專利名稱：：混凝土的二氧化碳養(yǎng)護(hù)方法及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及混凝土養(yǎng)護(hù)工藝，特別系指一種利用二氧化碳養(yǎng)護(hù)混凝土的方法及工藝。技術(shù)背景為了縮短生產(chǎn)周期，混凝土制品通常在成型后采用蒸汽養(yǎng)護(hù)。然而蒸汽養(yǎng)護(hù)消耗大量能源，增加了制品的成本，據(jù)測算，一個尺寸20X20X40厘米的普通集料混凝土砌塊和輕集料混凝土砌塊蒸汽養(yǎng)護(hù)時的能耗分別為2300千焦和2500千焦。而且在養(yǎng)護(hù)過程中，熱膨脹、溫度梯度、混凝土化學(xué)減縮和收縮在短時期內(nèi)的發(fā)展、鈣礬石延時形成等因素往往會導(dǎo)致混凝土開裂，影響混凝土制品質(zhì)量。Patel等的研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)混凝土養(yǎng)護(hù)溫度超過85'C時，混凝土基體中出現(xiàn)明顯的微裂縫并形成網(wǎng)絡(luò)。用二氧化碳來養(yǎng)護(hù)石灰基材料已有近千年的歷史。然而直到上世紀(jì)60年代，人們發(fā)現(xiàn)水硬性和非水硬性的硅酸鈣都能和二氧化碳快速反應(yīng)并在很短時期內(nèi)獲得較高的強度。用C:,S和小于0.18的水膠比而壓制成型的圓柱體砂漿，在二氧化碳壓力為4bar時，其抗壓強度在3分鐘內(nèi)就可以達(dá)到14MPa。隨后，有數(shù)篇文獻(xiàn)報導(dǎo)了將超臨界二氧化碳與水泥一起拌和來進(jìn)行二氧化碳養(yǎng)護(hù)。二氧化碳養(yǎng)護(hù)混凝土技術(shù)，主要是利用二氧化碳能與水泥的熟料成分間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)而引起水泥和混凝土硬化以及產(chǎn)生迅速強度發(fā)展，而且由于其主要反應(yīng)產(chǎn)物碳酸鈣的穩(wěn)定性較好，從而能使得二氧化碳養(yǎng)護(hù)的混凝土具有較好的尺寸穩(wěn)定性。同時與蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土相比，利用二氧化碳養(yǎng)護(hù)混凝土能降低能耗、改善混凝土的性能。但采用如此低的水膠比需用很高的壓力來成型，因此，在工業(yè)上的應(yīng)用受到很大的限制；另外，采用超臨界二氧化碳對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，也很難應(yīng)用于實際工程中。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種工藝方法簡單、養(yǎng)護(hù)效果好、可有效縮短混凝土養(yǎng)護(hù)周期、降低養(yǎng)護(hù)費用、減少混凝土養(yǎng)護(hù)過程干縮量、提高混凝土制品尺寸精度的混凝土的二氧化碳養(yǎng)護(hù)方法及工藝。本發(fā)明____混凝土的二氧化碳養(yǎng)護(hù)方法是采用下述方案實現(xiàn)的將新拌混凝土成型、拆模，將拆模后的制品預(yù)養(yǎng)護(hù)，混凝土的水灰比應(yīng)控制在0.220.4之間。如使用較低的水灰比，須采用壓制或震動成型，壓制或震動成型的制品在成型后立即就能脫模。當(dāng)水灰比較高時，混凝土就須用澆鑄方法進(jìn)行成型，等到澆鑄的制品具有一定強度時，才能進(jìn)行脫模將預(yù)養(yǎng)護(hù)后的制品進(jìn)行二氧化碳養(yǎng)護(hù)。本發(fā)明_—_混凝土的二氧化碳養(yǎng)護(hù)工藝是釆用下述方案實現(xiàn)的將新拌混凝土成型、拆模，將拆模后的制品置于相對濕度在35-70%的環(huán)境中預(yù)養(yǎng)護(hù)至少30分鐘，將預(yù)養(yǎng)護(hù)后的制品置于真空度在-0.03兆帕以下、二氧化碳?xì)怏w的濃度大于5%的環(huán)境中養(yǎng)護(hù)至少15分鐘后成型。