本發(fā)明屬于建筑材料，具體涉及一種具有固碳和自養(yǎng)護(hù)功能的水泥砂漿及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，對(duì)水泥基材料等的生產(chǎn)和應(yīng)用提出了更高的碳排限制要求。使用低能耗、低碳排的替代材料，甚至是固廢材料，是目前應(yīng)用最廣泛的降碳技術(shù)手段之一，但一些固廢材料的使用可能會(huì)影響基材長期性能質(zhì)量。

2、強(qiáng)堿性的水泥基材料具備一定天然的固碳(碳化/礦化)優(yōu)勢，即其堿性組分與co2反應(yīng)生成caco3和h2o。目前通常采用碳化養(yǎng)護(hù)的技術(shù)手段來促進(jìn)水泥基材料早期碳化，且其制備過程中通常需要人為提供密閉(高壓)氣室，同時(shí)涉及的碳化周期較長，限制了水泥基材料固碳的發(fā)展和應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，提供一種具有固碳和自養(yǎng)護(hù)功能的水泥砂漿，首先利用聚乙烯亞胺和二甲醇胺對(duì)納米二氧化鈦分散液進(jìn)行復(fù)合改性，利用聚羧酸減水母液改性鋰渣粉，然后將二者結(jié)合，促進(jìn)納米二氧化鈦顆粒與鋰渣粉的穩(wěn)定結(jié)合，并使溶解的hco3-能夠被穩(wěn)定吸附在鋰渣顆粒周圍；然后引入水泥砂漿體系中，可促進(jìn)實(shí)現(xiàn)碳化-水化協(xié)同效應(yīng)，在固碳的同時(shí)，有效提升水泥砂漿的整體性能，適合推廣應(yīng)用。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種具有固碳和自養(yǎng)護(hù)功能的水泥砂漿，各組分及其所占重量份數(shù)包括：水泥300～350份，改性鋰渣/納米二氧化鈦漿液375～400份，砂1200～1350份；其中，改性鋰渣/納米二氧化鈦漿液中各組分及其所占重量分?jǐn)?shù)包括：改性納米二氧化鈦液240～260份，改性鋰渣粉100～125份；所述改性納米二氧化鈦液為胺化改性納米二氧化鈦液；改性鋰渣粉為聚羧酸減水組分改性的鋰渣粉。

4、上述方案中，所述改性納米二氧化鈦液中，各組分及其所占重量分?jǐn)?shù)包括：納米二氧化鈦6～9份，聚乙烯亞胺0.1～0.5份，二甲醇胺5～10份，水225～240份。

5、進(jìn)一步地，所述二甲醇胺以二甲醇胺溶液的方式引入，具體制備步驟包括：將稱取的納米二氧化鈦、聚乙烯亞胺、二甲醇胺溶液與水(不包含二甲醇胺溶液中引入的水)混合，進(jìn)行攪拌處理，得所述改性納米二氧化鈦液。采用聚乙烯亞胺和二甲醇胺對(duì)納米二氧化鈦進(jìn)行復(fù)合改性，可有效保證后續(xù)復(fù)合和碳化改性等應(yīng)用效果。

6、上述方案中，所述聚乙烯亞胺的分子量為600～1800。

7、進(jìn)一步地，所述二甲醇胺溶液的濃度為35～40wt％。

8、進(jìn)一步地，所述攪拌處理采用的速率為500～800r/min，時(shí)間為10～15min。

9、上述方案中，所述改性鋰渣粉中，各組分及其所占重量分?jǐn)?shù)包括：干燥的鋰渣粉100份，醇溶劑100～200份，聚羧酸減水母液5～10份，水50～80份；具體制備步驟包括：將稱取的干燥的鋰渣粉與醇溶劑混合，進(jìn)行一次攪拌處理，再加入稱取的聚羧酸減水母液與水的混合液，進(jìn)行二次攪拌處理，將混合材料進(jìn)行干燥處理，即得改性鋰渣粉。

10、上述方案中，所述一次攪拌處理采用的速率為500～700r/min，時(shí)間為10～20min；二次攪拌處理采用的速率為1000～1500r/min，時(shí)間為40～60min。

11、上述方案中，鋰渣粉的比表面積為450～480m2/kg，最可幾孔徑10～15nm；主要化學(xué)組成及其所占質(zhì)量百分比包括：sio2?63～66％，al2o3?22～24％，cao?2～4％。

12、上述方案中，所述鋰渣粉采用的干燥溫度為50～70℃，時(shí)間為12～24h；然后自然冷卻。

13、上述方案中，所述醇溶劑可選用無水乙醇等。上述方案中，所述干燥處理采用的溫度為100～105℃，時(shí)間為20～24h。

14、上述方案中，所述改性鋰渣/納米二氧化鈦漿液的具體制備步驟包括：向改性納米二氧化鈦液中加入改性鋰渣粉，并加入ph值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)ph值至8～10，在水浴超聲和通入co2氣體的條件下進(jìn)行攪拌碳化處理，即得均勻穩(wěn)定的改性鋰渣/納米二氧化鈦漿液。

