一種能夠吸附二氧化碳的大孔隙水泥混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于道路工程材料領(lǐng)域，涉及水泥混凝土，具體涉及一種能夠吸附二氧化 碳的大孔隙水泥混凝土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年化石能源燃燒會(huì)產(chǎn)生370億噸二氧化碳，動(dòng)植物的呼吸及尸體腐敗等 產(chǎn)生的二氧化碳將使該數(shù)字持續(xù)增大，而陸地上植物一年光合作用僅可固定200億~300億 噸二氧化碳。二氧化碳排放量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出植物光合作用的吸收轉(zhuǎn)化能力，破壞了自然界二 氧化碳的循環(huán)平衡。如何對(duì)C02進(jìn)行有效的減排和控制已成為當(dāng)前世界各國(guó)政府、企業(yè)界和 學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點(diǎn)之一。
[0003] 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)道路總里程亦不斷增加，若將固碳技術(shù)應(yīng)用于道路行 業(yè)，開發(fā)經(jīng)濟(jì)合理的固碳材料及可行的應(yīng)用方式，可達(dá)到日積月累固定二氧化碳的目的。在 這種形勢(shì)下，研發(fā)一種功能型大孔隙水泥混凝土及其制備方法，吸附和固定碳氧化物，降低 大氣環(huán)境中二氧化碳的濃度、凈化空氣，減少水泥的使用、提高水泥混凝土的強(qiáng)度，具有十 分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠吸附二氧化碳的大 孔隙水泥混凝土及其制備方法，解決在提尚水泥混凝土的基本路用性能的同時(shí)提尚水泥混 凝土對(duì)二氧化碳的吸附能力的問題。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種能夠吸附二氧化碳的大孔隙水泥混凝土，包括水泥和粗集料，還包括石粉或 石渣、地質(zhì)聚合物粘結(jié)劑、減水劑和水；
[0007] 所述的石粉或石渣為符山石和/或輝石，或者符山石和/或輝石與青河石組成的混 合物。
[0008] 本發(fā)明還具有如下區(qū)別技術(shù)特征：
[0009] 優(yōu)選的，所述的石粉或石渣為符山石和輝石的組合時(shí)，符山石和輝石的質(zhì)量比為 1:1;所述的石粉或石渣為符山石和青河石的組合時(shí)，符山石和青河石的質(zhì)量比為2:1;所述 的石粉或石渣為輝石和青河石的組合時(shí)，輝石和青河石的質(zhì)量比為2:1;所述的石粉或石渣 為符山石、輝石和青河石的組合時(shí)，符山石、輝石和青河石的質(zhì)量比為2:2:1。
[0010] 具體的，以重量份數(shù)計(jì)，由以下原料制成：由以下原料制成:水泥：1〇〇份，粗集料： 314~400份，石粉或石渣:8.5~22份，地質(zhì)聚合物粘結(jié)劑:0.8~15.5份，減水劑:0.8~15 份，水:28.5~32.5份。
[0011]優(yōu)選的，以重量份數(shù)計(jì)，由以下原料制成：以重量份數(shù)計(jì)，由以下原料制成：水泥： 100份，粗集料:368~400份，石粉或石渣：14.2~18份，地質(zhì)聚合物粘結(jié)劑：1.7~7.5份，減 水劑:2 · 6~6 · 7份，水:30~32 · 5份。
[0012]最優(yōu)選的，以重量份數(shù)計(jì)，由以下原料制成:水泥：100份，粗集料:385份，石粉或石 渣：15 · 5份，地質(zhì)聚合物粘結(jié)劑：5份，減水劑:4 · 6份，7JC: 29 · 5份。
[0013] 上述配方中優(yōu)選的，所述的石粉或石渣為符山石、輝石和青河石按照2:2:1的質(zhì)量 比混合組成的混合物。
[0014] 進(jìn)一步地，一種如上所述的能夠吸附二氧化碳的大孔隙水泥混凝土的制備方法， 具體包括以下步驟：
