TW202415637A - 鹵水在製造水泥質組成物之方法中的用途及該等水泥質組成物之用途 - Google Patents

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美商帕塔納全球公司
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本文中尤其提供了使用包括脫鹽廢品及海水之回收材料之水泥質產品的組成物、製備該等組成物之方法及該等組成物之用途。

Description

鹵水在製造水泥質組成物之方法中的用途及該等水泥質組成物之用途
本申請案係關於一種替代「水泥」(例如，凝固、硬化及/或黏附至其他材料以將它們黏合在一起例如以製造諸如混凝土之材料的材料)技術，該技術包含改良了物理性質(包括抵消溫室氣體)且使用源自海水或脫鹽水廢品之鹵水來降低能源需求、成本要求及環境影響的Mg(OH) 2。
2015年，全球波特蘭水泥製造貢獻了大約28億公噸二氧化碳CO 2排放。這些排放佔全球CO 2排放總量之約8%。作為黏合劑之波特蘭熟料的生產係製造普通波特蘭水泥(OPC)之關鍵步驟。石灰石(CaCO 3)在水泥窯中高溫煅燒產生石灰(CaO)，從而導致釋放廢CO 2。
此脫碳酸反應佔所產生的CO 2排放之大約50%，其中40%的排放來自燃燒化石燃料以將窯加熱至此煅燒製程所需之高溫，且10%的排放來自開採及運輸原材料所需的燃料。每生產一噸波特蘭水泥貢獻約一噸CO 2，該生產直接經由碳酸鈣分解熱產生石灰及CO 2，且間接經由燃燒化石燃料在窯中加熱碳酸鈣。
水泥工業在過去幾十年中一直試圖減少排放。該行業實施了節能高效率窯、低排放燃料且增加了熟料取代。然而，此等手段無法滿足如《巴黎協定》中定義的將全球氣溫上升限制在2℃(3.8℉)以下所需的水泥排放量之必要24%削減。為了實現此目標，已經探索了多種技術，例如碳捕獲儲存(CSS)及「新穎」水泥。由於成本和能源消耗，CSS尚未達到商業規模發展，實現起來將具有挑戰性。因此，替代水泥技術提供減少行業排放之最合理途徑。本發明實施例滿足此需要及其他需要。
本申請案大體上係關於一種替代「水泥」(例如，凝固、硬化及/或黏附至其他材料以將它們黏合在一起例如以製造諸如混凝土之材料的材料)技術，該技術包含改良了物理性質(包括抵消溫室氣體)且使用源自海水或脫鹽水廢品之鹵水來降低能源需求、成本要求及環境影響的Mg(OH) 2。
在一態樣中，本文提供一種藉由澆注一混凝土混合物而凝固之人造石質材料，該澆注之混凝土混合物包含：(a)包含水及Mg(OH) 2之一鹵水漿料；及(b)熔渣。
在一態樣中，本文提供一種藉由澆注一混凝土混合物而凝固之人造石質材料，該澆注之混凝土混合物包含：(a)包含水、Mg(OH) 2、硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀之一鹵水漿料；(b)熔渣；及(c)至少一種聚集體。
在一態樣中，本文提供一種人造石質材料，該人造石質材料由一澆注之混凝土混合物形成且經組態以吸收且保持二氧化碳，該澆注之混凝土混合物包含：(a)包含水、Mg(OH) 2及一或多種硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀之一鹵水漿料；(b)熔渣；及(c)視情況選用的至少一種聚集體。
在一態樣中，本文提供一種針對一負二氧化碳排放人造石質材料之製造製程，該製造製程包含：(a)將包含水、Mg(OH) 2及一或多種硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀之一鹵水漿料與熔渣混合，以形成一混凝土混合物；(b)將該混凝土混合物澆注至一結構組件模具中，以形成一澆注之混凝土混合物；及隨後(c)使該結構模具中來自步驟(b)之該澆注之混凝土混合物固化，以形成一負二氧化碳排放人造石質材料。
在一態樣中，本文提供一種人造石質材料，該人造石質材料包含：(a)包含水及Mg(OH) 2之一鹵水漿料；及(b)熔渣；其中該混凝土混合物的pH至少為12。
在一態樣中，本文提供一種材料，該材料包含：(a)包含水、Mg(OH) 2及硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀中之一或多種的鹽水材料；及(b)水泥質材料。
本發明實施例提供一種藉由澆注一混凝土混合物而凝固之人造石質材料，該澆注之混凝土混合物包含：(a)包含水、Mg(OH) 2、硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀之一鹵水漿料；(b)熔渣；及(c)至少一種聚集體。
習知地，混凝土為水泥漿及聚集體或岩石之混合物。由一水泥質材料及水組成之水泥漿塗佈細聚集體及粗聚集體之表面。經由稱作水合作用之化學反應，水泥漿硬化且獲得強度以形成稱為混凝土之岩石狀物質。混凝土可適合用於建造摩天大樓、橋樑、人行道及高速公路、房屋以及水壩。
習知形式之混凝土的水泥質材料包括波特蘭水泥。波特蘭水泥為一種細粉，其藉由在窯中加熱石灰石(CaO)及黏土礦物以形成熟料、研磨熟料及添加2%至3%之石膏來生產。有多種類型之波特蘭水泥可供選擇，包括灰色之普通波特蘭水泥(OPC)及白色波特蘭水泥。波特蘭水泥中所用之石灰石、頁岩及其他天然材料成本低廉且分佈廣泛，使波特蘭水泥成為上個世紀廣泛使用的最低成本材料之一。然而，波特蘭水泥為建築業導致氣候變化二氧化碳排放的最大原因之一。
波特蘭水泥之製造可以在製程之所有階段造成環境影響。此等環境影響包括：以灰塵、氣體形式排放之空浮污染物；原材料在製造期間釋放二氧化碳；及採石對鄉村造成之破壞。
最有前途的替代水泥技術類別之一為氧化鎂水泥(MOC)，部分原因為已經證明其為商業上可行之材料。MOC已經生產了超過150年且可以用作高CO 2排放波特蘭水泥之替代黏合劑。根據定義，MOC使用MgO而非CaO，包含波特蘭水泥之基本組成物的60%以上。MgO之一些優點包括：(1)不需要濕固化，(2)具有高耐火性，(3)具有低導熱性，(4)具有良好耐磨性，且(5)可以達到高達85 MPa之高抗壓強度。
除了潛在之效能優勢之外，出於多種原因，氧化鎂基水泥在文獻中經常被描述為生態或低碳排放水泥。首先，生產MgO水泥所需之溫度低於將CaCO 3轉化為波特蘭水泥所需之溫度。因此，需要較少燃料，因此燃料燃燒產生之CO 2排放量較少。
儘管MOC本身之生產不產生CO 2，但生產MgO之路線有時產生CO 2。因此，當考慮MOC之生命週期時，淨碳排放量取決於MgO之來源及其帶來之碳排放負擔。目前，用於水泥產品製造之最常見的MgO來源為經由乾法煅燒存在於天然礦床中之菱鎂礦(MgCO 3)或水鎂石。當由菱鎂礦生產MgO時，菱鎂礦經歷類似於波特蘭水泥中所用之石灰石之煅燒的煅燒反應，從而釋放副產品CO 2。CO 2之釋放抵消後期在固化中獲得之淨碳益處。
雖然菱鎂礦與普通波特蘭水泥(1450℃)相比使用較低的處理溫度(700℃至1,000℃)，但菱鎂礦之完全分解產生以莫耳計的與OPC大致相同量之CO 2。基於質量，菱鎂礦煅燒展示與方解石煅燒相比增加的基於製程之CO 2排放量，因為與鎂相比，鈣之原子質量較高。
本申請案係關於使用Mg(OH) 2作為其他水泥技術(包括MgO)之替代品的意想不到的益處。舉例而言，Mg(OH) 2避免與陸基採礦中之高品位礦枯竭相關聯的問題，而改為以諸如廢鹵水中之「回收」水的現有自然資源作為來源，這種水容易以增長之量獲得。諸如海水及回收之廢鹵水的自然資源亦含有鈉、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽及鉀，其濃度等於或接近生產預期水泥產品所需之量。因此，使用來自自然資源之Mg(OH) 2避免採購生產水泥產品所需之大量化學化合物的問題，由此進一步抵消二氧化碳及能源需求。 I. 定義
在進一步描述本發明之前，將理解，本發明並不嚴格限於所描述之特定實施例，因為實施例當然可改變。亦將理解，本文中使用之術語僅用於描述特定實施例之目的，且不欲為限制性的，因為本發明之範疇將僅由申請專利範圍來限制。
必須要注意，如本文所用且在附加之申請專利範圍中，除非上下文另有明確指示，否則單數形式「一(a/an)」及「該」包括複數個參考對象。應進一步理解，如本文所用，術語「一(a)」實體或「一(an)」實體係指該實體中之一或多個。舉例而言，一核酸分子係指一或多個核酸分子。因此，術語「一(a)」、「一(an)」、「一或多個」及「至少一個」可以互換使用。類似地，術語「包含」、「包括」及「具有」可以互換使用。
除非另外定義，否則本文所用之所有技術及科學術語具有與一般熟習本發明所屬領域之技術者通常理解的相同含義。儘管與本文描述之方法及材料類似或等同的任何方法及材料亦可在實踐或測試本發明時使用，但現在描述較佳之方法及材料。本文提及之所有公開案係以引用方式併入本文中以揭示且描述與所引用之公開案相關的方法及/或材料。本文論述之公開案僅為了它們在本申請案之申請日期之前的揭示而提供。本文中之任何內容均不應被解釋為承認本發明無權憑藉在先發明而早於此類公開案。此外，所提供的公開日期可不同於可能需要獨立確認之實際公開日期。
應了解，為了清楚起見在單獨實施例之上下文中描述的本發明之某些特徵亦可在單個實施例中組合地提供。相反，為了簡潔起見在單個實施例之上下文中描述的本發明之各種特徵亦可單獨地或以任何合適之子組合來提供。實施例之所有組合均具體地包含在本發明中且在本文中揭示，如同每一個組合係單獨地且明確地揭示一樣。另外，所有子組合亦具體地包含在本發明中且在本文中揭示，如同每一個此種子組合在本文中單獨地且明確地揭示一樣。
應進一步注意，可草擬申請專利範圍以排除任何可選要素。因此，此陳述意欲充當結合技術方案要素之敘述使用諸如「唯一」、「僅」及類似者之排他性術語或使用「否定」限制的先行基礎。
如本文所用，術語「約」意味著包括指定值之值範圍，一般熟習此項技術者合理地認為該範圍與指定值相似。在實施例中，約意味著使用此項技術中通常可接受的測量值在標準偏差內。在實施例中，約意味著延伸至指定值之+/-10%的範圍。在實施例中，約意味著指定值。
