专利名称：碳化养护废弃物制备建筑材料的方法
技术领域：
本发明属于建筑材料的技术领域，涉及由废弃物(包括不同钢渣、炉渣、冶炼渣、污泥、赤泥、焚烧灰、废水泥等)为主要材料吸收二氧化碳气体制备建筑材料的方法。
背景技术：
目前，大量排放的二氧化碳气体造成了全球气候变暖，大气中的CO2浓度超过大约550ppm，将会显著地增加人类社会和环境的造成危害。危险废弃物的加速碳化是人为控制加速碳化的过程，废弃物在富CO2环境下，在短时间内迅速硬化。冶金、化工和建材等企业排放了大量的废弃物占用了大量用地，污染环境和地下水，制约着企业的发展。另外，在很多情况下有毒的金属可以快速的被固化在碳化产品内。具有重要意义的是碳化养护材料的物理和化学性能得到了重大的改进并再利用到不同的建筑中。
利用碳化养护废弃物制备建筑材料可以有效地利用工业废弃物，并吸收大量温室气体CO2，起到利废环保的作用。
发明内容本发明为了克服以下技术的不足，提供了一种碳化养护废弃物制备建筑材料的方法，利用不同工业废弃物成型为不同形状的砖、板等坯体，将制备好的坯体放入不同二氧化碳气体浓度、不同二氧化碳气体压力下养护。
本发明是通过以下技术方案来实现的本发明公开了一种碳化养护废弃物制备建筑材料的方法，其特别之处在于利用含有碳化成分的废弃物为碳化材料，加水混合均匀，压制成的建筑材料半成品，半成品在碳化气体的养护下，制成建筑材料成品；所述的碳成分为氧化钙、氢氧化钙、硅酸二钙、硅酸三钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙、钙矾石、氢氧化镁和氧化镁的一种或一种以下，碳化成分占废弃物的重量百分比不少于20％；所述的碳化气体为为二氧化碳气体；
所述的养护条件二氧化碳浓度大于wt15％，养护气体压力大于1bar，碳化养护温度30-200℃。
上述本发明所述的方法，为了降低成本，提高经济效益，所述的碳化气体为含二氧化碳的工业废气，二氧化碳浓度为wt30-50％。
上述本发明的方法，为了提高其碳化效果，所述的碳化成分占废弃物的重量百分比最好为40-70％。
本发明的工业废弃物内含有的氧化钙、氢氧化钙、硅酸二钙、硅酸三钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙、钙矾石、氢氧化镁和氧化镁等可被碳化成分，经碳化养护，发生如下反应(MgO)x·(SiO2)y+(H2O)z+xCO2＝xMgCO3+ySiO2+zH2O3CaO·SiO2+3CO2+μH2O→SiO2·μH2O+3CaCO32CaO·SiO2+2CO2+μH2O→SiO2·μH2O+2CaCO3Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2OC-S-H+CO2→CaCO3+SiO2+H2O碳化养护材料经碳化养护后的主要生成组成为碳酸钙和碳酸镁。
本发明是在有适量水存在的条件下，经二氧化碳废气养护工业废弃物半成品。当发生碳化反应后，体系发生放热反应，系统温度因不同碳化材料达到30-200℃，使得体系水分蒸发，环境湿度高。碳化材料在碳化养护条件下发生碳化反应，生成碳酸盐，产生强度。
本发明的要点是发明了利用工业废弃物碳化养护，吸收二氧化碳废气制备建筑材料。该技术利用了工业废弃物，减少了二氧化碳温室气体的排放，制备了性能良好的建筑材料。
本发明的有益效果是利废、环保、节能、成本低。
图1为本发明实施例1的碳化材料的XRD分析图。
图2为本发明实施例1的碳化材料的SEM-EDS图。
(五)具体实施例实施例1选取济南钢铁集团排放的钢渣作为碳化材料，其化学成分和其重量百分比为CaO 35.37％，SiO212.11％，Fe2O321.01％，FeO 19.65％，Al2O31.43％，MgO 6.92％，P2O51.34％，MnO22.08％。
上述的碳化材料100Kg粉碎，加水，压制成76×38×12mm3的半成品砖。采用工业二氧化碳气体进行养护，二氧化碳浓度为wt35％，碳化养护温度50-100℃。经过两小时的养护，制成成品砖。
经过碳化养护后，重量增长即吸收二氧化碳10％左右，碳化率达超过20％。碳化钢渣砖抗折强度约为8MPa，抗压强度约为30MPa。
上述碳化材料碳化前后的XRD分析图如图1所示，图中，1-CaCO3，2-硅酸二钙(C2S)，3-铁铝酸钙4-霰石。从图中可以看出，碳化后，CaCO3的含量明显提高。
上述碳化材料的SEM-EDS图如图2所示。从能谱图中可以看出，Ca，C和O的峰，说明其产物为CaCO3。
实施例2选取废旧水泥作为碳化材料，其化学成分和其重量百分比为
上述的碳化材料100Kg粉碎，加水，压制成76×38×12mm3的半成品砖。采用浓度为wt25％工业二氧化碳气体进行养护，养护气体压力为1.5bar，碳化养护温度100-200℃。经过12小时的养护，制成成品砖。
经过碳化养护后，重量增长即吸收二氧化碳12％左右，碳化率达超过24％。碳化砖抗折强度为9MPa，抗压强度为35MPa。
实施例3选取某企业粉煤灰作为碳化材料，其化学成分和其重量百分比为
上述的碳化材料100Kg粉碎，加水，压制成76×38×12mm3的半成品砖。采用浓度为wt45％工业二氧化碳气体进行养护，养护气体压力为3bar，碳化养护温度30-100℃。经过4小时的养护，制成成品。
经过碳化养护后，重量增长即吸收二氧化碳8％左右，碳化率达超过50％。碳化砖抗折强度为6MPa，抗压强度为15MPa。
权利要求
1.一种碳化养护废弃物制备建筑材料的方法，其特征在在于利用含有碳化成分的废弃物为碳化材料，加水混合均匀，压制成的建筑材料半成品，半成品在碳化气体的养护下，制成建筑材料成品；所述的碳成分为氧化钙、氢氧化钙、硅酸二钙、硅酸三钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙、钙矾石、氢氧化镁和氧化镁的一种或一种以下，碳化成分占废弃物的重量百分比不少于20％；所述的碳化气体为为二氧化碳气体；所述的养护条件二氧化碳浓度大于wt15％，养护气体压力大于1bar，碳化养护温度30-200℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的碳化气体为含二氧化碳的工业废气，二氧化碳浓度为wt30-50％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的碳化成分占废弃物的重量百分比为40-70％。
全文摘要
本发明属于建筑材料的技术领域，涉及由废弃物(包括不同钢渣、炉渣、冶炼渣、污泥、赤泥、焚烧灰、废水泥等)为主要材料吸收二氧化碳气体制备建筑材料的方法。该方法利用含有碳化成分的废弃物为碳化材料，加水混合均匀，压制成的建筑材料半成品，半成品在碳化气体的养护下，制成建筑材料成品。本发明的要点是发明了利用工业废弃物碳化养护，吸收二氧化碳废气制备建筑材料，减少了二氧化碳温室气体的排放，制备了性能良好的建筑材料。
文档编号B28B11/24GK101058213SQ20071001469
公开日2007年10月24日 申请日期2007年6月1日 优先权日2007年6月1日
发明者常钧, 黄世峰, 叶正茂, 芦令超, 周宗辉, 程新 申请人:济南大学