在全球可持续发展与“碳达峰、碳中和”目标的双重驱动下，CO2捕集和资源化利用与固体废物协同治理正成为工业体系低碳转型的核心命题。本书聚焦于CO2矿化养护混凝土这一前沿技术，完整呈现从基础研究到工程验证的技术转化链条。从气候变化大背景出发，本书针对硅酸钙矿物体系的CO2矿化机制、钙镁基复合胶凝材料矿化原理与固废基胶凝材料矿化反应技术发展，详细介绍了CO2矿化养护混凝土技术的研究和应用进展；本书还系统阐述了矿化反应器设计原理、全流程工艺耦合、工程示范及矿化产品的全生命周期碳足迹评估，对技术经济性与环境效益开展了科学、客观、系统的评价分析。
样章试读
目录
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“能源清洁低碳高效利用丛书”序
序一
序二
前言
第1章 绪论 1
1.1 气候变化及CCUS技术 1
1.2 矿物体系的CO2矿化 3
1.2.1 直接CO2矿化 4
1.2.2 间接CO2矿化 7
1.2.3 基于工业固废的CO2矿化 8
1.3 混凝土体系的CO2矿化 10
1.4 混凝土CO2矿化减排潜力 12
参考文献 13
第2章 硅酸钙体系的CO2矿化 16
2.1 硅酸钙体系的CO2矿化机制 16
2.1.1 硅酸钙CO2矿化反应的基本原理 16
2.1.2 硅酸钙CO2矿化的反应动力学 18
2.1.3 硅酸钙胶凝体系CO2矿化的微观物理化学演变机制 25
2.2 硅酸钙矿物CO2矿化行为及交互影响规律 31
2.2.1 单组分硅酸钙的CO2矿化行为 33
2.2.2 多组分硅酸钙的CO2矿化交互影响规律 52
参考文献 56
第3章 钙镁胶凝体系的CO2矿化 58
3.1 波特兰水泥胶凝体系的CO2矿化 58
3.1.1 CO2矿化反应的影响因素和矿相演变 59
3.1.2 CO2矿化反应的表观反应速率 62
3.1.3 微观-宏观结构演变和惰性掺杂优化 64
3.2 复合胶凝材料的CO2矿化 77
3.2.1 WPC的CO2矿化特性 77
3.2.2 WPC CO2矿化的表观速率曲线拟合 79
3.2.3 WPC复合胶凝材料CO2矿化的失水特性 80
3.2.4 WPC的微观和宏观结构演变 81
3.3 镁基碱金属胶凝材料的CO2矿化 95
3.3.1 氧化镁水泥 95
3.3.2 氧化镁胶凝材料的水化与CO2矿化机制 99
3.3.3 镁基CO2矿化胶凝材料 103
参考文献 117
第4章 基于工业固废的CO2矿化养护技术 121
4.1 工业固废建材化的利用现状 121
4.2 水泥和工业固废体系的固碳性能分析 123
4.2.1 固碳性能测算方法 123
4.2.2 水泥体系的矿物组成与固碳性能预测模型 125
4.2.3 粉煤灰固碳性能及预测模型 129
4.2.4 高炉渣和钢渣体系的固碳性能及预测模型 133
4.3 掺粉煤灰混凝土的CO2矿化养护 138
4.3.1 粉煤灰原料组成及化学特性 138
4.3.2 粉煤灰的CO2矿化原理和过程强化机制 141
4.3.3 粉煤灰掺杂混凝土CO2矿化的影响因素 143
4.4 掺钢渣或高炉渣混凝土的CO2矿化养护 148
4.4.1 钢渣和高炉渣原料组成和化学特性 148
4.4.2 钢渣或高炉渣的CO2矿化原理及过程强化机制 151
4.4.3 掺杂钢渣和高炉渣CO2矿化的影响因素 154
4.5 掺建筑固废混凝土的CO2矿化养护 156
4.5.1 建筑固废混凝土原料组成及分类 156
4.5.2 废弃混凝土的CO2矿化原理及强化机理 158
4.5.3 掺杂再生混凝土骨料CO2矿化的影响因素 159
