CN117401913A - 适于碳化养护的高强低钙水泥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水泥材料技术领域，尤其是涉及一种适于碳化养护的高强低钙水泥及其制备方法，通过利用高硅铁尾矿粉和石灰石作为生料煅烧制备低钙熟料，再通过碳化增强材料的协同碳化及调控作用，提高低钙水泥碳化程度，快速生成适当比例的方解石、纤维状文石及高聚合硅胶，协调碳化产物间内应力发展的同时细化水泥石浆体微结构，进而提高低钙水泥的力学性能，本发明高强低钙水泥不仅在熟料煅烧过程中放出较少的二氧化碳，还在碳化硬化的过程中实现二氧化碳的矿化封存。
Description
技术领域
本发明涉及水泥材料技术领域，尤其是涉及一种适于碳化养护的高强低钙水泥及其制备方法。
背景技术
使用低钙水泥是二氧化碳封存的有效途径，不仅可以在碳酸盐煅烧阶段通过减少碳酸盐的消耗量来降低碳排，还可以在制品生产阶段通过水泥的碳化硬化进一步封存二氧化碳，在得到性能优异制品的同时实现二氧化碳减排与封存，是实现双碳目标的有力途径，具有较大的应用潜力。
铜尾矿具有排放高、储量大的特点，造成严重的环境污染与资源浪费。
用铜尾矿煅烧水泥熟料是铜尾矿消纳的常见途径。
研究表明，在同率值下铜尾矿具有一定的矿化作用，使熟料具有较好的易烧性，此外铜尾矿中的金属离子可以进入目标硅酸盐矿物的晶格中，提高硅酸盐矿物活性，进而提水泥力学性能。
可见，利用铜尾矿制备水泥熟料，不仅有利于铜尾矿消解，也利于水泥性能的发展。
低钙水泥的主要成分为γ-硅酸二钙、二硅酸三钙和硅酸一钙，具有低水化活性，高碳化活性的特点。
碳化过程是一个二氧化碳从外向内渗透的过程，随着碳化反应的进行，硅酸盐矿物逐步生成碳酸钙与硅胶，反应伴随有一定的体积膨胀。
在碳化过程中，随着浆体结构逐渐致密，二氧化碳扩散通道逐渐变小，其扩散速率下降。
内外碳化程度的差别使得固碳水泥制品内外应力不均匀引起开裂，进而影响到固碳水泥力学性能，影响固碳水泥制品服役。
低钙水泥自身具有较好的力学性能，但是二氧化碳扩散不均匀使得内外碳化程度差异大，进而使浆体产生微裂纹造成力学性能发展受限甚至倒缩。
因此，急需开发一种提高低钙水泥力学性能的方法，满足市场需要。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种适于碳化养护的高强低钙水泥及其制备方法，通过利用高硅铁尾矿粉和石灰石作为生料煅烧制备低钙熟料，再通过碳化增强材料的协同碳化及调控作用，提高低钙水泥碳化程度，快速生成适当比例的方解石、纤维状文石及高聚合硅胶，协调碳化产物间内应力发展的同时细化水泥石浆体微结构，进而提高低钙水泥的力学性能，本发明高强低钙水泥不仅在熟料煅烧过程中放出较少的二氧化碳，还在碳化硬化的过程中实现二氧化碳的矿化封存，具有显著的经济和环境效益。
具体的，本发明适于碳化养护的高强低钙水泥的制备方法，包括如下步骤：
1）按重量份称取高硅铜尾矿粉30-50份，石灰石粉50-70份，混合均匀，得生料，
2）将生料在1150-1250℃条件下煅烧1.5-2.5h，得熟料，添加助磨剂进行粉磨，得低钙熟料微粉，
3）用硅烷偶联剂对中空聚丙烯纤维进行浸渍后烘干，然后置于二氧化碳浓度大于95%的碳化箱中吸收二氧化碳至饱和吸附量，得改性纤维，
4）按重量份称取矿粉3-5份，硅灰2-5份，氢氧化钙1-3份，氢氧化镁0.5-2份，纳米碳酸钙0.5-1份，改性纤维1-3份，混合均匀，得碳化增强材料，
5）按重量份称取低钙熟料微粉80-85份，碳化增强材料15-20份，混合均匀，即得。
优选的，步骤1）高硅铜尾矿粉中SiO2含量＞69%。
优选的，步骤2）助磨剂为三乙醇胺、二乙醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丙三醇、六偏磷酸钠和三聚磷酸钠中的至少一种。
优选的，步骤2）助磨剂掺量为生料质量的0.02-0.04%。
优选的，步骤2）粉磨时间为10-30min。
优选的，步骤2）低钙熟料微粉比表面积为400-500m2/kg。
优选的，步骤3）吸收二氧化碳时间为1.5-3h。
优选的，步骤4）矿粉为S95级、S105级的至少一种。
优选的，步骤4）氢氧化钙比表面积为500-600m2/kg，氢氧化镁比表面积为400-450m2/kg。
本发明还涉及适于碳化养护的高强低钙水泥，具体的，由上述制备方法制备得到。
本发明具有以下技术优势：
1.本发明低钙水泥熟料是由石灰石与铜尾矿烧结而成，铜尾矿中的金属离子具有矿化作用，在同钙硅比下可以降低熟料的烧成温度，提高熟料的易烧性，并且，铜尾矿中金属离子在熟料煅烧过程中可以取代Ca2+进入晶格内部，在矿物中引入缺陷，提高低钙水泥熟料活性；
2.本发明低钙水泥熟料的主要成分为γ-硅酸二钙、二硅酸三钙和硅酸一钙，这三种矿物具有水化活性低，碳化活性高的特点，在粉磨过程中，在熟料中加入助磨剂，在粉磨的过程中提高熟料表面能，对熟料进行研磨激活，进一步提高低钙碳化熟料的碳化活性；