如本文所用，術語「促進劑」係根據其簡單普通含義使用且係指改良化學反應且提供更高強度材料的物質。在實施例中，本申請案中預期之促進劑為鉀及氯化物。
如本文所用，術語「多個聚集體」或「聚集體」根據其簡單普通含義使用且係指惰性粒狀材料，諸如沙、礫石或碎石，無論為正常重量及/或輕質的，與水泥質材料及其他可選原材料(諸如顏料及/或摻合物)一起用於混凝土中。此外，如本文所用，術語「多個聚集體」可以包括ASTM國際C33細聚集體、ASTM國際C33粗聚集體及混合至混凝土混合物中之其他顆粒材料。可以對聚集體進行處理：破碎、篩分及清洗，以獲得適當的清潔度及級配。在一些情況下，可以使用諸如跳汰或重介質分離之選礦程序來提高質量。一旦經過處理，即可以對聚集體進行處理且儲存，以最大限度地減少分離及降解且阻止污染物，且亦阻止天氣影響，以及允許排出及/或蒸發水分。來自不同來源或藉由不同方法生產之聚集體在粒子形狀、大小及紋理方面有明顯差異。本揭示內容之聚集體之形狀可為立方體的且相當規則的、基本上圓形的、有角的或不規則的。表面紋理可在具有小暴露孔之相對光滑至具有小至大暴露孔的不規則之範圍內。細聚集體及粗聚集體之粒子形狀及表面紋理可能影響混合物之配比，諸如可加工性、泵送性、細聚集體與粗聚集體之比率以及需水量之因素。
如本文所用，術語「鹵水」根據其簡單普通含義使用且係指水中之高濃度鹽。在實施例中，濃度在每升水約3 g鹽至每升水26 g鹽之範圍內。在實施例中，鹵水之鹽濃度超過天然海水之鹽濃度。在實施例中，鹵水之鹽濃度比天然海水之鹽濃度高至少101%。在實施例中，鹵水之鹽濃度在比天然海水之鹽濃度高約101%至比天然海水之鹽濃度高約1000%之範圍內。
如本文所用，術語「水泥」根據其簡單普通含義使用且係指用於製造沙漿或混凝土的粉末狀物質。舉例而言，水泥可以為凝固、硬化及/或黏附至其他材料以將它們黏合在一起例如以製造諸如混凝土之材料的材料。在實施例中，混凝土為不含任何有機化合物之礦物黏合劑。在實施例中，本申請案預期不含波特蘭水泥之產品。一些實施例預期波特蘭水泥含量減少之材料，具有低於90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%或5%之波特蘭水泥；或0%與90%之間的任何次值或子範圍。在實施例中，波特蘭水泥包含鈣、矽、鋁及鐵。在實施例中，波特蘭水泥包含CaO、SiO 2、Al 2O 3、Fe 2O 3及CaSO 4・H 2O。在實施例中，水泥之特性可在於非水硬或水硬水泥。應進一步理解，「水泥質」可以意味著一種材料，包括根據本文描述之實施例的具有水泥之特性或特徵中之一或多者的材料。
如本文所用，術語「混凝土」根據其簡單普通含義使用且係指用於各種結構目的之藉由將水泥及如沙、卵石、礫石或頁岩之各種聚集體與水混合且允許混合物硬化製造的人造石質材料。在實施例中，術語「石質」係指在視覺上、功能上及/或特性上類似石頭之材料，包括當材料之硬化狀態時。在實施例中，「混凝土替代材料」始終與「人造石質材料」互換使用。
如本文所用，術語「脫鹽」根據其簡單普通含義使用且係指自海水、微鹹水及廢水流出物移除鹽或其他礦物質及污染物之程序，且其為獲得淡水供人類消費及家庭/工業使用的越來越常見之解決方案。
如本文所用，片語「脫鹽廢水」係指來自脫鹽之拒收鹵水。在實施例中，自海水移除鹽以提供淡水之程序生產高度濃縮之鹵水作為副產品。副產品通常藉由將其排回海洋中來處置，此程序需要昂貴之泵系統且必須仔細管理以阻止對海洋生態系統造成損害。如果管理不當，此程序藉由引入多組分廢物且使溫度升高來擾亂當地的水及沉積物，同時由於自預處理程序混合至鹵水中之殘留化學品，亦危及海洋生物。
如本文所用，術語「淡水」係指具有低溶解鹽濃度之水。在實施例中，淡水不包括海水及微鹹水。在實施例中，淡水可包括但不限於冰層、冰蓋、冰川、雪地及冰山中之冷凍水及融水、自然降水(例如，降雨、降雪、冰雹、雨雪)。在實施例中，鹽濃度低於5%、低於4%、低於3%、低於2%且低於1%，包括其間之次值。
如本文所用，術語「非水硬水泥」根據其簡單普通含義使用且係指在潮濕條件下或在水下不凝固之水泥。在實施例中，非水硬水泥在乾燥時凝固且與空氣中之CO 2發生反應。在實施例中，非水硬水泥在凝固後能夠抵抗化學品之降解。
如本文所用，術語「水硬水泥」根據其簡單普通含義使用且係指由於乾燥成分與水之間的化學反應而在潮濕條件下凝固之水泥。在實施例中，化學反應產生完全或幾乎不溶於水之礦物水合物。在實施例中，水硬水泥亦指波特蘭水泥。
如本文所用，術語「混合」根據其簡單普通含義使用且係指任何形式之混合且可包括固體形式之物質的碾磨或研磨。
如本文所用，術語「沙漿」根據其簡單普通含義使用且係指由黏合劑組成之材料。
如本文所用，術語「負二氧化碳排放混凝土替代材料」係指減少碳足跡而非具有較低碳足跡之材料。在實施例中，本申請案預期一種產生碳信用之材料。在實施例中，混凝土替代材料吸收之二氧化碳多於排放之二氧化碳。
如本文所用，術語「海水」根據其簡單普通含義使用且係指來自大海或海洋之水。在實施例中，海水包括各種鹽、溶解之無機化合物(例如，礦物質)及有機化合物以及其他顆粒。
如本文所用，術語「熔渣」根據其簡單普通含義使用且與「磨碎之粒狀高爐熔渣」互換使用。磨碎之粒狀高爐熔渣係指藉由將來自高爐之鐵水熔渣(煉鐵及煉鋼之副產品)在水或蒸汽中淬火以生產玻璃狀粒狀產品(然後將該產品乾燥且磨成細粉)而獲得的組成物。如本文所預期的，熔渣之使用使掩埋場中之鐵廢棄物處置減少。
如本文所用，術語「漿料」根據其簡單普通含義使用且係指懸浮在液體中之較緻密固體的混合物。在實施例中，本文所預期的亦被稱為鹵水漿料之漿料為脫鹽水廢品。
如本文所用，術語「結構組件」係指結構之任何豎直或水平承重構件(除了自身重量之外，其亦支撐靜載重或活載重)，且包括但不限於地基、外部或內部承重牆、柱、柱樑、地板及屋頂結構。 II. 組成物
在一態樣中，本發明實施例提供一種用作例如水泥及/或混凝土材料之材料，該材料包含以下各物中之一或多種：包含水、Mg(OH) 2之一鹵水；及熔渣。該材料可以進一步包括例如促進劑，諸如鈉及/或鉀及類似物。該材料可以包括在具有鹵水及Mg(OH) 2之漿料中的鹵水。該材料可以進一步包括至少一種填料。該等材料可以包括至少一種聚集體，諸如例如沙、礫石、碎石及其組合。該材料或漿料可以包括一或多種硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀。在一些實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之相對比率可以為約75:25重量%至25:75重量%，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。該材料可以在各組分混合後凝固。可以藉由混合且隨後澆注混合物來完成凝固。
本文描述之材料可以用任何合適且期望之方式使用，包括如本文描述之任何方式。舉例而言，該材料可以被使用或形成為建築材料(包括如本文所述)，諸如結構基礎和板(例如，藉由澆注成具有或不具有諸如例如鋼筋等之增強材料或支撐件的形式)、門廊、瓦(例如，屋頂、地板、牆壁等)、車道及人行道、塊、預製牆或牆壁、房間等之組件、磚塊、鋪築材料、諸如燈座、家具、框架之物件，諸如此類。簡而言之，該等材料可以用於本文中任何地方所描述之任何最終用途。
在一態樣中，本發明實施例提供一種例如藉由澆注一混凝土混合物而凝固之材料，諸如水泥及/或混凝土替代材料，該澆注之混凝土混合物包含：(a)包含水及Mg(OH) 2之一鹵水漿料；及(b)熔渣。
在一態樣中，本發明實施例提供一種藉由澆注一混凝土混合物而凝固之人造石質材料，該澆注之混凝土混合物包含：(a)包含水及Mg(OH) 2之一鹵水漿料；及(b)熔渣。
在實施例中，該鹵水漿料進一步包含一或多種硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀。
在實施例中，鈉及鉀為促進劑。
在實施例中，該澆注之混凝土進一步包含至少一種聚集體。在實施例中，該至少一種聚集體選自沙、礫石、碎石及其組合。
在一態樣中，本發明實施例提供一種藉由澆注一混凝土混合物而凝固之混凝土替代材料，該澆注之混凝土混合物包含：(a)包含水、Mg(OH) 2、硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀之一鹵水漿料；(b)熔渣；及(c)至少一種聚集體。
在一態樣中，本發明實施例提供一種藉由澆注一混凝土混合物而凝固之人造石質材料，該澆注之混凝土混合物包含：(a)包含水、Mg(OH) 2、硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀之一鹵水漿料；(b)熔渣；及(c)至少一種聚集體。
在實施例中，藉由澆注該混凝土混合物且隨後將一固化技術應用於該澆注之混凝土混合物來使該混凝土替代材料凝固。
在實施例中，藉由澆注該混凝土混合物且隨後將一固化技術應用於該澆注之混凝土混合物來使該人造石質材料凝固。
在實施例中，該鹵水漿料之Mg(OH) 2中的至少一些未經煅燒。在實施例中，該鹵水漿料之Mg(OH) 2未經煅燒。在實施例中，該鹵水漿料並非已富含Mg 2+之海水。
在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為約75:25重量%至25:75重量%，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為70:30重量%至30:70重量%。在另一實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為65:35重量%至35:65重量%。在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為60:40重量%至40:60重量%。在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為55:45重量%至45:55重量%。在另一實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為約50:50重量%。
在實施例中，該至少一種聚集體選自沙、礫石、碎石及其組合。
