一种新型除尘混凝土墙及其施工方法
【专利摘要】本发明属于建筑工程材料技术领域，尤其涉及一种新型除尘混凝土墙及其施工方法。本发明的新型除尘混凝土墙由混凝土墙体、金属网和负离子发生器组成；其中混凝土墙体组成材料为，按照重量比，传统混凝土：粘土或粉煤灰：玻璃纤维=10：2~4：0.5~1.5，金属网之间的连接方式为搭接，金属网在混凝土墙体内，距离混凝土墙体外表面距离50~100mm，在墙体外表面预留有孔洞，负离子发生器通过孔洞挂接在金属网上。本发明的混凝土墙的原料天然，具有环保的优点，且价格低廉、性质稳定，同时还具有除尘功能，在使用过程中和后期处理时能发挥一定的作用，并长期有效。
【专利说明】
一种新型除尘混凝土墙及其施工方法
技术领域
[0001] 本发明属于建筑工程材料技术领域，尤其涉及一种新型除尘混凝土墙及其施工方 法。
【背景技术】
[0002] 粉尘是影响空气质量的首要污染物，建筑粉尘正是粉尘的主要来源。粉尘不仅对 空气环境有影响，而且在地下的矿井中，粉尘过量容易导致瓦斯爆炸，煤尘是煤矿的六大灾 害之一。粉尘不仅影响施工质量和进度，而且对工作人员的身体健康危害严重，人们所吸入 的空气中的粉尘(石英、石棉等)溶解度不大，对人体危害较严重。尤其是近几年来，各地城 市的建设加快，大小工程数量多，导致建筑粉尘占各类粉尘的比重较大，并且数量还有上涨 趋势。建筑粉尘严重影响到当地空气的质量，危害呼吸系统。令人们担忧的不仅仅是建筑粉 尘的产量变多，而且建筑粉尘又是众多粉尘当中最难清理的。
[0003] 目前主要有五种除尘的方法:密闭式除尘（隔离法）、过滤式除尘(袋式除尘）、高压 静电除尘、喷水或喷雾除尘(湿法凝尘）、生物纳米抑尘。从除尘效果、成本收益、安装、维修 等方面进行综合考虑，高压静电除尘和生物纳米抑尘比较有效果。但是这两种方法都是应 用于除尘设备中单独使用，除尘设备使用时需要一定的空间，而且大大增加了施工成本。综 合其优缺点，使用除尘设备效果并不理想，因此需要开发一种能够在施工过程中长期使用 并兼具除尘效果的设备或装置。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的问题，本发明提供一种新型除尘混凝土墙及其施工方法，目 的是在通过对现有的混凝土墙构成和混凝土墙施工作进一步完善，将混凝土墙体与除尘技 术相结合，从而实现施工过程中除尘并长期使用，即使在拆除墙体，即产生建筑粉尘最多的 时候也能除尘，省时，省力并推动除尘的效果，减少粉尘的产生，减小粉尘对空气、建筑机 械、人体健康的影响。
[0005] 实现本发明目的的新型除尘混凝土墙由混凝土墙体、金属网和负离子发生器组 成;其中所述的混凝土墙体组成材料为，按照重量比，传统混凝土 :粘土或粉煤灰:玻璃纤维 =10:2~4:0.5~1.5，所述的传统混凝土成分按照重量比为:水泥:砂:石子=1:2~2.5:2; 所述的金属网网格尺寸为5~25mm，选用单丝强度^：4500kg/cm的冷拔低碳钢丝，钢丝直径 0.5~2mm;金属网之间的连接方式为搭接，横向和纵向相邻两块金属网的间距为50~ 100mm，金属网在混凝土墙体内，距离混凝土墙体外表面距离50~100mm，在墙体外表面预留 有孔洞，负离子发生器通过孔洞挂接在金属网上。
[0006] 上述新型除尘混凝土墙的施工方法按照以下步骤进行：
[0007] (1)首先搭接金属网，横向和纵向相邻两块金属网的间距为50~100mm，每块金属 网的尺寸为(1~5) X(1~5)m2,根据墙体面积计算需要的金属网具体数量；
[0008] (2)用搅拌机搅拌传统混凝土，传统混凝土成分按照重量比为:水泥:砂:石子=1: 2~2.5:2，在搅拌过程中依次添加粘土或粉煤灰和玻璃纤维，生产出的混凝土墙体材料的 混凝土坍落度为180±20mm，混凝土抗压性和抗渗性完全符合C35的要求，保证实际生产强 度符合《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107)的规定；
