[發(fā)明專利]一種含SAP網(wǎng)結(jié)構(gòu)的碳捕捉混凝土的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110743716.0
• 申請(qǐng)日: 2021-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN113307582B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊海濤;王偉;江夢(mèng)瑩;張廣田;王頔;王慶元;孫式磊;孫鴻斌;袁維
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 石家莊鐵道大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04
• 代理公司: 北京市恒有知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩

本發(fā)明提供了一種能夠進(jìn)行高效碳捕捉的含高吸水性樹脂(SAP)網(wǎng)結(jié)構(gòu)混凝土的制備方法。該發(fā)明所用材料和設(shè)備包括細(xì)棒狀SAP、水泥、河砂、石子、高性能減水劑、細(xì)尼龍繩、試模、混凝土攪拌機(jī)和養(yǎng)護(hù)箱。首先拌制混凝土，將混凝土澆筑到試模中，混凝土的澆筑深度為試模深度的一半。將經(jīng)混凝土孔溶液浸泡的細(xì)棒狀SAP呈縱橫交錯(cuò)布置，相交節(jié)點(diǎn)處用細(xì)尼龍繩綁扎。隨后，緩慢澆筑混凝土并使混凝土完全充滿試模。待混凝土硬化后脫模并置于養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)。隨后將含SAP網(wǎng)結(jié)構(gòu)的混凝土置于環(huán)境中進(jìn)行碳捕捉。該方法簡單有效，可利用混凝土自身的碳化行為進(jìn)行碳捕捉，且SAP網(wǎng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)孔直徑和網(wǎng)間距均可進(jìn)行調(diào)整，該發(fā)明有助于抑制CO₂濃度過高引起的氣候惡化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水泥混凝土領(lǐng)域，特別是采用SAP網(wǎng)結(jié)構(gòu)提高混凝土CO₂捕捉效率的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

工業(yè)排放的CO₂會(huì)引起溫室效應(yīng)。混凝土作為最大宗的人造材料可通過碳化反應(yīng)吸收空氣中的CO₂。混凝土的碳化反應(yīng)往往發(fā)生在表面層(5～30mm)，這導(dǎo)致混凝土的CO₂捕捉效率較低。

SAP是一種有機(jī)材料，能夠在混凝土拌合階段吸水膨脹，并在混凝土內(nèi)部濕度降低時(shí)收縮產(chǎn)生孔洞。本發(fā)明基于SAP的這一特性，利用細(xì)棒狀SAP的縱橫交錯(cuò)，在混凝土內(nèi)部制備網(wǎng)結(jié)構(gòu)。SAP網(wǎng)結(jié)構(gòu)的存在使環(huán)境中CO₂能夠進(jìn)入混凝土內(nèi)部，從而增加了可碳化混凝土的表面積，進(jìn)而提升了混凝土的CO₂捕捉效率。

文獻(xiàn)1(B.Park,Y.C.Choi,Investigation of carbon-capture property offoam concrete using stainless steel AOD slag,Journal of Cleaner Production288(2021):125621)公布了一種提高混凝土CO₂捕捉效率的方法。該方法是在混凝土中加入適量引氣劑從而產(chǎn)生大量氣孔，通過改善混凝土的透氣性來提升混凝土的CO₂捕捉能力。

文獻(xiàn)2(C.Moro,V.Francioso,M.Velay-Lizancos,Modification of CO₂ captureand pore structure of hardened cement paste made with nano-TiO₂ addition:Influence of water-to-cement ratio and CO₂ exposure age,Construction andBuilding Materials 275(2021):122131.)公布了一種提高硬化水泥基材料CO₂捕捉能力的方法。該技術(shù)是利用TiO₂改變硬化水泥漿的孔隙率和基體中氫氧化鈣的活性，進(jìn)而提升硬化水泥漿的CO₂捕捉能力。

文獻(xiàn)3(一種用水泥基材料固定二氧化碳的方法及裝置；申請(qǐng)?zhí)枺篊N202010258381.9；公開號(hào)：CN112191090A)公布了一種采用水泥基材料固定CO₂的方法和裝置。該技術(shù)通過將CO₂反應(yīng)溫度設(shè)置為400℃～700℃，以水泥基材料為二氧化碳的吸收材料，在特定的反應(yīng)容器中進(jìn)行加速碳化反應(yīng)。當(dāng)水泥基材料孔隙率低于5％時(shí)，加水使水泥基材料達(dá)到飽和孔隙含水率。可實(shí)現(xiàn)工業(yè)排放二氧化碳的部分吸收。