在一些實施例中，該混凝土混合物不包括且可以明確排除自煅燒反應獲得之MgO。在一些實施例中，該混凝土混合物包括MgO，其中自煅燒反應獲得之MgO少於90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%或5%；或0%與90%之間的任何次值或子範圍。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約2重量%至約25重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約5重量%至約20重量%之範圍內。在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約10重量%至約15重量%之範圍內。在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量為約2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、20重量%、21重量%、22重量%、23重量%、24重量%、25重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量為12.5重量%。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約1重量%至約10重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約2重量%至約8重量%之範圍內。在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量為約2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量為4.5重量%。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之氯化物的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之氯化物的量為約0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1.0重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、1.7重量%、1.8重量%、1.9重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之氯化物的量為4.5重量%。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之鉀的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之鉀的量為約0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1.0重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、1.7重量%、1.8重量%、1.9重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之鉀的量為4.5重量%。
在實施例中，該混凝土替代材料吸收且保持至少0.04 kg CO 2每千克混凝土替代材料。
在實施例中，該人造石質材料吸收且保持至少0.04 kg CO 2每千克混凝土替代材料。
在實施例中，該混凝土替代材料在一15年時段中吸收且保持至少5%至16%重量百分比之水泥產品。
在實施例中，該人造石質材料在一15年時段中吸收且保持至少5%至16%重量百分比之水泥產品。
在一態樣中，本發明實施例提供一種混凝土替代材料，該混凝土替代材料由一澆注之混凝土混合物形成且經組態以吸收且保持二氧化碳，該澆注之混凝土混合物包含：(a)包含水、Mg(OH) 2及一或多種硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀之一鹵水漿料；(b)熔渣；及(c)視情況選用的至少一種聚集體。
在另一態樣中，本發明實施例提供一種人造石質材料，該人造石質材料由一澆注之混凝土混合物形成且經組態以吸收且保持二氧化碳，該澆注之混凝土混合物包含：(a)包含水、Mg(OH) 2及一或多種硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀之一鹵水漿料；(b)熔渣；及(c)視情況選用的至少一種聚集體。
在實施例中，該鹵水漿料之Mg(OH) 2未經煅燒。
在實施例中，該澆注之混凝土混合物在其固化且硬化時的一段時間中吸收且保持二氧化碳。
在實施例中，該澆注之混凝土混合物在一15年時段中吸收且保持至少5至16%重量百分比之水泥產品。
在實施例中，該至少一種聚集體選自沙、礫石、碎石及其組合。
在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為約75:25重量%至25:75重量%，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為70:30重量%至30:70重量%。在另一實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為65:35重量%至35:65重量%。在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為60:40重量%至40:60重量%。在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為55:45重量%至45:55重量%。在另一實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為約50:50重量%。
在實施例中，該至少一種聚集體選自沙、礫石、碎石及其組合。
在一些實施例中，該混凝土混合物不包括且可以明確排除自煅燒反應獲得之MgO。在一些實施例中，該混凝土混合物包括MgO，其中自煅燒反應獲得之MgO少於90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%或5%；或0%與90%之間的任何次值或子範圍，或其之間的任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約2重量%至約25重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約5重量%至約20重量%之範圍內。在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約10重量%至約15重量%之範圍內。在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量為約2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、20重量%、21重量%、22重量%、23重量%、24重量%、25重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量為12.5重量%。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約1重量%至約10重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約2重量%至約8重量%之範圍內。在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量為約2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量為4.5重量%。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之氯化物的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之氯化物的量為約0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1.0重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、1.7重量%、1.8重量%、1.9重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之氯化物的量為4.5重量%。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之鉀的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之鉀的量為約0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1.0重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、1.7重量%、1.8重量%、1.9重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之鉀的量為4.5重量%。
在一態樣中，本發明實施例提供一種混凝土混合物，該混凝土混合物包含：(a)包含水及Mg(OH) 2之一鹵水漿料；及(b)熔渣；其中該混凝土混合物的pH至少為8。
在實施例中，該混凝土混合物的pH為至少8、至少9、至少10、至少11、至少12或至少13。在實施例中，該混凝土混合物的pH為8至14、8至13、8至12、8至11、8至10或8至9。在實施例中，該混凝土混合物的pH為9至14、9至13、9至12、9至11或9至10。在實施例中，該混凝土混合物的pH為10至14、10至13、10至12或10至11。在實施例中，該混凝土混合物的pH為11至14、11至13或11至12。在實施例中，該混凝土混合物的pH為12至14或12至13。在實施例中，該混凝土混合物的pH為13至14。
