CN113233833B - 一种具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土挂板的制备方法 - Google Patents

一种具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土挂板的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土挂板的制备方法，包括：将钒酸铋和沸石粉混合制得光催化组分；称取混凝土原材料，把含有光催化组分和减水剂的拌合用水加入上述混合料中搅拌，最后将拌合而成的混凝土装入处理过后的模板内；在混凝土凝结的过程中，进行通电，形成一个稳定的电场，在电场、重力场、渗透力的共同作用下，光催化粒子由混凝土内部向混凝土表面产生定向移动，并在水泥水化的过程中将光催化粒子固定在混凝土表面，拆除模具，制得具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土。具有不仅能够获得彩色的外表面，而且还具有自清洁功能，能够持续的保持外墙面的整洁，还能够有效的保护外墙不会遭到破坏的优点。

Description

一种具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土挂板的制备 方法
技术领域
本申请涉及清水混凝土技术领域，具体的涉及一种具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土挂板的制备方法。
背景技术
清水混凝土是建筑现代主义的一种表现手法，因其极具装饰效果也称装饰混凝土。基本的想法于混凝土浇置后，不再有任何涂装、贴瓷砖、贴石材等材料，表现混凝土的一种素颜的手法。但由于担心会被雨水浸透或劣化，可能会喷上一层防水保护膜。
但是这种传统的清水混凝土由于色泽单一、颜色比较灰，而且还很容易在环境中受到污染，使用时间久了之后就会出现外表面污染，不仅仅影响外墙使用效果，而且时间久了还会对外墙面产生破坏，影响使用。
发明内容
本申请针对现有技术的上述不足，提供一种不仅能够获得彩色的外表面，而且还具有自清洁功能，能够持续的保持外墙面的整洁，还能够有效的保护外墙不会遭到破坏的具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土挂板。
为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：一种具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土挂板的制备方法，该方法包括：
(1)首先将钒酸铋和沸石粉通过机械混合的方法制得光催化组分，将光催化组分和减水剂一同加入到拌和用水当中，并通过超声分散，得到均匀分散且具有光催化活性的拌合用水；
(2)称取原材料，先将原料中的再生粗骨料和细骨料放入搅拌机搅拌，然后加入水泥、粉煤灰和矿粉再搅拌得到混合料，之后把步骤(1)含有光催化组分和减水剂的拌合用水加入上述混合料中搅拌，最后将拌合而成的混凝土装入处理过后的模板内；
(3)在混凝土凝结的过程中，采用恒定电流仪对混凝土的成型面和衬板材料进行通电，形成一个稳定的电场，在电场、重力场、渗透力的共同作用下，光催化粒子由混凝土内部向混凝土表面产生定向移动，并在水泥水化的过程中将光催化粒子固定在混凝土表面，拆除模具，制得具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土。
优选的，步骤(1)中所述的光催化组分、减水剂和拌和用水的配比为：光催化组分(纳米光催化组分)：0.9～1.0份，减水剂(高性能减水剂)：3.5～7.5份；水(拌和用水)：180～200份。
优选的，步骤(1)中所述的光催化组分是以丝光沸石分子筛为载体的钒酸铋/沸石粉复合光催化剂，其中丝光沸石为高硅丝光沸石，比表面积约为460m2/g，硅铝比为240(氧化铝含量和氧化硅含量的比值)；钒酸铋粒径为30-50nm，禁带宽度约为2.18ev，在紫外和可见光均有良好的光吸收性能；其制备方法为取丝光沸石进行研磨，然后用钒酸铋溶液浸泡2h，然后用蒸馏水反复洗涤3次以上，于120℃下恒温干燥5h，冷却制得光催化组分。
优选的，步骤(2)中处理过后的模板内，所述模板表面贴有衬板材料，该衬板材料由透水模板布中间层和透水粘附层加入可导电的电阻丝制成，采用专用胶水将其固定在混凝土模板表面；作用为使混凝土表面更加致密光滑。
优选的，本申请所述的模板包括左侧板和右侧板以及连接左、右侧板的底板，以构成容置混凝土的腔体，所述的腔体的底部位于底板的内底面上设置有透水模板布，所述的透水模板布内设置有电阻丝，所述的电阻丝与恒定电流仪电连接；所述的恒定电流仪还电连接有导电板，所述的导电板位于腔体的上表面、与电阻丝之间形成电流以引导光催化粒子朝着透水模板布方向迁移。
优选的，所述的恒定电流仪的电流密度控制在1-3A/m2，通电时间以混凝土终凝/24h时间为准；通电的电压与电流值与混凝土尺寸有关，故用电流密度作为参数设置。
优选的，本申请所述的钒酸铋和沸石粉的用量配比为以1:2-5的质量比例，更优选的为2:8。
优选的，所述的原材料具体包括水泥：250～300份；粉煤灰：50～100份；矿粉(矿渣粉)50～100份；细骨料：700～750份；再生粗骨料：750～900份。
