專利名稱：碳化養(yǎng)護廢棄物制備建筑材料的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于建筑材料的技術領域，涉及由廢棄物(包括不同鋼渣、爐渣、冶煉渣、污泥、赤泥、焚燒灰、廢水泥等)為主要材料吸收二氧化碳氣體制備建筑材料的方法。
背景技術：
目前，大量排放的二氧化碳氣體造成了全球氣候變暖，大氣中的CO2濃度超過大約550ppm，將會顯著地增加人類社會和環(huán)境的造成危害。危險廢棄物的加速碳化是人為控制加速碳化的過程，廢棄物在富CO2環(huán)境下，在短時間內迅速硬化。冶金、化工和建材等企業(yè)排放了大量的廢棄物占用了大量用地，污染環(huán)境和地下水，制約著企業(yè)的發(fā)展。另外，在很多情況下有毒的金屬可以快速的被固化在碳化產品內。具有重要意義的是碳化養(yǎng)護材料的物理和化學性能得到了重大的改進并再利用到不同的建筑中。
利用碳化養(yǎng)護廢棄物制備建筑材料可以有效地利用工業(yè)廢棄物，并吸收大量溫室氣體CO2，起到利廢環(huán)保的作用。

發(fā)明內容本發(fā)明為了克服以下技術的不足，提供了一種碳化養(yǎng)護廢棄物制備建筑材料的方法，利用不同工業(yè)廢棄物成型為不同形狀的磚、板等坯體，將制備好的坯體放入不同二氧化碳氣體濃度、不同二氧化碳氣體壓力下養(yǎng)護。
本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的本發(fā)明公開了一種碳化養(yǎng)護廢棄物制備建筑材料的方法，其特別之處在于利用含有碳化成分的廢棄物為碳化材料，加水混合均勻，壓制成的建筑材料半成品，半成品在碳化氣體的養(yǎng)護下，制成建筑材料成品；所述的碳成分為氧化鈣、氫氧化鈣、硅酸二鈣、硅酸三鈣、水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣、鈣礬石、氫氧化鎂和氧化鎂的一種或一種以下，碳化成分占廢棄物的重量百分比不少于20％；所述的碳化氣體為為二氧化碳氣體；
所述的養(yǎng)護條件二氧化碳濃度大于wt15％，養(yǎng)護氣體壓力大于1bar，碳化養(yǎng)護溫度30-200℃。
上述本發(fā)明所述的方法，為了降低成本，提高經濟效益，所述的碳化氣體為含二氧化碳的工業(yè)廢氣，二氧化碳濃度為wt30-50％。
上述本發(fā)明的方法，為了提高其碳化效果，所述的碳化成分占廢棄物的重量百分比最好為40-70％。
本發(fā)明的工業(yè)廢棄物內含有的氧化鈣、氫氧化鈣、硅酸二鈣、硅酸三鈣、水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣、鈣礬石、氫氧化鎂和氧化鎂等可被碳化成分，經碳化養(yǎng)護，發(fā)生如下反應(MgO)x·(SiO2)y+(H2O)z+xCO2＝xMgCO3+ySiO2+zH2O3CaO·SiO2+3CO2+μH2O→SiO2·μH2O+3CaCO32CaO·SiO2+2CO2+μH2O→SiO2·μH2O+2CaCO3Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2OC-S-H+CO2→CaCO3+SiO2+H2O碳化養(yǎng)護材料經碳化養(yǎng)護后的主要生成組成為碳酸鈣和碳酸鎂。
本發(fā)明是在有適量水存在的條件下，經二氧化碳廢氣養(yǎng)護工業(yè)廢棄物半成品。當發(fā)生碳化反應后，體系發(fā)生放熱反應，系統(tǒng)溫度因不同碳化材料達到30-200℃，使得體系水分蒸發(fā)，環(huán)境濕度高。碳化材料在碳化養(yǎng)護條件下發(fā)生碳化反應，生成碳酸鹽，產生強度。
本發(fā)明的要點是發(fā)明了利用工業(yè)廢棄物碳化養(yǎng)護，吸收二氧化碳廢氣制備建筑材料。該技術利用了工業(yè)廢棄物，減少了二氧化碳溫室氣體的排放，制備了性能良好的建筑材料。
本發(fā)明的有益效果是利廢、環(huán)保、節(jié)能、成本低。


圖1為本發(fā)明實施例1的碳化材料的XRD分析圖。
