一种用于假山的碳纤维增强混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于假山的碳纤维增强混凝土及其制备方法，解决了现有技术人造假山韧性差、不能吸附和降解空气污染物的技术问题。本发明专利技术提供一种用于假山的碳纤维增强混凝土，按重量份数计，由下列原材料制成：粉煤灰20～50份、碳纤维8～15份、氧化硅19～26份、氧化钙13～18份、氧化镁12～15份、水60～100份、煤渣10～30份、镍铬铁合金渣40～60份、氧化石墨烯4～10份、钛白粉10～30份、粘接剂9～15份、尿素2～3份、发泡剂0.8～1.2份、稳泡剂1.1～1.8份、砂子12～16份；同时还提供其制备方法。本发明专利技术广泛应用于假山制造领域。

【技术实现步骤摘要】
一种用于假山的碳纤维增强混凝土及其制备方法
本专利技术涉及假山制造领域，具体涉及一种用于假山的碳纤维增强混凝土及其制备方法。
技术介绍
假山在现代园林中应用十分广泛，是人工再造的山水景物的通称，是以造景游览为目的，以土、石等为材料，以自然山水为蓝本，加以艺术提炼和夸张塑造成的具有真山感觉,姿态万千的山石结构。目前，现代园林中一般是以天然山石为材料作独立性或附属性的造景布置，主要表现山石个体美或局部的组合而不具备完整的山形的景观效果。然而，开采山石会对山体环境造成严重的破坏，尤其对植被来说，生活环境遭到完全破坏，而且，天然石料石质坚硬，加工难，工本高，生产效率也低。国家环保局也力度加大，限制了开山采石，令假山在现代园林中的应用捉襟见肘。采用碳纤维混凝土制备假山石。既保护环境又结实耐用。目前，人类赖以生存的环境污染十分严重，雾霾现象越来越严重。由于人类的活动所产生的环境污染物，一般可分为化学性、物理性和生物性三大类。化学性污染物是主要的、大量的。雾霾现象主要由燃料燃烧过程、各种工业生产过程、交通运输、废物处理等渠道产生的污染物，气溶胶：粉尘、飞灰、黑烟、烟、雾；有害气体：硫氧化物、氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳、氟化氢、氯化氢等。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术的不足，依据假山人工制造的设计角度出发，结合减弱雾霾现象，提供一种原料组成科学合理、配比恰当、结实耐用、还具有显著的降解空气中有害气体的环保作用的用于假山的碳纤维增强混凝土。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：一种用于假山的碳纤维增强混凝土，按重量份数计，由下列原材料制成：粉煤灰20～50份、碳纤维8～15份、氧化硅19～26份、氧化钙13～18份、氧化镁12～15份、水60～100份、煤渣10～30份、镍铬铁合金渣40～60份、氧化石墨烯4～10份、钛白粉10～30份、粘接剂9～15份、尿素2～3份、发泡剂0.8～1.2份、稳泡剂1.1～1.8份、砂子12～16份。优选的，按重量份数计，原材料组成为：粉煤灰30～40份、碳纤维10～13份、氧化硅20～25份、氧化钙15～16份、氧化镁13～14份、水70～90份、煤渣15～25份、镍铬铁合金渣45～55份、氧化石墨烯6～8份、钛白粉15～25份、粘接剂10～14份、尿素2～3份、发泡剂0.9～1.1份、稳泡剂1.3～1.6份、砂子13～15份。优选的，按重量份数计，原材料组成为：粉煤灰35份、碳纤维12份、氧化硅24份、氧化钙15.5份、氧化镁13.5份、水80份、煤渣20份、镍铬铁合金渣50份、氧化石墨烯7份、钛白粉20份、粘接剂12份、尿素2.5份、发泡剂1.0份、稳泡剂1.5份、砂子14份。优选的，煤渣为破碎后粒径小于5mm。优选的，碳纤维为短切碳纤维，长度为5～10mm；粘接剂为聚氯乙烯；发泡剂为十二烷基苯磺酸钠；稳泡剂为氧化铵。上述的一种用于假山的碳纤维增强混凝土的制备方法，步骤如下：1)按所需重量份数称取粉煤灰、碳纤维、氧化硅、氧化钙、氧化镁、水、煤渣、镍铬铁合金渣、氧化石墨烯、钛白粉、粘接剂、尿素、发泡剂、稳泡剂、砂子；2)将步骤1)称取的氧化石墨烯、钛白粉和水，超声混匀后，得氧化石墨烯混合液；3)将步骤1)称取的粉煤灰、碳纤维、氧化硅、氧化钙、氧化镁、煤渣、镍铬铁合金渣、砂子和步骤2)制得的氧化石墨烯混合液加入搅拌机中搅拌混匀，得混合物Ⅰ；4)再将步骤1)称取的粘接剂、尿素、发泡剂、稳泡剂加入步骤3)制得的混合物Ⅰ中，在搅拌机中搅拌混匀，得混合物Ⅱ；5)将步骤4)制得的混合物Ⅱ，放入模具中于干燥箱内，102±5℃干燥2h；6)将步骤5)干燥好的混合物修饰其外形，陈化，然后出模常温下自然养护2d；7)将步骤6)养护好的假山石浸入酸性水中浸泡4～6h后捞出，风干后，得用于假山的碳纤维增强混凝土。优选的，步骤3)中搅拌时间50～80min，转速为100～300r/min。优选的，搅拌速度为800～1000r/min，搅拌时间为1～2h。优选的，步骤6)中陈化条件为在温度25±5℃下陈化2d。优选的，步骤7)中风干温度为25±5℃。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术专利技术一种用于假山的碳纤维增强混凝土，与传统假山天然石头对比，弥补了传统堆山的不足，更加保护山体环境，是我们现在园林的迫切需求；并且碳纤维自重轻，韧性好，强度大，添加在混凝土中做假山提高了假山的耐久性、稳定性、强度，碳纤维还具有一定的防腐能力，更加提高了假山的使用寿命。