一种海绵城市节能触变媒可降解砂浆制造技术

本发明专利技术提供一种海绵城市节能触变媒可降解砂浆，以重量份计，包括以下组分：水泥50‑80份，机制砂60‑90份，纳米填料2‑4份，多孔陶粒103份，减水剂0.01‑0.06份；该砂浆是以水泥作为胶凝材料，添加具有复合结构的纳米填料，该纳米填料的内层为多孔纳米氧化硅，表面氨基化处理后包覆一层聚丙烯酰胺水凝胶，最后在聚丙烯酰胺水凝胶表面沉积定向排列的氧化钛纳米棒；该纳米填料在一定程度上改善了砂浆的抗污染性能以及抗冲击性能。本发明专利技术还在砂浆中加入多孔陶粒，该多孔陶粒的加入赋予砂浆超强、高透水的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种海绵城市节能触变媒可降解砂浆
：本专利技术涉及建筑材料领域，具体涉及一种海绵城市节能触变媒可降解砂浆。
技术介绍
：近年来，我国城市暴雨灾害频发，传统城市道路及排水设施普遍存在着排水压力大以及雨水资源流失严重的问题。其带来的城市内涝严重影响了人们的生活。为了应对城市内涝问题必须探索一种理想城市发展新模式，从而提出“海绵城市”的概念。海绵城市建设的本质是改变传统城市建设与发展理念，遵循自然，与自然和谐相处的低影响发展模式，从而实现人、城市与其资源环境的协调发展没实现人与自然、土地利用、水环境、水循环的和谐共处。海绵城市建设的关键是使水资源在某一特定的空间内实现良性循环，主要是实现雨水的储存与利用。此外，由于城市化进程的加快，汽车、空调等产品大量使用，致使城市“热岛效应”越来越明显。城市化造成了城市表面与大气接触形式的改变，原本是农田、果园、湿地等高热容量接触面，现在成为了沥青道路以及各种钢筋水泥建筑物则会产生类似峡谷的环境，白天吸收的热能储存在路面、墙体等，这就使得城市内空气温度的升高从而引起热岛效应。因此，建设良好的海绵城市成为重中之重，而采用透水性材料是建设海绵城市的技术手段之一。透水性材料常常采用一些砂砾或者固体废弃物作为骨料，以水泥作为粘结剂，浇入少许的减水剂，通过加水搅拌压制成型，养护后使用，通过控制孔隙率的大小来控制透水性，而且达到一定的强度。例如申请号20171015611.3公开了一种自装饰再生骨料混凝土制品及其制备方法，该制品的基层是由普通硅酸盐水泥、混凝土或砂浆类建筑垃圾再生骨料和水混合制成，该方法成本低，制品也具有一定的透水性能，但是强度有待改善。为了进一步提高透水砂浆的强度，常常在砂浆中加入一定量的无机填料。例如申请号为201811395185.5的专利公开了一种高强度、高透水混凝土的制备方法，该方法以水泥作为胶凝材料，添加纳米二氧化硅作为掺合料，从配制理论角度出发，从优化制备粘结浆体力学性能和粘结点桥接数量的思路出发，利用最紧密堆积原理和提出富余系数，在不降低透水混凝土孔隙率的情况下，最大程度的增加粘结浆体的密实度和强度，从而保证高力学性能和高透水性能的透水混凝土制备方法。但是该混凝土透水性不够，且不能有效缓解严重的空气污染压力。此外，通过在透水砂浆中负载光催化材料，既可以提高砂浆的自洁性能也可以缓解空气污染压力，但是该方法常常会影响砂浆的透水性能。例如申请号201810836040.8公开了一种高强自洁透水面层砂浆及其制备方法，本专利技术采用水泥和机制砂为主要原料，添加氨基化的纳米二氧化硅、纳米二氧化钛作为改性剂，纳米二氧化硅作为一种高火山灰活性的纳米颗粒，加入到水泥基材料中可以有效促进水泥水化，与氢氧化钙反应生成C-S-H凝胶、填充到水泥孔隙密实微观结构改善界面过渡区。纳米二氧化钛具有良好的光催化活性，稳定性好，其在光照射下产生羟基自由基和超氧阴离子自由基，可将空气中浮游的细菌杀死，将有机污染物进行有效降解。但是大量纳米材料的加入不仅会增加砂浆的制备成本，对砂浆的透水性能也有一定的影响，而且砂浆的抗冲击性能也受到影响。
技术实现思路
：本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种海绵城市节能触变媒可降解砂浆，该砂浆是以水泥作为胶凝材料，添加具有复合结构的纳米填料，该纳米填料的内层为多孔纳米氧化硅，表面氨基化处理后包覆一层聚丙烯酰胺水凝胶，最后在聚丙烯酰胺水凝胶表面沉积定向排列的氧化钛纳米棒；该纳米填料在一定程度上改善了砂浆的抗污染性能以及抗冲击性能。本专利技术还在砂浆中加入多孔陶粒，该多孔陶粒的加入赋予砂浆超强、高透水的性能。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种海绵城市节能触变媒可降解砂浆，以重量份计，包括以下组分：水泥50-80份，机制砂60-90份，纳米填料2-4份，多孔陶粒1-3份，减水剂0.01-0.06份。