一種生態型納米光催化全再生混凝土的製作方法

2023-05-25 02:43:56

一種生態型納米光催化全再生混凝土的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種生態型納米光催化全再生混凝土，該混凝土由以下重量份的各組分製備，包括水泥360～480份，負載光催化劑粗骨料1000～1200份，細骨料500～600份，輔助膠凝材料40～90份，高效減水劑4～10份，水150～180份。本發明具有如下優點：利用廢棄混凝土生產的再生粗骨料、再生細骨料和再生混凝土粉，並將其用於混凝土的製備，實現了真正意義上的廢棄混凝土全利用和資源零浪費，生態環保效應明顯；且首次通過在再生粗骨料中負載納米光催化組分，實現分解汽車尾氣、優化大氣環境的功能。
【專利說明】一種生態型納米光催化全再生混凝土

【技術領域】
[0001]本發明屬於建築材料領域，涉及一種生態型納米光催化全再生(即將廢棄混凝土處置過程中得到的再生粗骨料、再生細骨料與再生粉料全部利用)混凝土。

【背景技術】
[0002]隨著基礎設施建設的日趨增加，拆舊建新過程中將產生大量的廢棄混凝土，若不對其加以合理利用，將嚴重影響生態環境。在廢棄混凝土的處置過程中，可得到再生粗骨料、再生細骨料與再生粉料。目前通常僅採用再生粗骨料與再生細骨料製備再生混凝土，從而導致無法有效資源化利用再生粉料。為實現廢棄混凝土的完全再生利用達到生態型效果，有必要對再生骨料與再生粉料進行全再生利用。
[0003]近年來，我國經濟社會發展迅猛，汽車保有量迅速增加，汽車尾氣引起的大氣汙染引發了人們的關注。汽車尾氣中的主要汙染物包括一氧化碳(⑶)、碳氫化合物(此)、氮氧化合物⑶0」、硫化物、醛及微粒物等，給人們的健康帶來了極大的負面影響。傳統路面材料不具備分解尾氣的功能，因此亟鬚髮展一種具有淨化大氣汙染物功能的路面材料。