本發(fā)明由于采用上述工藝方法，具有以下特點1、本發(fā)明采用預(yù)養(yǎng)護(hù)使混凝土制品失去部分水，一方面使得二氧化碳較易進(jìn)入制品中，另一方面造成合適的潮濕度環(huán)境，因而二氧化碳能與水泥中的熟料發(fā)生迅速的化學(xué)反應(yīng)，生成穩(wěn)定性很高的碳酸鈣，為此混凝土在幾分鐘至幾個小時內(nèi)就具有較高的強度，同時使二氧化碳養(yǎng)護(hù)的混凝土又具有較好的穩(wěn)定性。例如，混凝土砌塊的干縮較大，采用混凝土砌體的承重墻或填充墻容易出現(xiàn)開裂和滲漏?；炷疗鲶w收縮過大嚴(yán)重影響了其作為墻體材料的應(yīng)用。二氧化碳養(yǎng)護(hù)能夠明顯降低混凝土的收縮，提高尺寸穩(wěn)定性，有利于混凝土砌塊墻體的推廣和應(yīng)用。2、大規(guī)模采用二氧化碳養(yǎng)護(hù)混凝土，可有效利用廢棄的二氧化碳?xì)怏w，減少溫室氣體排放量，對保護(hù)環(huán)境、扼制溫室效應(yīng)的發(fā)生，具有積極的促進(jìn)作用。3、二氧化碳養(yǎng)護(hù)由于反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鈣，從而降低了混凝土中pH值，為耐堿性差或不耐堿的玻璃纖維等材料在混凝土中廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了條件；促進(jìn)混凝土質(zhì)量水平的提高和產(chǎn)品升級以及技術(shù)水平的提咼。綜上所述本發(fā)明具有工藝方法簡單、養(yǎng)護(hù)效果好、可有效縮短混凝土養(yǎng)護(hù)周期、降低養(yǎng)護(hù)費用、減少混凝土養(yǎng)護(hù)過程干縮量、提高混凝土澆鑄尺寸精度、有效固化二氧化碳?xì)怏w，具有重大的經(jīng)濟和社會效益，是一種既節(jié)能環(huán)保又可有效提高混凝土質(zhì)量的混凝土養(yǎng)護(hù)方法，適于工業(yè)化大生產(chǎn)。附圖1為本發(fā)明--一混凝土的二氧化碳養(yǎng)護(hù)方法流程圖。附圖2為混凝土的二氧化碳養(yǎng)護(hù)與蒸汽養(yǎng)護(hù)后砌塊干縮測試曲線圖。見圖2，對二氧化碳和蒸汽養(yǎng)護(hù)后的砌塊按照ASTMC426標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，干縮測量試樣尺寸為10X275X2.5厘米，干縮測試曲線圖表明二氧化碳養(yǎng)護(hù)的砌塊的干縮值比蒸汽養(yǎng)護(hù)的砌塊的干縮值明顯要小。具體實施例實施例1:1、混凝土試樣的成型及脫模采用硅酸鹽水泥、河砂(細(xì)度模數(shù)為2.6)和粒徑范圍為510毫米的碎石，在沒有說明時，混凝土按水泥沙子碎石水=1:3:2.5:0.35的配合比配制?；炷粱旌狭习韬虾蠹囱b入模具中成型、拆模。2、試樣預(yù)養(yǎng)護(hù)脫模后的試樣立即預(yù)養(yǎng)護(hù)4小時。預(yù)養(yǎng)護(hù)是在相對濕度為35-70%、溫度為22士3。C流通的空氣中進(jìn)行。3、蒸氣養(yǎng)護(hù)的試樣模擬制品的蒸氣養(yǎng)護(hù)，一批試樣進(jìn)行蒸氣養(yǎng)護(hù)的制度為試件成型并在潮濕環(huán)境中預(yù)養(yǎng)護(hù)2小時后，在4小時內(nèi)由室溫升到7(TC，在7(TC溫度下恒溫養(yǎng)護(hù)10小時，再在2小時內(nèi)由7CTC降溫到室溫。蒸養(yǎng)后混凝土試件即測強度為10.5兆帕。4、混凝土的二氧化碳養(yǎng)護(hù)將預(yù)養(yǎng)護(hù)4小時后的試樣放在二氧化碳養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，抽真空至-0.09兆帕，然后充入濃度99.5%的二氧化碳?xì)怏w。二氧化碳養(yǎng)護(hù)時間為5、10、15、30、60、120、180、240分鐘。表1為相同預(yù)養(yǎng)護(hù)4小時后再二氧化碳養(yǎng)護(hù)的二氧化碳養(yǎng)護(hù)程度和二氧化碳養(yǎng)護(hù)后即測抗壓強度實測結(jié)果。由試驗結(jié)果可知再經(jīng)過至少15分鐘二氧化碳養(yǎng)護(hù)時間后的試件是能達(dá)到理想二氧化碳養(yǎng)護(hù)效果和抗壓強度值。