本發(fā)明屬于工程建筑材料領(lǐng)域，尤其是一種用于固化二氧化碳的渣土磚及制備方法。
背景技術(shù)：
二氧化碳的大量排放是導(dǎo)致全球變暖和溫室效應(yīng)的主要原因。由于中國快速的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和城市化建設(shè)，火力發(fā)電站的數(shù)量不斷上升，二氧化碳排放量也不斷增加。據(jù)挪威cicero統(tǒng)計，2016年中國二氧化碳累計排放量高達(dá)1464億噸，躍居首位。如何降低二氧化碳排放量是一個亟待解決的重要問題。專利cn103030166a提出一種二氧化碳固化方法，通過碳酸鹽沉淀將二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳酸鹽進(jìn)行固化。然而，此種方法不適用于大量固化，而且所設(shè)計的原料成本高，固化后的產(chǎn)品如渣土一樣，占用土地資源。
工程渣土主要指工程建設(shè)過程中的外運(yùn)土，目前處理方法主要是填埋法。隨著城市土地資源日益緊缺，現(xiàn)有渣土受納場的規(guī)劃建設(shè)滿足不了城市高速發(fā)展的需求。以深圳為例，2013年至2015年，深圳市渣土產(chǎn)生量平均每年約3600萬立方米，目前受納場的剩余庫容量約1600萬立方米?？梢?，如何無害化處理渣土已成為城市高速發(fā)展的保證。專利cn104860703a提出一種以工程棄土為原料的泡沫磚的制備方法，通過快速測量法確定土體含水率以及相應(yīng)物料配比，適用于渣土這種含水率差異大的土體，然而此技術(shù)并沒有兼顧二氧化碳的固化。
為此，有必要設(shè)計一種新型的工程渣土磚，能夠同時降低工程渣土和二氧化碳的污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的是提供一種用于固化二氧化碳的渣土磚，用來克服現(xiàn)有工程渣土磚無法同時回收渣土和二氧化碳的問題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于固化二氧化碳的渣土磚，包括凝膠材料、工程渣土和二氧化碳封閉氣泡；所述二氧化碳封閉氣泡均勻的分布在所述凝膠材料和所述工程渣土的混合物中；其中所述凝膠材料與所述工程渣土的質(zhì)量比為1:2-10。本方案中凝膠材料的主要作用包括兩個方面：一是隔離、固化二氧化碳，減少二氧化碳的逸出。二是起到骨架作用，存在一定強(qiáng)度，符合結(jié)構(gòu)要求。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述二氧化碳封閉氣泡由工程泡沫或塑料薄膜包裹。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述凝膠材料為水硬性或聚合性的膠凝材料。例如水泥、偏高嶺土等。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述二氧化碳封閉氣泡內(nèi)二氧化碳?xì)鈮簽?0-2000kpa。根據(jù)所述工程泡沫或塑料薄膜的強(qiáng)度來確定二氧化碳?xì)鈮?，外層材料能夠承受的壓力?qiáng)度越大，可以對二氧化碳加的壓強(qiáng)越大。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述二氧化碳封閉氣泡體積占所述用于固化二氧化碳的渣土磚總體積的0%-60%。二氧化碳封閉氣泡的體積取決于所述泡沫磚密度的要求。
本方案的另一目的在于提供一種用于固化二氧化碳的渣土磚的制備方法，該方法包括以下步驟：
步驟a：制造混合物步驟，所述制造混合物步驟系將膠凝材料、工程渣土和水按設(shè)計值混合并充分?jǐn)嚢璩苫旌衔?，其中所述膠凝材料、工程渣土和水的加入量為1:2-10:0.5-1.5；
步驟b：制造二氧化碳封閉氣泡步驟，所述制造二氧化碳封閉氣泡步驟系使用工程泡沫或塑料薄膜對二氧化碳進(jìn)行包裹并固化；
步驟c：制造預(yù)成型體步驟，所述制造預(yù)成形體系將步驟a獲得的混合物和步驟b獲得的二氧化碳封閉氣泡進(jìn)行混合并攪拌均勻；
步驟d：成磚步驟，所述成磚步驟系將步驟c獲得的產(chǎn)物倒入模具中，養(yǎng)護(hù)成磚。其中養(yǎng)護(hù)是指自然養(yǎng)護(hù)。自然養(yǎng)護(hù)是將混合物倒入模具后，將其置于常溫條件下養(yǎng)護(hù)，用塑料薄膜覆蓋模具保證混合物與空氣相隔，水分不被蒸發(fā)，膠凝材料靠混合物中的水分完成水化作用，養(yǎng)護(hù)28天。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述步驟b包括以下步驟，
步驟b1：收集二氧化碳，并對其加壓；