所述纳米填料的芯层为多孔纳米氧化硅，其粒径大小为10-20nm，外层包覆有聚丙烯酰胺水凝胶，最外层沉积有定向排列的氧化钛纳米棒；所述多孔陶粒是由草木灰、粘土、聚丙烯酸钠改性蒙脱土和去离子水混合造粒后烧结而成。所述水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，其比表面积为514.56m2/kg。所述机制砂的细度模数为2.6-2.9，表观密度为2.65g/cm3，含水量为0.38％。作为上述技术方案的优选，所述氧化钛纳米棒的直径为5-10nm，长度为50-70nm。作为上述技术方案的优选，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂，固含量为23％。作为上述技术方案的优选，所述纳米填料的制备方法具体为：(1)将正硅酸乙酯溶于无水乙醇中，并滴加质量浓度为5％的聚乙烯醇水溶液，常温下搅拌水解1-5h，之后过滤，过滤后的沉淀干燥后置于马弗炉内空气气氛下400-500℃下煅烧处理30min，制得多孔氧化硅；(2)将丙烯酰胺，N,N-亚甲基丙烯酰胺和去离子水混合，然后加入三乙醇胺作为催化剂，加入过硫酸铵在30-40℃下反应1h，反应结束后冷却至室温，向反应液中加入上述制得的多孔氧化硅，室温下搅拌处理2h，过滤，得到的沉淀采用去离子水洗涤至中性，干燥，制得聚丙烯酰胺包覆的多孔氧化硅；(3)将聚丙烯酰胺包覆的多孔氧化硅分散到十二烷基苯磺酸钠的水溶液中，加入丙烯酰胺，搅拌混合后，滴加钛酸四丁酯的乙醇溶液，制得的混合液转移至反应釜内，密封，100-120℃下反应10-20h，反应结束后冷却至室温，将反应液过滤，滤后固体依次采用去离子水和无水乙醇洗涤后干燥处理，制得纳米填料。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述正硅酸乙酯、聚乙烯醇的质量比为10：(0.0035-0.0065)。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述丙烯酰胺、N,N-亚甲基丙烯酰胺、三乙醇胺、过硫酸铵、多孔氧化硅的质量比为10：(1-3)：0.05：0.01：5。作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述聚丙烯酰胺包覆的多孔氧化硅、十二烷基苯磺酸钠、丙烯酰胺、钛酸四丁酯的质量比为10:0.01：(0.01-0.05)：0.12。作为上述技术方案的优选，所述多孔陶粒的制备方法具体为：将蒙脱土加入到去离子水中，加入十二烷基三甲基溴化铵，500W下超声处理1h，加入聚丙烯酸钠，继续超声处理30-100min，之后过滤，干燥制得聚丙烯酸钠改性蒙脱土，然后将其与草木灰、粘土混合研磨处理加去离子水制得浆料，将浆料造粒后在500-600℃下烧结处理1h，制得多孔陶粒。作为上述技术方案的优选，所述蒙脱土、十二烷基三甲基溴化铵、聚丙烯酸钠的质量比为5：(0.015-0.043)：1。作为上述技术方案的优选，所述聚丙烯酸钠改性蒙脱土、草木灰、粘土、去离子水的质量比为7：(3-5)：4：(5-8)。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术在砂浆中添加一定量的聚羧酸高效减水剂，其可作为分散剂有效改善水泥石中的孔分布情况，可有效改善砂浆的耐久性和耐化学侵蚀性能。而且聚羧酸高效减水剂分子结构中具有大量的羧基、羟基等活性基团，可有效降低砂浆的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海绵城市节能触变媒可降解砂浆，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：水泥50-80份，机制砂60-90份，纳米填料2-4份，多孔陶粒1-3份，减水剂0.01-0.06份；/n所述纳米填料的芯层为多孔纳米氧化硅，其粒径大小为10-20nm，外层包覆有聚丙烯酰胺水凝胶，最外层沉积有定向排列的氧化钛纳米棒；所述多孔陶粒是由草木灰、粘土、聚丙烯酸钠改性蒙脱土和去离子水混合造粒后烧结而成；/n所述水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，其比表面积为514.56m2/kg；/n所述机制砂的细度模数为2.6-2.9，表观密度为2.65g/cm3，含水量为0.38％。/n

