一种碳酸钙混凝土的施工装置及方法与流程

本发明属于混凝土施工，特别涉及一种碳酸钙混凝土的施工装置及方法。

背景技术：

1、21世纪以来，国家基础设施、经济和能源快速发展的同时，也使我国成为全球co2排放量最大的国家。硅酸盐水泥在生产过程中(煅烧石灰石)，会释放大量co2气体，其排放量占co2总排放量的5～7％。全球气候峰会认为：为实现《巴黎协定》的目标，水泥的产量在2030年之前必须下压至少16％。因此，为缓解水泥生产所带来的环境问题，推进新型低碳建筑材料替代部分传统硅酸盐水泥混凝土的举措势在必行。

2、日本科学家在2021年，提出了碳酸钙混凝土(ccc)的新概念。通过使用碳化硬化水泥浆粉/硅砂和由纯co2气体和碳酸钙粉末制成的碳酸氢钙溶液的实验进行了验证，ccc的主要结合物相为针状文石，是碳酸钙晶型中密度最高的。ccc的制造过程中，不仅大幅减少了传统水泥生产过程中排放的co2，并且能吸收固定空气中的co2，具备良好的减碳潜力。

3、但是对于ccc的工程施工工艺还未有相关研究，规模化的应用方式未受到关注，因此研究ccc在现场的施工及成型方法具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明提供一种碳酸钙混凝土的施工装置及方法，利用caco3类废弃物形成的ca(hco3)2溶液装入搅拌车并保温，运输至工地后通过泵车将ca(hco3)2泵送到需要浇筑的位置；再通过全封闭混凝土养护模板内热水循环系统的管道热水，将ca(hco3)2加热至分解为caco3、h2o和co2，将模板内的石子、砂子形成固结，最后在管道内通入拌合砂浆，成为建筑混凝土墙板。

2、为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

3、一种碳酸钙混凝土的施工装置，包括：

4、泵送装置，所述泵送装置包括搅拌车和泵车，搅拌车的滚筒内壁设有制冷器，所述滚筒外壁包裹保温棉，使得所述滚筒内的温度保持在一定的区间范围；所述泵车与所述搅拌车相连，所述搅拌车通过所述滚筒的旋转能够将搭载的ca(hco3)2溶液倒入所述泵车中，所述泵车上分别设有泵管以及供ca(hco3)2溶液循环回流的回流导管，所述泵管能够将ca(hco3)2溶液泵送至施工部位的模板内；

5、混凝土养护模板系统，所述混凝土养护模板系统包括全封闭混凝土养护模板和热水循环系统，所述全封闭混凝土养护模板的顶端与所述泵管相连通，所述泵管在全封闭混凝土养护模板内部区域均匀形成多个开口孔位，使得所述泵管内的ca(hco3)2溶液由开口孔位流入全封闭混凝土养护模板内，所述全封闭混凝土养护模板外壁包裹保温棉；所述热水循环系统包括热水管以及为所述热水管提供热水的热水箱。

6、进一步地，所述热水箱包括泵机和加热器，所述泵机分别设置于热水箱的左上端和右下端，所述加热器分别设置于所述热水箱的右上端和左下端。

7、进一步地，所述热水管分叉为多个路径通过所述全封闭混凝土养护模板，所述热水管的水温控制在60～70℃。

8、进一步地，所述开口孔位的数量为8个，8个开口孔位均匀分布。

9、进一步地，所述开口孔位的孔径为0.5～1cm。

10、进一步地，所述保温棉的厚度为2～5cm。

11、本发明还提供了一种碳酸钙混凝土的施工方法，提供前述的碳酸钙混凝土的施工装置备用，所述方法包括：

12、步骤s1、将caco3类废弃物形成的ca(hco3)2溶液装入搅拌车并保温，运输至工地后通过滚筒的旋转将ca(hco3)2溶液倒入泵车，所述混凝土养护模板内部预先填铺石子、砂子和钢筋；

13、步骤s2、打开热水循环系统的开关，使得热水管内的水温控制在60～70℃；

14、步骤s3、通过泵车的泵管将ca(hco3)2溶液泵送至施工位置的全封闭混凝土养护模板内，热水循环系统将全封闭混凝土养护模板内部加热至60～70℃，ca(hco3)2溶液发生分解，生成caco3、h2o、co2；

15、步骤s4、所述全封闭混凝土养护模板内未反应的ca(hco3)2以及反应生成的h2o、co2通过下侧的管道以及泵机再传输回所述泵车中，之后再循环进入全封闭混凝土养护模板，直至ca(hco3)2无法再通过全封闭混凝土养护模板，碳酸钙混凝土成型；