进一步优选的，所述的水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，比表面积大于300m2/kg，初凝时间大于45min，终凝时间小于600min，28d抗压强度不小于42.5MPa，抗折强度不小于6.5MPa。
进一步优选的，所述的粉煤灰为Ⅰ级灰，满足需水量比不大于95％，0.045mm方孔筛筛余小于12％，烧失量小于5％，二氧化硫含量小于3％。
进一步优选的，所述的矿粉(矿渣粉)为S95级，满足比比表面积大于400m2/kg，7d活性指数大于75％，28d活性指数大于95％，三氧化硫含量小于4.0％，烧失量小于3.0％。
进一步优选的，所述的细骨料(天然砂)粒径为0.5～4.75mm，细度模数2.3～3.0。
进一步优选的，所述的再生粗骨料粒径为5～20mm，24h吸水率小于5.0％，压碎指标小于20％，表观密度大于2350kg/m3。
进一步优选的，所述的所述减水剂为早强型高性能减水剂，减水率为25％，1d抗压强度比不小于180％。
本申请的优点和有益效果：
1.本申请首次在清水混凝土挂板中添加了由钒酸铋和沸石粉构成的光催化剂，这种技术方案不仅可以将光催化剂引入至挂板中，而且还能够在挂板后期使用过程实现自清洁的作用，有效解决了的清水混凝土挂板表面污染的问题，对挂板表面和墙面起到很好的保护作用；此外，由于钒酸铋和沸石粉构成的光催化剂还具有特殊的颜色即黄色，这样可以给挂板渲染上颜色，起到很好的染色效果，丰富了清水混凝土挂板的展示颜色。
2.本申请采用的清水混凝土的配料中设置了再生粗骨料、细骨料，这些原料的设置不仅仅对混凝土本身起到骨架支撑作用，同时还可以有效的提高混凝土的孔隙率，这样再与光催化剂作用的时候，可以吸附更多的光催化剂，为后续光催化的迁移提供保证；而且这种更高吸附率的混凝土，不仅仅保证表面的光催化剂的存储量，为自清洁效果提供保证，而且还具有储蓄的效果，即使在后续的使用过程表面的光催化剂含有量降低，还能够保证持续的释放即保证光催化剂具有缓释的效果，能够保证清水混凝土挂板更加持久的自清洁效果。
3.本申请的技术方案中，通过设置恒定电流仪对光催剂进行特定的迁移效果，以使得制备的清水混凝土挂板的表面含有有效量的光催化剂，有效实现表面的自清洁作用；同时结合特定的混凝土成分和性能保证除了表面之外的挂板其他部分也具有一定量的光催化剂，这样即使表面的光催化剂有部分损耗，其他部分的光催化可以及时补充。
附图说明
图1.本申请的具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土挂板的制备方法对应的示意图。
如附图所示：1.左侧板，2.右侧板，3.底板，4.透水模板布，5.电阻丝，6.恒定电流仪，7.导电板。
图2实施例和对比例实验结果对比图。
具体实施方式
下面通过实施例进一步详细描述本申请，但是本申请不仅仅局限于以下实施例。
实施例
一种具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土挂板的制备方法，该方法包括：
(1)首先将钒酸铋和沸石粉以2:8的重量比通过机械混合的方法制得光催化组分，将光催化组分和减水剂一同加入到拌和用水当中，并通过超声分散，得到均匀分散且具有光催化活性的拌合用水；
(2)称取原材料，先将原料中的再生粗骨料和细骨料放入搅拌机搅拌，然后加入水泥、粉煤灰和矿粉再搅拌得到混合料，之后把步骤(1)含有光催化组分和减水剂的拌合用水加入上述混合料中搅拌，最后将拌合而成的混凝土装入处理过后的模板内；
(3)在混凝土凝结的过程中，采用恒定电流仪对混凝土的成型面和衬板材料进行通电，形成一个稳定的电场，在电场、重力场、渗透力的共同作用下，光催化粒子由混凝土内部向混凝土表面产生定向移动，并在水泥水化的过程中将光催化粒子固定在混凝土表面，拆除模具，制得具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土。
如附图1所示，本申请所述的模板包括左侧板1和右侧板2以及连接左、右侧板的底板3，以构成容置混凝土的腔体，所述的腔体的底部位于底板的内底面上设置有透水模板布4，所述的透水模板布内设置有电阻丝5，所述的电阻丝5与恒定电流仪6电连接；所述的恒定电流仪6还电连接有导电板7，所述的导电板7位于腔体的上表面、与电阻丝5之间形成电流以引导光催化粒子朝着透水模板布方向迁移。
本申请步骤(2)中处理过后的模板内，所述模板表面贴有衬板材料，该衬板材料由透水模板布中间层和透水粘附层加入可导电的电阻丝制成，采用专用胶水将其固定在混凝土模板表面；作用为使混凝土表面更加致密光滑。
具体检测数据：
关于自清洁效果：试验采用对亚甲基蓝溶液的降解效率来实现混凝土自清洁效果的表征。在2h，每隔20min对其取样检测，得到混凝土自清洁效率。
自清洁寿命：使用效能耐久性替代，具体方式为采用模拟特大暴雨试验，对混凝土表面冲刷6h，对比冲刷前后混凝土在雨水冲刷后的效能耐久性。
表1实施例与对比方案得到的混凝土自清洁效率对比
Figure BDA0002911615040000041
Figure BDA0002911615040000051
具体的检测附图如附图2所示，根据本申请的实施例与对比例的实验结果可以得出：本申请的方案具有更加优异的自清洁效率，相比较无光催化剂的和雨水冲刷后相比较自清洁效率非常高。