[0009] (3)将金属网搭接好之后，注入步骤(2)中的混凝土墙体材料，金属网距离墙外表 面距离为50~100mm，待混凝土完全凝结后，用水泥将墙体外表面磨平，同时预留出孔洞，安 装挂接负离子发生器。
[0010] 与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：
[0011]首先，本发明的混凝土墙体材料在传统混凝土的基础上做出了改进，加入了粘土 或粉煤灰和玻璃纤维；
[0012] 其中粘土是生土中最小的颗粒，在湿润状态下粘土颗粒间水膜的引力为粘结力， 由于粘土的层片状结构增大了与水接触的表面积，因此增加了粘结性，能够有效充当土的 粘结剂，将生土的其他颗粒一起粘结成一个整体。生土应呈潮湿状态，因此需控制水的用量 (含水率10%左右），以避免因含水量太高最终导致构件产生裂缝。粘土是粘性土的典型代 表，具强塑性、吸水性、膨胀性、收缩性、吸附性、冻胀性、烧结性、耐火性等特殊性质。粘土的 优势在于可以就地取材，取之于生土，这样就大大降低了建筑成本。在不影响混凝土的强度 和和易性的基础上，提高混凝土之间的凝结力，达到部分混凝土墙整体拆除的目的。
[0013] 粉煤灰是一种人工火山灰质混合材料，它本身略有或没有水硬胶凝性能，但当以 粉状与水存在时，能在常温，特别是在水热处理(蒸汽养护)条件下，与氢氧化钙或其他碱土 金属氢氧化物发生化学反应，生成具有水硬胶凝性能的化合物，成为一种增加强度和耐久 性的材料。在阜新地区，由于煤矿资源的大量使用，粉煤灰是一种十分常见又廉价的材料。 在本发明的新型混凝土墙中，粉煤灰和粘土可以根据施工地点的不同，选用其中更为廉价 的添加物。在混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料;减少了用水量;改善了混凝 土拌和物的和易性;增强了混凝土的可栗性;减少了混凝土的徐变;减少水化热、热能膨胀 性;提高混凝土抗渗能力;增加混凝土的修饰性。粉煤灰混凝土具有和易性好、可栗性强、抗 冲击能力提高、抗冻性增强等优点。粉煤灰的物理性质中，细度和粒度是比较重要的项目。 它直接影响着粉煤灰的其他性质，粉煤灰越细，细粉占的比重越大，其活性也越大。
[0014] 如若是单纯的增强混凝土墙的粘结力，在混凝土中只添加粘土或是粉煤灰即可。 但是在除尘混凝土墙后期使用时，金属网需要通过微弱的电流才能达到目的，为防止通过 金属网的微弱电流对建筑墙体的其他部分产生消极的影响，此处在混凝土中添加了玻璃纤 维。玻璃纤维耐温高，不燃，抗腐，隔热、隔音性好，抗拉强度高，电绝缘性好，价格便宜，不易 燃烧，化学性质稳定。所以在这里用来减小通电对建筑墙体其他部分的影响最合适不过，而 且由于玻璃纤维的抗拉强度高，还有助于提高混凝土墙的粘结力。
[0015] 冷拔低碳乙级钢丝一般用作焊接或绑扎骨架、网片或箍筋。混凝土具有较大的抗 压强度，但是抗拉强度很低，本发明还在在混凝土墙内加金属网，以提高其抗拉强度，从而 使含金属网的混凝土具有较高的抗拉强度，因而可以部分取代钢筋混凝土，可以节省昂贵 的螺纹钢筋材料，如果在钢筋混凝土墙内再添加金属网，则可进一步提高混凝土墙的强度， 减低造价。
[0016] 本发明的新型除尘混凝土墙在使用过程中，通过负离子发生器让混凝土墙中的金 属网带负离子，运用静电除尘的原理吸附空气中带正电的粉尘。金属网除了可以起到除尘 的作用之外，还可以增加墙体的支撑力。而在拆除建筑墙的过程中，由于混凝土的独特配比 与金属网的结合，使得混凝土墙的粘结力更强，从而混凝土墙可以整体或是部分进行拆除， 从根源上减少建筑粉尘的产生。
