本發(fā)明屬于水泥基材料，涉及一種提高水泥基材料固碳率的方法。

背景技術(shù)：

1、

2、碳礦化技術(shù)是碳利用與封存中的一種關(guān)鍵技術(shù)，它的主要原理是通過(guò)co2與堿性或堿土金屬的氧化物反應(yīng)形成碳酸鹽從而永久固碳。目前，水泥作為堿源進(jìn)行碳礦化被廣泛研究，水泥的co2養(yǎng)護(hù)是實(shí)現(xiàn)碳礦化的主要方法。經(jīng)過(guò)水化反應(yīng)后的水泥中包含了水化產(chǎn)物c-s-h、ca(oh)2、aft等，以及未水化的物相c3s、c2s和c4af，這些物質(zhì)可與co2反應(yīng)生成caco3，從而填充水泥中的孔隙，提升水泥材料的強(qiáng)度。因此co2養(yǎng)護(hù)可以加速水泥的養(yǎng)護(hù)效率，同時(shí)達(dá)到封固co2的目的，同時(shí)，co2養(yǎng)護(hù)可以在常溫常壓的條件下進(jìn)行，運(yùn)行成本低，是制備低碳綠色建材的有效方法。水泥是一種具有良好固碳潛能的材料，但目前對(duì)水泥固碳的研究遠(yuǎn)低于其理論固碳率。因此，在保證水泥材料強(qiáng)度的同時(shí)，提升其固碳率還需要更深入的研究。為了提升水泥材料的力學(xué)性能及其co2養(yǎng)護(hù)的固碳率，在水泥材料中添加外加劑是各學(xué)者研究的有效方向之一。

3、中國(guó)專(zhuān)利(cn?117567089a)公開(kāi)了一種將改性生物炭加入水泥基材料中提升固碳率和抗壓強(qiáng)度的方法。該專(zhuān)利采用的生物質(zhì)原料為玉米秸稈，所采用的改性溶液為檸檬酸、無(wú)水乙醇、蒸餾水、氨水、硅酸四乙酯、氯化鈣混合配置而成。在水泥基材料中加入3％改性生物炭獲得最優(yōu)的抗壓強(qiáng)度和固碳率，其標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)7d的抗壓強(qiáng)度達(dá)到49.9mpa，較對(duì)比例提升14.2％，經(jīng)co2養(yǎng)護(hù)后的固碳增長(zhǎng)率為1.14％，較對(duì)比例提升16.3％。

4、中國(guó)專(zhuān)利(cn?117383861?a)公開(kāi)了一種將mofs納米酶摻入進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)水泥凈漿或砂漿中，提高水泥基材料固碳能力的方法。該專(zhuān)利制備得到了mofs納米酶，以摻入量為水泥熟料質(zhì)量的0.01～0.1％摻入進(jìn)水泥基材料中，并將其在溫度20±2℃，co2壓力為0.1～0.4mpa的環(huán)境下固碳養(yǎng)護(hù)1～7d。將mofs納米酶摻入進(jìn)水泥基材料中，能提高材料的co2吸收能力，同時(shí)降低孔隙率，提高材料的強(qiáng)度。

5、中國(guó)專(zhuān)利(cn?117645443?a)公開(kāi)了一種高固碳量纖維水泥板及其制備方法。該專(zhuān)利在水泥板中加入硫酸鹽紙漿纖維或纖維素纖維，將其在co2的環(huán)境下進(jìn)行碳酸化養(yǎng)護(hù)。多孔纖維的摻入為co2提供氣體通道，有利于提升碳酸化養(yǎng)護(hù)的效率。

6、綜上所述，目前水泥基材料中摻入的外加劑主要包括生物炭、納米材料、纖維等，但其制備工序較為復(fù)雜，且部分多孔生物炭或纖維材料會(huì)提高水泥基材料的孔隙率，可能會(huì)降低材料的強(qiáng)度，雖然co2養(yǎng)護(hù)可以抵消一部分多孔材料帶來(lái)的不良影響，但要達(dá)到較好的效果還需對(duì)材料的種類(lèi)和反應(yīng)條件進(jìn)行探究。水泥材料的碳酸化反應(yīng)主要涉及co2的擴(kuò)散以及co2的反應(yīng)，其中co2的擴(kuò)散對(duì)碳酸化反應(yīng)起到主導(dǎo)作用。提高養(yǎng)護(hù)溫度及壓力可以提升co2的擴(kuò)散速率，但相應(yīng)的也會(huì)提升養(yǎng)護(hù)成本，大部分的外加劑的摻入主要對(duì)co2的擴(kuò)散起到積極作用，為co2提供進(jìn)入水泥材料的通道，提高co2的擴(kuò)散速率，從而提升其固碳率。然而，外加劑的摻入同時(shí)也會(huì)影響水泥材料的強(qiáng)度變化，因此如何簡(jiǎn)化工藝，在保障水泥材料的力學(xué)性能的同時(shí)提升其固碳率是目前研究的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種提高水泥固碳率的方法，包括如下步驟：