在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為約75:25重量%至25:75重量%，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為70:30重量%至30:70重量%。在另一實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為65:35重量%至35:65重量%。在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為60:40重量%至40:60重量%。在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為55:45重量%至45:55重量%。在另一實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為約50:50重量%。
在實施例中，該至少一種聚集體選自沙、礫石、碎石及其組合。
在一些實施例中，該混凝土混合物不包括且可以明確排除自煅燒反應獲得之MgO。在一些實施例中，該混凝土混合物包括MgO，其中自煅燒反應獲得之MgO少於90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%或5%；或0%與90%之間的任何次值或子範圍，或其之間的任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約2重量%至約25重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約5重量%至約20重量%之範圍內。在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約10重量%至約15重量%之範圍內。在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量為約2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、20重量%、21重量%、22重量%、23重量%、24重量%、25重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量為12.5重量%。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約1重量%至約10重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約2重量%至約8重量%之範圍內。在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量為約2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量為4.5重量%。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之氯化物的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之氯化物的量為約0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1.0重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、1.7重量%、1.8重量%、1.9重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之氯化物的量為4.5重量%。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之鉀的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之鉀的量為約0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1.0重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、1.7重量%、1.8重量%、1.9重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之鉀的量為4.5重量%。
在一態樣中，本發明實施例提供一種材料，該材料包含：(a)包含水、Mg(OH) 2及硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀中之一或多種的鹽水材料；及(b)水泥質材料。
在實施例中，該鹽水材料包含鹵水。
在實施例中，該水泥質材料包含熔渣。
在實施例中，該鹽水材料之鹽濃度在比海水之鹽濃度高101%至比海水之鹽濃度高1000%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹽水材料之鹽濃度比海水之鹽濃度高101%、110%、120%、130%、140%、150%、160%、170%、180%、190%、200%、210%、220%、230%、240%、250%、260%、270%、280%、290%、300%、310%、320%、330%、340%、350%、360%、370%、380%、390%、400%、410%、420%、430%、440%、450%、460%、470%、480%、490%、500%、510%、520%、530%、540%、550%、560%、570%、580%、590%、600%、610%、620%、630%、640%、650%、660%、670%、680%、690%、700%、710%、720%、730%、740%、750%、760%、770%、780%、790%、800%、810%、820%、830%、840%、850%、860%、870%、880%、890%、900% 910%、920%、930%、940%、950%、960%、970%、980%、990%或1000%。
在實施例中，該材料不包括藉由煅燒生產之MgO。
在實施例中，本文描述之材料或組成物中之任一者不包括淡水。在一些實施例中，該等材料包括不超過50%之淡水，或0%至50%之任何次值或子範圍，例如，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。
在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為約75:25重量%至25:75重量%，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為70:30重量%至30:70重量%。在另一實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為65:35重量%至35:65重量%。在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為60:40重量%至40:60重量%。在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為55:45重量%至45:55重量%。在另一實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為約50:50重量%。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約2重量%至約25重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約5重量%至約20重量%之範圍內。在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約10重量%至約15重量%之範圍內。在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量為約2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、20重量%、21重量%、22重量%、23重量%、24重量%、25重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量為12.5重量%。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約1重量%至約10重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約2重量%至約8重量%之範圍內。在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量為約2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量為4.5重量%。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之氯化物的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之氯化物的量為約0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1.0重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、1.7重量%、1.8重量%、1.9重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之氯化物的量為4.5重量%。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之鉀的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之鉀的量為約0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1.0重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、1.7重量%、1.8重量%、1.9重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之鉀的量為4.5重量%。
