CN116969717B - 一种固碳型复合多孔人工骨料 - Google Patents
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Abstract
一种固碳型复合多孔人工骨料及其制备方法，其中一种固碳型复合多孔人工骨料的配合比，按照重量份计，所述复合固碳多孔人工骨料的原料包括以下组分：沸石30‑90份、偏高岭土36‑108份、粉煤灰10‑30份、碱活化剂20‑60份、发泡剂2.5‑15.63份、泡沫稳定剂1.5‑4.5份。本发明能够解决混凝土传统固碳方式导致的碳化问题，显著提高固碳效率，具有较高的产品强度，可广泛用于混凝土的天然骨料替代，减少天然骨料的开采，保护环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种固碳人工骨料，尤其是一种固碳型复合多孔人工骨料，属于建筑材料技术领域。
背景技术
建材行业为响应国家“碳中和、碳达峰”的号召，努力推进固碳型建材的发展。目前，已报道文献主要利用混凝土水泥基体的水化产物(如Ca (OH)2与CSH)与CO2的化学反应进行吸碳固碳，例如采用CO2气体养护混凝土，或将CO2气体注入混凝土，可以将CO2封存在混凝土中。
但是，现有技术中采用混凝土的水泥基体吸碳固碳，会导致混凝土碳化，其中的钢筋会因为丧失碱性环境而发生锈蚀，给混凝土结构安全带来危险。这也限制了现有这种混凝土固碳技术的推广和发展。
发明内容
为了克服相关技术的上述不足，本发明提供一种固碳型复合多孔人工骨料，能够显著提高固碳效率，具有较高的产品强度，可广泛用于混凝土的天然骨料替代，减少天然骨料的开采，保护环境。
本发明解决其技术问题采用的一种技术方案是：
一种固碳型复合多孔人工骨料，按照重量份计，所述复合固碳多孔人工骨料的原料包括以下组分：
沸石30-90份、偏高岭土36-108份、粉煤灰10-30份、碱活化剂20-60份、发泡剂2.5-15.63份、泡沫稳定剂1.5-4.5份。
作为本发明的进一步改进，所述固碳型复合多孔人工骨料包括以下重量份的原料组分：
沸石30份、偏高岭土36份、粉煤灰10份、碱活化剂20份、发泡剂2.5份、泡沫稳定剂1.5份。
作为本发明的进一步改进，所述沸石包括13X沸石、4A沸石和斜沸石中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述泡沫稳定剂为硬脂酸钙。
作为本发明的进一步改进，所述碱活化剂为氢氧化钠和水玻璃的混合物。
作为本发明的进一步改进，所述发泡剂为次氯酸钠。
本发明解决其技术问题采用的另一种技术方案是：
一种固碳型复合多孔人工骨料的制备方法，包括：
S10、制备碱活化剂；
S20、按重量份计，将沸石30-90份、偏高岭土36-108份、粉煤灰10-30份、碱活化剂20-60份、发泡剂2.5-15.63份、泡沫稳定剂1.5-4.5份进行混合，得到混合粉料；
S30、将所述混合粉料投入圆盘造粒机中进行造粒，得到人工骨料生胚；
S40、将所述人工骨料生胚置于密闭的CO2环境中养护，得到复合多孔人工骨料。
作为本发明的进一步改进，所述S10、制备碱活化剂，具体包括：将氢氧化钠加入到水玻璃中，搅拌5 min，混合均匀，静置24h冷却至室温，得到模数为1的水玻璃。
作为本发明的进一步改进，所述S20、按重量份计，将沸石30-90份、偏高岭土36-108份、粉煤灰10-30份、碱活化剂20-60份、发泡剂2.5-15.63份、泡沫稳定剂1.5-4.5份进行混合，得到混合粉料；具体包括：
S21、按照上述重量份计，先称取偏高岭土、粉煤灰和沸石在烧杯中均匀混合；
S22、按照上述重量份计，继续往烧杯内缓慢加入碱活化剂，搅拌2 min；S23、按照上述重量份计，再将泡沫稳定剂倒入烧杯中，搅拌2 min；
S24、按照上述重量份计，最后加入发泡剂，搅拌3min；至此得到所述混合粉料。
作为本发明的进一步改进，所述S30、将所述混合粉料投入圆盘造粒机中进行造粒，得到人工骨料生胚，具体包括：
