[发明专利]一种生物碳水泥

说明书

本发明公开了一种生物碳水泥，包括生物碳和水泥，所述生物碳和水泥的原料组成的质量比为0.5：98.5～1:99，生物碳颗粒的尺寸保持在48um～74um之内，所述生物碳的制备方法包括：将生物碳原料粉碎，过20～30目筛，然后将粉末置入裂解装置中，经过氮气或氩气置换处理后，保持一个大气压水平，对裂解装置进行升温，并在一定温度上保温四小时，然后自然降温后即可得到生物碳。本发明，生物碳水泥因为生物碳的保水性和自身稳定的化学性质使水泥固化更完善，与传统水泥相比强度大大提升，最大可增强70%，大大提高了了水泥内部结构稳定性和化学抗腐蚀特性，增强水泥耐久性。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种生物碳水泥。

背景技术

我国是农业大国，秸秆是一种很广泛的农作物废料，秸秆资源尤其丰富，占世界秸秆资源的25%。在我国大量的秸秆被置于田间废弃或直接焚烧，不仅得不到有效利用，而且还会引起严重的大气污染，大气中20%的CO₂产生于农业活动。因此，开发和利用我国丰富的农作物秸秆资源的意义十分重大。秸秆等生物质在完全或部分缺氧、无氧条件下热解，生成的含碳丰富、难溶、性质稳定、高度芳香化的固体物质，被称为生物碳。另外，工业生产和人类生活消耗的大量能源使温室气体的产生量的与日愈增。其中最主要的温室气体CO₂约占总温室气体的60%。由于生物碳含有稳定性较强的大量芳环结构的碳固体，为CO₂的封存提供了一种可靠且最具潜力的手段，且封存周期较长，从而减少了大气中的碳排放量，同时使田间大量废弃秸秆在不污染环境的情况下得以合理利用。

水泥为粉状水硬性无机胶凝材料，加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起，水泥和水泥基复合材料是人类历史上使用最多的建筑材料，也是一种重要的资源性和影响国民经济发展的基础性产品，目前仍属于不可替代的基础建筑材料，并且不能重复利用。生物碳由于其自身孔隙结构和吸附性能多用于土壤改良和水体修复，但生物碳的其他特性同样适用于水泥等建筑材料，以提高其性能。水稻秸秆中80～98%的硅一无定形态的形式存在，在裂解过程中，硅的形态有无定形向晶态逐渐转变。

而水泥中硅和硅氧化物在水泥水化和硬化后的稳定性耐久性中起着至关重要的作用。生物碳的保水性不仅使拌制时水泥中自由水的含量减少了，并且为水泥养护时内部固化提供了水分，促进水泥内部硬化。另外，生物碳的多孔隙结构和表面微孔阻断了热量的传递，从而更好的使建筑材料保温、隔热。并且生物碳化学性质稳定，降低了结构内部碳化程度，减少了水泥内部化学破坏，提升了水泥耐久性。水泥生料煅烧时产生的大量的CO₂，增加了碳的排放量，加剧了全球气候变暖。并且随着人们生活质量的提高和我国建筑行业的发展，传统水泥已经无法满足一些建筑结构和绿色环保的要求。因此，减少或替代水泥使用量、提升水泥强度对我国建筑领域乃至国民经济有重要意义。因此，将生物碳与水泥结合用作建筑材料是非常有潜力的，不仅作为一种固碳手段减少大气中的碳排放量，而且提高了水泥性质，适应现代建筑材料行业的发展的要求。

因此，我们提出了一种生物碳水泥用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在传统水泥已经无法满足一些建筑结构和绿色环保的要求的缺点，而提出的一种生物碳水泥。

一种生物碳水泥，包括生物碳和水泥，所述生物碳和水泥的原料组成的质量比为0.5：98.5～1:99，生物碳颗粒的尺寸为48um～74um，所述生物碳的制备方法包括：将生物碳原料粉碎，然后将粉末置入裂解装置中，经过氮气或氩气置换处理后，在常压下，对裂解装置进行升温，并升高温度到300℃～700℃后保温四个小时，然后自然降温后即可得到生物碳；

所述生物碳水泥的制备方法包括：将生物碳和水泥按照质量比称取原料，并充分混合后得到生物碳水泥；