一种由醇胺制备高效蒸养碳化砖的方法

1.本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种由醇胺制备高效蒸养碳化砖的方法。


背景技术：

2.砖一直是中国传统建筑的主要原料，而碳化砖是近代科学研究对制砖的重大突破，得益于环保和成本低的优点，碳化转的需求越来越大，然而传统碳化砖存在碳化时间长、碳化效率低、碳化气体运输成本高的问题，同时砖体的低强度使其在很多场景下无法使用等问题也待解决。
3.传统碳化砖是在压制成型后送至碳化养护箱内养护，碳化从碳化转的表面向内部推进。但由于砖体表面碳化后，形成致密结构导致co2从外部向砖体内部的渗透随着深度的增加而变得困难。造成了碳化砖内部没有得到充分碳化，使得形成碳化空壳，是砖体强度较低。
4.公开号cn 109574610 a的中国专利，其公开了一种利用钢渣高效制备低成本碳化砖的方法，该方法是将钢渣烘干至含水率为0～1％，烘干后的钢渣磨细并进行级配；将石膏烘干至含水率为0～1％，烘干后的石膏磨细至比表面积400～1000kg/m2后压制成型，将成型砖体置于碳化室中进行碳化养护，得到碳化砖成品。
5.公开号为cn 107417292 a的中国专利，其公开了一种灰砂砖的制备方法，该方法将混合河沙、稻草短秆、稻壳、糖和水搅拌混合均匀后，密封存放，得陈腐料，与生石灰搅拌反应，得灰砂砖湿料，并将所得灰砂砖湿料注入模具中，压制成型，得灰砂砖坯，于蒸压釜中进行高压蒸汽养护后，再自然养护，得养护砖，经碳化处理，得碳化砖，再于氮气保护状态下，保温炭化后，随炉冷却至室温，出料，并再次碳化处理，即得灰砂砖。
6.公开号为cn 104987034 a的中国专利，其公开了一种矿渣直接碳化制备建筑用砖的方法，该方法将矿渣磨细过筛，加入适量的水充分搅匀，将混匀后的原料装入模具中成型，制备出砖块坯体。将制备好的坯体放入反应釜中，反应釜通入不同压力的co2养护，养护龄期为12～168小时，制备出一种硬化砖体。
7.上述几种方法均是在co2气体环境中养护，碳化从砖体表面开始进行，导致碳化效率低以及砖内部难以得到充分碳化。