S31、先将大部分的所述混合粉料投入圆盘造粒机中成球10 min，得到粒径为3-15mm的湿润球状骨料；
S32、再加入剩余的混合粉料继续进行造粒，直至骨料表面呈干燥状态，得到所述人工骨料生胚。
相比相关技术，本发明的一种固碳型复合多孔人工骨料及其制备方法，均借助一致的技术方案，能够至少具备下列技术优势：
本发明主要利用偏高岭土、粉煤灰和碱活化剂制备人工骨料，并且搭配使用了骨料，同时还加入发泡剂、泡沫稳定剂且优化了配比，实现了二氧化碳吸附能力的大大提高，而且能够保持产品具有强度高，可广泛用于混凝土的天然骨料替代，同时又不会引发混凝土的碳化问题，具有推广及应用前景，还对减少天然骨料的开采、保护环境，以及二氧化碳封存、碳达峰和碳中和均具有重要意义。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明多个具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种固碳型复合多孔人工骨料的配合比，按照重量份计，所述复合固碳多孔人工骨料的原料包括以下组分：
沸石30-90份、偏高岭土36-108份、粉煤灰10-30份、碱活化剂20-60份、发泡剂2.5-15.63份、泡沫稳定剂1.5-4.5份。
采用本发明的固碳型复合多孔人工骨料，来代替非混凝土中的水泥基体进行固碳，可以避免现有技术中混凝土的碳化问题，广泛适用于现有的钢筋混凝土工程。同时，本发明的固碳型复合多孔人工骨料在配比上，采用强碱性的地质聚合物复合沸石材料，比传统水泥基材料固碳能力大大提升，固碳高性能大幅提高。
在本发明进一步的优选改进中，所述固碳型复合多孔人工骨料包括以下重量份的原料组分：
沸石30份、偏高岭土36份、粉煤灰10份、碱活化剂20份、发泡剂2.5份、泡沫稳定剂1.5份。
上述原料组分为最佳配比，是四因素三水平正交实验得到的。其确定方法是通过探索性试验研究粉煤灰的添加量、碱活化剂的添加量、发泡剂的添加量、泡沫稳定剂的添加量四种因素对多孔骨料的抗压强度和二氧化碳吸附能力的影响。探索性实验得到了以下结果：
（1）当粉煤灰加入量超过30%时，样品结构致密，孔隙结构不全；加入时地聚合物反应不完全；
（2）当发泡剂的加入量超过3%时，材料的发泡率过高导致强度过低；
（3）当发泡剂的加入量超过1.5%时，发泡量的增加会导致抗压强度的降低。
基于上述结果，确定正交试验中各因素的水平，选择的三个等级为：粉煤灰添加量15%、20%、25%；碱活化剂添加量10%、15%、20%；发泡剂添加量1.5%、2%、2.5%；泡沫稳定剂添加量0.5%、1%、1.5%。
根据设计的正交试验方案优化原料比例后，确定了最佳比例，即粉煤灰10%、碱活化剂20%、发泡剂2.5%和泡沫稳定剂1.5%。
在本发明的进一步改进设计中，所述沸石包括13X沸石、4A沸石和斜沸石中的至少一种。
在本发明的进一步改进设计中，所述泡沫稳定剂为硬脂酸钙。
在本发明的进一步改进设计中，所述碱活化剂为氢氧化钠和水玻璃的混合物。
在本发明的进一步改进设计中，所述发泡剂为次氯酸钠。
本发明还提供了一种固碳型复合多孔人工骨料的制备方法，包括：
S10、制备碱活化剂；
S20、按重量份计，将沸石30-90份、偏高岭土36-108份、粉煤灰10-30份、碱活化剂20-60份、发泡剂2.5-15.63份、泡沫稳定剂1.5-4.5份进行混合，得到混合粉料；
S30、将所述混合粉料投入圆盘造粒机中进行造粒，得到人工骨料生胚；
S40、将所述人工骨料生胚置于密闭的CO2环境中养护，得到复合多孔人工骨料。
在本发明的进一步改进设计中，所述S10、制备碱活化剂，具体包括：将氢氧化钠加入到水玻璃中，搅拌5 min，混合均匀，静置24h冷却至室温，得到模数为1的水玻璃。
在本发明的进一步改进设计中，所述S20、按重量份计，将沸石30-90份、偏高岭土36-108份、粉煤灰10-30份、碱活化剂20-60份、发泡剂2.5-15.63份、泡沫稳定剂1.5-4.5份进行混合，得到混合粉料；具体包括：