在實施例中，該製程在環境壓力及/或氣體溫度下有效地操作。舉例而言，在一些實施例中，固化步驟係在環境壓力下執行。在一些實施例中，該壓力為約0.5至約10個大氣壓(或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍)，例如，約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、3、4、5、6、7、8、9或10個大氣壓。在一些實施例中，步驟(3)係在環境溫度下執行。在一些實施例中，該溫度為約15℃至約至約80℃，例如，約15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃。
在實施例中，該澆注之混凝土混合物包含至少一種促進劑，其中該至少一種促進劑包含以下各物中之至少一種：氯化鎂、硝酸鎂及硫酸鎂。在實施例中，該至少一種促進劑以如下的量存在：約15重量%至約50重量%，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該促進劑以如下的量存在：約15重量%、約16重量%、約17重量%、約18重量%、約19重量%、約20重量%、約21重量%、約22重量%、約23重量%、約24重量%、約25重量%、約26重量%、約27重量%、約28重量%、約29重量%、約30重量%、約31重量%、約31重量%、約32重量%、約33重量%、約34重量%、約35重量%、約36重量%、約37重量%、約38重量%、約39重量%、約40重量%、約41重量%、約42重量%、約43重量%、約44重量%、約45重量%、約46重量%、約47重量%、約48重量%、約49重量%或約50重量%。在實施例中，該至少一種促進劑以如下的量存在：約15重量%至50重量%、15重量%至45重量%、15重量%至40重量%、15重量%至35重量%、20重量%至50重量%、20重量%至45重量%、20重量%至40重量%、20重量%至35重量%、25重量%至50重量%、25重量%至45重量%、25重量%至40重量%、25重量%至35重量%、25重量%至30重量%、30重量%至35重量%，或前述範圍之間的值。
在實施例中，該至少一種促進劑不包含磷酸鹽基材料。在一些實施例中，該至少一種促進劑包含磷酸鹽基促進劑，其中該磷酸鹽基促進劑的存在量為總混合物之Mg(OH) 2的約0.1重量%至約5重量%，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該磷酸鹽基促進劑的存在量為0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1.0重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、1.7重量%、1.8重量%、1.9重量%、2.0重量%、2.1重量%、2.2重量%、2.3重量%，2.4重量%、2.5重量%、2.6重量%、2.7重量%、2.8重量%、2.9重量%、3.0重量%、3.1重量%、3.2重量%、3.3重量%、3.4重量%、3.5重量%、3.6重量%、3.7重量%、3.8重量%、3.9重量%、4.0重量%、4.1重量%、4.2重量%，4.3重量%、4.4重量%、4.5重量%、4.6重量%、4.7重量%、4.8重量%、4.9重量%或5.0重量%
在實施例中，由將該混合物與水組合得到之混凝土替代材料適合於與鋼筋、網、鋼及其他易腐蝕之材料長期接觸。
在實施例中，由將該混合物與水組合得到之人造石質材料適合於與鋼筋、網、鋼及其他易腐蝕之材料長期接觸。
在實施例中，由將該混合物與水組合得到之人造石質材料適合於與鋼筋、網、鋼及其他易腐蝕之材料長期接觸。
在實施例中，該混合物進一步包含至少一種填料材料或其他添加劑，該至少一種填料材料或其他添加劑選自以下各物：浮石或其他火山岩或材料、沙、聚集體(例如，細聚集體、粗聚集體、中間聚集體、其他類型之聚集體等)、滑石、其他黏土材料、纖維(例如，鋼及/或其他金屬纖維、聚丙烯及/或其他聚合物纖維、玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、有機纖維等)、玻璃纖維強化塑膠(GFRP)、其他強化聚合物、混合物或有助於最終固化產品之防火、防水、耐腐蝕/腐蝕抑制、可加工性及/或一種多種其他性質的其他添加劑(例如，MasterPel、RheoCell、MasterCell等)、萘磺酸鈉甲醛(SNF)及/或其他界面活性劑、增塑劑、顏料、染料及其他顏色添加劑、二氧化鈦、其他礦物質、其他天然或合成材料、其他填料材料及/或類似物。
在關於混凝土混合物之實施例中，配方中之Mg(OH) 2及熔渣的量以重量%計可以彼此相對相等。舉例而言，Mg(OH) 2比熔渣之量的比例可以在約75:25至約25:75之範圍內。在實施例中，Mg(OH) 2與熔渣之比率為75:25、70:30、65:35、60:40、59:41、58:42、57:43、56:44、55:45、54:46、53:47、52:48、51:49、50:50、49:51、48:52、47:53、46:54、45:55、44:56、43:57、42:58、41:59、40:60、35:65、30:70或25:75。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約2重量%至約25重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約5重量%至約20重量%之範圍內。在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約10重量%至約15重量%之範圍內。在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量為約2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、20重量%、21重量%、22重量%、23重量%、24重量%、25重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量為12.5重量%。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約1重量%至約10重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約2重量%至約8重量%之範圍內。在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量為約2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量為4.5重量%。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之氯化物的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之氯化物的量為約0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1.0重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、1.7重量%、1.8重量%、1.9重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之氯化物的量為4.5重量%。
在實施例中，該鹵水漿料中存在之鉀的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內，或其間之任何次值或子範圍，包括但不限於本文特別指出之次值或子範圍。在實施例中，該鹵水漿料中存在之鉀的量為約0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1.0重量%、1.1重量%、1.2重量%、1.3重量%、1.4重量%、1.5重量%、1.6重量%、1.7重量%、1.8重量%、1.9重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%或其次整數。舉例而言，在實施例中，該鹵水漿料中存在之鉀的量為4.5重量%。
在實施例中，本申請案預期混凝土替代材料之多種最終用途。彼等用途包括但不限於住宅及商業建築(例如，用於柱、樑及其他承重構件中)、牆壁及其他建築面板(例如，包括非承重構件)、機場、水壩、堤壩、橋樑、隧道、港口、煉油廠及其他工業場所、停車場結構、道路、瓦及其他地板、人行道、管道、通道、檯面及/或類似物。取決於最終固化產品不損壞鋼或其他金屬之能力，一或多種配方或混合物適合於在期望或需要拉伸增強之應用(例如，阻止或減少開裂、斷裂及/或其他損害固化產品之發生)中使用。本申請案之用途亦預期預製材料，諸如用於建築物之鋪築材料、混凝土磚(CMU)墊塊及板。本文提供之本申請案的其他非結構用途可為廚房島、裝飾性花園結構(例如，鳥盆、長凳、花盆、盆等)、瓦、裝飾性地板、家具、浴室浴缸、水槽、桌子、壁爐、水池、泳池甲板或可使用混凝土材料之任何建築或裝飾性應用。 III. 方法
在一態樣中，本文提供一種針對一負二氧化碳排放混凝土替代材料生產製程及/或產品之製造製程，該製造製程包含：(a)將包含水、Mg(OH) 2及一或多種硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀之一鹵水漿料與熔渣混合，以形成一混凝土混合物；(b)將該混凝土混合物澆注至一結構組件模具中，以形成一澆注之混凝土混合物；及隨後(c)使該結構模具中來自步驟(b)之該澆注之混凝土混合物固化，以形成一負二氧化碳排放混凝土替代材料。
