[发明专利]使用碳酸钙和稳定剂的方法和组合物

权利要求书

1.一种组合物，其包含亚稳碳酸盐和稳定剂。

2.如权利要求1所述的组合物，其中所述亚稳碳酸盐选自球霰石、非晶碳酸钙、球霰石的前体相、霰石的前体相以及它们的组合。

3.如权利要求1或2中任一项所述的组合物，其中所述亚稳碳酸盐包含至少10%w/w的球霰石。

4.如权利要求1-3中任一项所述的组合物，其中所述亚稳碳酸盐包含活化的球霰石。

5.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述稳定剂选自酸、酯、磷酸盐、硫酸盐、聚环氧乙烷、多元醇以及它们的组合。

6.如权利要求5所述的组合物，其中所述酸为C₁-C₂₀酸、磺酸或膦酸。

7.如权利要求5所述的组合物，其中所述硫酸盐为海水中的硫酸盐、碱金属硫酸盐、碱土金属硫酸盐、木素硫酸盐或它们的组合。

8.如权利要求5所述的组合物，其中所述聚环氧乙烷具有式R-Ph-O(OCH₂CH₂)_mOH，其中R为5-30个碳原子的烷基，Ph为苯基，且m为具有5-50的值的整数。

9.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述亚稳碳酸盐中的钙与碳酸根之比为1:1到1.5:1。

10.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物在与水组合、凝固并硬化之后具有14-40MPa的抗压强度。

11.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物具有小于-12‰的碳同位素分馏值（δ¹³C）。

12.如前述权利要求中任一项所述的组合物，进一步包含波特兰水泥熔块、骨料、其他辅助胶结材料（SCM）或它们的组合。

13.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述稳定剂为碱金属硫酸盐，并且所述组合物中的硫酸盐至少为0.1wt%。

14.如权利要求13所述的组合物，其中所述组合物中超过90%的硫酸盐来自于所述稳定剂。

15.一种制备组合物的方法，其包括：

(a)使来自CO₂源的CO₂与质子去除剂相接触以形成溶液；以及

(b)使所述溶液与含有碱土金属和稳定剂的水在一项或多项条件下相接触，以制备包含球霰石和所述稳定剂的组合物。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述稳定剂在步骤(b)之前加入含有碱土金属的水中。

17.如权利要求15或16中任一项所述的方法，其中所述一项或多项条件选自混合、搅拌、温度、pH、沉淀、沉淀物的保留时间、沉淀物的脱水、用水洗涤沉淀物、离子比、添加剂的浓度、干燥、碾磨、研磨、储存、老化和固化。

18.如权利要求15-17中任一项所述的方法，进一步包括通过核活化、热活化、机械活化、化学活化或它们的组合来活化所述组合物。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述活化包括加入霰石晶种、无机添加剂或有机添加剂中的一种或多种。

20.如权利要求15-19中任一项所述的方法，进一步包括将所述组合物与水组合并在所述组合物凝固并硬化而形成水泥时促进球霰石向霰石转化。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述促进霰石形成在所述组合物胶结之后导致更好的连接或结合、更高的拉伸强度或更高的冲击断裂韧性中的一种或多种。

22.如权利要求15-21中任一项所述的方法，进一步包括将所述组合物在与水组合后倒入模具中以形成成形的建筑材料。

23.如权利要求15-22中任一项所述的方法，进一步包括通过球磨来活化所述组合物。

24.一种通过权利要求15-23中任一项的方法形成的产品。

25.一种用于制备组合物的系统，该系统包含：

(a)含有碱土金属的水的输入端；

(b)CO₂源输入端；

(c)稳定剂源输入端；以及

(d)连接至(a)、(b)和(c)的输入端上的反应器，所述反应器被配置用于制备包含球霰石和所述稳定剂的组合物。