Claims (6)

1.一种具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土挂板的制备方法，其特征在于：该方法包括：
(1)首先将钒酸铋和沸石粉通过机械混合的方法制得光催化组分，将光催化组分和减水剂一同加入到拌和用水当中，并通过超声分散，得到均匀分散且具有光催化活性的拌合用水；
(2)称取原材料，先将原料中的再生粗骨料和细骨料放入搅拌机搅拌，然后加入水泥、粉煤灰和矿粉再搅拌得到混合料，之后把步骤(1)含有光催化组分和减水剂的拌合用水加入上述混合料中搅拌，最后将拌合而成的混凝土装入处理过后的模板内；
(3)在混凝土凝结的过程中，采用恒定电流仪对混凝土的成型面和衬板材料进行通电，形成一个稳定的电场，在电场、重力场、渗透力的共同作用下，光催化粒子由混凝土内部向混凝土表面产生定向移动，并在水泥水化的过程中将光催化粒子固定在混凝土表面，拆除模具，制得具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土；
步骤(1)中所述的光催化组分、减水剂和拌和用水的配比为：光催化组分：0.9～1.0份，减水剂：3.5～7.5份；水：180～200份；步骤(1)中所述的光催化组分是以丝光沸石分子筛为载体的钒酸铋/沸石粉复合光催化剂，其中丝光沸石为高硅丝光沸石，比表面积460m 2 /g，硅铝比为240；钒酸铋粒径为30-50nm，禁带宽度为2.18ev，在紫外和可见光均有良好的光吸收性能；其制备方法为取丝光沸石进行研磨，然后用钒酸铋溶液浸泡2h，然后用蒸馏水反复洗涤3次以上，于120℃下恒温干燥5h，冷却制得光催化组分；
步骤(2)中处理过后的模板内，所述模板表面贴有衬板材料，该衬板材料由透水模板布中间层和透水粘附层加入可导电的电阻丝制成，采用专用胶水将其固定在混凝土模板表面；作用为使混凝土表面更加致密光滑。
2.根据权利要求1所述的具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土挂板的制备方法，其特征在于：所述的模板包括左侧板和右侧板以及连接左、右侧板的底板，以构成容置混凝土的腔体，所述的腔体的底部位于底板的内底面上设置有透水模板布，所述的透水模板布内设置有电阻丝，所述的电阻丝与恒定电流仪电连接；所述的恒定电流仪还电连接有导电板，所述的导电板位于腔体的上表面、与电阻丝之间形成电流以引导光催化粒子朝着透水模板布方向迁移。
3.根据权利要求1所述的具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土挂板的制备方法，其特征在于：所述的恒定电流仪的电流密度控制在1-3A/m 2 ，通电时间以混凝土终凝/24h时间为准。
4.根据权利要求1所述的具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土挂板的制备方法，其特征在于：所述的钒酸铋和沸石粉的用量配比为以1:2-5的质量比例。
5.根据权利要求1所述的具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土挂板的制备方法，其特征在于：所述的原材料具体包括水泥：250～300份；粉煤灰：50～100份；矿粉50～100份；细骨料：700～750份；再生粗骨料：750～900份。
6.根据权利要求1所述的具有自清洁功能的再生骨料彩色清水混凝土挂板的制备方法，其特征在于：所述的水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，比表面积大于300m 2 /kg，初凝时间大于45min，终凝时间小于600min，28d抗压强度不小于42.5MPa，抗折强度不小于6.5MPa；所述的粉煤灰为Ⅰ级灰，满足需水量比不大于95％，0.045mm方孔筛筛余小于12％，烧失量小于5％，二氧化硫含量小于3％；所述的矿粉为S95级，满足比表面积大于400m 2 /kg，7d活性指数大于75％，28d活性指数大于95％，三氧化硫含量小于4.0％，烧失量小于3.0％；所述的细骨料粒径为0.5～4.75mm，细度模数2.3～3.0；所述的再生粗骨料粒径为5～20mm，24h吸水率小于5.0％，压碎指标小于20％，表观密度大于2350kg/m 3 ；所述的减水剂为早强型高性能减水剂，减水率为25％，1d抗压强度比不小于180％。
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