【發明內容】

[0004]本發明針對現有技術的上述不足，提供一種能充分利用廢棄混凝土，節能環保、具有淨化大氣汙染物功能的生態型納米光催化全再生混凝土。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為:一種生態型納米光催化全再生混凝土，該混凝土由以下重量份的各組分製備，包括水泥360?480份，負載光催化劑粗骨料1000?1200份，細骨料500?600份，輔助膠凝材料40?90份，高效減水劑4?10份，水150?180份。
[0006]本發明所述的負載光催化劑粗骨料為將採用廢棄混凝土破碎製成的滿足粒徑4.75?25臟連續級配、壓碎指標小於12%、堅固性質量損失小於5%的再生粗骨料放置在光催化劑中浸泡15-301！(優選2410，然後取出，在90?1051下乾燥至恆重而得到的負載光催化劑粗骨料。
[0007]上述堅固性質量損失行業中定義為一般的砂、卵石與碎石等在自然風化和其他外界物理化學因素作用下抵抗破裂的能力。用硫酸鈉溶液法檢驗，試樣經5次循環後其重量損失值應小於有關規定，比如本發明上述的質量損失小於5%的規定。
[0008]本發明所述的細骨料為採用廢棄混凝土破碎製成的滿足粒徑大於等於0.075^且小於4.75！^、II區級配(11區級配土木工程行業常規名稱)的再生細骨料。
[0009]本發明上述對於粗骨料和細骨料的規格的限定，如粒徑的限制是土木工程中對於粗、細骨料劃分的規定；而對於壓碎值等的規定主要是考慮到再生粗骨料的力學性能，如果再生粗骨料的壓碎值等指標過低，則製備得到的混凝土強度無法得到保證。
[0010]本發明所述的輔助膠凝材料為複合再生混凝土粉，其為再生骨料生產過程中附帶形成的粒徑小於0.075臟的再生粉料經與礦渣粉(本發明中礦渣粉與再生粉料各佔50% ；之所以不直接採用再生粉料，原因是再生粉料的火山灰活性較低，對混凝土的物理力學性能會產生不利影響，而與礦渣粉複合後，可將其變為一種具有火山灰活性的輔助膠凝材料，從而對混凝土的長期性能產生有利作用)複合磨細而成的粉體，滿足45 μ m篩餘< 3.0%、需水量比彡105%、燒失量彡8.0、28d活性指數彡90%。上述複合再生混凝土粉規格的限定目的是為了使輔助膠凝材料的性能滿足製備混凝土的要求；例如:需水量比過大，會導致混凝土強度降低，活性指數過小，則表明輔助膠凝材料火山灰活性較低，對後期力學性能產生不利影響。
[0011]本發明所述的減水劑為減水率超過25%的聚羧酸高效減水劑(如蕪湖法爾勝科技有限公司生產的T0J800-10聚羧酸減水劑、T0J800-4聚羧酸減水劑、T0J800-2聚羧酸減水劑等均能適應本發明)或萘系高效減水劑(如萬山化工有限公司產品為β萘磺酸鈉甲醛縮合物的萘系高效減水劑)。
[0012]本發明所述的光催化劑為納米二氧化鈦分散液(此處可以為納米二氧化鈦透明分散液，其是採用國際先進的分散工藝，將納米二氧化鈦粉體(5 - 15nm)分散在水相介質中，形成高度分散化、均勻化和穩定化的納米二氧化鈦水性透明分散液，直接市售產品)，銳鈦型，二氧化鈦粉體粒徑5納米-15納米，濃度為5g/L。
[0013]本發明上述「一種生態型納米光催化全再生混凝土」的具體製備方法為:
[0014](I)首先將廢棄混凝土塊進行破碎，篩分後得到粒徑、級配及物理性質滿足配方中要求的再生粗骨料後，將此再生粗骨料在光催化劑中浸泡15-30h，取出，在90?105°C下乾燥至恆重；其次再對剩餘的顆粒進行篩分，得到粒徑與級配滿足上述配方中要求的再生細骨料；最後將剩餘的再生粉料與礦渣粉複合磨細，得到性能指標滿足配方中要求的複合再生混凝土粉；
[0015](2)按配方比例稱取各原材料，先將負載光催化劑粗骨料、細骨料和配方總用水量的50%的水攪拌25-35s，然後加入水泥和輔助膠凝材料再攪拌25-35s得到混合料，最後把高效減水劑分散到剩餘的50%水中後加入上述混合料中攪拌，攪拌45-60S即得的生態型納米光催化全再生混凝土。
[0016]本發明的再生混凝土粉料中含有Ca (OH) 2，礦渣粉是一種活性很高的礦物摻合料，其在鹼性激發劑Ca(OH)2的作用下，可生成C-S-H凝膠等水化產物。再生混凝土粉料與礦渣粉複合磨細制顯然有利於礦物摻合料活性的激發，充分發揮其火山灰活性。
[0017]本發明的再生粗骨料為多孔物質，將其浸泡於納米光催化劑中能充分負載光催化組分，將其用於混凝土的製備，實現光催化降解汽車排放尾氣的功能。
[0018]本發明所述的生態型納米光催化全再生混凝土，生態型是指廢棄混凝土得到充分利用，不影響生態環境；全再生是指廢棄混凝土全部加工成了再生粗骨料、再生細骨料和再生粉料，實現了全再生利用；納米光催化混凝土是指混凝土內負載有納米光催化組分，使混凝土具有實現分解汽車尾氣、優化大氣環境的功能。
[0019]本發明與現有技術相比，具有以下獨特的性能和優點:
[0020](I)利用廢棄混凝土生產的再生粗骨料、再生細骨料和再生混凝土粉，並將其用於混凝土的製備，實現了真正意義上的廢棄混凝土全利用和資源零浪費，生態環保效應明顯。
[0021](2)本發明首次通過在再生粗骨料中負載納米光催化組分，實現分解汽車尾氣、優化大氣環境的功能。
[0022](3)本發明相比於同類性能的其它路面材料，本發明最大的優點為經濟環保，質量穩定可控，符合國家倡導的生態綠色發展。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]附圖本發明經廢棄混凝土粗骨料和細骨料以及再生粉料等的破碎和篩分工藝。

