本發(fā)明屬于建筑材料，具體涉及一種生物炭再生混凝土及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著人類社會(huì)城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展，二氧化碳排放量也在急劇增加，碳捕獲和封存技術(shù)是一種有效降低二氧化碳排放量的方式。碳封存技術(shù)是指將碳捕集和碳運(yùn)輸兩個(gè)過(guò)程種捕獲的二氧化碳長(zhǎng)時(shí)期與大氣保持隔絕的狀態(tài)。

2、再生混凝土經(jīng)過(guò)碳化養(yǎng)護(hù)以后，能有效改善力學(xué)和耐久性能，但目前再生混凝土仍面臨固碳效率不高，成分不穩(wěn)定等問(wèn)題。因此提高再生混凝土碳酸化轉(zhuǎn)化效率非常重要。廢棄的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)原料低氧熱解成生物炭不僅可以改善環(huán)境，還可以通過(guò)長(zhǎng)期脫碳而帶來(lái)有效的碳封存效益。不同熱解溫度下的生物炭孔隙體積和比表面積有所影響，進(jìn)而影響吸水性和保水能力，以及對(duì)co2吸附能力，進(jìn)而對(duì)再生混凝土的固碳量和抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種生物炭再生混凝土及其制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)再生混凝土仍面臨固碳效率不高，成分不穩(wěn)定等問(wèn)題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：提供一種生物炭再生混凝土，包括以下質(zhì)量份的組分：水泥400~420份，生物炭40~50份，天然砂600~620份，再生粗骨料1000~1200份和水200~210份。

3、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將再生混凝土與生物碳結(jié)合，使其具有高抗壓強(qiáng)度和高固碳量；生物炭本身具有較高的比表面積和對(duì)非極性化合物的高親和力，在適宜的熱解溫度下制備的生物炭再生混凝土?xí)蛊渚邆涓玫奶嘉胶吞挤獯婺芰?，?dāng)co2進(jìn)入到再生混凝土內(nèi)部時(shí)，許多堿性的水化產(chǎn)物（如ca(oh)2）與大量的co2接觸產(chǎn)生caco3，即增大了固碳量，此外，再生骨料表面有許多孔隙和微裂縫，許多水化產(chǎn)物（如c-s-h）也會(huì)和co2接觸，產(chǎn)生更多caco3沉淀，可以增強(qiáng)再生骨料的表面強(qiáng)度，減少吸水率，有助于提高再生混凝土的穩(wěn)定性和耐久性。

4、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

5、進(jìn)一步，水泥包括以下質(zhì)量百分比的組分：63.31%?cao、20.57%?sio、5.32%?al2o3、3.77%?fe2o3、1.41%?mgo、0.81%?k2o、2.12%?so3和0.18%?na2o。

6、進(jìn)一步，生物炭為水稻秸稈低氧熱解后，過(guò)200目篩網(wǎng)制得；低氧熱解工藝為：溫度400~700℃，氧氣濃度3%。

7、進(jìn)一步，生物炭比表面積為189~266m2/g，微孔體積為0.035~0.066cm3/g。

8、采用進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是：通過(guò)將水稻秸稈低氧熱解制備生物碳，實(shí)現(xiàn)了資源的回收利用，減少了農(nóng)業(yè)廢棄物對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)得到具有豐富孔隙結(jié)構(gòu)的生物碳。

9、進(jìn)一步，再生粗骨料為粒徑4.75~19mm的廢棄混凝土顆粒。

10、采用進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是：實(shí)現(xiàn)了廢棄資源的回收利用，節(jié)約了成本，提高了工業(yè)前景。

11、本發(fā)明還公開(kāi)了生物炭再生混凝土的制備方法，包括以下步驟：

12、s1：將生物碳、水泥和天然砂混合攪拌均勻，再加入二分之一的水以10~15r/min的轉(zhuǎn)速攪拌5min，得預(yù)混料；

13、s2：在預(yù)混料中加入再生粗骨料和剩余的水，以10~15r/min的轉(zhuǎn)速攪拌5min，得混合漿料；

14、s3：將混合漿料倒入模具養(yǎng)護(hù)24h后脫模，脫模后放入恒溫養(yǎng)護(hù)箱預(yù)養(yǎng)護(hù)，得粗產(chǎn)物；

15、s4：將粗產(chǎn)物置于真空條件下1min后通入co2氣體，并使co2壓力維持在0.05~0.5mpa，養(yǎng)護(hù)2h，得生物炭再生混凝土。

16、進(jìn)一步，預(yù)養(yǎng)護(hù)為在21~25℃和55~65%濕度條件下養(yǎng)護(hù)72h。

17、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的制備方法在早期材料的混合階段，生物炭通過(guò)其吸水性質(zhì)將額外的游離水吸收，并通過(guò)孔隙將這些水分儲(chǔ)存起來(lái)，等到后期水化過(guò)程時(shí)，生物炭?jī)?nèi)部的水分又被逐漸釋放出來(lái)，這些水可以被用于促進(jìn)內(nèi)部水化作用，適宜的熱解溫度制備的生物炭有助于在沒(méi)有外部水的情況下獨(dú)立進(jìn)行內(nèi)部養(yǎng)護(hù)，這使生物炭成為水泥水化的內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑，水化過(guò)程高效進(jìn)行使得再生混凝土具有較好的力學(xué)性能。

技術(shù)特征：

1.一種生物炭再生混凝土，其特征在于，包括以下質(zhì)量份的組分：水泥400~420份，生物炭40~50份，天然砂600~620份，再生粗骨料1000~1200份和水200~210份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物炭再生混凝土，其特征在于，所述水泥包括以下質(zhì)量百分比的組分：63.31%?cao、20.57%?sio、5.32%?al2o3、3.77%?fe2o3、1.41%?mgo、0.81%?k2o、2.12%?so3和0.18%?na2o。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物炭再生混凝土，其特征在于：所述生物炭為水稻秸稈低氧熱解后，過(guò)200目篩網(wǎng)制得；所述低氧熱解工藝為：溫度400~700℃，氧氣濃度3%。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物炭再生混凝土，其特征在于：所述生物炭比表面積為189~266m2/g，微孔體積為0.035~0.066cm3/g。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物炭再生混凝土，其特征在于：所述再生粗骨料為粒徑4.75~19mm的廢棄混凝土顆粒。

6.權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的生物炭再生混凝土的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物炭再生混凝土的制備方法，其特征在于：所述預(yù)養(yǎng)護(hù)為在21~25℃和55~65%濕度條件下養(yǎng)護(hù)72h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種生物炭再生混凝土及其制備方法，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的生物炭再生混凝土包括以下質(zhì)量份的組分：水泥400~420份，生物炭40~50份，天然砂600~620份，再生粗骨料1000~1200份，水200~210份；其具有高抗壓強(qiáng)度和高固碳量，大大提升了再生混凝土的碳封存能力。本發(fā)明提供的制備方法簡(jiǎn)便，材料易得，易于生產(chǎn)，具有優(yōu)異的工業(yè)前景。

技術(shù)研發(fā)人員：趙曉,應(yīng)雪瑾,葉茂,王程,賀子忻,占寶劍,趙建軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：成都理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6