在一態樣中，本文提供一種針對一負二氧化碳排放人造石質材料生產製程及/或產品之製造製程，該製造製程包含：(a)將包含水、Mg(OH) 2、硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀之一鹵水漿料與熔渣混合，以形成一混凝土混合物；(b)將該混凝土混合物澆注至一結構組件模具中，以形成一澆注之混凝土混合物；及隨後(c)使該結構模具中來自步驟(b)之該澆注之混凝土混合物固化，以形成一負二氧化碳排放人造石質材料。
在另一態樣中，本文預期一種針對一負二氧化碳排放人造石質材料瓦片之製造製程。在實施例中，該製程可包含但不限於：(1)用黏土擠出機經由模具擠出成屋頂瓦之最終形狀；(2)用黏土擠壓機經由模具擠壓成厚度等於或大於瓦最終厚度且寬度允許一塊或多塊瓦寬度的片材。藉由以下處理將片材成型為最終瓦之形狀：將片材置放在立式壓機中之下半模上或使片材穿過成型壓延機；(3)擠出圓柱形材料，該等材料塊隨後在立式壓機或類似設備中在底部模具與頂部模具之間形成最終瓦形狀；或(4)藉由混合流變改質材料且置放有限計量之材料塊，該等材料塊隨後在立式壓機或類似設備中在底部模具與頂部模具之間形成最終瓦形狀。
在實施例中，前述方法中之任何一者可在幾個小時內進行設定。在實施例中，屋頂瓦係在烘箱中乾燥。
在實施例中，藉由添加纖維增強材料(諸如纖維素纖維、玻璃纖維、塑膠纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯醇(PVA)纖維、均聚物丙烯酸或耐鹼纖維或其組合)來修改機械性質以產生延性(非脆性)材料。
在實施例中，可以藉由將產品之表面處理為現有技術中已知的拒水矽烷或防水表面塗層來使人造石質材料瓦防水。可以藉由在複合組成物中併微球來實現抗凍融性。 實例
本文提供之實例包含水泥質材料之組成物，水泥質材料包含Mg(OH) 2及源自海水或脫鹽水廢品之來源鹵水。熟習此項技術者應理解，實例組成物係非限制性的且可基於諸如熱及濕度之因素進行調整以實現諸如抗壓強度、抗撓強度、彈性模數、低劣化及本申請案預期的CO2吸收。應用及實例表明，實現此等性質之結果有效變數包括硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物及Mg(OH) 2。
材料及方法。使漿料形式之濃鹵水保持攪拌。向攪拌之漿料中添加磨碎之粒狀高爐熔渣(GGBFS)。視濃度可選地添加額外量的Mg(OH) 2。將聚集體混合至攪拌之漿料中，直至混合物保持形狀且具有燕麥片狀稠度。將混合物澆注至模具或模板中且使其固化。
抗壓強度。於在50 mm立方體樣品上固化3、7、14、28、56、90及180天之後，根據ASTM C109使用數位壓縮機對混凝土之抗壓強度進行量測[ASTM C109-10，水硬水泥沙漿之抗壓強度的標準測試方法(使用2吋或[50-mm]立方體樣品)，美國試驗與材料國際協會，賓夕法尼亞州西康舍霍肯，2010]。在每一固化週期後自烘箱取出樣品且在測試前冷卻。製備每一固化週期之一式三份樣品且進行壓縮測試。報告三個讀數之平均值。
抗撓強度。製備尺寸為50x50x200 mm之棱柱形樣品，根據ASTM C78使用三等分點荷重法來測定混凝土之抗撓強度[ASTM C1437-10，混凝土中使用的粉煤灰及生或煅燒天然火山灰之標準規範，美國試驗與材料國際協會，賓夕法尼亞州西康舍霍肯，2010；ASTM C78-10，混凝土抗撓強度之標準測試方法(使用簡單樑，利用三等分點荷重法)，美國試驗與材料國際協會，賓夕法尼亞州西康舍霍肯，2010]。在固化第28天及第90天時測定混凝土之抗撓強度。製備特定固化週期之每種混合物的一式三份樣品且對其進行測試。報告三個讀數之平均值。
彈性模數。對直徑75 mm、高150 mm之圓柱形混凝土樣品量測混凝土之彈性模數。實驗根據ASTM C 469進行[ASTM C496-10，圓柱形混凝土樣品之劈裂抗拉強度的標準測試方法，美國試驗與材料國際協會，賓夕法尼亞州西康舍霍肯，2010]。在固化第28天及第90天之後量測彈性模數。 生命週期二氧化碳排放量
圖2的二氧化碳排放量之計算總結於表2中。該等計算所基於之原始排放因數列於表4中。 * USGS的有關水泥之背景事實與問題及在3-7%之間的水泥資料估計值非熟料。 †Kastiukas, G.等人的「Sustainable Calcination of Magnesium Hydroxide for Magnesium Oxychloride Cement Production」, Journal of Materials in Civil Engineering 2019, 31(7) ≠Miller, S.及Myers, J.的Environmental Impacts of Alternative Cement Binders, Environ. Sci. Technol., 2020, 54, 677-686 環境影響
本申請案預期生產用住宅材料製成之住宅結構，其滿足當前住宅短缺，同時產生碳信用。在實施例中，住宅結構由負二氧化碳排放水泥質材料製成。在進一步實施例中，負二氧化碳排放水泥質材料為藉由本文描述之製程製造的水泥質磚。本文提供的水泥質磚(塊)之生產吸收二氧化碳，基於該等製造方法使二氧化碳輸出減少，且不需要淡水。
每一磚為0.0076 m 3體積之水泥質材料，其重量為38.5磅(17.5千克)。經測試，負二氧化碳排放水泥質材料吸收32 kg CO 2/mt/年(mt指公噸)。因此，對於每一塊，在20年時段中： 在20年中，17.5千克 x 0.001公噸/千克 x 32 kg CO 2/ m.t./年 x 20年=11.2 kg CO 2/塊
每一塊亦產生比習知混凝土及其他水泥產品少的二氧化碳： 每一塊避免0.0076 m 3x 405 kg CO 2/m 3=3.08 kg CO 2
因此，總碳信用(避免量為11.2 kg CO 2/塊+移除量為3.1 kg CO 2/塊)為14.3千克(31.5磅) CO 2/塊。註釋：405kg CO 2/m 3係基於杜邦EPD High Test CMU 900003403，於2021年8月31日發布，有效期至2026年8月31日(https:// www.basalite-cmu.com/_files/ugd/31fd52_c399e811721a4fa4b 9fe9cf4bd91c2e6.pdf)
然後將上述計算轉換為將水泥質磚塊與沙漿(或填充物)組合之應用計算。 碳移除量，22.6千克(49.8磅)：11.2 kg CO 2/塊(來自以上計算)+11.4千克(沙漿/填充物) 11.2 kg CO 2/塊+[沙漿/填充物] 11.2 kg CO 2/塊 x 1.02千克沙漿/千克塊=22. 6kg CO 2碳避免量，6.22千克(13.7磅)：3.08千克(來自以上計算)+3.14千克(沙漿) 3.08 kg(塊)+3.08 kg CO 2/塊 x 1.02千克沙漿/千克塊=6.22 kg CO 2
總碳信用(移除量為22.6 kg CO 2+避免量為6.22 kg CO 2)為每塊28.8 kg CO 2(63.5磅)。
本文預期之材料的環境影響延伸至淡水消耗，其中本申請案之組成物在製造程序中不使用淡水。根據美國環保署(https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/introduction-indoor-air-quality)，允許生長10年之中等生長針葉樹的二氧化碳吸收當量為23.2磅CO 2(10.5千克)。因此，參考以上計算，每一水泥質磚移除11.2 kg CO 2，大約相當於1棵樹。參考以上計算，對於每一應用之水泥質磚，20.4 kg CO 2被移除，相當於兩棵樹。
在本文提供之組成物的實施例中，水泥質磚用於建造房屋。在實施例中，房屋之大小為1,250 ft 2。每棟房屋使用3,000塊應用之水泥質磚。除了應用之塊的沙漿及填充材料之外，每棟房屋在地基、樓板、門廊、屋頂瓦、車道及人行道中包括62.9 m 3之水泥質材料。使用1,505 kg/m 3(或94磅/ft 3)之材料密度，每年吸收32 kg CO 2/公噸。在實施例中，本申請案避免了對額外材料之需要，諸如乾牆、絕緣材料、瀝青屋頂及油漆。 1棟房屋(1,250 ft 2)(116.1 m 2)之碳移除量 應用之塊：22.6 kg CO 2x 3,000塊/房屋=67,800 kg CO 2或67.8公噸CO 2(信用) 地基、樓板、門廊、屋頂瓦、車道及人行道：62.9 m 3x 1,505 kg/m 3x 0.001公噸/千克 x 32 kg CO 2/公噸/年 x 20 年=60,585 kg CO 2或60.6公噸CO 2(信用) 67.8公噸CO 2(信用)+60.6公噸CO 2(信用)=128.4公噸CO 2(信用) 1棟房屋(1,250 ft 2)(116.1 m 2)之碳避免量 應用之塊：6.24 kg CO 2x 3,000塊/房屋=18,720 kg CO 2或18.7公噸CO 2(信用) 地基、樓板、門廊、屋頂瓦、車道及人行道：62.9 m 3x 405 kg CO 2/m 3=25,475 kg CO 2或25.5公噸CO 2(信用) 18.7公噸CO 2(信用)+25.5公噸CO 2(信用)=44.2公噸CO 2(信用) 來自建築程序之額外避免量=10信用 總碳信用(移除量+避免量)128.4公噸CO 2+44.2公噸CO 2+10公噸CO 2=182.6公噸或每棟房屋之信用