15、上述方案中，所述ph值調(diào)節(jié)劑可選用氨水溶液等，其濃度為20～25wt％。

16、上述方案中，所述水浴超聲采用的溫度為30～40℃，時(shí)間為40～60min，頻率為20～25hz。

17、上述方案中，通入co2氣體的流量為1000～2000sccm(通入co2時(shí)間為40～60min)；co2氣體的純度為99.5vol％以上。

18、上述方案中，所述攪拌碳化處理采用的速率為100～200r/min，時(shí)間為40～60min。

19、上述方案中，所述水泥為普通硅酸鹽水泥；納米二氧化鈦的平均粒徑為1～5nm。

20、上述方案中，所述砂為天然砂，其細(xì)度模數(shù)為2.6～2.8。

21、上述方案中，所述聚羧酸減水母液的減水率為40～45％。

22、上述一種具有固碳和自養(yǎng)護(hù)功能的水泥砂漿的制備方法，包括如下步驟：

23、1)按配比稱取各原料，各原料及其所占重量份數(shù)包括：水泥300～350份，改性鋰渣/納米二氧化鈦漿液375～400份，砂1200～1350份；

24、2)先將改性鋰渣/納米二氧化鈦漿液加入攪拌機(jī)，再加入水泥，進(jìn)行低速攪拌，再在同樣攪拌速度條件下加入砂，進(jìn)行一次高速攪拌，停拌靜置后，進(jìn)行二次高速攪拌；即得所述具有固碳和自養(yǎng)護(hù)功能的水泥砂漿。

25、上述方案中，所述改性鋰渣/納米二氧化鈦漿液的hco3-含量達(dá)23～25％。

26、上述方案中，所述低速攪拌速度為60～65r/min，時(shí)間為30～60s；高速攪拌速度為120～125r/min，其中一次高速攪拌時(shí)間為90～120s，二次高速攪拌時(shí)間為60～90s。

27、進(jìn)一步地，所述砂的加入時(shí)間為30～60s。

28、上述方案中，所述停拌靜置時(shí)間為90～120s。

29、進(jìn)一步地，所述水泥砂漿的養(yǎng)護(hù)條件包括：常溫，養(yǎng)護(hù)至室溫。

30、優(yōu)選的，養(yǎng)護(hù)條件采用的相對(duì)濕度為45～50％；無需常規(guī)水泥砂漿90％以上的濕度養(yǎng)護(hù)或泡水養(yǎng)護(hù)條件；具有較好的自養(yǎng)護(hù)性能。

31、根據(jù)上述方案制備的水泥砂漿，其3d抗壓強(qiáng)度可達(dá)31～34mpa，28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)63～67mpa，平均孔隙率可降低至5.2％以下。

32、本發(fā)明的原理為：

33、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

34、1)本發(fā)明首先利用聚乙烯亞胺和二甲醇胺對(duì)納米二氧化鈦分散液進(jìn)行復(fù)合改性，利用聚羧酸減水母液改性鋰渣粉；然后將二者結(jié)合，經(jīng)過胺化處理帶正電的納米二氧化鈦顆?？膳c被聚羧酸減水組分包覆改性且?guī)ж?fù)電的鋰渣穩(wěn)定結(jié)合，此外，聚羧酸減水組分作為一種超塑化劑，可吸附在顆粒表面，發(fā)揮很好的分散作用，有效防止顆粒團(tuán)聚等問題，并能夠在基材設(shè)計(jì)時(shí)控制用水量；向所得改性鋰渣/納米二氧化鈦漿液中通入co2氣體并結(jié)合優(yōu)化的復(fù)合工藝，溶解的hco3-能夠被穩(wěn)定吸附在鋰渣顆粒周圍，從而形成一個(gè)穩(wěn)定的hco3-載體，所得改性鋰渣/納米二氧化鈦漿液中，改性所得復(fù)合固廢摻合料能夠穩(wěn)定地?cái)y帶hco3-，在與水泥接觸后，能夠促進(jìn)實(shí)現(xiàn)碳化-水化協(xié)同反應(yīng)，有利于調(diào)控水化環(huán)境(濕度、孔隙度)，從而達(dá)到自養(yǎng)護(hù)的效果(尤其針對(duì)相對(duì)干燥的養(yǎng)護(hù)條件等)，進(jìn)而有效提升水泥砂漿的性能。

35、2)本發(fā)明利用含孔結(jié)構(gòu)、低鈣富硅的固廢摻合料，以其為載體將hco3-并優(yōu)化其負(fù)載穩(wěn)定性，利用其攜帶入新拌的水泥砂漿內(nèi)，有利于促進(jìn)實(shí)現(xiàn)碳化-水化協(xié)同效應(yīng)，在固碳的同時(shí)，提升水泥砂漿的整體性能；且涉及的制備成本較低，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，適合推廣應(yīng)用。