拌，得到晶型调控剂溶液，备用。其中，所述晶型调控剂由单宁酸、维生素A、维生素C按照1：1：1的质量比构成。
(2)按照所述晶型调控剂与混凝土含钙原料的质量比为0.03：1的比例，将所述混凝土含钙原料加入所述晶型调控剂溶液中搅拌均匀形成浆料，然后静置40min。其中，所述混凝土含钙原料由粒径120目的再生混凝土粉和电石渣按照2：1的质量比构成。静置完成后在所述浆料中边缓慢搅拌边以12L/min速率通CO2进行碳化40min，即得碳化混凝土浆料，备用。
2、一种低碳混凝土制备方法，包括如下的步骤：
(I)准备原料：本实施例制备的所述碳化混凝土浆料320重量份、42.5 普通硅酸盐水泥460重量份、熟石灰186重量份、再生混凝土细粉175重量份、河沙520重量份、10～30mm级配石子750重量份。
(II)将上述原料混合后搅拌均匀，即得低碳混凝土。将所述低碳混凝土浇筑在100mm×100mm×100mm模具中，放入温度为20±2℃、相对湿度大于95％的标准养护室养护1天。然后将得到的混凝土试块拆模，并分别自然养护至3天、7天、28天龄期。使用压力机测试不同龄期的低碳混凝土试块的抗压强度，结果如表1所示。
实施例6
1、一种调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法，包括如下的步骤：
(1)将晶型调控剂与水按照0.002：1的质量比混合后充分搅拌，得到晶型调控剂溶液，备用。其中，所述晶型调控剂由维生素B1、维生素E、维生素C按照2：2：1的质量比构成。
(2)按照所述晶型调控剂与混凝土含钙原料的质量比为0.02：1的比例，将所述混凝土含钙原料加入所述晶型调控剂溶液中搅拌均匀形成浆料，然后静置60min。其中，所述混凝土含钙原料由42.5普通硅酸盐水泥和粉煤灰按照3：1的质量比构成。静置完成后在所述浆料中边缓慢搅拌边以15L/min速率通CO2进行碳化50min，即得碳化混凝土浆料，备用。
2、一种低碳混凝土制备方法，包括如下的步骤：
(I)准备原料：本实施例制备的所述碳化混凝土浆料210重量份、42.5 普通硅酸盐水泥340重量份、电石渣60重量份、再生混凝土细粉80重量份、河沙400重量份、10～30mm级配石子670重量份、钢纤维15重量份。
(II)将上述原料混合后搅拌均匀，即得低碳混凝土。将所述低碳混凝土浇筑在100mm×100mm×100mm模具中，放入温度为20±2℃、相对湿度大于95％的标准养护室养护1天。然后将得到的混凝土试块拆模，并分别自然养护至3天、7天、28天龄期。使用压力机测试不同龄期的低碳混凝土试块的抗压强度，结果如表1所示。
实施例7
1、一种调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法，包括如下的步骤：
(1)将晶型调控剂与水按照0.003：1的质量比混合后充分搅拌，得到晶型调控剂溶液，备用。其中，所述晶型调控剂由陈皮素、花青素、维生素B1、维生素M按照2：2：1：1的质量比构成。
(2)按照所述晶型调控剂与混凝土含钙原料的质量比为0.01：1的比例，将所述混凝土含钙原料加入所述晶型调控剂溶液中搅拌均匀形成浆料，然后静置60min。其中，所述混凝土含钙原料由42.5普通硅酸盐水泥和电石渣按照4：1的质量比构成。静置完成后在所述浆料中边缓慢搅拌边以12L/min速率通CO2进行碳化90min，即得碳化混凝土浆料，备用。
2、一种低碳混凝土制备方法，包括如下的步骤：
(I)准备原料：本实施例制备的所述碳化混凝土浆料273重量份、42.5 普通硅酸盐水泥402重量份、电石渣186重量份、粉煤灰55重量份、河沙505重量份、10～30mm级配石子720重量份、玄武岩纤维73重量份。
(II)将上述原料混合后搅拌均匀，即得低碳混凝土。将所述低碳混凝土浇筑在100mm×100mm×100mm模具中，放入温度为20±2℃、相对湿度大于95％的标准养护室养护1天。然后将得到的混凝土试块拆模，并分别自然养护至3天、7天、28天龄期。使用压力机测试不同龄期的低碳混凝土试块的抗压强度，结果如表1所示。
实施例8