S21、按照上述重量份计，先称取偏高岭土、粉煤灰和沸石在烧杯中均匀混合；
S22、按照上述重量份计，继续往烧杯内缓慢加入碱活化剂，搅拌2 min；S23、按照上述重量份计，再将泡沫稳定剂倒入烧杯中，搅拌2 min；
S24、按照上述重量份计，最后加入发泡剂，搅拌3min；至此得到所述混合粉料。
在本发明的进一步改进设计中，所述S30、将所述混合粉料投入圆盘造粒机中进行造粒，得到人工骨料生胚，具体包括：
S31、先将大部分的所述混合粉料投入圆盘造粒机中成球10 min，得到粒径为3-15mm的湿润球状骨料；
S32、再加入剩余的混合粉料继续进行造粒，直至骨料表面呈干燥状态，得到所述人工骨料生胚。
作为本发明的一种具体实施方式，一种固碳型复合多孔人工骨料的制备方法的完整步骤是：
将一定数量的偏高岭土和粉煤灰以一定的质量比称重，并在烧杯中均匀混合；缓慢定量加入碱活化剂和水，搅拌2min；混合均匀后，将泡沫稳定剂倒入烧杯中，搅拌2min；加入发泡剂，混合物表面张力降低，在内部产生大量均匀稳定的泡沫，反应过程为3min；将混合均匀的粉料放入圆锅造粒机中开始造粒，粉料逐渐成球，随着球与球之间表面的摩擦力增加，小球逐渐滚成大球，加料完成时骨料表面呈湿润状态，骨料的粒径达到约为3-15mm、成球时间约为10 min，继续加入剩余粉料直到骨料表面呈干燥状态，则造粒结束，然后将制备好的骨料置于密闭的CO2环境中养护，得到偏高岭土-粉煤灰人工骨料。
本发明的一种固碳型复合多孔人工骨料及其制备方法，创新性地从偏高岭土、粉煤灰中制备了固碳型复合多孔人工骨料。在最佳材料比值的基础上，加入了沸石，依然能够保持较高的抗压强度。由于沸石的微孔与地聚合物基质的中孔和大孔结合，扩大了产品的特殊表面积和孔体积，因此显著提高了二氧化碳的吸附性能。同时，本发明的固碳型复合多孔人工骨料可用于混凝土的天然骨料替代，对减少天然骨料的开采、保护环境，以及二氧化碳封存、碳达峰和碳中和具有重要意义。
实施例1
一种固碳型复合多孔人工骨料，包括以下重量份的组分：13X沸石45份、偏高岭土54份、粉煤灰15份、碱活化剂30份、发泡剂3.75份、泡沫稳定剂2.25份。
一种固碳型复合多孔人工骨料的制备方法，通过下述过程制备而成的：
1）制备碱活化剂。将氢氧化钠加入到水玻璃中，搅拌5 min，混合均匀，静置24h冷却至室温，得到模数为1的水玻璃。
2）制备复合多孔人工骨料。称取偏高岭土、粉煤灰和13X沸石在烧杯中均匀混合；缓慢定量加入碱活化剂和水，搅拌2 min；将泡沫稳定剂倒入烧杯中，搅拌2 min；加入发泡剂，搅拌3min；将混合均匀的粉料放入圆锅造粒机中开始造粒，粉料逐渐成球，随着球与球之间表面的摩擦力增加，小球逐渐滚成大球，加料完成时骨料表面呈湿润状态，骨料的粒径达到约3-15mm、成球时间约为10 min，继续加入剩余粉料直到骨料表面呈干燥状态，则造粒结束，然后将制备好的骨料置于密闭的CO2环境中养护，得到固碳型复合多孔人工骨料。
实施例2
一种固碳型复合多孔人工骨料，包括以下重量份的组分：13X沸石30份、偏高岭土36份、粉煤灰10份、碱活化剂20份、发泡剂2.5份、泡沫稳定剂1.5份。通过下述方法制备而成的：
一种固碳型复合多孔人工骨料的制备方法，通过下述过程制备而成的：
1）制备碱活化剂。将氢氧化钠加入到水玻璃中，搅拌5 min，混合均匀，静置24h冷却至室温，得到模数为1的水玻璃。
2）制备复合多孔人工骨料。称取偏高岭土、粉煤灰和13X沸石在烧杯中均匀混合；缓慢定量加入碱活化剂和水，搅拌2 min；将泡沫稳定剂倒入烧杯中，搅拌2 min；加入发泡剂，搅拌3min；将混合均匀的粉料放入圆锅造粒机中开始造粒，粉料逐渐成球，随着球与球之间表面的摩擦力增加，小球逐渐滚成大球，加料完成时骨料表面呈湿润状态，骨料的粒径达到约为3-15mm、成球时间约为10 min，继续加入剩余粉料直到骨料表面呈干燥状态，则造粒结束，然后将制备好的骨料置于密闭的CO2环境中养护，得到固碳型沸石复合多孔人工骨料。
实施例3
