[发明专利]用于混凝土预制构件保护的碳酸盐覆层的制备方法

说明书

本发明属于建筑材料技术领域，公开了一种用于混凝土预制构件保护的碳酸盐覆层的制备方法。先将混凝土预制构件在碱性钙质材料浆体中浸泡或者直接涂刷于预制构件表面，经碳酸化养护，冶炼渣粉发生碳酸化反应，构件表面形成碳酸盐覆层；将浸泡后试件置于碳化反应釜中，通入CO₂气体。本发明将冶炼渣全资源化利用；碳酸化处理冶炼渣的过程中，将温室气体CO₂进行永久性封存；冶炼渣碳酸化的产物会包裹预制混凝土构件，碳酸化产物也会经渗透结晶填充预制混凝土内部的裂纹、微裂缝，处理后的混凝土预制构件自身密实度提升，抗渗性能增加，而对于表面形成的碳酸化产物保护层，会增强其表面硬度。该处理工艺最终均会使混凝土预制构件的耐久性，抗渗性能得到提升。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域、为提升混凝土预制构件强度及耐久性能，通过对混凝土预制构件表面进行涂覆或者渗透矿化处理，形成以碳酸盐为主体的覆层，达到提高预制构件的抗渗性，密实性，从而实现混凝土构件的力学性能、耐久性能的提升。

背景技术

在我国，装配式建筑自从2016年全面推广以来，由于其与传统方式相比具有高效率、精度高、结构抗震性能好以及可以大幅度降低人工依赖等优点得到广泛的使用。众所周知，混凝土本身是一种多孔结构，存在一些微孔、微裂纹，甚至还存在着一些贯通的缝隙，且易发生渗漏现象，这为有害的离子进入混凝土内部提供了通道，导致了混凝土构件的劣化，减少了构筑物的服役寿命。因此对建筑物防水材料的研究以及专利屡见不鲜，市售的一部分防水涂料在工程应用中确实也发挥着至关重要的作用，延长了混凝土的服役寿命。防水涂料主要分为两大类，分别为有机防水材料(比如沥青类以及高聚物改性沥青类等)无机防水材料(比如无机盐水泥类以及聚合物水泥类等)，在隧道、地铁以及建筑物地下、外表面、屋顶得到广泛的应用。但是由于其自身的缺点，在一定程度上限制了它们的使用。比如有机类防水材料，在生产及使用过程中，对施工人员、环境造成不可估量的危害；而对于无机类防水材料而言，虽然在使用过程中操作简便，但由于其柔韧性差，限制了它在结构变化较大的部位使用。而对于混凝土防水、防渗漏的关键是将混凝土外表面的微孔、裂缝堵塞，提高自身的密实度。

水泥及其他冶炼渣都是碱性材料，由于其Ca含量高，pH值高，具有很高的碳酸化活性，非常适用于CO₂的永久矿化封存。同时，冶炼渣粉经过粉磨、碱激发和碳酸化处理后，安定性不良的问题得到解决。碳酸化制品与普通硅酸盐水泥试件相比，孔隙率降低，微观结构更加致密。通过对碳酸化前后试块开孔孔隙率和试件抗压强度进行表征，可以发现碳酸化制品的具有更好的强度和抗碳化能力，这些研究为碳酸化制品的生产以及应用奠定了重要的理论基础。碱性钙质材料经碳酸化反应生成不同晶型的碳酸钙，主要是方解石型碳酸钙；碱性钙质材料碳酸化反应早期生成方解石和C-S-H。而此类材料的碳酸化产物微观致密，尤其是方解石型碳酸钙以及C-S-H凝胶体，可以在孔隙中发生原位生长，使得基体更加致密，保证混凝土预制构件安全设计的前提下，延长其使用寿命。