16、步骤s5、移除泵管以及热水循环系统，在全封闭混凝土养护模板的空隙中装入拌合好的砂浆，成型后拆去全封闭混凝土养护模板，从而完成碳酸钙混凝土的养护。

17、进一步地，所述步骤s4中ca(hco3)2溶液发生分解的反应过程为：

18、

19、与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

20、(1)本发明提供一种碳酸钙混凝土的施工装置，包括泵送装置和混凝土养护模板系统，所述泵送装置包括可保温的搅拌车和泵车，搅拌车的滚筒内壁设有制冷器，滚筒外壁包裹保温棉；泵车与搅拌车相连，搅拌车通过滚筒的旋转能够将搭载的ca(hco3)2溶液倒入至泵车中，泵车上分别设有泵管以及供ca(hco3)2溶液循环回流的回流导管，泵管能够将ca(hco3)2溶液泵送至施工部位的模板内；混凝土养护模板系统包括全封闭混凝土养护模板和热水循环系统，全封闭混凝土养护模板的顶端与泵管相连通，泵管在全封闭混凝土养护模板内部区域均匀形成多个开口孔位，泵管内的ca(hco3)2溶液由开口孔位流入全封闭混凝土养护模板内，全封闭混凝土养护模板外壁包裹保温棉；热水循环系统包括热水管以及为热水管提供热水的热水箱，由caco3类废弃物形成的ca(hco3)2溶液通过保温的搅拌车和混凝土泵车进入全封闭混凝土养护模板中，在全封闭混凝土养护模板中经过高温再由ca(hco3)2分解为caco3、h2o和co2，形成碳酸钙混凝土。生产1吨水泥排放约833～944kg的co2，且热水循环系统加热需要产生部分co2，每方混凝土可降低约200kg的co2排放，约占总co2的50％以上。与此同时还可以吸收环境收集的大量co2，从而最高可实现0碳排放。

21、(2)本发明提供的一种碳酸钙混凝土的施工方法，制备碳酸钙混凝土的过程中，利用原有的搅拌车、泵车以及模板形成工艺制备路线，仅作了局部改进。而且，1吨水泥的单价约为450元，除去新型生产工艺流程的费用，同强度等级混凝土中碳酸钙混凝土可将混凝土的单方价格降低20～30％。因此，无论是工艺设备还是工艺流程本身，都降低了碳酸钙混凝土的生产成本，更加有利于碳酸钙混凝土的大规模利用。

技术特征：

1.一种碳酸钙混凝土的施工装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的碳酸钙混凝土的施工装置，其特征在于，所述热水箱包括泵机和加热器，所述泵机分别设置于热水箱的左上端和右下端，所述加热器分别设置于所述热水箱的右上端和左下端。

3.根据权利要求2所述的碳酸钙混凝土的施工装置，其特征在于，所述热水管分叉为多个路径通过所述全封闭混凝土养护模板，所述热水管的水温控制在60～70℃。

4.根据权利要求1所述的碳酸钙混凝土的施工装置，其特征在于，所述开口孔位的数量为8个，8个开口孔位均匀分布。

5.根据权利要求4所述的碳酸钙混凝土的施工装置，其特征在于，所述开口孔位的孔径为0.5～1cm。

6.根据权利要求1所述的碳酸钙混凝土的施工装置，其特征在于，所述保温棉的厚度为2～5cm。

7.一种碳酸钙混凝土的施工方法，其特征在于，提供权利要求1至6任一项所述的碳酸钙混凝土的施工装置备用，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于，所述步骤s4中ca(hco3)2溶液发生分解的反应过程为：

技术总结
本发明涉及一种碳酸钙混凝土的施工装置及方法，它包括泵送装置和混凝土养护模板系统，泵送装置包括搅拌车和泵车，搅拌车的滚筒内壁设有制冷器，滚筒外壁包裹保温棉；泵车与搅拌车相连，搅拌车通过滚筒的旋转能够将搭载的Ca(HCO<subgt;3</subgt;)<subgt;2</subgt;溶液倒入至泵车中，泵车上分别设有泵管以及供Ca(HCO<subgt;3</subgt;)<subgt;2</subgt;溶液循环回流的回流导管；混凝土养护模板系统包括全封闭混凝土养护模板和热水循环系统，全封闭混凝土养护模板的顶端与泵管相连通，泵管在全封闭混凝土养护模板内部区域均匀形成多个开口孔位，泵管内的Ca(HCO<subgt;3</subgt;)<subgt;2</subgt;溶液由开口孔位流入全封闭混凝土养护模板内，全封闭混凝土养护模板外壁包裹保温棉。

技术研发人员：周昱程,占羿箭,王圣怡,徐俊,朱然,刘丹
受保护的技术使用者：上海建工集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11