[发明专利]一种纳米二氧化碳快速碳化再生细骨料的装置及方法

说明书

本发明提供一种纳米二氧化碳快速碳化再生细骨料的装置，沿二氧化碳输入方向依次设有二氧化碳处理器、纳米二氧化碳发生器、碳化反应机构，所述碳化反应机构沿再生细骨料输入方向依次设有再生细骨料运送器、碳化反应器、再生细骨料回收器。本发明进一步提供了一种纳米二氧化碳快速碳化再生细骨料的方法。本发明提供的一种纳米二氧化碳快速碳化再生细骨料的装置及方法，通过加快碳化反应速度，提升物料的周转效率，可节约大量成本；同时用于碳化的纳米二氧化碳装置可通过吸收空气中的二氧化碳产生与再生细骨料发生较快反应的纳米二氧化碳，缓解温室效应，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于建筑材料的技术领域，涉及一种纳米二氧化碳快速碳化再生细骨料的装置及方法。

背景技术

建筑废弃细骨料，因其常规的堆放处理方法占据了大量的土地和空间，消耗了大量资源，同时也对环境造成了严重威胁。因此，废弃细骨料的高效再生利用成为目前亟待解决的问题。另一方面，随着经济社会的发展，我国对天然细骨料资源的需求居高不下，而天然细骨料资源目前处于严重短缺的状态。

针对再生细骨料的利用，现有处理和再生利用方法主要用作道路铺设材料。但是随着经济社会的发展，提升再生细骨料的综合性能，提高再生细骨料的回收利用率，缓解市场对天然细骨料的需求压力，是目前实现废弃细骨料高效资源化的重要途径。

不同于天然细骨料，废弃细骨料表面附着一定量的旧砂浆，严重降低了其物理和力学性能。通过细骨料表面砂浆增强或去除技术可改善其性能。另一方面，碳化反应通过二氧化碳与水化产物如氢氧化钙和水化硅酸钙的反应，可生成性能稳定的碳酸钙，进而有效填充砂浆微孔，提升砂浆密度和砂浆与细骨料界面处的粘结强度。因此碳化反应是一种有效改善再生细骨料的方法。Kou等利用碳化反应的方法改善再生细骨料的性能(Kou S C,Zhan B J,Poon C S.Use of a CO₂ curing step to improve the properties ofconcrete prepared with recycled aggregates[J].Cement and Concrete Composites,2014,45:22–28.)。但同时，Papadakis等发现常温碳化速度受碳化环境影响较大，且反应速度缓慢(Papadakis V G,Vayenas C G,Fardis MN.Fundamental Modeling andExperimental Investigation of Concrete Carbonation[J].Aci Material Journal,1991,88(4):363-373.)。

目前，世界范围内针对二氧化碳固定方法的课题开展了一系列研究，并已有部分地区开展了碳封存项目，通过收集工厂排放的二氧化碳，加压液化进而通过管道注入地下或海底，达到二氧化碳封存的效果(Holloway S.Underground sequestration of carbondioxide-a viable greenhouse gas mitigation option[J].Energy,2005,30(11/12):2318-2333.)。但该技术前期投入大，且存在碳泄露的风险(Phelps J J C,Blackford J C,Holt J T,et al.Modelling large-scale CO2leakages in the North Sea[J].International Journal of Greenhouse Gas Control,2015,38:210-220.)。

二氧化碳在水溶液中溶解度较小，通过纳米气泡装置，生成纳米二氧化碳气泡，可大大提升水溶液中的二氧化碳含量。同时，相较于较大尺寸的毫米及微米尺度的气泡，纳米二氧化碳气泡在水中具有更强的稳定性。影响碳化反应的内部和外部因素均可对其产生较大的影响。

发明内容