[发明专利]一种复合胶凝材料结合碳酸化养护技术制备工业固废基免烧砖的方法

说明书

本发明公开了一种复合胶凝材料结合碳酸化养护技术制备工业固废基免烧砖的方法，所述方法包括：(1)将炉底渣研磨后进行筛分和调控级配，筛分的筛孔尺寸直径为4.75mm‑150μm，调控级配至20％以上分布在250微米‑425微米；(2)将包括炉底渣、水泥和辅助胶凝材料的胶凝材料干料充分混合，将加水后的混合胶凝材料压制成型，经过预养护之后进行CO₂矿化养护，得到工业固废基免烧砖。本发明提供的方法使其适应CO₂矿化养护特性，解决炉底渣的利用途径单一、附加值低的利用问题获得性能优异的建材制品。

技术领域

本发明属于固废资源化利用和建筑材料技术领域，涉及一种复合砂浆胶凝材料结合碳酸化养护技术制备工业固废基免烧砖的方法。

背景技术

我国在《巴黎协定》中明确提出了2030年碳排放达到峰值的发展目标，如何有效降低CO₂排放已经成为世界各国重要的政治经济议题。要应对气候变化，实现碳减排目标，必须大力推广CCUS(二氧化碳捕集利用与封存)技术。CO₂矿化养护技术是利用早期成型后的混凝土材料和CO₂气体的碳酸化反应和产物的沉积过程取代传统的高能耗蒸汽养护或自然养护工艺，实现产品力学性能的提升，大规模利用和储存温室气体；同时缩短养护时间，降低生产能耗，获得高附加值的建筑材料。

我国工业的快速发展产生了每年约10亿吨固体废弃物，虽然近年来大中型城市一般工业固废产量逐年下降，但处理方式以贮藏为主，导致工业固废逐渐累积，需要扩大高附加值的利用途径。我国的工业固废中含碱性钙、镁成分的固废分布广泛，固碳潜力超过1亿吨/年，将其作为骨料添加进混凝土等建材产品中可以最大化实现碳减排目标，提高经济效益。

炉底渣是燃煤电厂的燃料在炉膛中燃烧产生的从炉底排渣口排出的灰渣，其化学成分与粉煤灰相似，在高温熔融状态下形成具有高反应活性的玻璃体，颗粒较粉煤灰较粗。目前炉底渣的主要利用途径是道路路基和矿山回填材料，这些方式并没有充分利用其潜在活性，因此需要开发炉底渣的综合利用技术。

中国发明专利(CN 104987034A)公开了一种利用工业矿渣制备新型矿渣碳化砖的方法，所用原料为单一矿渣，但CO₂养护温度高，养护龄期长，材料需水化较长时间才能形成强度。中国发明专利(CN 10311186A)公开了一种强化钢渣固定CO₂的方法，在碳酸化养护前钢渣需用添加含碱金属的催化剂预先处理，以提高其中氧化钙组分的转化率。中国发明专利(CN 101269920A)使用粒径≤15mm转炉钢渣在350℃-800℃、0.1-3.6个大气压和水蒸气5-25％的养护条件下和CO₂气体反应2-12小时，以快速获得处理后的钢渣。以上方法均需要较长时间和较高的温度进行碳酸化处理，且目前发明专利中未见采用炉底渣作为原料制备复合砂浆胶凝体系应用于CO₂矿化混凝土技术。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种复合胶凝材料结合碳酸化养护技术制备工业固废基免烧砖的方法，使其适应CO₂矿化养护特性，解决炉底渣的利用途径单一、附加值低的利用问题获得性能优异的建材制品。

具体技术方案如下：

一种复合胶凝材料结合碳酸化养护技术制备工业固废基免烧砖的方法，所述方法包括：

(1)将炉底渣研磨后进行筛分和调控级配，筛分的筛孔尺寸直径为4.75mm-150μm，调控级配至炉底渣中的20％以上分布在250微米-425微米；

(2)将包括炉底渣、水泥和辅助胶凝材料的胶凝材料干料充分混合后加水，将加水后的混合胶凝材料压制成型，经过预养护之后进行CO₂矿化养护，得到工业固废基免烧砖。

所述步骤1)中炉底渣使用燃煤电厂的锅炉炉膛排渣口排出的灰渣。