[发明专利]一种利用矿化细菌将废气与废建材制备成素混凝土的方法

说明书

本发明公开一种利用矿化细菌将废气与废建材制备成素混凝土的方法，本发明通过对不同来源的废气和废建材进行处理和再利用，通过微生物的矿化作用将生成的碳酸钙附着在骨料表面，提高骨料孔强度降低空隙率，同时生产改性微粉替换部分水泥，增强混凝土的碳化效率，吸收更多的COsubgt;2/subgt;，在后期拌和、养护过程中通过控温控压、喷洒石灰水提供反应钙源等技术手段和方法增强二氧化碳对回收建筑材料的碳化强化作用，持续吸收COsubgt;2/subgt;，制作出可用于道路底基层和非结构区域的混凝土产品，实现在建筑材料的加工、养护的过程中对二氧化碳的吸收，从而提高产品的质量，结合生产工艺给出了一套完善的生产装置及方法。

技术领域

本发明属于废建材再利用技术领域，具体涉及一种利用矿化细菌将废气与废建材制备成素混凝土的方法。

背景技术

据不完全统计，我国每年产生近1亿吨废弃混凝土，近95％的废弃混凝土没有得到合理的回收利用，主要是通过简单填埋或非法倾倒，占用了大量的土地；更为严重的是，碱性的废弃混凝土会使得土壤失活、河流失色，导致更为严重的二次污染。而生产新混凝土材料需要的天然砂石骨料的年均需求超过200亿吨，砂石材料的大量的开采破坏了原有的生态环境；其次，据统计平均烧成1t水泥熟料将排出0.8246t CO2，使混凝土工业成为碳排放最高的三大工业之一。采用废弃混凝土的矿物碳化技术对水泥厂、沥青拌合站等高碳排放地区的CO₂进行补集是一种能有效解决以上问题的可行方案。

虽然普通混凝土通过碳化反应具有一定的吸收CO₂的能力，但是这种碳化反应在混凝土中的扩散通常只在暴露的混凝土表面发生，反应缓慢且固碳率低。如何提高混凝土的矿物碳化反应速率和转化率成为发展该技术的关键。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提高混凝土的矿物碳化反应速率和转化率，提供一种利用矿化细菌将废气与废建材制备成多孔混凝土的方法，本发明方法可以充分利用水泥厂、沥青拌合站等高碳排放地区排放的CO₂废气、矿化细菌、废弃建筑材料，生产符合部颁标准的多孔混凝土。

具体的，本发明的一种利用矿化细菌将废气与废建材制备成素混凝土的方法，包括如下步骤：

S1.回收水泥厂、沥青拌合站等高碳排放区的废气；

S2.将破碎后的废建材进行清洗，之后在洗净后的骨料上喷洒微生物矿化菌液，并通入步骤S1处理后得到的高含量CO₂废气对骨料进行强化；

S3.向粉煤灰和/或高炉渣通入步骤S1的废气，并喷洒微生物矿化菌液，拌合均匀使细菌充分固化到微粉上使其改性，固化后进行烘干研磨；

S4.将步骤S2得到的骨料、步骤S3得到的改性微粉、水、水泥、减水剂进行充分拌合，拌合的过程中通入步骤S1的废气，拌合均匀后将混合料倒入模具，压实成型后进行养护；

S5.步骤S4制备的混凝土产品进行养护，养护时，向混凝土产品喷洒石灰水，整个养护过程在CO₂废气的氛围下进行。

在上述方案的基础上，步骤S1中回收废气的具体方法是：运行废气处理系统，含硫检测装置检测到废气中含硫时，关闭第一阀门、打开第二阀门和第三阀门，使废气穿过NaHCO₃溶液去除废气中的硫化物；当含硫检测装置未检测到废气中含硫时，打开第一阀门、关闭第二阀门和第三阀门；当不需要储集废气时，关闭第一阀门、第二阀门和第三阀门。

在上述方案的基础上，步骤S2的具体方法是：运行预处理强化系统，在搅拌仓内，当加入洗净后的骨料后，每隔6h喷洒浓度为10⁷cells/ml、质量为骨料质量1％的微生物矿化菌液，共喷洒8次，每次喷洒完成后搅拌15min，使菌液与骨料混合均匀，整个过程不断向搅拌仓内充入废气，待第8次喷洒菌液完成后6h，将强化骨料在60±5℃的温度下持续干燥12h。