步驟b2：在高壓條件下將二氧化碳與工程泡沫或塑料原液混合，混合后形成含有二氧化碳的泡沫。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述步驟b2中通過發(fā)泡機(jī)將二氧化碳與工程泡沫或塑料原液進(jìn)行混合。通過發(fā)泡機(jī)將二氧化碳與工程泡沫或塑料原液混合，混合后形成含有二氧化碳的泡沫，在空氣作用下形成像蜂窩的堆積結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度主要由工程泡沫或塑料原液的強(qiáng)度控制。攪拌的過程中會有部分泡沫破裂。這里的壓強(qiáng)指10-2000kpa。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述工程泡沫由發(fā)泡劑在機(jī)械力作用下引入氣體獲得，所述發(fā)泡劑為茶皂素發(fā)泡劑和皂角苷型發(fā)泡劑。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述塑料原液為聚氯乙烯或聚氯乙烯塑料原液。這兩者塑料具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，可以承受該壓力。
本發(fā)明的有益效果是：本方案提供的用于固化二氧化碳的渣土磚不僅大量固化二氧化碳，低碳環(huán)保，為阻止溫室效應(yīng)和全球變暖做出貢獻(xiàn)，而且消耗大量渣土，保障了城市的高速發(fā)展；固化二氧化碳后的產(chǎn)品為建筑材料，用量大，避免了二次占用土地資源；作為建筑材料，內(nèi)部封閉孔隙有助于隔水、熱和聲，而二氧化碳固化于氣泡內(nèi)有助于防火。
附圖說明
為了更清楚地說明本申請實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于固化二氧化碳的渣土磚的示意圖。
附圖標(biāo)記：1-膠凝材料和工程渣土混合物；2-二氧化碳封閉氣泡；3-工程泡沫層。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種用于固化二氧化碳的渣土磚及制備方法。以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
請參閱圖1，本發(fā)明提供用于固化二氧化碳的渣土磚及制備方法。所述固化二氧化碳的渣土磚由膠凝材料和工程渣土的混合物1、二氧化碳封閉氣泡2組成。
其中，所述的二氧化碳封閉氣泡由工程泡沫或塑料薄膜包裹，均勻分布在膠凝材料和工程渣土形成的混合物中。作為一種優(yōu)選，本發(fā)明采用工程泡沫固化二氧化碳。圖1中顯示了包裹在二氧化碳?xì)馀萃鈱拥墓こ膛菽瓕?。
所述的二氧化碳封閉氣泡內(nèi)二氧化碳?xì)鈮航橛?0-2000kpa之間，具體設(shè)計值取決于所述工程泡沫或塑料薄膜強(qiáng)度的要求。作為一種優(yōu)選，本具體實(shí)施例采用所述的二氧化碳封閉氣泡內(nèi)二氧化碳?xì)鈮簽?0kpa。
所述的二氧化碳封閉氣泡體積占體積的比例為0%-60%，具體設(shè)計值取決于所述泡沫磚密度的要求。根據(jù)泡沫磚密度要求為800-900kg/m3，作為一種優(yōu)選，本具體實(shí)施例采用所述的二氧化碳封閉氣泡體積占體積的比例為40%。
所述的膠凝材料和工程渣土混合質(zhì)量比為1：2-1：10，具體設(shè)計值取決于所述泡沫磚強(qiáng)度的要求。根據(jù)所述泡沫磚強(qiáng)度為3.5mpa，作為一種優(yōu)選，本發(fā)明采用所述的膠凝材料和工程渣土混合質(zhì)量比為1：3。
本具體實(shí)施例同時提供了一種用于固化二氧化碳的渣土磚的制備方法，該方法具有以下步驟：
步驟一：收集的二氧化碳，加壓至20kpa；
步驟二：按1：3：1質(zhì)量比混合膠凝材料、工程渣土和水，充分?jǐn)嚢璩苫旌衔铮?/p>
步驟三：在壓力條件下，將二氧化碳和工程泡沫原液混合，從噴頭噴入步驟二的混合物，噴出后在常壓條件下形成已固封二氧化碳的氣泡，二氧化碳的氣泡的加入量為40%。
本步驟中需要用到發(fā)泡機(jī)和發(fā)泡劑。該工程泡沫是指發(fā)泡劑在機(jī)械力作用引入空氣的情況下，產(chǎn)生大量的泡沫。這里的發(fā)泡劑例如茶皂素發(fā)泡劑和皂角苷型發(fā)泡劑。這里的塑料原液指聚氯乙烯，聚氯乙烯塑料具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，可以承受該壓力。
步驟四：繼續(xù)攪拌，使已固封二氧化碳的氣泡分布均勻；
步驟五：將步驟四的混合物倒入模具中，養(yǎng)護(hù)成磚。其中養(yǎng)護(hù)是指自然養(yǎng)護(hù)。自然養(yǎng)護(hù)是將混合物倒入模具后，將其置于常溫條件下養(yǎng)護(hù)，用塑料薄膜覆蓋模具保證混合物與空氣相隔，水分不被蒸發(fā)，膠凝材料靠混合物中的水分完成水化作用，養(yǎng)護(hù)28天。
本方案提供的用于固化二氧化碳的渣土磚不僅大量固化二氧化碳，低碳環(huán)保，為阻止溫室效應(yīng)和全球變暖做出貢獻(xiàn)，而且消耗大量渣土，保障了城市的高速發(fā)展；固化二氧化碳后的產(chǎn)品為建筑材料，用量大，避免了二次占用土地資源；作為建筑材料，內(nèi)部封閉孔隙有助于隔水、熱和聲，而二氧化碳固化于氣泡內(nèi)有助于防火。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。