一种固碳型复合多孔人工骨料，包括以下重量份的组分：13X沸石60份、偏高岭土72份、粉煤灰20份、碱活化剂40份、发泡剂5份、泡沫稳定剂3份。
一种固碳型复合多孔人工骨料的制备方法，通过下述过程制备而成的：
1）制备碱活化剂。将氢氧化钠加入到水玻璃中，搅拌5 min，混合均匀，静置24h冷却至室温，得到模数为1的水玻璃。
2）制备复合多孔人工骨料。称取偏高岭土、粉煤灰和13X沸石在烧杯中均匀混合；缓慢定量加入碱活化剂和水，搅拌2 min；将泡沫稳定剂倒入烧杯中，搅拌2 min；加入发泡剂，搅拌3min；将混合均匀的粉料放入圆锅造粒机中开始造粒，粉料逐渐成球，随着球与球之间表面的摩擦力增加，小球逐渐滚成大球，加料完成时骨料表面呈湿润状态，骨料的粒径达到约3-15mm、成球时间约为10 min，继续加入剩余粉料直到骨料表面呈干燥状态，则造粒结束，然后将制备好的骨料置于密闭的CO2环境中养护，得到复合多孔人工骨料。
实施例4
一种固碳型复合多孔人工骨料，包括以下重量份的组分：13X沸石75份、偏高岭土90份、粉煤灰25份、碱活化剂50份、发泡剂15.63份、泡沫稳定剂3.75份。通过下述方法制备而成的：
一种固碳型复合多孔人工骨料的制备方法，通过下述过程制备而成的：
1）制备碱活化剂。将氢氧化钠加入到水玻璃中，搅拌5 min，混合均匀，静置24h冷却至室温，得到模数为1的水玻璃。
2）制备复合多孔人工骨料。称取偏高岭土、粉煤灰和13X沸石在烧杯中均匀混合；缓慢定量加入碱活化剂和水，搅拌2 min；将泡沫稳定剂倒入烧杯中，搅拌2 min；加入发泡剂，搅拌3min；将混合均匀的粉料放入圆锅造粒机中开始造粒，粉料逐渐成球，随着球与球之间表面的摩擦力增加，小球逐渐滚成大球，加料完成时骨料表面呈湿润状态，骨料的粒径达到约为3-15mm、成球时间约为10 min，继续加入剩余粉料直到骨料表面呈干燥状态，则造粒结束，然后将制备好的骨料置于密闭的CO2环境中养护，得到沸石复合多孔人工骨料。
实施例5
一种固碳型复合多孔人工骨料，包括以下重量份的组分：13X沸石90份、偏高岭土108份、粉煤灰30份、碱活化剂60份、发泡剂7.5份、泡沫稳定剂4.5份。通过下述方法制备而成的：
一种固碳型复合多孔人工骨料的制备方法，通过下述过程制备而成的：
1）制备碱活化剂。将氢氧化钠加入到水玻璃中，搅拌5 min，混合均匀，静置24h冷却至室温，得到模数为1的水玻璃。
2）制备复合多孔人工骨料。称取偏高岭土、粉煤灰和13X沸石在烧杯中均匀混合；缓慢定量加入碱活化剂和水，搅拌2 min；将泡沫稳定剂倒入烧杯中，搅拌2 min；加入发泡剂，搅拌3min；将混合均匀的粉料放入圆锅造粒机中开始造粒，粉料逐渐成球，随着球与球之间表面的摩擦力增加，小球逐渐滚成大球，加料完成时骨料表面呈湿润状态，骨料的粒径达到约为3-15mm、成球时间约为10 min，继续加入剩余粉料直到骨料表面呈干燥状态，则造粒结束，然后将制备好的骨料置于密闭的CO2环境中养护，得到沸石复合多孔人工骨料。
上述五个实施例1-5制备的固碳型复合多孔人工骨料，经测试抗压强度均可达到297.642N，二氧化碳吸附能力可达到2.86 mmol/g，证明了产品具有强度高和二氧化碳吸附量大的特点，因此，可用于混凝土的天然骨料替代，对减少天然骨料的开采、保护环境，以及二氧化碳封存、碳达峰和碳中和具有重要意义。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种固碳型复合多孔人工骨料，其特征在于，按照重量份计，所述复合固碳多孔人工骨料的原料包括以下组分：
沸石30-90份、偏高岭土36-108份、粉煤灰10-30份、碱活化剂20-60份、发泡剂2.5-15.63份、泡沫稳定剂1.5-4.5份；
所述复合固碳多孔人工骨料按照以下步骤制取：
S10、制备碱活化剂：将氢氧化钠加入到水玻璃中，搅拌5 min，混合均匀，静置24h冷却至室温，得到模数为1的水玻璃；