[0015] 按配比將石粉或石渣、10%配方設(shè)計(jì)重量的水和碳酸氫鈉拌合30s，使碳酸氫鈉與 符山石和/或輝石表面的二氧化硅充分反映，減少二氧化硅對(duì)吸附固化二氧化碳的影響；
[0016] 然后加入粗集料和青河石、40%配方設(shè)計(jì)重量的水混合均勻拌合2分鐘，使得粗集 料與石粉或石渣不存在干濕不同的狀態(tài)；
[0017] 最后加入水泥、地質(zhì)聚合物粘結(jié)劑、減水劑和剩余的50%配方設(shè)計(jì)重量的水，攪拌 2分鐘左右制成水泥混凝土混合料，必須保證混合料拌合均勻、不存在干濕不同的狀態(tài)。
[0018] 碳酸氫鈉的加入量為每1〇〇重量份水泥對(duì)應(yīng)加入〇~0.75重量份的碳酸氫鈉，優(yōu)選 加入0.10~0.22重量份，最優(yōu)選加入0.13重量份。
[0019] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：
[0020] (I)本發(fā)明所采用的符山石和輝石中含有大量鈣鎂氧化物，空氣中碳氧化物和硫 化物經(jīng)大孔隙水泥混凝土孔隙進(jìn)入內(nèi)部，與符山石和輝石反應(yīng)生成鈣鹽和鎂鹽等固體顆 粒，吸附并封存碳氧化物和硫化物，符山石和輝石在大孔隙水泥混凝土中的大孔隙輔助下 提升凈化空氣效率。本發(fā)明所采用的青河石中含有大量的金屬氧化物，可和符山石、輝石一 起協(xié)同吸附并封存空氣中的碳氧化物、二氧化硫。
[0021] (Π)本發(fā)明所采用的石粉或石渣為符山石、輝石和青河石經(jīng)粉碎得到，符山石、輝 石和青河石石粉或石渣的加入，可增強(qiáng)固碳大孔隙水泥混凝土路面的抗壓強(qiáng)度，提高其路 用性能。
[0022] (m)本發(fā)明所采用的石粉或石渣為符山石、輝石和青河石經(jīng)粉碎得到，符山石和 輝石皆為大孔隙結(jié)構(gòu)，可協(xié)同大孔隙水泥混凝土加強(qiáng)吸音降噪能力，降低車輛在行駛過程 中產(chǎn)生的噪音。
[0023] (IV)本發(fā)明所采用的碳酸氫鈉可去除符山石和輝石表面生成的二氧化硅表面層， 加速碳氧化物和二氧化硫的固化封存。
[0024] (V)本發(fā)明所采用的地質(zhì)聚合物粘結(jié)劑是由地質(zhì)聚合物制成的粘結(jié)材料，地質(zhì)聚 合物本身具有一定強(qiáng)度，不僅協(xié)同水泥發(fā)揮膠結(jié)效果還可起到一定的抗壓作用。
[0025] (VI)本發(fā)明一種固碳大孔隙水泥混凝土具有良好的社會(huì)效益，符合綠色生態(tài)和可 持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)。
[0026] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)解釋說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施例，需要說(shuō)明的是本發(fā)明并不局限于以下具體實(shí)施 例，凡在本申請(qǐng)技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0028] 實(shí)施例1:
[0029]本實(shí)施例給出一種能夠吸附二氧化碳的大孔隙水泥混凝土，以重量份數(shù)計(jì)，由以 下原料制成:水泥：1〇〇份，粗集料:385份，石粉或石渣：15.5份，地質(zhì)聚合物粘結(jié)劑:5份，減 水劑:4.6份，水:29.5份；
[0030] 水泥為42.5MPa的普通娃酸鹽水泥；
[0031] 粗集料為6-22mm的單粒級(jí)配。
[0032] 石粉或石渣為符山石、輝石和青河石按照2:2:1的質(zhì)量比混合組成的混合物 [0033]制備方法：
[0034]按配比將石粉或石渣、10%配方設(shè)計(jì)重量的水和碳酸氫鈉拌合30s，使碳酸氫鈉與 符山石和/或輝石表面的二氧化硅充分反映，減少二氧化硅對(duì)吸附固化二氧化碳的影響； [0035]然后加入粗集料和青河石、40%配方設(shè)計(jì)重量的水混合均勻拌合2分鐘，使得粗集 料與石粉或石渣不存在干濕不同的狀態(tài)；
