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陈旭:低浓度CO2条件对水泥基材料早期加速碳化和后续水化的影响研究

摘要:

2024年8月28日,由百年建筑和我的钢铁主办的2024首届新疆市场建材行业沙龙交流会在乌鲁木齐新市区北京南路东二巷环球国际大酒店顺利召开。会上中建西部建设第二有限公司研发负责兼经理助理陈旭给大家分享...

2024年8月28日,由百年建筑和我的钢铁主办的2024首届新疆市场建材行业沙龙交流会在乌鲁木齐新市区北京南路东二巷环球国际大酒店顺利召开。

会上中建西部建设第二有限公司研发负责兼经理助理陈旭给大家分享了低浓度CO2条件对水泥基材料早期加速碳化和后续水化的影响研究。

首先,陈旭就研究背景即目前所面临的环境问题及服役现状表达了高效的推进建筑行业过程中的碳管理尤为重要的看法。水泥混凝土行业可行的碳减排的路径主要有两种:一为通过严格的产业政策压减供给,二为技术性减排:主要包括提高能源效率、使用替代燃料、熟料或原料替代、碳捕集与碳封存等。传统碳化养护技术仍有不足之处,所以开发低浓度CO2的加速碳化养护技术对实现水泥行业的“低碳排放”和“可持续发展”具有重要意义。

其次,陈旭介绍了由中建西部自主开发的碳化数据监测装置,利用高精度质量流量控制器、高精度CO2浓度、温度和湿度传感器、压力传感器、气泡器、密封箱等主要硬件,设计了一种碳化养护箱,该箱能够控制温度、湿度和CO2浓度,可用于实时监测碳化过程中CO2气体的消耗和积累情况。研究并分析了碳吸收过程对比、表层碳酸钙含量分布对比、碳吸收过程物相变化对比、碳吸收过程热损失和CaCO3结晶程度变化对比、碳吸收过程热损失和CaCO3结晶程度变化对比、碳吸收过程微观结构对比、碳吸收过程结构孔隙结构对比。

最后陈旭就此研究进行结论以及展望:在低浓度CO2条件下,CO2向基材的扩散深度浅,在孔隙溶液中的溶解度低,削弱了早期碳化反应的竞争力,缩短了CO2吸收的加速期和过渡期,有利于降低严重碳化区的深度;

在低浓度CO2条件下,加速碳化阶段主要生成了低结晶度的CaCO3,碳化时间的适当延长有助于细化基材的整体孔隙结构;碳化后转入标准养护,低结晶型CaCO3向高结晶型CaCO3转变,10nm以下孔隙数量增多了,570nm左右的孔隙数量减少了,导致试样的平均孔径进一步降低,达到了更好的水化与碳化协同作用;

经过早期的适度碳化(碳吸收过渡期)能够获得更有利于后期水化反应的孔隙结构和反应条件,从而达到提升水泥基材料整体性能的效果经过早期的适度碳化能够获得更有利于后期水化反应的孔隙结构和反应条件,从而达到提升水泥基材料整体性能的效果。

后续将通过碳化环境和胶凝体系调控低浓度CO2条件下表层CaCO3含量的分布,从而实现碳封存和基材性能提升的平衡。

中建西部建设新疆有限公司简介:

中建西部建设新疆有限公司(以下简称:公司)是中国建筑集团有限公司旗下第一家独立上市的二级专业公司——中建西部建设股份有限公司(中国500强、中国建材工业20强、中国混凝行业最大的上市公司)的全资子公司。


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