一种具有自清洁功能的机制砂清水混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有自清洁功能的机制砂清水混凝土及其制备方法。每立方混凝土中，包括以下重量的组分：水泥240～330kg，矿粉40～130kg，粉煤灰40～70kg，机制砂710～770kg，碎石1060～1120kg，银掺杂纳米二氧化钛12～18kg，减水剂3.6～5.1kg，水140～160kg，其中所述银掺杂纳米二氧化钛为锐钛矿型。通过将各物料物理混合即可制备得到。本发明专利技术所述具有自清洁性能的机制砂清水混凝土具有良好的工作性能、力学性能，浇筑成型后清水饰面效果好，并兼具优异的自清洁性能，具有重要的实际应用价值。值。

【技术实现步骤摘要】
一种具有自清洁功能的机制砂清水混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术属于清水混凝土
，具体涉及一种具有自清洁功能的机制砂清水混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]我国的基础设施建设与城市建设需要大量的混凝土材料，细集料往往采用河砂，但河砂的开采对环境造成了严重破坏，不利于生态保护，并且近些年河砂资源逐渐匮乏，许多省市已经出台相关规定禁止采挖河砂，在内陆省份机制砂逐渐成为河砂的替代产品，部分省市还编制了相关机制砂应用标准，对于机制砂的研究也越来越多，以机制砂作为制备混凝土的细集料是大势所趋。
[0003]现代城市的汽车保有量逐年增加，虽然新能源汽车近些年逐渐崛起并受到许多用户的青睐，但燃油车的销量依然较高，大量汽车排放的尾气以及空气污染增加了患呼吸道疾病的风险，给人民健康带来了威胁，此外空气中的灰尘等颗粒物会对沉积在建筑物表面从而造成一定的污染，传统基础设施及建筑物不具备分解污染物的功能，达不到自清洁效果，其美观度也受到影响。目前大多采用直接在混凝土表面喷涂自清洁涂料的方式实现光催化与自清洁功能，虽然赋予了混凝土建筑物一定的光催化性能，但是光催化材料在降解涂料表面污染物的同时会使涂料自身的有机成分发生降解，从而导致涂料脱落等问题的产生，使得光催化性能大打折扣。因此制备出一种与混凝土结合紧密、可净化空气污染物并可保持建筑物表面清洁的材料显得尤为必要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种具有自清洁功能的机制砂清水混凝土及其制备方法，所述清水混凝土具有良好的工作性能、力学性能，成型后外表美观，且具有自清洁功能，具有重要的实际推广价值。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种具有自清洁功能的机制砂清水混凝土，每立方混凝土中，包括以下重量的组分：水泥240～330kg，矿粉40～130kg，粉煤灰40～70kg，机制砂710～770kg，碎石1060～1120kg，银掺杂纳米二氧化钛12～18kg，减水剂3.6～5.1kg，水140～160kg，其中所述银掺杂纳米二氧化钛为锐钛矿型。
[0007]按上述方案，所述水泥为P
·
O42.5硅酸盐水泥或P
·Ⅱ42.5硅酸盐水泥。
[0008]按上述方案，所述粉煤灰为II级粉煤灰，其需水量比小于100％，烧失量小于5％。
[0009]按上述方案，所述矿粉为符合GB/T18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》标准中的S95级粒化高炉矿渣粉。
[0010]按上述方案，所述机制砂细度模数为2.3～3.0，MB值≤1.4，石粉含量为7～10％。
[0011]按上述方案，所述碎石为5～25mm连续级配，含泥量小于0.5％，针片状颗粒的质量含量≤8％。
[0012]按上述方案，所述减水剂为聚羧酸系减水剂，减水率≥20％。
[0013]按上述方案，所述银掺杂纳米二氧化钛中，银在纳米二氧化钛中的掺杂量为0.27～0.67％。
[0014]按上述方案，所述银掺杂纳米二氧化钛的制备包括以下步骤：
[0015]1)配置钛酸丁酯的无水乙醇溶液，记为溶液A；
[0016]2)配置无水乙醇、蒸馏水、冰醋酸和硝酸银的混合液，记为溶液B，其中钛酸丁酯与硝酸银的摩尔比为1:(0.002～0.005)；
[0017]3)在搅拌状态下，将步骤1)得到的溶液A逐滴滴加至步骤2)得到的溶液B中，滴加完毕后继续搅拌0.5～1h，145～155℃温度下进行水热反应7～10h，冷却后分离提纯，干燥，研磨即得银掺杂纳米二氧化钛，所述纳米二氧化钛为锐钛矿型。
[0018]按上述方案，所述步骤1)中，钛酸丁酯和无水乙醇的体积比为1:(3～4)；所述步骤2)中，无水乙醇、蒸馏水和冰醋酸的体积比为1:(0.15～0.35):(0.03～0.06)。