圖2為本發(fā)明實施例1的碳化材料的SEM-EDS圖。
(五)具體實施例實施例1選取濟南鋼鐵集團排放的鋼渣作為碳化材料，其化學成分和其重量百分比為CaO 35.37％，SiO212.11％，F(xiàn)e2O321.01％，F(xiàn)eO 19.65％，Al2O31.43％，MgO 6.92％，P2O51.34％，MnO22.08％。
上述的碳化材料100Kg粉碎，加水，壓制成76×38×12mm3的半成品磚。采用工業(yè)二氧化碳氣體進行養(yǎng)護，二氧化碳濃度為wt35％，碳化養(yǎng)護溫度50-100℃。經過兩小時的養(yǎng)護，制成成品磚。
經過碳化養(yǎng)護后，重量增長即吸收二氧化碳10％左右，碳化率達超過20％。碳化鋼渣磚抗折強度約為8MPa，抗壓強度約為30MPa。
上述碳化材料碳化前后的XRD分析圖如圖1所示，圖中，1-CaCO3，2-硅酸二鈣(C2S)，3-鐵鋁酸鈣4-霰石。從圖中可以看出，碳化后，CaCO3的含量明顯提高。
上述碳化材料的SEM-EDS圖如圖2所示。從能譜圖中可以看出，Ca，C和O的峰，說明其產物為CaCO3。
實施例2選取廢舊水泥作為碳化材料，其化學成分和其重量百分比為
上述的碳化材料100Kg粉碎，加水，壓制成76×38×12mm3的半成品磚。采用濃度為wt25％工業(yè)二氧化碳氣體進行養(yǎng)護，養(yǎng)護氣體壓力為1.5bar，碳化養(yǎng)護溫度100-200℃。經過12小時的養(yǎng)護，制成成品磚。
經過碳化養(yǎng)護后，重量增長即吸收二氧化碳12％左右，碳化率達超過24％。碳化磚抗折強度為9MPa，抗壓強度為35MPa。
實施例3選取某企業(yè)粉煤灰作為碳化材料，其化學成分和其重量百分比為
上述的碳化材料100Kg粉碎，加水，壓制成76×38×12mm3的半成品磚。采用濃度為wt45％工業(yè)二氧化碳氣體進行養(yǎng)護，養(yǎng)護氣體壓力為3bar，碳化養(yǎng)護溫度30-100℃。經過4小時的養(yǎng)護，制成成品。
經過碳化養(yǎng)護后，重量增長即吸收二氧化碳8％左右，碳化率達超過50％。碳化磚抗折強度為6MPa，抗壓強度為15MPa。
權利要求
1.一種碳化養(yǎng)護廢棄物制備建筑材料的方法，其特征在在于利用含有碳化成分的廢棄物為碳化材料，加水混合均勻，壓制成的建筑材料半成品，半成品在碳化氣體的養(yǎng)護下，制成建筑材料成品；所述的碳成分為氧化鈣、氫氧化鈣、硅酸二鈣、硅酸三鈣、水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣、鈣礬石、氫氧化鎂和氧化鎂的一種或一種以下，碳化成分占廢棄物的重量百分比不少于20％；所述的碳化氣體為為二氧化碳氣體；所述的養(yǎng)護條件二氧化碳濃度大于wt15％，養(yǎng)護氣體壓力大于1bar，碳化養(yǎng)護溫度30-200℃。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述的碳化氣體為含二氧化碳的工業(yè)廢氣，二氧化碳濃度為wt30-50％。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述的碳化成分占廢棄物的重量百分比為40-70％。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑材料的技術領域，涉及由廢棄物(包括不同鋼渣、爐渣、冶煉渣、污泥、赤泥、焚燒灰、廢水泥等)為主要材料吸收二氧化碳氣體制備建筑材料的方法。該方法利用含有碳化成分的廢棄物為碳化材料，加水混合均勻，壓制成的建筑材料半成品，半成品在碳化氣體的養(yǎng)護下，制成建筑材料成品。本發(fā)明的要點是發(fā)明了利用工業(yè)廢棄物碳化養(yǎng)護，吸收二氧化碳廢氣制備建筑材料，減少了二氧化碳溫室氣體的排放，制備了性能良好的建筑材料。
文檔編號B28B11/24GK101058213SQ20071001469
公開日2007年10月24日 申請日期2007年6月1日 優(yōu)先權日2007年6月1日
發(fā)明者常鈞, 黃世峰, 葉正茂, 蘆令超, 周宗輝, 程新 申請人:濟南大學