CN102964098A - 一种蓄能发光混凝土的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种蓄能发光混凝土的制备方法，涉及一种发光混凝土。由下述原料按重量百分比制备而成：荧光粉2%~8%，白水泥18%，标准砂27%，石子39%~47%，水8%；所述的CaO：Dy³⁺，Na⁺荧光粉以CaCO₃，Na₂CO₃(均为分析纯)和Dy₂O₃(99．99％，分析纯)为起始原料，按摩尔百分比Ca：Dy：Na=l：x：y制备而成，另加入少量乙醇作为助磨剂。本发明制备的CaO：Dy³⁺，Na⁺荧光粉无污染、无辐射，具有环保节能的意义，且发光性能良好，生产工艺简单。制成的发光混凝土发光时间长、无放射性，在白天太阳光或普通日光灯下照射50min后，在夜晚或黑暗处可实现持续发光6h以上。

Description

一种蓄能发光混凝土的制备方法

技术领域

本发明涉及一种发光混凝土，具体是一种白天吸收日光或紫外光，并将光能储存起来，晚上将储存的光能以可见光的形式释放出来的发光混凝土及其制备方法。

背景技术

长余辉发光材料是一种白天吸收日光或紫外光，并将光能储存起来，晚上当光线停止照射时，将储存的光能以可见光的形式释放出来的新型功能材料。长余辉材料本身不能直接作为终端产品，必须与其它材料结合才能得到应用，混凝土是建筑行业最为常用的材料，在一些公共设施的建设方面更是应用非常广泛，因此混凝土的发展和创新研究是相当的重要，而且发展前景光明。目前研制的发光混凝土大多是由发光层和基础层组成，例如公开号：CN201588336U的发明专利《蓄能发光的混凝土或树脂建材制品》给出一种蓄能发光的混凝土或树脂建材制品，包括由混凝土或树脂制成的建材基体，基体的外露表面设有发光层并与基体制成整体。由蓄能材料、发光材料和石英聚氨酯组成的复合材料与混凝土或树脂混合制成的混凝土地面砖、道路砖、墙面砖、楼道板或水晶石台面铺设后，复合发光材料通过吸收光能，晚间或黑暗中可以发光。及公开号：CN102296742A的发明专利《用建筑垃圾和生活垃圾的炉渣制成的发光混凝土砖》给出一种用建筑垃圾和生活垃圾的炉渣制成的发光混凝土砖，由表层和基础层组成，在所述表层的至少一部分表面覆盖有包含有夜光或荧光物质的发光层，在所述发光层上覆盖有保护膜，所述保护膜包括如下重量百分比的组份，胶体二氧化硅9-12％，硅氧烷9-13％，聚醚11-15％，有机成膜剂3-4％，余量为水。但他们都存在着不足之处，石英聚氨酯及保护膜增加了成本，而且工艺操作复杂，不利于在工程现场操作，而且发光材料的性质也影响混凝土的发光性质及成本。

发明内容 

本发明针对上述问题提供了一种采用高温固相法合成CaO：xDy³⁺，yNa⁺系列荧光粉，并将其掺入到混凝土原材料中，制成发光混凝土的方法，以此降低成本及改进混凝土的发光性质。该种发光混凝土以碳酸钙、碳酸钠及氧化镝为起始原料制成的荧光粉、白水泥、标准砂、石子等制成，无污染、无辐射，具有环保节能的特点。

技术方案如下：

本发明采用的技术方案是: 一种蓄能发光混凝土的制备方法，首先是CaO：Dy³⁺，Na⁺荧光粉的制备：以CaCO₃，Na₂CO₃和Dy₂O₃ 为起始原料，将各原料按照如下摩尔比：Ca：Dy：Na=l：0.005～0.02：0.05～0.2称取，加入少量的作为助磨剂的乙醇，充分研磨均匀，干燥，得到前驱物，然后将前驱物在马弗炉中高温煅烧，冷却、研磨后得白色粉末状荧光粉，将制得的荧光粉掺入到白水泥、标准砂、石子、水、混凝土原材料中，按照GB/T50081－2002的要求，制成发光混凝土，各组分的加入质量百分数为：

荧光粉                                                2%～8%，

白水泥                                                  16～19%，

标准砂                                                 25 ～29%，

石子                                                  39%～45%，

水                                                      ≥8%。

前驱物在马弗炉中高温煅烧是在950～1150℃下煅烧，煅烧时间为1.5～3h。

本发明给出的这种发光混凝土的制备方法为：

按照各组分质量百分数为荧光粉2～8%、白水泥18%、标准砂27%、石子39～45%、水8%准确称量各种物质，称好的碎石清洗干净，并烘干，将烘干的碎石，水泥，标准砂、水和荧光粉一同放进搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后将拌合物进行装模，24h后拆模，然后把试块放到标准养护箱养护。

