碳酸化钢渣及其在建筑材料中的应用现状

房延凤¹，王丹²，王晴¹，孔靖勋³，常钧²

1. 沈阳建筑大学材料科学与工程学院2. 大连理工大学土木工程学院3. 辽宁省交通规划设计院有限责任公司公路养护技术研发中心

摘 要：随着全球变暖越来越受到关注,温室气体二氧化碳（CO₂）的排放、捕集与储存也越来越受到重视。矿物碳酸化技术是指通过一定的技术手段加速自然界中碱性矿物与CO₂的反应,进而形成稳定的碳酸盐。该技术所得反应产物稳定,对环境无污染,是一种有潜力的CO₂储存技术。然而,自然界中天然矿物的固碳效率低、储存CO₂需要消耗大量的自然资源、成本高等缺点阻碍了矿物碳酸化技术的发展。利用钢渣等碱性工业废渣代替天然的碱性矿物来储存CO₂为减少CO₂的排放提供了一种可行的途径,同时也为工业废渣的资源化利用提供了一种全新的思路。钢渣的固碳量及碳酸化速度受诸多因素影响,近年来国内外学者在钢渣的碳酸化机理、钢渣固碳量的影响因素、提高钢渣碳酸化效率及优化碳酸化工艺参数、降低能耗等方面做了大量的工作并取得了丰硕的成果。但我国钢渣产量大,如果仅仅用钢渣碳酸化技术来固碳会增加钢渣的容重并进一步增加钢渣处理的难度,同时也会造成资源浪费。因此,众多研究者通过碳酸化养护钢渣技术制备建筑材料制品,实现钢渣的建材资源化利用,以期解决钢渣在建筑材料中应用时体积安定性不良的问题。本文从钢渣的碳酸化机理,钢渣中不同碱性矿物的固碳能力及特点,提高钢渣固碳量的措施等方面对碳酸化钢渣的研究进展进行了综述。同时着重介绍了碳酸化钢渣在建筑材料领域中的应用及碳酸化养护对钢渣制品及钢渣混凝土力学性能和微观结构的影响,分析了碳酸化钢渣在建筑材料中应用的前景、技术难点、挑战。

关键词：二氧化碳（CO₂）;碳酸化;钢渣;力学性能;微观结构;建筑材料;