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表1實施例2:1、混凝土分別采用水灰比大小為0.18、0.22、0.25、0.3、0.35、0.4、0.5，各水灰比配比中砂率以及集料含量按表1配比配制。試件成型壓力根據(jù)不同水灰比大小在1580兆帕之間取值。200710035219.5說明書第6/ll頁2、按實施例i的工藝條件完成混凝土的脫模和預(yù)養(yǎng)護(hù)工藝。3、混凝土試件的二氧化碳養(yǎng)護(hù)將經(jīng)過預(yù)養(yǎng)護(hù)后混凝土試件放在二氧化碳養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，抽真空至一0.09兆帕，然后充入濃度為99.5%的二氧化碳?xì)怏w。二氧化碳養(yǎng)護(hù)時間恒定為2小時。表2為不同水灰比大小混凝土的二氧化碳養(yǎng)護(hù)程度與二氧化碳養(yǎng)護(hù)后即測抗壓強度實測結(jié)果。試驗結(jié)果表明當(dāng)水灰比處于0.220.4之間時，經(jīng)過二氧化碳養(yǎng)護(hù)后的試件是可以達(dá)到理想二氧化碳養(yǎng)護(hù)效果和抗壓強度值。水膠比大小二氧化碳養(yǎng)護(hù)程度(％)二氧化碳養(yǎng)護(hù)后即測抗壓強度(兆帕)備注0.18一一在壓力下也無法成型0.2220.39.02—0.25218.71_0.322,28.52—0.3525.18.64—0.416.16.61—0.5一_加壓時有水分?jǐn)D出8表2實施例3:1、按實施例1的工藝條件完成混凝土試樣的成型及脫模工藝；2、混凝土試件的預(yù)養(yǎng)護(hù)將試樣分別置于相對濕度為20%、35。％、45%、55%、60。％、70%和80%的流通環(huán)境中進(jìn)行預(yù)養(yǎng)護(hù)，預(yù)養(yǎng)護(hù)的時間分別為0.5、0.75、2、3、8、24小曰寸。3、混凝土試件的二氧化碳養(yǎng)護(hù)將經(jīng)過預(yù)養(yǎng)護(hù)后混凝土試件放在二氧化碳養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，抽真空至一0.09兆帕，然后充入濃度為99.5%的二氧化碳?xì)怏w。二氧化碳養(yǎng)護(hù)時間恒定為2小時。表3為不同預(yù)養(yǎng)護(hù)后再恒定二氧化碳養(yǎng)護(hù)試塊的二氧化碳養(yǎng)護(hù)程度與二氧化碳養(yǎng)護(hù)后即測抗壓強度實測結(jié)果。由試驗結(jié)果可知此在相對濕度為35%70%的環(huán)境中預(yù)養(yǎng)護(hù)，而且預(yù)養(yǎng)護(hù)時間大于或等于30分鐘的情況下的試件是可以達(dá)到理想二氧化碳養(yǎng)護(hù)效果和抗壓強度值。預(yù)養(yǎng)護(hù)預(yù)養(yǎng)護(hù)環(huán)境時間二氧化碳二氧化碳養(yǎng)護(hù)相對濕度(小養(yǎng)護(hù)程度后即測抗壓強備注(%)時)(%)度(兆帕)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表3實施例4:1、按實施例1的工藝條件完成混凝土試樣的成型及脫模和預(yù)養(yǎng)護(hù)工藝；2、混凝土試件的二氧化碳養(yǎng)護(hù)將經(jīng)過預(yù)養(yǎng)護(hù)后混凝土試件放在二氧化碳養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，二氧化碳養(yǎng)護(hù)室內(nèi)真空度分別設(shè)定為0、一0.03、一0.05、一0.07和一0.09兆帕，然后充入濃度為99.5%的二氧化碳?xì)怏w。二氧化碳養(yǎng)護(hù)時間恒定為2小時。表4為試件在不同真空度情況下的二氧化碳養(yǎng)護(hù)程度與二氧化碳養(yǎng)護(hù)后即測抗壓強度實測結(jié)果。由試驗結(jié)果可知當(dāng)試件在真空度小于或等于-O.03兆帕的情況下進(jìn)行二氧化碳養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)后試件是可以達(dá)到理想二氧化碳養(yǎng)護(hù)效果和抗壓強度值。