本发明的优点：通过高温固相法合成CaO：xDy³⁺，yNa⁺系列荧光粉，并将其掺入到混凝土原材料中，制成发光混凝土，具有无污染、无辐射等特性，且符合节能要求，此种发光混凝土可以应用于路标、公路分界线等，也可以应用到地铁通道、广场、公园、步行街、游乐场所、休闲场所，可以铺设出各种各样的花纹图案，起到美化、亮化作用。制备的CaO：Dy³⁺，Na⁺荧光粉无污染、无辐射，具有环保节能的意义，且发光性能良好，生产工艺简单，成本相对较低。荧光粉掺入到混凝土原材料中制成的发光混凝土白天可以很好的吸收太阳光，并在夜晚以可见光形式释放出来，起到亮化作用。并且荧光粉的掺入没有影响混凝土的力学性能。

具体实施方式

下面结合实例对本发明的具体技术方案做进一步说明：

实施例1 

(a) CaO：xDy³⁺，yNa⁺荧光粉的制备：将CaCO₃，Na₂CO₃(均为分析纯)和Dy₂O₃ (99．99％，分析纯)按摩尔比Ca：Dy：Na=l：0.01：0.1准确称取，加入少量的乙醇(作为助磨剂)，充分研磨均匀，在110℃烘箱中干燥3h，得到前驱物，在950℃下煅烧2h，冷却、研磨，即得白色粉末状荧光粉；（b）发光混凝土的制备：按照各组分质量百分数为荧光粉4%、白水泥18%、标准砂27%、石子43%、水8%准确称量各种物质；将称好的碎石用清洗干净，并烘干，将烘干的碎石，水泥，标准砂、水和荧光粉一同放进搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后将拌合物进行装模，24h后拆模，然后把试块放到标准养护箱养护。

实施例2

(a) CaO：xDy³⁺，yNa⁺荧光粉的制备：将CaCO₃，Na₂CO₃(均为分析纯)和Dy₂O₃ (99．99％，分析纯)按摩尔比Ca：Dy：Na=l：0.015：0.2准确称取，加入少量的乙醇(作为助磨剂)，充分研磨均匀，在110℃烘箱中干燥3h，得到前驱物，在1050℃下煅烧2.5h，冷却、研磨，即得白色粉末状荧光粉；（b）发光混凝土的制备：按照各组分质量百分数为荧光粉6%、白水泥18%、标准砂27%、石子41%、水8%准确称量各种物质；将称好的碎石用清洗干净，并烘干，将烘干的碎石，水泥，标准砂、水和荧光粉一同放进搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后将拌合物进行装模，24h后拆模，然后把试块放到标准养护箱养护。

实施例3

(a) CaO：xDy³⁺，yNa⁺荧光粉的制备：将CaCO₃，Na₂CO₃(均为分析纯)和Dy₂O₃ (99．99％，分析纯)按摩尔比Ca：Dy：Na=l：0.02：0.2准确称取，加入少量的乙醇(作为助磨剂)，充分研磨均匀，在110℃烘箱中干燥3h，得到前驱物，在1150℃下煅烧3h，冷却、研磨，即得白色粉末荧光粉；（b）发光混凝土的制备：按照各组分质量百分数为荧光粉8%、白水泥18%、标准砂27%、石子39%、水8%准确称量各种物质；将称好的碎石用清洗干净，并烘干，将烘干的碎石，水泥，标准砂、水和荧光粉一同放进搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后将拌合物进行装模，24h后拆模，然后把试块放到标准养护箱养护。

使用方法:

制备荧光粉时，各起始原料要充分混合均匀，煅烧前要保证前驱物的干燥。发光混凝土应用过程中，涂层厚度应根据实际需求情况进行调整。

Claims (2)

1.一种蓄能发光混凝土的制备方法，其特征在于：首先是CaO：Dy³⁺，Na⁺荧光粉的制备：以CaCO₃，Na₂CO₃和Dy₂O₃ 为起始原料，将各原料按照如下摩尔比：Ca：Dy：Na=l：0.005～0.02：0.05～0.2称取，加入少量的作为助磨剂的乙醇，充分研磨均匀，干燥，得到前驱物，然后将前驱物在马弗炉中高温煅烧，冷却、研磨后得白色粉末状荧光粉，将制得的荧光粉掺入到白水泥、标准砂、石子、水、混凝土原材料中，按照GB/T50081－2002的要求，制成发光混凝土，各组分的加入质量百分数为：

荧光粉                                                2%～8%，

白水泥                                                  16～19%，

标准砂                                                 25 ～29%，

石子                                                  39%～45%，

水                                                      ≥8%。

2.根据权利要求1所述的一种蓄能发光混凝土的制备方法，其特征在于：前驱物在马弗炉中高温煅烧是在950～1150℃下煅烧，煅烧时间为1.5～3h。