[0019]上述一种具有自清洁功能的机制砂清水混凝土的制备方法，各原料配比为：水泥240～330kg/m3，矿粉40～130kg/m3，粉煤灰40～70kg/m3，机制砂710～770kg/m3，碎石1060～1120kg/m3，银掺杂纳米二氧化钛12～18kg/m3，减水剂3.6～5.1kg/m3，水140～160kg/m3；包括以下步骤：
[0020]1)先将机制砂、水泥、矿粉、粉煤灰、部分水、减水剂加入混凝土搅拌机预拌均匀，再加入银掺杂纳米二氧化钛搅拌均匀，随后加入石子和剩余水继续搅拌，搅拌时间不低于150s；
[0021]2)出料后进行浇筑、振捣、成型，拆模后进行养护，即得所述具有自清洁功能的机制砂清水混凝土。
[0022]锐钛矿型的银掺杂纳米二氧化钛具有光催化活性和一定的疏水能力，掺加进混凝土，清水混凝土成型之后，混凝土表面的银掺杂纳米二氧化钛在阳光的照射下其具有较高的光催化活性，能够净化空气中的NO2等气体污染物；同时锐钛矿型的银掺杂纳米二氧化钛具有疏水性能，当有水存在于混凝土侧面时，在重力的作用下水会迅速滑落并带走混凝土表面存在的灰尘等污染物，使其表面整洁无尘，且混凝土表面不会存在水流淌的痕迹，避免了清水混凝土表面因水流而存在流挂现象导致的不美观问题。银掺杂纳米二氧化钛具有的光催化活性和疏水性能使得清水混凝土具备了自清洁功能。
[0023]本专利技术的有益效果为：
[0024]1.本专利技术提供一种具有自清洁功能的机制砂清水混凝土，通过锐钛矿型的银掺杂纳米二氧化钛的掺入，一方面利用其光催化活性，可以分解汽车尾气及空气中的污染物，净化空气；另一方面，锐钛矿型的银掺杂纳米二氧化钛还具有疏水性能，有助于清水混凝土表面存在的灰尘等污染物在水的作用下自动清除掉，不会存在水滴流挂现象，从而保持清水饰面的美观；此外，银掺杂纳米二氧化钛直接掺入混凝土中，与混凝土物料间结合紧密，且结构稳定，不易脱落或分解，可使清水混凝土长久保持良好的自清洁功能。
[0025]2.本专利技术的清水混凝土通过配合比设计，浇筑成型后无需进行外观修饰，混凝土表面具有良好清水效果，美观大方，且银掺杂纳米二氧化钛的掺入还使得混凝土的力学性能有所提升，赋予了清水混凝土良好的工作性能，制备方法简单，具有重要的实际推广价值。
[0026]3.本专利技术采用机制砂作为细集料解决了天然砂资源不足的问题，有利于保护生态环境。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0028]在以下实施例中，各原料如下：
[0029]水泥采用华新P
·
O42.5普通硅酸盐水泥；粉煤灰采用镇江谏壁电厂II级粉煤灰，烧失量3.2％；矿粉为江南粉磨有限公司产S95级高炉矿渣；机制砂为卵石破碎，1～4.75mm连续级配，细度模数2.7，石粉含量8％，MB值1.0；碎石为5～25mm连续级配的玄武岩碎石，含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自清洁功能的机制砂清水混凝土，其特征在于，每立方混凝土中，包括以下重量的组分：水泥240～330kg，矿粉40～130kg，粉煤灰40～70kg，机制砂710～770kg，碎石1060～1120kg，银掺杂纳米二氧化钛12～18kg，减水剂3.6～5.1kg，水140～160kg，其中所述银掺杂纳米二氧化钛为锐钛矿型。2.根据权利要求1所述的具有自清洁功能的机制砂清水混凝土，其特征在于，所述水泥为P
·
O 42.5硅酸盐水泥或P
·Ⅱ42.5硅酸盐水泥。3.根据权利要求1所述的具有自清洁功能的机制砂清水混凝土，其特征在于，所述矿粉为符合GB/T18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》标准中的S95级粒化高炉矿渣粉。4.根据权利要求1所述的具有自清洁功能的机制砂清水混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为II级粉煤灰，其需水量比小于100％，烧失量小于5％。5.根据权利要求1所述的具有自清洁功能的机制砂清水混凝土，其特征在于，所述机制砂细度模数为2.3～3.0，MB值≤1.4，石粉含量为7～10％。6.根据权利要求1所述的具有自清洁功能的机制砂清水混凝土，其特征在于，所述碎石为5～25mm连续级配，含泥量小于0.5％，针片状颗粒的质量含量≤8％。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：金宏程，郑涛，王军，赵日煦，高飞，熊龙，童君，周文俊，李兴，邢菊香，
申请(专利权)人：中建西部建设股份有限公司，
类型：发明
国别省市：