(2)本专利技术用于假山的碳纤维增强混凝土配方中：粉煤灰、碳纤维、氧化硅、氧化钙、氧化镁、水、煤渣、镍铬铁合金渣、氧化石墨烯、钛白粉、粘接剂、尿素、发泡剂、稳泡剂、砂子，配方合理，配伍科学，协同增效，依据假山人工制造的设计角度出发，结合减弱雾霾现象，提供一种原料组成科学合理、配比恰当、结实耐用、还具有显著的降解空气中有害气体的环保作用的用于假山的碳纤维增强混凝土。石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％。它是目前自然界最薄、强度最高和抗轧能力最强的材料。氧化石墨烯和二氧化钛之间协同作用，有效增强混凝土的韧性。钛白粉主要成分为二氧化钛，二氧化钛的化学性质极为稳定，是一种偏酸性的两性氧化物。在光作用下，钛白粉可发生连续的氧化还原反应，具有光化学活性。这一种光化学活性，在紫外线照射下锐钛型钛白粉尤为明显，这一性质使钛白粉既是某些无机化合物的光敏氧化催化剂，又是某些有机化合物光敏还原催化剂。二氧化钛的价态电子具有较高的能量，氧化石墨烯与二氧化钛相互配合，在太眼光的照射下，当二氧化钛的价态电子受激发，氧化石墨烯将二氧化钛受激发的价态电子转移出去，与表面接触的空气污染物中如氮氧化合物等有害物质接触，将其降解成无毒的硝酸盐和碳酸盐，使其在雨水冲刷下流走。且本专利技术的用于假山的碳纤维增强混凝土可以反复长期使用，其材料中的主要成分具有生产及施工工艺简单、成本低廉、无刺激性等特点，并可有效防止环境二次污染。镍铬铁合金渣的加入不但提高用于假山的碳纤维增强混凝土的防腐性能，同时与钛白粉、氧化石墨烯进一步协同，增加其中光催化反应活性位点，是本专利技术用于假山的碳纤维增强混凝土的光催化降解环境污染物的性能显著提高。(3)碳纤维，拥有一定的导电能力，进一步增强降解汽车尾气中氮氧化合物等有害物质的光催化反应过程中的电子转移，另一方面，碳纤维也具有极强的强度，可与氧化石墨烯和钛白粉三者协同，有效增加了混凝土假山的韧性和抗冲击性,改善了混凝土假山的抗裂性、抗渗性及耐磨损性,大大提高了混凝土假山的耐久性能,从而提高了假山的使用质量和寿命，能有效提高混凝土假山的强度、耐久性、抗冻性和防腐能力等。(4)本专利技术配方中添加的粉煤灰和煤渣，既可以利用工业废料，保护环境，防止垃圾污染；同时还增强对空气污染物中的氮氧化合物等有害物质的吸附性能。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，以助于理解本专利技术的内容。本专利技术中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的生产方法；所使用的原料，如无特殊规定，均为常规的市售产品。实施例1制备一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于假山的碳纤维增强混凝土，其特征在于，按重量份数计，由下列原材料制成：粉煤灰20～50份、碳纤维8～15份、氧化硅19～26份、氧化钙13～18份、氧化镁12～15份、水60～100份、煤渣10～30份、镍铬铁合金渣40～60份、氧化石墨烯4～10份、钛白粉10～30份、粘接剂9～15份、尿素2～3份、发泡剂0.8～1.2份、稳泡剂1.1～1.8份、砂子12～16份。

【技术特征摘要】
1.一种用于假山的碳纤维增强混凝土，其特征在于，按重量份数计，由下列原材料制成：粉煤灰20～50份、碳纤维8～15份、氧化硅19～26份、氧化钙13～18份、氧化镁12～15份、水60～100份、煤渣10～30份、镍铬铁合金渣40～60份、氧化石墨烯4～10份、钛白粉10～30份、粘接剂9～15份、尿素2～3份、发泡剂0.8～1.2份、稳泡剂1.1～1.8份、砂子12～16份。2.根据权利要求1所述的一种用于假山的碳纤维增强混凝土，其特征在于，按重量份数计，所述原材料组成为：粉煤灰30～40份、碳纤维10～13份、氧化硅20～25份、氧化钙15～16份、氧化镁13～14份、水70～90份、煤渣15～25份、镍铬铁合金渣45～55份、氧化石墨烯6～8份、钛白粉15～25份、粘接剂10～14份、尿素2～3份、发泡剂0.9～1.1份、稳泡剂1.3～1.6份、砂子13～15份。3.根据权利要求2所述的一种用于假山的碳纤维增强混凝土，其特征在于，按重量份数计，所述原材料组成为：粉煤灰35份、碳纤维12份、氧化硅24份、氧化钙15.5份、氧化镁13.5份、水80份、煤渣20份、镍铬铁合金渣50份、氧化石墨烯7份、钛白粉20份、粘接剂12份、尿素2.5份、发泡剂1.0份、稳泡剂1.5份、砂子14份。4.根据权利要求1～3任何一项所述的一种用于假山的碳纤维增强混凝土，其特征在于，所述煤渣为破碎后的粒径小于5mm。5.根据权利要求1～3任何一项所述的一种用于假山的碳纤维增强混凝土，其特征在于，所述碳纤维为短切碳纤维，长度为5-10mm；所述粘接剂为聚氯乙烯；所述发泡剂为十二烷基苯磺酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正坤，李文涛，
申请(专利权)人：威海南海碳材料科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37