S20、按重量份计，将沸石30-90份、偏高岭土36-108份、粉煤灰10-30份、碱活化剂20-60份、发泡剂2.5-15.63份、泡沫稳定剂1.5-4.5份进行混合，得到混合粉料；又具体包括：
S21、按照上述重量份计，先称取偏高岭土、粉煤灰和沸石在烧杯中均匀混合；
S22、按照上述重量份计，继续往烧杯内缓慢加入碱活化剂，搅拌2 min；S23、按照上述重量份计，再将泡沫稳定剂倒入烧杯中，搅拌2 min；
S24、按照上述重量份计，最后加入发泡剂，搅拌3min；至此得到所述混合粉料；
S30、将所述混合粉料投入圆盘造粒机中进行造粒，得到人工骨料生胚；又具体包括：
S31、先将大部分的所述混合粉料投入圆盘造粒机中成球10 min，得到粒径为3-15mm的湿润球状骨料；
S32、再加入剩余的混合粉料继续进行造粒，直至骨料表面呈干燥状态，得到所述人工骨料生胚；
S40、将所述人工骨料生胚置于密闭的CO2环境中养护，得到复合多孔人工骨料。
2.根据权利要求1所述的一种固碳型复合多孔人工骨料，其特征在于，所述固碳型复合多孔人工骨料包括以下重量份的原料组分：
沸石30份、偏高岭土36份、粉煤灰10份、碱活化剂20份、发泡剂2.5份、泡沫稳定剂1.5份。
3.根据权利要求1或2所述的一种固碳型复合多孔人工骨料，其特征在于，所述沸石包括13X沸石、4A沸石和斜沸石中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的一种固碳型复合多孔人工骨料，其特征在于，所述泡沫稳定剂为硬脂酸钙。
5.根据权利要求1或2所述的一种固碳型复合多孔人工骨料，其特征在于，所述碱活化剂为氢氧化钠和水玻璃的混合物。
6.根据权利要求1或2所述的一种固碳型复合多孔人工骨料，其特征在于，所述发泡剂为次氯酸钠。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007008749A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Takenaka Komuten Co Ltd | 二酸化炭素固定化成型体形成用コンクリート組成物、該組成物からなる二酸化炭素固定化成型体、及び、その製造方法 |
| CN108285317A (zh) * | 2018-02-14 | 2018-07-17 | 重庆恩光科技有限公司 | 具有二氧化碳吸附功能的环保型隔墙砖 |
| CN111499238A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-08-07 | 湘潭大学 | 一种沸石地聚物胶凝材料的制备方法 |
| CN112979192A (zh) * | 2021-02-19 | 2021-06-18 | 建华建材（中国）有限公司 | 一种轻质骨料的制备方法 |
| CN113683370A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-11-23 | 深圳市京基混凝土有限公司 | 一种抗压抗碳化再生混凝土及其制备方法 |
| CN114538850A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-05-27 | 南京工业大学 | 一种基于生物炭内碳化的固废基轻骨料及其制备方法 |
| CN114804668A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-07-29 | 山东汉博昱洲新材料有限公司 | 一种用于生产再生骨料的活化固碳材料的制备方法 |
| CN114835440A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-08-02 | 一天蓝(山东)新材料科技有限责任公司 | 固碳矿渣泡沫混凝土墙体材料及其制备方法 |