在本文提供之組成物的實施例中，負二氧化碳排放水泥質材料為鋪築材料。在實施例中，複數塊鋪築材料覆蓋100,000 m 2之表面積。在實施例中，鋪築材料厚3吋(0.2286 m)。因此，對於100,000 m 2之表面積，鋪築材料含有22,860 m 3之體積。參考上述負二氧化碳排放水泥質材料之密度1,505 kg/m 3，22,860 m 3(鋪築材料之體積) x 1,505 kg/m 3(密度) x 0.001公噸/千克提供鋪築材料中所用的34,404公噸材料。 100,000 m 2之鋪築材料的碳移除量 34,404公噸 x 32 kg CO2/公噸/年 x 20年 x 0.001公噸/千克=22,018公噸CO 2(信用) 100,000 m 2之鋪築材料的碳避免量 22,860 m 3x 405 kg CO 2/m 3=9,258,300 kg或9,258公噸CO 2信用 總碳信用(避免量+移除量)=22,018公噸+9,258公噸=每100,000 m 2之鋪築材料31,276信用
儘管出於理解清晰之目的已藉由說明及實例方式詳細地描述了先前實施例，但熟習此項技術者將瞭解，可在隨附申請專利範圍之範疇內實踐某些變化及修改。另外，本文提供之每一參考文獻均以全文引用之方式併入，其併入程度如同每一參考文獻係個別地以引用方式併入一般。當在本申請案與本文提供之參考文獻之間存在衝突時，應以本申請案為準。
[ 圖 1]圖示目前佔世界二氧化碳排放之大約8%的波特蘭水泥生產。此等排放物中之大約50%作為石灰石(CaCO 3)脫碳酸之化學副產品釋放，40%來自燃燒化石燃料，10%用於開採及運輸原材料。 [ 圖 2]圖示包括波特蘭水泥、開採之MgO及來自鹵水之Mg(OH) 2的不同起始材料之二氧化碳排放量比較。

Claims (94)

  1. 一種藉由澆注一混凝土混合物而凝固之人造石質材料，該澆注之混凝土混合物包含： (a)包含水及Mg(OH) 2之一鹵水漿料；及 (b)熔渣。
  2. 如請求項1之人造石質材料，其中該鹵水漿料進一步包含一或多種硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀。
  3. 如請求項1或2之人造石質材料，其中該澆注之混凝土進一步包含至少一種聚集體。
  4. 一種藉由澆注一混凝土混合物而凝固之人造石質材料，該澆注之混凝土混合物包含： (a)包含水、Mg(OH) 2、硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀之一鹵水漿料； (b)熔渣；及 (c)至少一種聚集體。
  5. 如請求項1至4中任一項之人造石質材料，其中該人造石質材料係藉由澆注該混凝土混合物且隨後將一固化技術應用於該澆注之混凝土混合物而凝固。
  6. 如請求項1至5中任一項之人造石質材料，其中該鹵水漿料之Mg(OH) 2未經煅燒。
  7. 如請求項1至6中任一項之人造石質材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為75:25重量%至25:75重量%。
  8. 如請求項1至6中任一項之人造石質材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為70:30重量%至30:70重量%。
  9. 如請求項1至6中任一項之人造石質材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為65:35重量%至35:65重量%。
  10. 如請求項1至6中任一項之人造石質材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為60:40重量%至40:60重量%。
  11. 如請求項1至6中任一項之人造石質材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為55:45重量%至45:55重量%。
  12. 如請求項1至6中任一項之人造石質材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為約50:50重量%。
  13. 如請求項1至12中任一項之人造石質材料，其中該至少一種聚集體選自沙、礫石、碎石及其組合。
  14. 如請求項1至13中任一項之人造石質材料，其中該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約2重量%至約25重量%之範圍內。
  15. 如請求項1至14中任一項之人造石質材料，其中該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約5重量%至約20重量%之範圍內。
  16. 如請求項1至15中任一項之人造石質材料，其中該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約1重量%至約10重量%之範圍內。
  17. 如請求項1至16中任一項之人造石質材料，其中該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約2重量%至約8重量%之範圍內。
  18. 如請求項1至17中任一項之人造石質材料，其中該鹵水漿料中存在之氯化物的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內。
  19. 如請求項1至18中任一項之人造石質材料，其中該鹵水漿料中存在之鉀的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內。
  20. 如請求項1至19中任一項之人造石質材料，其中該人造石質材料在一15年時段中吸收且保持該人造石質材料之至少5重量百分比的二氧化碳。
  21. 如請求項1至20中任一項之人造石質材料，其中該人造石質材料在一15年時段中吸收且保持該人造石質材料之約5重量百分比至16重量百分比的二氧化碳。
  22. 一種人造石質材料，該人造石質材料由一澆注混凝土混合物形成且經組態以吸收且保持二氧化碳，該澆注之混凝土混合物包含： (a)包含水、Mg(OH) 2及一或多種硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀之一鹵水漿料； (b)熔渣；及 (c)視情況選用的至少一種聚集體。
  23. 如請求項22之人造石質材料，其中該鹵水漿料之Mg(OH) 2未經煅燒。
  24. 如請求項22或23之人造石質材料，其中該澆注之混凝土混合物在其固化且硬化時的一段時間中吸收且保持二氧化碳。
  25. 如請求項22至24中任一項之人造石質材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為75:25重量%至25:75重量%。
  26. 如請求項22至24中任一項之人造石質材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為70:30重量%至30:70重量%。
  27. 如請求項22至24中任一項之人造石質材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為65:35重量%至35:65重量%。
  28. 如請求項22至24中任一項之人造石質材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為60:40重量%至40:60重量%。
  29. 如請求項22至24中任一項之人造石質材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為55:45重量%至45:55重量%。
  30. 如請求項22至24中任一項之人造石質材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為約50:50重量%。
  31. 如請求項22至30中任一項之人造石質材料，其中該至少一種聚集體選自沙、礫石、碎石及其組合。
  32. 如請求項22至31中任一項之人造石質材料，其中該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約2重量%至約25重量%之範圍內。
  33. 如請求項22至32中任一項之人造石質材料，其中該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約5重量%至約20重量%之範圍內。
  34. 如請求項22至33中任一項之人造石質材料，其中該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約1重量%至約10重量%之範圍內。
  35. 如請求項22至34中任一項之人造石質材料，其中該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約2重量%至約8重量%之範圍內。
  36. 如請求項22至35中任一項之人造石質材料，其中該鹵水漿料中存在之氯化物的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內。
  37. 如請求項22至36中任一項之人造石質材料，其中該鹵水漿料中存在之鉀的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內。
  38. 如請求項22至37中任一項之人造石質材料，其中該澆注之混凝土混合物在一15年時段中吸收且保持該人造石質材料之至少5%重量百分比的二氧化碳。
  39. 如請求項22至38中任一項之人造石質材料，其中該澆注之混凝土混合物產生碳信用額，其中一個碳信用為1公噸CO 2。
  40. 一種針對一負二氧化碳排放人造石質材料之製造製程，該製造製程包含： (a)將包含水、Mg(OH) 2及一或多種硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀之一鹵水漿料與熔渣混合，以形成一混凝土混合物； (b)將該混凝土混合物澆注至一結構組件模具中，以形成一澆注之混凝土混合物；及隨後 (c)使該結構模具中的來自步驟(b)之該澆注之混凝土混合物固化，以形成一負二氧化碳排放人造石質材料。
  41. 如請求項40之製造製程，其中該鹵水漿料之Mg(OH) 2未經煅燒。