一种低碳混凝土制备方法，其步骤同实施例1，区别在于：碳化混凝土浆料采用如下所示的方法制备：将42.5普通硅酸盐水泥与水按照1：0.2 的质量比混合后搅拌均匀形成浆料，然后静置120min。完成后在所述浆料中边缓慢搅拌边以10L/min速率通CO2进行碳化20min，即得碳化混凝土浆料。
实施例9
一种低碳混凝土制备方法，其步骤同实施例2，区别在于：碳化混凝土浆料采用如下所示的方法制备：(1)将木糖醇与水按照0.01：1的质量比混合后充分搅拌，得到晶型调控剂溶液，备用。
(2)按照所述木糖醇与42.5普通硅酸盐水泥的质量比为0.03：1的比例，将所述水泥加入所述晶型调控剂溶液中搅拌均匀形成浆料，然后静置80min。完成后在所述浆料中边缓慢搅拌边以3L/min速率通CO2进行碳化24h，即得碳化混凝土浆料，备用。
实施例10
一种低碳混凝土制备方法，其步骤同实施例3，区别在于：碳化混凝土浆料采用如下所示的方法制备：(1)将山梨糖醇与水按照0.002：1的质量比混合后充分搅拌，得到晶型调控剂溶液，备用。
(2)按照所述山梨糖醇与42.5普通硅酸盐水泥的质量比为0.004：1 的比例，将所述水泥加入所述晶型调控剂溶液中搅拌均匀形成浆料，然后静置60min。完成后在所述浆料中边缓慢搅拌边以15L/min速率通CO2进行碳化6h，即得碳化混凝土浆料，备用。
性能测试和结构表征
1、对上述实施例1～10制备的碳化混凝土浆料进行烘干处理后将得到的碳化混凝土粉末在FlexSEM1000扫描电镜下观察，结果分别如说明书附图1～10所示。从图1～7可以看出，其中出现了很多球形颗粒，属于典型的球霰石型碳酸钙形貌，同时还形成了一定量的文石型碳酸钙，但较少发现有棱形的方解石型颗粒，这充分说明了各实施例采用的晶型调控剂对碳化产物——碳酸钙的晶型起到了很好的调控作用，促使了活性炭酸钙(球霰石型、文石型)的形成，且使得这一不稳定晶型变得稳定，最终留存在了碳化混凝土中。同时，从图中可以看出这些球形的碳化产物具有良好的分散性。而从图8～10可以看出，碳化产物中出现很多棱形小颗粒，这是典型的方解石型碳酸钙的形貌，而且未见球形的球霰石型碳酸钙。这说明实施例8～10未能成功调控其制备的碳化混凝土中碳化产物的形貌，最终使碳化产物以稳定的低活性的方解石型碳酸钙的形式存在。
2、使用压力机对上述各实施例养护至不同龄期(3天、7天、28天) 的低碳混凝土试块的抗压强度测试结果如表1所示。可以看出，实施例1～7 制备的低碳混凝土的抗压强度明显高于实施例8～10，这种强度增长现象主要是由于调晶型调控剂对碳化产物——碳酸钙的晶型起到了很好的调控作用，促使了活性碳酸钙最终留存在了碳化混凝土中，这种高活性的碳酸钙与低碳混凝土中的水泥混合后两者会产生杂化胶结作用，从而对混凝土强度的提升起到显著的促进作用。
表1
3、CO2吸收率测试：定义所述碳化混凝土浆料碳化过程中的质量增长率为CO2吸收率，因此，测试所述碳化混凝土浆料碳化前后的质量并计算差值，即为所述CO2吸收率。上述各实施例的CO2吸收率测试结果如表 2所示。可以看出，实施例1～7的CO2吸收率明显高于实施例8～10，这是由于实施例1～7制备碳化混凝土时采用的晶型调控剂富含苯羟基、烯醇式羟基，其易失电子呈现负电性，具有良好的离子螯合能力和抗氧化能力，再加上这类晶型调控剂的分子链相对较长。在采用所述晶型调控剂的溶液对含钙原料浸泡过程中，可捕捉溶解出的Ca2+形成络合物，从而降低溶液中的 Ca2+浓度，进而促使含钙原料继续溶出释Ca2+离子，从而可以不断地吸收 CO2，提高对CO2吸收率，促进了碳化效率。
表2
| 实施例序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| CO<sub>2</sub>吸收率/％ | 3.45 | 3.11 | 2.97 | 3.29 | 3.04 | 3.28 | 3.01 | 1.51 | 1.26 | 1.53 |
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.含有苯羟基的多酚类物质、含有烯醇式羟基的维生素类物质中的至少一种作为晶型调控剂在碳化混凝土的碳化产物晶型调控中的应用。