[0036] 最后加入水泥、地質(zhì)聚合物粘結(jié)劑、減水劑和剩余的50%配方設(shè)計(jì)重量的水，攪拌 2分鐘左右制成水泥混凝土混合料，必須保證混合料拌合均勻、不存在干濕不同的狀態(tài)。其 最佳狀態(tài)為:粗集料的空隙率恰好被水泥漿所填充，凝固后形成堅(jiān)固的密實(shí)整體。
[0037] 碳酸氫鈉的加入量為每100重量份水泥對(duì)應(yīng)加入0~0.75重量份的碳酸氫鈉，優(yōu)選 加入0.10~0.22重量份，最優(yōu)選加入0.13重量份。
[0038]性能測(cè)試方法：
[0039]將攪拌好的本實(shí)施例的水泥混凝土混合料裝入預(yù)制磨具進(jìn)行澆筑成型。澆筑24小 時(shí)后脫模，將試件放到溫度是20 士 3°C，相對(duì)濕度為90 %的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)一定齡期。試 件尺寸為300mmX300mmX50mm的試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d。將成型后的試件放入充滿汽車尾氣的 密閉空間中24h，測(cè)其碳氧化物的初始濃度和最終濃度。按規(guī)范要求測(cè)試其他性能。其性能 測(cè)試結(jié)果如表1所示。
[0040] 實(shí)施例2:
[0041] 本實(shí)施例給出一種能夠吸附二氧化碳的大孔隙水泥混凝土，以重量份數(shù)計(jì)，由以 下原料制成:水泥：100份，粗集料:314份，石粉或石渣:5份，地質(zhì)聚合物粘結(jié)劑:4.6份，減水 劑:4.6份，水:29.5份；
[0042] 水泥為42.5MPa的普通娃酸鹽水泥；
[0043] 粗集料為6-22mm的單粒級(jí)配。
[0044] 石粉或石渣為符山石和青河石按照2:1的質(zhì)量比混合組成的混合物。
[0045] 本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例1的制備方法基本相同。
[0046] 本實(shí)施例的性能測(cè)試方法與實(shí)施例1的性能測(cè)試方法相同，其性能測(cè)試結(jié)果如表1 所示。
[0047] 實(shí)施例3:
[0048]本實(shí)施例給出一種能夠吸附二氧化碳的大孔隙水泥混凝土，以重量份數(shù)計(jì)，由以 下原料制成:水泥：100份，粗集料:368份，石粉或石渣:5份，地質(zhì)聚合物粘結(jié)劑:4.6份，減水 劑:4.6份，水:29.5份；
[0049] 水泥為42.5MPa的普通娃酸鹽水泥；
[0050] 粗集料為6-22mm的單粒級(jí)配。
[0051 ] 石粉或石渣為輝石和青河石按照2:1的質(zhì)量比混合組成的混合物。
[0052]本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例1的制備方法基本相同。
[0053]本實(shí)施例的性能測(cè)試方法與實(shí)施例1的性能測(cè)試方法相同，其性能測(cè)試結(jié)果如表1 所示。
[0054] 實(shí)施例4:
[0055]本實(shí)施例給出一種能夠吸附二氧化碳的大孔隙水泥混凝土，以重量份數(shù)計(jì)，由以 下原料制成:水泥：100份，粗集料：15.5份，石粉或石渣:5份，地質(zhì)聚合物粘結(jié)劑:4.6份，減 水劑:4.6份，水:29.5份；
[0056] 水泥為42.5MPa的普通娃酸鹽水泥；
[0057] 粗集料為6-22mm的單粒級(jí)配。
[0058] 石粉或石渣為輝石和符山石按照1:1的質(zhì)量比混合組成的混合物。
[0059] 本實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例1的制備方法基本相同。
[0060] 本實(shí)施例的性能測(cè)試方法與實(shí)施例1的性能測(cè)試方法相同，其性能測(cè)試結(jié)果如表1 所示。
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