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表4實施例5:1、按實施例1的工藝條件完成混凝土試樣的成型及脫模和預(yù)養(yǎng)護(hù)工藝；2、混凝土試件的二氧化碳養(yǎng)護(hù)將經(jīng)過預(yù)養(yǎng)護(hù)后混凝土試件放在二氧化碳養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，抽真空至一0.09兆帕，二氧化碳?xì)怏w的濃度分別設(shè)定為5%、25%、50%和99.5%。二氧化碳養(yǎng)護(hù)時間分別為20、16、4和2小時。表5為試件在不同二氧化碳濃度下的二氧化碳養(yǎng)護(hù)程度與二氧化碳養(yǎng)護(hù)后即測抗壓強度實測結(jié)果。由試驗結(jié)果可知當(dāng)試件在濃度大于5%的二氧化碳環(huán)境下進(jìn)行二氧化碳養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)后試件是可以達(dá)到理想二氧化碳養(yǎng)護(hù)效果和抗壓強度值。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表權(quán)利要求1、混凝土的二氧化碳養(yǎng)護(hù)方法，其特征在于將新拌混凝土成型、拆模，將拆模后的制品首先進(jìn)行預(yù)養(yǎng)護(hù)，然后將預(yù)養(yǎng)護(hù)后的制品進(jìn)行二氧化碳養(yǎng)護(hù)。2、混凝土的二氧化碳養(yǎng)護(hù)工藝，其特征在于將新拌混凝土制品成型后放在相對濕度在35-70%的環(huán)境中，預(yù)養(yǎng)護(hù)一段時間，再將制品放到能密封的養(yǎng)護(hù)容器中進(jìn)行抽真空，然后充入二氧化碳的氣體進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土的二氧化碳養(yǎng)護(hù)工藝，其特征在于新拌混凝土制品的水灰比應(yīng)控制在0.220.4之間。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土的二氧化碳養(yǎng)護(hù)工藝，其特征在于預(yù)養(yǎng)護(hù)時間要大于或等于30分鐘。5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土的二氧化碳養(yǎng)護(hù)工藝，其特征在于將裝有制品的養(yǎng)護(hù)容器先進(jìn)行抽真空，真空度小于或等于-0.03兆帕。6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土的二氧化碳養(yǎng)護(hù)工藝，其特征在于充入制品養(yǎng)護(hù)容器中的氣體的二氧化碳濃度應(yīng)大于或等于5%。7、根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土的二氧化碳養(yǎng)護(hù)工藝，其特征在于制品的二氧化碳養(yǎng)護(hù)時間大于或等于15分鐘。全文摘要混凝土的二氧化碳養(yǎng)護(hù)方法及工藝，是將新拌混凝土成型、拆模，將拆模后的制品置于相對濕度在35-70％的環(huán)境中預(yù)養(yǎng)護(hù)至少30分鐘，將預(yù)養(yǎng)護(hù)后的制品置于真空度在-0.03兆帕以下、二氧化碳?xì)怏w的濃度大于5％的環(huán)境中養(yǎng)護(hù)至少15分鐘后成型。本發(fā)明具有工藝方法簡單、養(yǎng)護(hù)效果好、可有效縮短混凝土養(yǎng)護(hù)周期、降低養(yǎng)護(hù)費用、減少混凝土養(yǎng)護(hù)過程干縮量、提高混凝土澆鑄尺寸精度、有效固化二氧化碳?xì)怏w，是一種節(jié)能環(huán)保的混凝土養(yǎng)護(hù)方法，適于工業(yè)化大生產(chǎn)。文檔編號B28B11/00GK101125442SQ200710035219公開日2008年2月20日申請日期2007年6月27日優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日發(fā)明者史才軍,鄒慶焱,鄭克仁申請人:中南大學(xué)