粉煤灰综合利用 FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION2015 NO.1
专题研究
MgO低碳水泥的碳化性能分析和数学模型建立 Analysis on Carbonation Performance and Mathematical Model of MgO Eco-cement
杨虞琨
（同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海201804） 摘要：针对目前水泥行业的高碳排放，国外提出MgO低碳水泥，它是由硅酸盐水泥、粉煤灰和活性MgO组成。
本 文经碳化实验表明，该水泥能够有效吸收CO2，对于低碳减排具有很好的实用意义。
且可利用粉煤灰，进一步提升了能 源的有效利用。
同时基于Fick第一扩散定律对该水泥的碳化能力进行数学建模，具有很强的理论指导意义。
关键词：MgO低碳水泥；碳化性能；数学模型 中图分类号：TQ172.71*5文献标识码：A文章编号：1005-8249(2015)01-0029-04 水泥工业作为我国基础性原材料工业的支柱之吸收CO2的能力，具有很好的现实意义。
一，在国民经济可持续发展中具有举足轻重的地位。
1试验原材料与试验方法 然而，传统硅酸盐水泥工业中存在的“三高”现象-- 高排放、高能耗、高污染，一直是水泥行业无法回避和1.1原材料 待解决的问题。
普通硅酸盐水泥生产中排放的大量试验原材料选用小野田PⅡ52.5水泥；粉煤灰；国 CO2，主要有两个来源：一是生产水泥的过程中需要高药集团轻质活性氧化镁；水为自来水。
温加热，需要耗费大量能量，同时排放CO2；二是石灰1.2配合比设计 石等原料在分解过程中会进一步释放出大量CO2。
每为了充分全面的评价MgO低碳水泥吸收CO2的 加工1t水泥会产生0.8t的CO2。
当它最终与水混合能力，设计MgO、粉煤灰质量分数分别从0~30%之间 用于建筑时，每吨水泥能吸收0.4t的CO2，因此每吨变化，配合比见表1。
传统水泥的碳足迹为0.4：。
表1MgO低碳水泥配合比设计/% 2003年，澳大利亚低碳技术公司宣布开发成功一试样水泥MgO粉煤灰 种能够吸收CO2的低碳水泥。
该产品由JohnHarrisonPC-MgO-pfa10000
PCag-MgO.s=pfao9010 开发研制2，其主要成分为废料、粉煤灰、普通水泥和PC.-MgOs=pfa70300 氧化镁。
这种低碳水泥在技术上被认为是一项重大突PCo-MgO-pfaa:90010 破。
目前国内MgO主要是用于耐火材料及化工领域，PCa-MgOo-pfa.37030 开展活性氧化镁替代CaO体系直接制备低碳水泥的PCo.x~MgO-pfao.280o20
PCa-MgO.-pfao.21020 实验研究还比较少。
国内关于活性氧化镁在水泥中的PCo.-MgOa2-pa2602020 应用主要用于膨胀剂的研究，徐玲玲、邓敏等[3-等对PCa,s-MgOas-pfao. 氧化镁对水泥浆体干缩性能进行了研究，研究了水泥PCo.s-MgOo-pfao8020 中氧化镁的膨胀机理。
因此，对于研究MgO低碳水泥PCa-MgOa.~pfao.12010
PCa.s-Mgo-pfa. 收稿日期：2014-09-15
29 万方数据
粉煤灰综合利用 2015 NO.1FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION 专题研究 1.3试验方法Mg(OH)+HO→Mg(OH) （1)试样采用40mm×40mm×160mm的立方体棱Mg（OH)+HCO+HO→MgCO,3(HO) 柱，成型1d后拆模，然后在（20±2）℃，相对湿度为而且由于粉煤灰的加人，增加了孔隙率，也有利于 95%的条件下进行养护14d，使得试样充分水化；然后CO的吸收。
在60℃下烘48h；经烘干处理后的试件，除留下一个侧3碳化深度理论模型 面外，其余表面用加热的石蜡予以密封。
在侧面上顺 长度方向用铅笔以10mm间距画出平行线，以预定碳3.1基本假定 化深度的测量点。
（1)CO在试样中的扩散遵守Fick第一扩散定 （2）碳化到了3、7、14d及28d时，各取出试件，破律，见式(2)。
型以测定其碳化深度。
测试完毕，用石蜡将破型后试d[cO] 件的切断面封好，再放人箱内继续碳化，直到下一个试Nco=D dx(2) 验期。
式中：Nco-CO的扩散速度,mol/(m²s);D。
- (3)将切除所得的试件部份刮去断面上残存的粉CO2在已碳化试样孔隙中的有效扩散系数；[CO2]一 末，随即喷上浓度为1%的酚酞酒精溶液（含20%的蒸CO2的浓度，，mol/m²；x一试样的深度，m。
馏水）。
经30s后，按原先标划的每10mm一个测量点(2)C...
