[发明专利]一种含SAP网结构的碳捕捉混凝土的制备方法

说明书

本发明提供了一种能够进行高效碳捕捉的含高吸水性树脂(SAP)网结构混凝土的制备方法。该发明所用材料和设备包括细棒状SAP、水泥、河砂、石子、高性能减水剂、细尼龙绳、试模、混凝土搅拌机和养护箱。首先拌制混凝土，将混凝土浇筑到试模中，混凝土的浇筑深度为试模深度的一半。将经混凝土孔溶液浸泡的细棒状SAP呈纵横交错布置，相交节点处用细尼龙绳绑扎。随后，缓慢浇筑混凝土并使混凝土完全充满试模。待混凝土硬化后脱模并置于养护箱中养护。随后将含SAP网结构的混凝土置于环境中进行碳捕捉。该方法简单有效，可利用混凝土自身的碳化行为进行碳捕捉，且SAP网结构的网孔直径和网间距均可进行调整，该发明有助于抑制CO₂浓度过高引起的气候恶化。

技术领域

本发明属于水泥混凝土领域，特别是采用SAP网结构提高混凝土CO₂捕捉效率的技术领域。

背景技术

工业排放的CO₂会引起温室效应。混凝土作为最大宗的人造材料可通过碳化反应吸收空气中的CO₂。混凝土的碳化反应往往发生在表面层(5～30mm)，这导致混凝土的CO₂捕捉效率较低。

SAP是一种有机材料，能够在混凝土拌合阶段吸水膨胀，并在混凝土内部湿度降低时收缩产生孔洞。本发明基于SAP的这一特性，利用细棒状SAP的纵横交错，在混凝土内部制备网结构。SAP网结构的存在使环境中CO₂能够进入混凝土内部，从而增加了可碳化混凝土的表面积，进而提升了混凝土的CO₂捕捉效率。

文献1(B.Park,Y.C.Choi,Investigation of carbon-capture property offoam concrete using stainless steel AOD slag,Journal of Cleaner Production288(2021):125621)公布了一种提高混凝土CO₂捕捉效率的方法。该方法是在混凝土中加入适量引气剂从而产生大量气孔，通过改善混凝土的透气性来提升混凝土的CO₂捕捉能力。

文献2(C.Moro,V.Francioso,M.Velay-Lizancos,Modification of CO₂ captureand pore structure of hardened cement paste made with nano-TiO₂ addition:Influence of water-to-cement ratio and CO₂ exposure age,Construction andBuilding Materials 275(2021):122131.)公布了一种提高硬化水泥基材料CO₂捕捉能力的方法。该技术是利用TiO₂改变硬化水泥浆的孔隙率和基体中氢氧化钙的活性，进而提升硬化水泥浆的CO₂捕捉能力。

文献3(一种用水泥基材料固定二氧化碳的方法及装置；申请号：CN202010258381.9；公开号：CN112191090A)公布了一种采用水泥基材料固定CO₂的方法和装置。该技术通过将CO₂反应温度设置为400℃～700℃，以水泥基材料为二氧化碳的吸收材料，在特定的反应容器中进行加速碳化反应。当水泥基材料孔隙率低于5％时，加水使水泥基材料达到饱和孔隙含水率。可实现工业排放二氧化碳的部分吸收。