4.6 其他工业固废混凝土的CO2矿化养护应用 164
4.6.1 赤泥的应用 164
4.6.2 污泥的应用 165
4.6.3 其他工业固废的应用 166
4.7 基于工业固废的混凝土固碳性能评价方法 166
4.7.1 固碳量评价方法的分析与评价 167
4.7.2 固碳率折算基准的分析与评价 170
4.7.3 固碳量评价方法的修正 172
4.7.4 固碳量评价方法的实测与比较 174
4.7.5 对不同折算基准砌块固碳率实测与比较 176
参考文献 180
第5章 CO2矿化养护混凝土产品 184
5.1 CO2矿化养护建材产品 184
5.1.1 水泥基材料 184
5.1.2 废弃再生混凝土骨料砌块 187
5.1.3 轻骨料小球 189
5.1.4 粉煤灰实心砌块 190
5.1.5 钢渣砌块 192
5.1.6 加气混凝土砌块 192
5.2 CO2矿化养护混凝土产品性能分析 194
5.2.1 强度性能 194
5.2.2 耐久性能 204
5.3 CO2矿化养护协同高温碱激发强化方法 206
5.3.1 CO2矿化养护协同高温碱激发强化机制 206
5.3.2 CO2矿化养护协同高温碱激发材料性能的影响因素 211
5.3.3 CO2矿化养护协同高温碱激发强化反应动力学 213
参考文献 219
第6章 CO2矿化养护混凝土设备与工艺 224
6.1 CO2矿化养护混凝土设备 224
6.1.1 封闭式CO2矿化反应器 224
6.1.2 开放式CO2矿化反应器 228
6.2 CO2矿化养护混凝土工艺 229
6.2.1 CO2矿化养护预制混凝土工艺 229
6.2.2 CO2矿化强化预拌混凝土工艺 231
6.2.3 工艺参数对产品性能的影响规律 233
6.2.4 CO2矿化养护工艺多因素参数优化 236
6.3 工业示范进展 244
6.3.1 河南焦作万吨级CO2矿化养护混凝土工业示范 245
6.3.2 浙江浙能兰溪发电有限责任公司万吨级CO2矿化养护加气混凝土
工业示范 249
6.3.3 CO2矿化预拌混凝土工业示范 250
参考文献 252
第7章 CO2矿化养护混凝土建材全生命周期分析 254
7.1 全生命周期计算方法构建分析 254
7.1.1 全生命周期评估方法介绍 255
7.1.2 功能单元和边界范围设定 256
7.1.3 全生命周期清单和流程计算 257
7.1.4 配合比设计 259
7.1.5 工艺描述 260
7.1.6 能量输入 262
7.1.7 分析情景设置 264
7.1.8 CO2矿化养护建材的全生命周期清单结果和环境影响评估 265
7.1.9 敏感性分析和优化 267
7.2 CO2矿化养护预制砌块碳排放评价案例分析 273
7.2.1 计算说明 273
7.2.2 单元定义 274
7.2.3 碳排放分配 275
7.2.4 资源单价清单 276
7.2.5 全生命周期碳排放评价 277
7.2.6 技术经济性评价 279
7.3 CO2矿化强化再生混凝土骨料碳排放评价案例分析 280
7.3.1 单元定义 281
7.3.2 碳排放分配 282
7.3.3 资源单价清单 283
7.3.4 全生命周期碳排放评价 283
7.3.5 技术经济性评价 285
7.4 CO2矿化养护预拌混凝土碳排放评价案例分析 286
7.4.1 单元定义 287
7.4.2 碳排放分配 288
7.4.3 资源单价清单 289
7.4.4 全生命周期碳排放评价 290
7.4.5 技术经济性评价 292
参考文献 293
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