[發明專利]一種利用二氧化碳制備耐高溫混凝土砌塊的方法

有效

• 申請號: 201811406442.0
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN111217566B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 林忠財;潘智生;田偉浩
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B40/02
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• 代理人: 暫無信息

一種利用二氧化碳制備耐高溫混凝土砌塊的方法，包括以下步驟：(1)用于混凝土砌塊制備的材料按照一定比例在攪拌機中先干拌均勻，得到的混合物中緩慢加入水并攪拌均勻(2)將混合物稱取一定質量加入砌塊機中壓制成型；(3)將成型的混凝土砌塊放入二氧化碳養護箱中養護，養護條件為溫度20℃，相對濕度為65％，二氧化碳濃度為20％，養護至規定齡期。本發明可以實現提高混凝土砌塊的耐高溫性能，有效降低混凝土砌塊在高溫下的外部損傷，有效提高混凝土砌塊在高溫后的強度；并有效利用廢棄的溫室效應氣體——二氧化碳氣體，減少溫室氣體排放量，能保護環境、扼制溫室效應的發生。

技術領域

本發明涉及資源回收利用及建材領域，具體涉及一種利用利用二氧化碳養護技術，用于耐高溫混凝土砌塊的制備方法。

背景技術

實心黏土磚(紅磚)曾經是我國最主要的建筑材料之一，尤其是改革開放以來，紅磚的產量呈幾何式的增長，年產量達10多億塊。然而因其生產能耗高、大量消耗土地資源、污染環境等問題，目前已被國家限制生產和使用。作為紅磚的替代材料，混凝土砌塊因其質輕、高強及良好的隔熱保溫特性，成為目前廣泛應用的建筑材料。但是與紅磚相比，混凝土砌塊的耐高溫性能較差。高溫情況下，混凝土強度急劇降低，主要原因有以下幾點：混凝土砌塊耐高溫性能主要與其自身的材料組成有關，混凝土砌塊在300℃左右時，水泥水化產物中的水化硅酸鈣凝膠中大部分結合水和自由水蒸發，形成氣孔并伴有輕微的裂紋出現。當溫度達到400℃以后，混凝土砌塊中的氫氧化鈣開始脫水分解。當溫度高于600℃時，水泥基體脫水收縮，而骨料受熱不斷膨脹，二者熱變形差異導致混凝土砌塊晶型及內部結構嚴重變形，混凝土砌塊力學性能急劇下降。高于800℃時，骨料發生相變，加之碳酸鹽的分解，混凝土砌塊基本完全破壞，抗壓強度只有常溫下的20％左右。因此提高或改善水泥水化產物的高溫性能將有利于抑制高溫后混凝土微觀結構的破壞，也助于緩解骨料相變及水泥石分解造成的結構變形，從而提高混凝土砌塊的耐高溫性能?，F有的耐高溫混凝土砌塊制備方法主要是采用不同的粘結劑代替硅酸鹽水泥，一種是我們常見的水硬性材料-高鋁水泥、礬土水泥，礦渣水泥?；炷疗鰤K采用這類水泥，當混凝土砌塊加熱到100多度時，這類水泥的水化產物會產生膨脹，如果用量較大，會使混凝土砌塊產生裂縫，對結構產生不利影響，另一方面，這些高溫水泥的使用，會使得混凝土砌塊的用水量增加，直接導致混凝土砌塊水灰比加大，強度降低。第二類是使用一些空氣粘結劑-水玻璃(H₂O·nSiO₂)這類粘結劑可以改變混凝土砌塊的物理化學變化，產生的硬化物質使混凝土砌塊的耐高溫性能提高，但是這種粘結劑的使用，一般情況要利用其他的一些硬化促進劑，比如說含有鉻鐵的合金礦渣，對骨料的要求也比較高，不利于大范圍使用，而且水玻璃揮發出來的物質對人體有害，不利于人類頻繁接觸的建筑。第三類粘結劑是化學粘結劑，化學粘結劑主要采用磷酸鹽類，需要配合填料使用，這些填料需要能和粘結劑發生反應，產生硬化作用，因為與填料發生反應生成的反生產物有不同的高溫穩定性，因此不同的填料也會影響混凝土砌塊的耐高溫程度。這類方法由于工藝較復雜，經濟花費高，不利于推廣使用。隨著國家對建筑材料耐火性能的重視，若能較好的提高混凝土砌塊的耐高溫性能，將有利于擴展混凝土砌塊的工程應用。二氧化碳養護對混凝土砌塊有兩方面影響：一方面二氧化碳和水泥水化產物快速反應生成碳酸鈣和硅膠，由于內部成分及結構的改變，短期內快速增強混凝土砌塊的強度，混凝土砌塊耐久性能得到提高，碳酸鈣和硅膠的高溫性能均比水泥凝膠體和氫氧化鈣優異，因此采用二氧化碳養護混凝土砌塊將改善其高溫性能起至關重要的作用。另一方面隨著社會的發展，人類生產生活過程中，產生了大量的二氧化碳，也間接導致了全球變暖，作為綠色建材的發展方向，二氧化碳養護技術十分重要的一面是能夠固定大氣中的二氧化碳，通過理論計算，假設可以100％碳化，那么1噸的水泥可以吸收0.5噸的二氧化碳，形成1.5噸的固體碳酸鈣和硅膠。目前9～20％的二氧化碳已被大量水泥吸收，二氧化碳養護技術有很大的潛力創造出高質量、耐久性好和可持續性的水泥制品。