技术实现要素：

8.为解决背景技术中提到的问题，本发明提供了一种由醇胺制备高效蒸养碳化砖的方法。
9.本发明的技术方案如下：
10.一种由醇胺制备高效蒸养碳化砖的方法，包括：
11.(1)取醇胺与水配制成醇胺溶液；
12.(2)将醇胺溶液置于吸收塔内，温度为40℃～80℃的含co2的气体从吸收塔底部通入，醇胺溶液吸收co2至到每mol胺含0.5mol～2mol二氧化碳，即得到碳化砖用醇胺溶液；含
co2的气体中co2的质量含量大于4％；
13.(3)取碳化砖用醇胺溶液加入到碳化砖原料中制备砖坯；
14.(4)将砖坯置于碳化养护箱内，在co2氛围内于90℃～120℃温度下蒸养2h～4h，即得碳化砖。
15.在一些具体实施方式中，步骤(1)中，取37.5～40质量份醇胺与60～62.5质量份水配制成100质量份的醇胺溶液。
16.在一些具体实施方式中，醇胺包括30质量份甲基二乙醇胺和7.5～10质量份二乙醇胺。
17.在一些具体实施方式中，醇胺为一乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺中的一种或多种的混合物。
18.在一些具体实施方式中，步骤(2)中，温度为40℃～80℃的含co2的气体从吸收塔底部持续通入0.1h～1.0h，同时保持吸收塔内压力控制为0.5mpa～5.0mpa。
19.在一些具体实施方式中，步骤(3)中，碳化砖用醇胺溶液和碳化砖原料中胶结料的质量比为1～4：15～25。
20.在一些具体实施方式中，含co2的气体中所含其他酸性气体的质量含量小于0.1％。
21.本发明方法的原理如下：
22.醇胺的分子结构中含有羟基和氨基，羟基可降低醇胺化合物的蒸汽压并增加其在水中的溶解度，减少溶剂蒸发损失；氨基使醇胺溶液呈碱性，在步骤(2)中碱性的醇胺溶液与co2反应生成一种弱键合中间化合物，该弱键合中间化合物加热解析co2。将醇胺溶液掺入碳化砖原料压制成型后，改变环境温度使吸收了co2的醇胺开始解吸co2，该过程持续均匀，co2气体缓慢从砖体各部分均匀释放，使砖体各部分均可充分碳化。
23.和现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
24.(1)可解决目前碳化砖碳化工艺存在的砖体内部难以充分碳化、以及碳化效率低的问题，本发明中co2气体从砖体各处均匀缓慢释放，可显著缩短养护时间，提高碳化效率；还可使碳化砖各部分均得到充分碳化，从而提高砖体强度。
25.(2)采用现成设备即可实现，工艺简单。
附图说明
26.图1为实施例中制备碳化砖用醇胺溶液的工艺流程示意图。
具体实施方式
27.下面将结合实施例对本发明作更进一步地解释。其中，实施例仅用于示例性说明，但并不用来限定本发明的实施范围。
28.碳化砖的传统碳化方法中，碳化均是从砖体外部开始进行，导致存在砖体内部碳化不充分以及碳化效率低的问题，本发明正是为了解决该技术问题。本发明采用吸收了co2的醇胺溶液(即碳化砖用醇胺溶液)作为碳化砖主要的co2来源，将碳化砖用醇胺溶液加入到碳化砖原料中，压制成型为砖坯后，在co2氛围中于90℃～120℃温度下蒸养2h～4h，即得本发明高效蒸养碳化砖。本发明方法所需养护时间显著缩短，碳化效率高；所得碳化砖各部
分均能得到充分碳化，砖体强度明显提高。
29.下述实施例1～2中采用图1所示的设备制备碳化砖用醇胺溶液。参见图1，含co2的气体经过加热区被加热至40℃～80℃，再由压力控制器控制压力后从吸收塔底部进入。吸收塔内放置醇胺溶液，气体从下至上从醇胺溶液经过，其中的co2被吸收。未被吸收的气体从吸收塔顶部出来，再经由循环阀门来到加热区，和新的气体一起被加热至40℃～80℃，再次进入吸收塔内。
30.实施例1
31.本实施例为碳化砖用醇胺溶液的制备实施例，具体步骤如下：
32.(1)取30质量份甲基二乙醇胺(mdea)、10质量份二乙醇胺(dea)、60质量份水配制醇胺溶液。
33.(2)取100质量份醇胺溶液置于吸收塔内，温度为40℃的含co2的气体从吸收塔底部持续通入0.5h，气体流量通入控制压力为3.0mpa，吸收塔内压力控制为0.5mpa，吸收至每mol胺含0.5mol co2，得到碳化砖用醇胺溶液。该含co2的气体中co2质量含量为20％。
34.实施例2
35.本实施例为碳化砖用醇胺溶液的制备实施例，具体步骤如下：
36.(1)取30质量份甲基二乙醇胺(mdea)、7.5质量份二乙醇胺(dea)、62.5质量份水配制醇胺溶液。
37.(2)取100质量份醇胺溶液置于吸收塔内，温度为80℃的含co2的气体从吸收塔底部持续通入0.5h，气体流量通入控制压力为3.0mpa，吸收塔内压力控制在0.5mpa，吸收至每mol胺含2mol co2，则得到碳化砖用醇胺溶液。该含co2的气体中co2质量含量为20％。
38.比较例1
39.本实施例为不同碳化砖的制备实施例，具体步骤如下：
40.(1)按照表1和表2中配比进行配料，再经成型磨具压制一分钟后脱模，得砖坯试块。表1和表2中碳化砖用醇胺溶液均采用实施例1的碳化砖用醇胺溶液，表2中混合干料指钢渣、脱硫石膏、铁尾矿的混合物。
41.表1中，配比1-1、1-2、1-4即现有的一种生石灰基碳化砖原料配比，配比1-3、1-5是在现有生石灰基碳化砖原料中加入了实施例1的碳化砖用醇胺溶液。其中，生石灰为已陈化的生石灰，集料采用砂子，填充料采用粉煤灰，添加剂采用水泥。表2中，配比1-6即现有的一种钢渣基碳化砖原料配比，配比1-7、1-8是在现有钢渣基碳化砖原料中加入了实施例1的碳化砖用醇胺溶液。
42.(2)将各砖坯试块置于恒温恒湿的碳化养护箱内，在co2氛围下蒸养3h得碳化砖，检测所得各碳化砖的3h抗压强度，见表1～2。表1中，配比1-1砖坯试块的蒸养温度为40℃，其他配比砖坯试块的蒸养温度均为100℃。表2中，配比1-6的部分砖坯试块的蒸养温度为40℃，配比1-6的另一部分砖坯试块以及1-7、1-8配比砖坯试块的蒸养温度均为100℃。
43.从表1～2可以看出，添加了碳化砖用醇胺溶液的碳化砖，其抗压强度得到显著提高。
44.表1生石灰基碳化砖原料配比及抗压强度
[0045][0046]
表2钢渣基碳化砖原料配比及抗压强度
[0047][0048]
比较例2
[0049]
本实施例为不同碳化砖的制备实施例，具体步骤如下：
[0050]
(1)按照表3和表4中配比进行配料，再经成型磨具压制一分钟后脱模，得砖坯试块。表3和表4中碳化砖用醇胺溶液均采用实施例2的碳化砖用醇胺溶液，表4中混合干料指钢渣、脱硫石膏、铁尾矿的混合物。
[0051]
表3中，配比2-1、2-2、2-4即现有的一种生石灰基碳化砖原料配比，配比2-3、2-5是在现有生石灰基碳化砖原料中加入了实施例2的碳化砖用醇胺溶液。其中，生石灰为已陈化的生石灰，集料采用砂子，填充料采用粉煤灰，添加剂采用水泥。表4中，配比2-6即现有的一种钢渣基碳化砖原料配比，配比2-7、2-8是在现有钢渣基碳化砖原料中加入了实施例2的碳化砖用醇胺溶液。
[0052]
(2)将各砖坯试块置于恒温恒湿的碳化养护箱内，在co2氛围下蒸养3h，得碳化砖，检测各碳化砖的3h抗压强度，见表3～4。表3中，配比2-1砖坯试块的蒸养温度为40℃，其他配比砖坯试块的蒸养温度均为100℃。表4中，配比2-6的部分砖坯试块的蒸养温度为40℃，配比2-6的另一部分砖坯试块以及配比2-7、2-8砖坯试块的蒸养温度均为100℃。
[0053]
表3生石灰基碳化砖原料配比及抗压强度
[0054][0055]
表4钢渣基碳化砖原料配比及抗压强度
[0056][0057]
从表3～4可以看出，添加了碳化砖用醇胺溶液的碳化砖，其抗压强度得到显著提高。
[0058]
需要说明的是，虽然比较例1和比较例2中有些碳化砖试块的配比及碳化工艺参数相同，但是由于是不同批次产品，所以性能数据略有出入属于合理情形。
[0059]
以上所述仅是本发明的实施例，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。