【技术特征摘要】
1.一种海绵城市节能触变媒可降解砂浆，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：水泥50-80份，机制砂60-90份，纳米填料2-4份，多孔陶粒1-3份，减水剂0.01-0.06份；
所述纳米填料的芯层为多孔纳米氧化硅，其粒径大小为10-20nm，外层包覆有聚丙烯酰胺水凝胶，最外层沉积有定向排列的氧化钛纳米棒；所述多孔陶粒是由草木灰、粘土、聚丙烯酸钠改性蒙脱土和去离子水混合造粒后烧结而成；
所述水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，其比表面积为514.56m2/kg；
所述机制砂的细度模数为2.6-2.9，表观密度为2.65g/cm3，含水量为0.38％。


2.根据权利要求1所述的一种海绵城市节能触变媒可降解砂浆，其特征在于，所述氧化钛纳米棒的直径为5-10nm，长度为50-70nm。


3.根据权利要求1所述的一种海绵城市节能触变媒可降解砂浆，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂，固含量为23％。


4.根据权利要求1所述的一种海绵城市节能触变媒可降解砂浆，其特征在于，所述纳米填料的制备方法具体为：
(1)将正硅酸乙酯溶于无水乙醇中，并滴加质量浓度为5％的聚乙烯醇水溶液，常温下搅拌水解1-5h，之后过滤，过滤后的沉淀干燥后置于马弗炉内空气气氛下400-500℃下煅烧处理30min，制得多孔氧化硅；
(2)将丙烯酰胺，N,N-亚甲基丙烯酰胺和去离子水混合，然后加入三乙醇胺作为催化剂，加入过硫酸铵在30-40℃下反应1h，反应结束后冷却至室温，向反应液中加入上述制得的多孔氧化硅，室温下搅拌处理2h，过滤，得到的沉淀采用去离子水洗涤至中性，干燥，制得聚丙烯酰胺包覆的多孔氧化硅；
(3)将聚丙烯酰胺包覆的多孔氧化硅分散到十二烷基苯磺酸钠的水溶液中，加入丙烯酰胺，搅拌混合后，滴加钛酸四丁酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤薇，蒋晓杰，沈书增，祝张法，童仙敏，
申请(专利权)人：绍兴职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33