| CN116283089A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-06-23 | 湖北工业大学 | 一种商混站固碳强化再生骨料的制备方法 |
| CN116409971A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-07-11 | 深圳大学 | 一种主动固碳混凝土及其制备方法 |
| CN116621529A (zh) * | 2023-05-18 | 2023-08-22 | 武汉理工大学 | 一种碳化泡沫混凝土及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11508490B2 (en) * | 2020-03-11 | 2022-11-22 | Henry Crichlow | Managing volatiles in nuclear waste vitrification |
-
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Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007008749A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Takenaka Komuten Co Ltd | 二酸化炭素固定化成型体形成用コンクリート組成物、該組成物からなる二酸化炭素固定化成型体、及び、その製造方法 |
| CN108285317A (zh) * | 2018-02-14 | 2018-07-17 | 重庆恩光科技有限公司 | 具有二氧化碳吸附功能的环保型隔墙砖 |
| CN111499238A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-08-07 | 湘潭大学 | 一种沸石地聚物胶凝材料的制备方法 |
| CN112979192A (zh) * | 2021-02-19 | 2021-06-18 | 建华建材（中国）有限公司 | 一种轻质骨料的制备方法 |
| CN113683370A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-11-23 | 深圳市京基混凝土有限公司 | 一种抗压抗碳化再生混凝土及其制备方法 |
| CN114538850A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-05-27 | 南京工业大学 | 一种基于生物炭内碳化的固废基轻骨料及其制备方法 |
| CN114835440A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-08-02 | 一天蓝(山东)新材料科技有限责任公司 | 固碳矿渣泡沫混凝土墙体材料及其制备方法 |
| CN114804668A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-07-29 | 山东汉博昱洲新材料有限公司 | 一种用于生产再生骨料的活化固碳材料的制备方法 |
| CN116283089A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-06-23 | 湖北工业大学 | 一种商混站固碳强化再生骨料的制备方法 |
| CN116409971A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-07-11 | 深圳大学 | 一种主动固碳混凝土及其制备方法 |
| CN116621529A (zh) * | 2023-05-18 | 2023-08-22 | 武汉理工大学 | 一种碳化泡沫混凝土及其制备方法和应用 |
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