3.本发明碳化增强材料添加的硅灰含有活性SiO2，在碳化过程中可以增加高聚合硅胶的含量，增加碳化基体粘接力，从而提高硬化浆体强度；氢氧化钙快速溶解提高了超早期Ca2+浓度，同时可以弥补碳化过程中pH较低的缺陷，同时其所提供的碱性环境也可以促进硅灰中活性SiO2碳化，生成高聚合硅胶，氢氧化镁兼具了氢氧化物碱性的特征，同时在基体中引入Mg2+，促进纤维状文石型碳酸钙的生成，可以提高硬化浆体的韧性，此外，矿粉和硅灰的比表面积较大，会产生微集料作用填充于低钙水泥孔隙中，使结构更加致密；
4.本发明中空聚丙烯纤维不仅具有聚丙烯纤维强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀以及质轻的优点，在经过硅烷偶联剂处理之后，可以在纤维与碳化浆体粘接界面形成强力较高的化学键，大大增加粘接强度。
中空聚丙烯纤维还具有较高的比表面积，经过硅烷偶联剂处理之后可以更多的吸附二氧化碳。
聚丙烯纤维在吸附CO2后加入低钙水泥中，部分吸收的CO2在低钙水泥基材料中解吸，与溶液中的Ca2+反应生成碳酸钙，打破CO2碳化由内而外渗透的局限性，从内部释放CO2，实现从内到外，从外到内双向碳化，进一步提高碳化程度，同时使得碳化产物内外均匀化，使得碳化试样强度进一步提高；
5.本发明纳米碳酸钙作为晶种成核剂，通过为低钙水泥碳化产物提供成核位点，可以提高碳化产物的形成速度，加快碳化反应进程，提高低钙水泥超早期强度；
6.本发明高强低钙水泥，熟料具有煅烧温度低，烧结过程简单的优点，低钙水泥配料简单、成本低的同时具有超高力学性能。高强低钙水泥不仅提高铜尾矿消纳率，还实现了二氧化碳的矿化封存。
具体实施方式
为表征本发明技术效果，按统一配比制备低钙熟料微粉，调整碳化增强材料从而制备不同种高强低钙水泥，并制备净浆试件后进行碳化试验后测试抗压强度。
具体的，高强低钙水泥制备工艺为：1）按重量份称取高硅铜尾矿粉68份、石灰石粉32份，混合均匀，得生料，2）将生料在1225℃条件下煅烧2h，得熟料，添加0.03份三乙醇胺进行粉磨15min，得低钙熟料微粉，3）用硅烷偶联剂对中空聚丙烯纤维进行浸渍后烘干，然后置于二氧化碳浓度大于95%的碳化箱中吸收二氧化碳至饱和吸附量，得改性纤维，4）按重量份称取增强组分混合均匀，得碳化增强材料，5）按重量份称取低钙熟料微粉82份，碳化增强材料18份，混合均匀，即得。
按水灰比0.2将高强低钙水泥和水拌合均匀，采用压制成型的方式将试样成型为直径20mm，高20mm的圆柱体，在湿度为55%，温度25℃，CO2浓度为90%的条件下碳化24h，然后在万能试验机上进行强度测试。
实施例1
碳化增强材料组成为：S95矿粉4.5份，硅灰3份，氢氧化钙1份，氢氧化镁0.8份，纳米碳酸钙0.8份，改性纤维2份。
经检测，碳化试样强度为124.6MPa。
实施例2
碳化增强材料组成为：S95矿粉4份，硅灰5份，氢氧化钙2份，氢氧化镁1.7份，纳米碳酸钙1份，改性纤维3份。
经检测，碳化试样强度为149.2MPa。
实施例3
碳化增强材料组成为：S95矿粉3.5份，硅灰4份，氢氧化钙3份，氢氧化镁2份，纳米碳酸钙1份，改性纤维3份。
经检测，碳化试样强度为136.8MPa。
对比例1
碳化增强材料组成为：S95矿粉8份，一级粉煤灰9份。
经检测，碳化试样强度为89.5MPa。
对比例2
碳化增强材料组成为：矿粉4份，硅灰5份，氢氧化钙3.7份，纳米碳酸钙1份，改性纤维3份。
经检测，碳化试样强度为102.6MPa。
对比例3
碳化增强材料组成为：矿粉4份，硅灰5份，氢氧化钙2份，氢氧化镁2.7份，改性纤维3份。
经检测，碳化试样强度为93.7MPa。
对比例4
碳化增强材料组成为：矿粉4份，硅灰5份，硅酸钠3.7份，纳米碳酸钙1份，改性纤维3份。
经检测，碳化试样强度为105.2MPa。
对比例5
碳化增强材料组成为：矿粉6份，硅灰6份，氢氧化钙2份，氢氧化镁1.7份，纳米碳酸钙1份。
经检测，碳化试样强度为103.9MPa。
对比例6
该对比例中不进行步骤3），而是改用钢纤维，碳化增强材料组成为：矿粉4份，硅灰5份，氢氧化钙2份，氢氧化镁1.7份，纳米碳酸钙1份，钢纤维3份。
经检测，碳化试样强度为105.7MPa。
最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种适于碳化养护的高强低钙水泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）按重量份称取高硅铜尾矿粉30-50份，石灰石粉50-70份，混合均匀，得生料，
2）将生料在1150-1250℃条件下煅烧1.5-2.5h，得熟料，添加助磨剂进行粉磨，得低钙熟料微粉，
3）用硅烷偶联剂对中空聚丙烯纤维进行浸渍后烘干，然后置于二氧化碳浓度大于95%的碳化箱中吸收二氧化碳至饱和吸附量，得改性纤维，
