[发明专利]一种利用二氧化碳制备耐高温混凝土砌块的方法

说明书

一种利用二氧化碳制备耐高温混凝土砌块的方法，包括以下步骤：(1)用于混凝土砌块制备的材料按照一定比例在搅拌机中先干拌均匀，得到的混合物中缓慢加入水并搅拌均匀(2)将混合物称取一定质量加入砌块机中压制成型；(3)将成型的混凝土砌块放入二氧化碳养护箱中养护，养护条件为温度20℃，相对湿度为65％，二氧化碳浓度为20％，养护至规定龄期。本发明可以实现提高混凝土砌块的耐高温性能，有效降低混凝土砌块在高温下的外部损伤，有效提高混凝土砌块在高温后的强度；并有效利用废弃的温室效应气体——二氧化碳气体，减少温室气体排放量，能保护环境、扼制温室效应的发生。

技术领域

本发明涉及资源回收利用及建材领域，具体涉及一种利用利用二氧化碳养护技术，用于耐高温混凝土砌块的制备方法。

背景技术

实心黏土砖(红砖)曾经是我国最主要的建筑材料之一，尤其是改革开放以来，红砖的产量呈几何式的增长，年产量达10多亿块。然而因其生产能耗高、大量消耗土地资源、污染环境等问题，目前已被国家限制生产和使用。作为红砖的替代材料，混凝土砌块因其质轻、高强及良好的隔热保温特性，成为目前广泛应用的建筑材料。但是与红砖相比，混凝土砌块的耐高温性能较差。高温情况下，混凝土强度急剧降低，主要原因有以下几点：混凝土砌块耐高温性能主要与其自身的材料组成有关，混凝土砌块在300℃左右时，水泥水化产物中的水化硅酸钙凝胶中大部分结合水和自由水蒸发，形成气孔并伴有轻微的裂纹出现。当温度达到400℃以后，混凝土砌块中的氢氧化钙开始脱水分解。当温度高于600℃时，水泥基体脱水收缩，而骨料受热不断膨胀，二者热变形差异导致混凝土砌块晶型及内部结构严重变形，混凝土砌块力学性能急剧下降。高于800℃时，骨料发生相变，加之碳酸盐的分解，混凝土砌块基本完全破坏，抗压强度只有常温下的20％左右。因此提高或改善水泥水化产物的高温性能将有利于抑制高温后混凝土微观结构的破坏，也助于缓解骨料相变及水泥石分解造成的结构变形，从而提高混凝土砌块的耐高温性能。现有的耐高温混凝土砌块制备方法主要是采用不同的粘结剂代替硅酸盐水泥，一种是我们常见的水硬性材料-高铝水泥、矾土水泥，矿渣水泥。混凝土砌块采用这类水泥，当混凝土砌块加热到100多度时，这类水泥的水化产物会产生膨胀，如果用量较大，会使混凝土砌块产生裂缝，对结构产生不利影响，另一方面，这些高温水泥的使用，会使得混凝土砌块的用水量增加，直接导致混凝土砌块水灰比加大，强度降低。第二类是使用一些空气粘结剂-水玻璃(H₂O·nSiO₂)这类粘结剂可以改变混凝土砌块的物理化学变化，产生的硬化物质使混凝土砌块的耐高温性能提高，但是这种粘结剂的使用，一般情况要利用其他的一些硬化促进剂，比如说含有铬铁的合金矿渣，对骨料的要求也比较高，不利于大范围使用，而且水玻璃挥发出来的物质对人体有害，不利于人类频繁接触的建筑。第三类粘结剂是化学粘结剂，化学粘结剂主要采用磷酸盐类，需要配合填料使用，这些填料需要能和粘结剂发生反应，产生硬化作用，因为与填料发生反应生成的反生产物有不同的高温稳定性，因此不同的填料也会影响混凝土砌块的耐高温程度。这类方法由于工艺较复杂，经济花费高，不利于推广使用。随着国家对建筑材料耐火性能的重视，若能较好的提高混凝土砌块的耐高温性能，将有利于扩展混凝土砌块的工程应用。二氧化碳养护对混凝土砌块有两方面影响：一方面二氧化碳和水泥水化产物快速反应生成碳酸钙和硅胶，由于内部成分及结构的改变，短期内快速增强混凝土砌块的强度，混凝土砌块耐久性能得到提高，碳酸钙和硅胶的高温性能均比水泥凝胶体和氢氧化钙优异，因此采用二氧化碳养护混凝土砌块将改善其高温性能起至关重要的作用。另一方面随着社会的发展，人类生产生活过程中，产生了大量的二氧化碳，也间接导致了全球变暖，作为绿色建材的发展方向，二氧化碳养护技术十分重要的一面是能够固定大气中的二氧化碳，通过理论计算，假设可以100％碳化，那么1吨的水泥可以吸收0.5吨的二氧化碳，形成1.5吨的固体碳酸钙和硅胶。目前9～20％的二氧化碳已被大量水泥吸收，二氧化碳养护技术有很大的潜力创造出高质量、耐久性好和可持续性的水泥制品。