[发明专利]一种具有净化气固污染物功能的混凝土材料及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明属于功能混凝土技术领域，具体涉及一种具有净化气固污染物功能的混凝土材料及其制备方法。

背景技术

近年来，我国经济发展突飞猛进，但伴随而来的环境污染问题也日趋严重。大气污染作为环境污染的重要组成部分已经给人们的生活和身体健康造成了极其严重的影响。大气污染物主要有NO_x、SO_x、CO、碳氢化合物以及悬浮固体颗粒物等，其中汽车尾气排放的NO_x、PM超过大气中此类污染总量的85%，CO与碳氢化合物超过大气中此类污染总量的70%。 

为缓解大气污染，人们开始把光催化材料应用在四通八达的道路上，这对局部空气净化起到了一定的作用，但以往的研究主要是利用光催化材料对路面表层进行喷涂、与胶凝材料共混使用等，这些方法建成的路面光催化寿命都比较短，且后者成本过于高昂，均不利于推广应用。

发明内容

本发明的目的是要提供一种具有净化气固污染物功能的混凝土材料及其制备方法，该方法制备的混凝土材料具有净化气固污染物功能。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案：一种具有净化气固污染物功能的混凝土材料，其特征是：它由包含胶凝材料、细集料、粗集料、水、减水剂、光催化剂、碱溶液和缓凝剂制得；

所述的胶凝材料由水泥和矿物掺和料组成，其中水泥为普通硅酸盐水泥，矿物掺和料为硅灰、粉煤灰、矿渣中的一种或几种按任意配比的混合；

各组分的含量分别为：水泥260~530kg/m³，硅灰用量为胶凝材料用量的0~10%（质量），粉煤灰用量为胶凝材料用量的0~25%（质量），矿渣用量为胶凝材料用量的0~40%（质量）；粗集料255~850kg/m³，砂率为30~45%，水155~220kg/m³，减水剂掺量为胶凝材料总质量的0.5~1.2%，光催化剂5~25g/m²，缓凝剂的用量为混凝土表层要清除的胶凝材料质量的0.01%~1.0%；

另取光催化剂置入碱溶液中配成混合物，光催化剂浓度为1~5g/L（混合物的量以浸没粗集料为准）；

所述的砂率是混凝土中“细集料”的质量与“细集料和粗集料”总质量之比×100%。

所述的细集料为河砂、机制砂、陶砂、膨胀珍珠岩、玻化微珠中的一种或几种按任意配比的混合。

粗集料为400~1000级陶粒、400~700级浮石中的一种或二者按任意配比的混合。

所述的陶粒为页岩陶粒、黏土陶粒、粉煤灰陶粒、垃圾陶粒、煤矸石陶粒、生物污泥陶粒或河底泥陶粒中的一种或任意几种任意比例的组合。

所述减水剂为聚羧酸系、萘系、蜜胺系、氨基磺酸盐系减水剂中的一种或几种任意比例的混合（聚羧酸系减水剂和萘系减水剂不复配使用）。

光催化剂为活性TiO₂。

活性TiO₂为Degussa P25、Hombikat UV100、Anatase、Millennium PC100和Ishihara ST-01中的一种任意几种任意比例的组合。

所述的缓凝剂为无机盐类缓凝剂、有机物类缓凝剂中的一种或两者按任意配比的复合；无机盐类缓凝剂为Na₂P₂O₇、Na₅P₃O₁₀、Na₃PO₄·nH₂O、Na₂SiF₆中的一种或几种按任意配比的混合；有机物类为柠檬酸、水杨酸、酒石酸、酒石酸钾钠、葡萄糖、蔗糖、丙二醇、丙三醇、聚乙烯醇中的一种或几种按任意配比的混合。

按上述方案，其中各缓凝剂用量以要清除的表层砂浆中胶凝材料量为基准，其用量为上述胶凝材料质量的0.01%~1.0%。混凝土表层要清除的胶凝材料质量m0=（m1×s×h）/m³，其中m1为一方混凝土中胶凝材料的质量，单位kg；s为所成型混凝土的上表面面积，单位m²；h为后期处理要清除的混凝土表层砂浆的厚度，单位m(式中m³表示一方混凝土)。

上述一种具有净化气固污染物功能的混凝土材料的制备方法，其特征是它包括如下步骤：