4）按重量份称取矿粉3-5份，硅灰2-5份，氢氧化钙1-3份，氢氧化镁0.5-2份，纳米碳酸钙0.5-1份，改性纤维1-3份，混合均匀，得碳化增强材料，
5）按重量份称取低钙熟料微粉80-85份，碳化增强材料15-20份，混合均匀，即得。
2.根据权利要求1所述适于碳化养护的高强低钙水泥的制备方法，其特征在于，步骤1）高硅铜尾矿粉中SiO2含量＞69%。
3.根据权利要求1所述适于碳化养护的高强低钙水泥的制备方法，其特征在于，步骤2）助磨剂为三乙醇胺、二乙醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丙三醇、六偏磷酸钠和三聚磷酸钠中的至少一种。
4.根据权利要求1所述适于碳化养护的高强低钙水泥的制备方法，其特征在于，步骤2）助磨剂掺量为生料质量的0.02-0.04%。
5.根据权利要求1所述适于碳化养护的高强低钙水泥的制备方法，其特征在于，步骤2）粉磨时间为10-30min。
6.根据权利要求1所述适于碳化养护的高强低钙水泥的制备方法，其特征在于，步骤2）低钙熟料微粉比表面积为400-500m2/kg。
7.根据权利要求1所述适于碳化养护的高强低钙水泥的制备方法，其特征在于，步骤3）吸收二氧化碳时间为1.5-3h。
8.根据权利要求1所述适于碳化养护的高强低钙水泥的制备方法，其特征在于，步骤4）矿粉为S95级、S105级的至少一种。
9.根据权利要求1所述适于碳化养护的高强低钙水泥的制备方法，其特征在于，步骤4）氢氧化钙比表面积为500-600m2/kg，氢氧化镁比表面积为400-450m2/kg。
10.一种适于碳化养护的高强低钙水泥，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述制备方法制备得到。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000247721A (ja) * | 1999-03-02 | 2000-09-12 | Nichias Corp | 繊維補強セメント板の製造法 |
| CN103214197A (zh) * | 2013-04-01 | 2013-07-24 | 西南科技大学 | 一种低温烧成水硬性胶凝材料的制备方法 |
| WO2015159781A1 (ja) * | 2014-04-15 | 2015-10-22 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 繊維強化複合材料 |
| CN105936663A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-09-14 | 浙江师范大学 | 一种纳米纤维及其制备方法 |
| WO2017016062A1 (zh) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | 盐城工学院 | 一种低钙硅酸盐水泥及其制备与硬化方法 |
| WO2019108263A1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-06-06 | Saudi Arabian Oil Company | Simultaneous cement enhancement and carbon dioxide utilization by mounting a carbon dioxide capture system onboard a concrete mixer vehicle |
| CN111393051A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-10 | 河南理工大学 | 一种免粉磨碳化硬化型水泥熟料及其制备方法 |
| CA3198733A1 (en) * | 2020-11-18 | 2022-05-27 | Joao Manuel Correia Salva | A low-carbon cement and its method of production |
| CN115572122A (zh) * | 2022-09-05 | 2023-01-06 | 华新水泥股份有限公司 | 一种基于低碳水泥的纤维水泥碳化板及其制备方法 |
| CN115677243A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-02-03 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 一种新型低碳水泥熟料及其制备方法 |
| CN116813224A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-09-29 | 天津水泥工业设计研究院有限公司 | 一种利用水泥窑尾气原位碳化低钙熟料制备辅助胶凝材料的方法 |