2、s1將水泥基材料、仲醇胺和水混合，攪拌均勻形成流動(dòng)漿體；流動(dòng)漿體中仲醇胺的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.01～0.05wt％；

3、s2澆筑成型后脫模得到水泥試塊；

4、s3對(duì)所述水泥試塊進(jìn)行co2養(yǎng)護(hù)。

5、流動(dòng)漿體的水灰比(w/c)為0.3～0.6。

6、所述仲醇胺包括二乙醇胺(dea)、二異丙醇胺(dipa)和n-甲氨基乙醇(mmea)中的一種或幾種。更進(jìn)一步地，所述仲醇胺為mmea。

7、所述水泥基材料包括新拌合的水泥、砂漿或混凝土。

8、還包括再生骨料，所述再生骨料通過(guò)廢棄水泥、廢棄砂漿和廢棄混凝土中的一種或幾種經(jīng)破碎處理和篩分后得到。

9、所述養(yǎng)護(hù)條件為：co2養(yǎng)護(hù)溫度為20～50℃，濕度為50～80％，壓力為0～0.2mpa，co2濃度為20～100％，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為2～48h。

10、本發(fā)明還提供一種上述方法得到的水泥基材料制品。

11、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明以仲醇胺作為添加劑，對(duì)水泥基材料進(jìn)行co2養(yǎng)護(hù)，水泥基材料的固碳率提升明顯，其外部固碳率較普通co2養(yǎng)護(hù)提高36.8％，仲醇胺的加入能夠捕集一部分co2，加速co2轉(zhuǎn)化為碳酸根離子，提高水泥水化產(chǎn)物和未水化的礦物與co2反應(yīng)的效率；內(nèi)部固碳率較普通co2養(yǎng)護(hù)提高67.08％，仲醇胺的加入為co2擴(kuò)散進(jìn)水泥試塊的內(nèi)部提供了通道，有利于水泥試塊內(nèi)部對(duì)co2的封固，在保障水泥材料的力學(xué)性能的同時(shí)提升其固碳率。此外，采用mmea作為添加劑，所得水泥材料的抗壓強(qiáng)度較普通co2養(yǎng)護(hù)提高了15.7％，能夠同時(shí)提升固碳率和抗壓強(qiáng)度。為提高水泥基材料固碳率和力學(xué)性能提供了新的思路。

技術(shù)特征：

1.一種提高水泥固碳率的方法，其特征在于：包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種提高水泥固碳率的方法，其特征在于：所述流動(dòng)漿體的水灰比為0.3～0.6。

3.如權(quán)利要求1所述的一種提高水泥固碳率的方法，其特征在于：所述仲醇胺包括二乙醇胺、二異丙醇胺和n-甲氨基乙醇中的一種或幾種。

4.如權(quán)利要求1所述的一種提高水泥固碳率的方法，其特征在于：所述水泥基材料包括新拌合的水泥、砂漿或混凝土。

5.如權(quán)利要求4所述的一種提高水泥固碳率的方法，其特征在于：所述水泥基材料還包括再生骨料，所述再生骨料通過(guò)廢棄水泥、廢棄砂漿和廢棄混凝土中的一種或幾種經(jīng)破碎處理和篩分后得到。

6.如權(quán)利要求1所述的一種提高水泥固碳率的方法，其特征在于：co2養(yǎng)護(hù)溫度為20～50℃，濕度為50～80％，壓力為0～0.2mpa，co2濃度為20～100％，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為2～48h。

7.一種權(quán)利要求1所述方法得到的水泥基材料制品。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種提高水泥固碳率的方法，包括將水泥基材料、仲醇胺和水混合，攪拌均勻形成流動(dòng)漿體，澆筑成型后脫模得到水泥試塊，對(duì)水泥試塊進(jìn)行CO<subgt;2</subgt;養(yǎng)護(hù)；流動(dòng)漿體中仲醇胺的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.01～0.05wt％。本發(fā)明以仲醇胺為添加劑，對(duì)水泥基材料進(jìn)行CO<subgt;2</subgt;養(yǎng)護(hù)，水泥基材料的固碳率提升明顯，其外部固碳率較普通CO<subgt;2</subgt;養(yǎng)護(hù)提高36.8％，仲醇胺的加入能夠捕集一部分CO<subgt;2</subgt;，加速CO<subgt;2</subgt;轉(zhuǎn)化為碳酸根離子，提高水泥水化產(chǎn)物和未水化的礦物與CO<subgt;2</subgt;反應(yīng)的效率；內(nèi)部固碳率較普通CO<subgt;2</subgt;養(yǎng)護(hù)提高67.08％，仲醇胺的加入為CO<subgt;2</subgt;擴(kuò)散進(jìn)水泥試塊的內(nèi)部提供了通道，有利于水泥試塊內(nèi)部對(duì)CO<subgt;2</subgt;的封固，在保障水泥材料的力學(xué)性能的同時(shí)提升其固碳率，為提高水泥基材料固碳率和力學(xué)性能提供了新的思路。

技術(shù)研發(fā)人員：王紫燕,陳紹云,喻健良,趙一銘
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大連理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9