【具體實施方式】
[0024]下面通過實施例進一步詳細描述本發明，但本發明不僅僅局限於以下實施例。
[0025]本發明的廢棄混凝土需經過多次破碎和篩分後，分別得到再生粗骨料、再生細骨料和再生粉料。為行業常規工藝，具體工藝流程圖見附圖所示。
[0026]實施例1
[0027]按重量組分計算，本實施例混凝土各原料組分如下:包括水泥370份，負載光催化劑粗骨料1172份，細骨料578份，輔助膠凝材料50份，萘系高效減水劑4份，水150份。
[0028]製備步驟為:(1)首先將廢棄混凝土塊進行破碎，篩分後得到粒徑、級配及物理性質滿足上述配方中要求的再生粗骨料後，將此再生粗骨料在光催化劑中浸泡2處，取出，在90?1051下乾燥至恆重；其次再對剩餘的顆粒進行篩分，得到粒徑與級配滿足上述配方中要求的再生細骨料；最後將剩餘的再生混凝土粉料與礦渣粉複合磨細，得到性能指標滿足上述配方中要求的輔助膠凝材料。
[0029](2)按配方比例稱取各原材料，先將再生粗骨料、再生細骨料和配方總用水量的50%的水攪拌308，然後加入水泥和輔助膠凝材料再攪拌308，最後把聚羧酸減水劑分散到剩餘的50%水中加入，攪拌508即得上述的生態型納米光催化全再生混凝土。
[0030]本實施例製備的生態型納米光催化全再生混凝土的技術指標:28(1抗壓強度為38.6腿28(1彎拉強度為3.5腿滿足路面材料力學性能要求。該混凝土在模擬日光條件下，連續通過濃度為30卯III的~02進行試驗，光催化率達到78.1 %。
[0031]實施例2
[0032]按重量組分計算，包括水泥425份，負載光催化劑粗骨料1113份，細骨料552份，輔助膠凝材料75份，萘系高效減水劑5份，水165份。
[0033]製備方法同實施例1。
[0034]本實施例製備的生態型納米光催化全再生混凝土的技術指標:28(1抗壓強度為45.8腿28(1彎拉強度為4.6腿滿足路面材料力學性能要求。該混凝土在模擬日光條件下，連續通過濃度為30卯0的~02進行試驗，光催化率達到72.2%。
[0035]實施例3
[0036]按重量組分計算，包括水泥465份，負載光催化劑粗骨料1085份，細骨料565份，輔助膠凝材料85份，聚羧酸高效減水劑8份，水165份。
[0037]製備方法同實施例1。
[0038]本實施例製備的生態型納米光催化全再生混凝土的技術指標:28(1抗壓強度為58.8腿28(1彎拉強度為5.6腿滿足路面材料力學性能要求。該混凝土在模擬日光條件下，連續通過濃度為30卯0的~02進行試驗，光催化率達到69.6%。
【權利要求】
1.一種生態型納米光催化全再生混凝土，其特徵在於:該混凝土由以下重量份的各組分製備:水泥360?480份，負載光催化劑粗骨料1000?1200份，細骨料500?600份，輔助膠凝材料40?90份，高效減水劑4?10份，水150?180份。
2.根據權利要求1所述的生態型納米光催化全再生混凝土，其特徵在於:所述的負載光催化劑粗骨料為將採用廢棄混凝土破碎製成的滿足粒徑4.75?25mm連續級配、壓碎指標小於12%、堅固性質量損失小於5%的再生粗骨料放置在光催化劑中浸泡15-30h,然後取出，在90?105°C下乾燥至恆重而得到的負載光催化劑粗骨料。
3.根據權利要求2所述的生態型納米光催化全再生混凝土，其特徵在於:所述的光催化劑為納米二氧化鈦分散液，銳鈦型，二氧化鈦粉體粒徑5納米-15納米,濃度為5g/L。
4.根據權利要求1所述的生態型納米光催化全再生混凝土，其特徵在於:所述的細骨料為採用廢棄混凝土破碎製成的滿足粒徑大於等於0.075mm且小於4.75mm、II區級配的再生細骨料。
5.根據權利要求1所述的生態型納米光催化全再生混凝土，其特徵在於:所述的輔助膠凝材料為複合再生混凝土粉，其為再生骨料生產過程中附帶形成的粒徑小於0.075mm的再生粉料與礦渣粉複合磨細而成的粉體，該複合再生混凝土粉滿足45 μ m篩餘< 3.0%、需水量比彡105%、燒失量彡8.0、28d活性指數彡90%。
6.根據權利要求5所述的生態型納米光催化全再生混凝土，其特徵在於:所述的複合再生混凝土粉其中再生骨料生產過程中附帶形成的粒徑小於0.075mm的再生粉料與礦渣粉的重量比為1:1。
7.根據權利要求1所述的生態型納米光催化全再生混凝土，其特徵在於:所述的減水劑為減水率超過25%的聚羧酸高效減水劑或萘系高效減水劑。
8.一種生態型納米光催化全再生混凝土的製備方法，其特徵在於:步驟包括: (1)首先將廢棄混凝土塊進行破碎，篩分後得到粒徑、級配及物理性質滿足配方中要求的再生粗骨料後，將此再生粗骨料在光催化劑中浸泡15-30h，取出，在90?105°C下乾燥至恆重；其次再對剩餘的顆粒進行篩分，得到粒徑與級配滿足上述配方中要求的再生細骨料；最後將剩餘的再生粉料與礦渣粉複合磨細，得到性能指標滿足配方中要求的複合再生混凝土粉； (2)按配方比例稱取各原材料，先將負載光催化劑粗骨料、細骨料和配方總用水量的50%的水攪拌25-35s，然後加入水泥和輔助膠凝材料再攪拌25-35s得到混合料，最後把高效減水劑分散到剩餘的50%水中後加入上述混合料中攪拌，攪拌45-60S即得的生態型納米光催化全再生混凝土。
【文檔編號】C04B28/00GK104310891SQ201410543042
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】徐亦冬, 沈建生 申請人:浙江大學寧波理工學院