-
2023
- 2023-12-14 CN CN202311714874.9A patent/CN117401913B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000247721A (ja) * | 1999-03-02 | 2000-09-12 | Nichias Corp | 繊維補強セメント板の製造法 |
| CN103214197A (zh) * | 2013-04-01 | 2013-07-24 | 西南科技大学 | 一种低温烧成水硬性胶凝材料的制备方法 |
| WO2015159781A1 (ja) * | 2014-04-15 | 2015-10-22 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 繊維強化複合材料 |
| WO2017016062A1 (zh) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | 盐城工学院 | 一种低钙硅酸盐水泥及其制备与硬化方法 |
| CN105936663A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-09-14 | 浙江师范大学 | 一种纳米纤维及其制备方法 |
| WO2019108263A1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-06-06 | Saudi Arabian Oil Company | Simultaneous cement enhancement and carbon dioxide utilization by mounting a carbon dioxide capture system onboard a concrete mixer vehicle |
| CN111393051A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-10 | 河南理工大学 | 一种免粉磨碳化硬化型水泥熟料及其制备方法 |
| CA3198733A1 (en) * | 2020-11-18 | 2022-05-27 | Joao Manuel Correia Salva | A low-carbon cement and its method of production |
| CN115572122A (zh) * | 2022-09-05 | 2023-01-06 | 华新水泥股份有限公司 | 一种基于低碳水泥的纤维水泥碳化板及其制备方法 |
| CN115677243A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-02-03 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 一种新型低碳水泥熟料及其制备方法 |
| CN116813224A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-09-29 | 天津水泥工业设计研究院有限公司 | 一种利用水泥窑尾气原位碳化低钙熟料制备辅助胶凝材料的方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| XIAO, LI-GUANG: "Effect of straw carbonization on properties of cement-based straw fiber composites", 2019 3RD INTERNATIONAL WORKSHOP ON RENEWABLE ENERGY AND DEVELOPMENT, 28 November 2019 (2019-11-28), pages 1 - 5 * |
| 侯贵华等: "新型低钙水泥的制备及其碳化硬化过程", 硅酸盐学报, vol. 44, no. 2, 25 January 2016 (2016-01-25), pages 286 - 291 * |
| 孙家瑛: "混杂聚丙烯纤维混凝土性能研究", 混凝土, no. 11, 27 November 2003 (2003-11-27), pages 16 - 17 * |
| 赵兰兰等: "多因素作用下水泥混凝土抗渗性研究", 中国科技信息, 15 May 2013 (2013-05-15), pages 83 - 84 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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