2.一种调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法，其特征在于，包括如下步骤：用晶型调控剂的溶液对混凝土含钙原料浸泡后通入二氧化碳进行碳化处理，完成后即得碳化混凝土浆料；所述晶型调控剂包括含有苯羟基的多酚类物质、含有烯醇式羟基的维生素类物质中的至少一种。
3.一种调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将所述晶型调控剂的溶液与混凝土含钙原料混合形成浆料并静置；所述晶型调控剂的溶液是由晶型调控剂溶于水后形成的溶液，所述晶型调控剂包括含有苯羟基的多酚类物质、含有烯醇式羟基的维生素类物质中的至少一种；
(2)在所述静置完成后的浆料中通入含有二氧化碳的气体对所述混凝土含钙原料进行碳化处理，完成后即可实现所述碳化产物晶型的调控，即得碳化混凝土浆料。
4.根据权利要求3所述的调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述晶型调控剂与水的质量比为0.0005：1～0.03：1。
5.根据权利要求3所述的调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述晶型调控剂与混凝土含钙原料的质量比为0.001：1～0.03：1。
6.根据权利要求3所述的调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混凝土含钙原料包括：水泥、熟石灰、粉煤灰、再生混凝土粉、电石渣中的至少一种；
优选地，步骤(1)中，所述含有苯羟基的多酚类物质包括：单宁酸、多巴胺、棓酸、双棓酸、鞣花酸、黄岑素、黄芩苷、槲皮素、芦丁、陈皮素、甘草苷、水飞蓟素、大豆素、儿茶素、银杏素、花青素、姜黄素、葡萄籽提取物、茶叶提取物、咖啡提取物中的至少一种；
优选地，步骤(1)中，所述含有烯醇式羟基的维生素类物质包括：维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素P、维生素B4、维生素B5、维生素B6、维生素B9、维生素B12、维生素C、维生素D、维生素E、维生素K、维生素M、维生素T、维生素U、维生素V中的至少一种。
7.根据权利要求3-6任一项所述的调控碳化产物晶型的碳化混凝土制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述浸泡的时间为1～120min，优选为40min以上；
优选地，步骤(2)中，所述二氧化碳的通入速率为3～15L/m3，且二氧化碳的通入时间为1min～24h，优选为20min以上；
优选地，所述含有二氧化碳的气体为含有二氧化碳的工业废气。
8.一种低碳混凝土，其特征在于，包括组分：权利要求2-7任一项所述的方法制备所述碳化混凝土浆料75～320重量份、水泥300～460重量份、细骨料352～561重量份、粗骨料420～810重量份。
9.根据权利要求8所述的低碳混凝土，其特征在于，还包括：熟石灰60～186重量份、粉煤灰43～142重量份、再生混凝土细粉60～175重量份、电石渣60～186重量份中的至少一种。
10.根据权利要求8或9所述的低碳混凝土，其特征在于，所述低碳混凝中还包括纤维15～73重量份；优选地，所述纤维包括聚丙烯纤维、玄武岩纤维、碳纤维、钢纤维中的至少一种；
或者，所述低碳混凝中还包括混凝土外加剂5～62重量份；优选地，所述混凝土外加剂包括减水剂5～30重量份、增稠剂0～12重量份、早强剂0～20重量份的至少一种。
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| CN115849801A (zh) * | 2022-11-17 | 2023-03-28 | 安徽理工大学 | 一种槲皮素复合多元早强剂型矿用封孔材料 |
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|---|---|
| CN115340332B (zh) | 2023-11-10 |
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