  42. 如請求項40或41之製造製程，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為75:25重量%至25:75重量%。
  43. 如請求項40至42中任一項之製造製程，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為70:30重量%至30:70重量%。
  44. 如請求項40至42中任一項之製造製程，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為65:35重量%至35:65重量%。
  45. 如請求項40至42中任一項之製造製程，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為60:40重量%至40:60重量%。
  46. 如請求項40至42中任一項之製造製程，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為55:45重量%至45:55重量%。
  47. 如請求項40至42中任一項之製造製程，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為約50:50重量%。
  48. 如請求項40至47中任一項之製造製程，其中該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約2重量%至約25重量%之範圍內。
  49. 如請求項40至48中任一項之製造製程，其中該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約5重量%至約20重量%之範圍內。
  50. 如請求項40至49中任一項之製造製程，其中該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約1重量%至約10重量%之範圍內。
  51. 如請求項40至50中任一項之製造製程，其中該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約2重量%至約8重量%之範圍內。
  52. 如請求項40至51中任一項之製造製程，其中該鹵水漿料中存在之氯化物的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內。
  53. 如請求項40至52中任一項之製造製程，其中該鹵水漿料中存在之鉀的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內。
  54. 一種混凝土混合物，該混凝土混合物包含： (a)包含水及Mg(OH) 2之一鹵水漿料；及， (b)熔渣； 其中該混凝土混合物的pH至少為12。
  55. 如請求項54之混凝土混合物，其中該混凝土混合物的pH至少為13。
  56. 如請求項54之混凝土混合物，其中該混凝土混合物的pH為13至14。
  57. 如請求項54至56中任一項之混凝土混合物，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為75:25重量%至25:75重量%。
  58. 如請求項40至56中任一項之混凝土混合物，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為70:30重量%至30:70重量%。
  59. 如請求項40至56中任一項之混凝土混合物，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為65:35重量%至35:65重量%。
  60. 如請求項40至56中任一項之混凝土混合物，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為60:40重量%至40:60重量%。
  61. 如請求項40至56中任一項之混凝土混合物，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為55:45重量%至45:55重量%。
  62. 如請求項40至56中任一項之混凝土混合物，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為約50:50重量%。
  63. 如請求項40至62中任一項之混凝土混合物，其中該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約2重量%至約25重量%之範圍內。
  64. 如請求項40至63中任一項之混凝土混合物，其中該鹵水漿料中存在之Mg(OH) 2的量在約5重量%至約20重量%之範圍內。
  65. 如請求項40至64中任一項之混凝土混合物，其中該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約1重量%至約10重量%之範圍內。
  66. 如請求項40至65中任一項之混凝土混合物，其中該鹵水漿料中存在之硫酸鹽的量在約2重量%至約8重量%之範圍內。
  67. 如請求項40至66中任一項之混凝土混合物，其中該鹵水漿料中存在之氯化物的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內。
  68. 如請求項40至67中任一項之混凝土混合物，其中該鹵水漿料中存在之鉀的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內。
  69. 一種材料，該材料包含： (a)包含水、Mg(OH) 2、及硝酸鹽、硫酸鹽、鈉、氯化物及鉀中之一或多種的鹽水材料；及 (b)水泥質材料。
  70. 如請求項69之材料，其中該鹽水材料包含鹵水。
  71. 如請求項69或請求項70之材料，其中該水泥質材料包含熔渣。
  72. 如請求項69至71中任一項之材料，其中該鹽水材料之鹽濃度在比海水之鹽濃度高101%至比海水之鹽濃度高1000%之範圍內。
  73. 如請求項69至72中任一項之材料，其中該材料不包括藉由煅燒產生之MgO。
  74. 如請求項69至73中任一項之材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為75:25重量%至25:75重量%。
  75. 如請求項69至73中任一項之材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為70:30重量%至30:70重量%。
  76. 如請求項69至73中任一項之材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為65:35重量%至35:65重量%。
  77. 如請求項69至73中任一項之材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為60:40重量%至40:60重量%。
  78. 如請求項69至73中任一項之材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為55:45重量%至45:55重量%。
  79. 如請求項69至73中任一項之材料，其中Mg(OH) 2與熔渣之比率為約50:50重量%。
  80. 如請求項69至79中任一項之材料，其中該鹽水材料中存在之Mg(OH) 2的量在約2重量%至約25重量%之範圍內。
  81. 如請求項69至80中任一項之材料，其中該鹽水材料中存在之Mg(OH) 2的量在約5重量%至約20重量%之範圍內。
  82. 如請求項69至81中任一項之材料，其中該鹽水材料中存在之硫酸鹽的量在約1重量%至約10重量%之範圍內。
  83. 如請求項69至82中任一項之材料，其中該鹽水材料中存在之硫酸鹽的量在約2重量%至約8重量%之範圍內。
  84. 如請求項69至83中任一項之材料，其中該鹽水材料中存在之氯化物的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內。
  85. 如請求項69至84中任一項之材料，其中該鹽水材料中存在之鉀的量在約0.1重量%至約5重量%之範圍內。
  86. 一種減少碳排放之方法，該方法包含： (a)將包含水及Mg(OH) 2之一鹵水漿料與熔渣及視情況選用的至少一種聚集體混合，以形成一水泥質混合物； (b)將該水泥質混合物澆注至一結構組件模具中，以形成一澆注之水泥質混合物； (c)使該結構模具中的來自步驟(b)之該澆注之水泥質混合物固化，以形成一負二氧化碳排放水泥質材料； 由此形成吸收二氧化碳且阻止二氧化碳排放之一負二氧化碳排放水泥質材料。
  87. 如請求項86之方法，其中該碳排放減少由吸收之二氧化碳的量及被阻止之二氧化碳排放的量組成。
  88. 如請求項86之方法，其中該負二氧化碳排放水泥質材料為一水泥質磚。
  89. 如請求項88之方法，其中該水泥質磚在一20年時段中吸收11.2 kg CO 2且每個水泥質磚排放3.08 kg CO 2。
  90. 如請求項89之方法，其中將複數個水泥質磚與一填充材料或砂漿材料組合，以形成具有至少1,250 ft 2之一平方呎數的一房屋結構。
  91. 如請求項90之方法，其中該房屋結構吸收至少120公噸CO 2且阻止至少40公噸CO 2之排放。
  92. 如請求項86之方法，其中該負二氧化碳排放水泥質材料為一鋪築材料。
  93. 如請求項92之方法，其中複數塊鋪築材料具有100,000 m 2之一表面積。
  94. 如請求項93之方法，其中該複數塊鋪築材料吸收至少20,000公噸CO 2且阻止至少9,000公噸CO 2之排放。
TW112133884A 2022-09-07 2023-09-06 鹵水在製造水泥質組成物之方法中的用途及該等水泥質組成物之用途 TW202415637A (zh)

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