[0017] 金属网吸附除尘是基于离子除尘的原理如图2所示，因为金属可以导电，通过静电 场加载微弱电流使其产生负离子。负离子能够使粉尘凝聚而沉淀，有效除去PM2.5及以下的 微尘，甚至1微米的微粒，从而减少粉尘对人体健康的危害。自然界负离子对空气的净化作 用是源于负氧离子与空气中的细菌、灰尘、烟雾等带正电的微粒相结合，并聚成球降落从而 消除粉尘甚至PM2.5的危害。负氧离子在空气中做布朗运动，而布朗运动本身就是消除微小 粉尘物的有效方法，负氧离子结合飘尘后促进飘尘布朗运动而消除飘尘，实验证明飘尘直 径越小，反而越易被负氧离子捕捉通过结合降低活性后沉淀，悬浮在空气中的微小颗粒物 凝集成团变成大的颗粒物，变重而降落在地面上。
[0018] 综上所述，本发明的混凝土墙的原料配比由于加入天然材料，使得此混凝土墙具 有环保的优点。所添加的各种材料价格低廉、性质稳定，是建筑施工中常见的材料。除此之 外，与传统的混凝土墙相比，新型混凝土墙还具有除尘功能，在使用过程中和后期处理时能 发挥一定的作用，并长期有效。
【附图说明】
[0019] 图1本发明的新型除尘混凝土墙结构示意图；
[0020] 其中：1:混凝土墙体;2:金属网；3:负离子发生器；
[0021]图2是本发明的本发明的新型除尘混凝土墙中金属网的除尘吸附原理示意图。 [0022]具体实施方法
[0023]本发明的【具体实施方式】结合示意图和施工实例具体说明。
[0024]本发明实施例中负离子发生器的使用温度范围是：普通型-10°C~+60°C或高温 型-20°C~130°C，使用湿度〈95%。通常采用的风速小于10m/s，脉冲电压一般为50kV，脉冲 频率为50Hz。当输入功率为50W时，发生的离子数约为5 X 101()~5 X 1011个/s。 实施例
[0025]如图1所示，本发明的新型除尘混凝土墙由混凝土墙体1、金属网2和负离子发生器 3组成;其中所述的混凝土墙体1组成材料为，按照重量比，传统混凝土:粘土或粉煤灰:玻璃 纤维=10: 2~4:0.5~1.5，所述的传统混凝土成分按照重量比为：水泥：砂:石子=1: 2~ 2.5:2;所述的金属网2网格尺寸为5~25mm，选用单丝强度彡4500kg/cm的冷拔低碳钢丝，钢 丝直径0.5~2mm;金属网2之间的连接方式为搭接，横向和纵向相邻两块金属网2的间距为 50~100mm，金属网2在混凝土墙体1内，距离混凝土墙体外表面距离50~100mm，在墙体外表 面预留有孔洞，负离子发生器3通过孔洞挂接在金属网上。
[0026] 上述新型除尘混凝土墙的施工方法按照以下步骤进行：
[0027] (1)首先搭接金属网，横向和纵向相邻两块金属网的间距为50~100mm，每块金属 网的尺寸为(1~5) X(1~5)m2,根据墙体面积计算需要的金属网具体数量；
[0028] (2)用搅拌机搅拌传统混凝土，传统混凝土成分按照重量比为:水泥:砂:石子=1: 2~2.5:2，在搅拌过程中依次添加粘土或粉煤灰和玻璃纤维，生产出的混凝土墙体材料的 混凝土坍落度为180±20mm，混凝土抗压性和抗渗性完全符合C35的要求，保证实际生产强 度符合《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107)的规定；
[0029] (3)将金属网搭接好之后，注入步骤(2)中的混凝土墙体材料，金属网距离墙外表 面距离为50~100mm，待混凝土完全凝结后，用水泥将墙体外表面磨平，同时预留出孔洞，安 装挂接负离子发生器。
[0030] 为了进一步证明除尘混凝土墙的作用，分别在粘结力和除尘功能两个方面做了两 个试验以作参考。
[0031] 实验一
[0032] 分别制作两块150mmX 150mmX 150mm的除尘混凝土墙和标准混凝土墙试件，在(20 ±2) °C的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28天。
[0033] 1-1抗拉强度试验
[0034]实验过程符合JG3019《混凝土试模》的技术要求，仪器为压力试验机，精度为土 1.0%。将试件放置在仪器上，开启试验机，调零，匀速加载。当时试验机显示荷载不增加时， 停止调整油门，直至试件破坏，记录荷载值。
[0035] 1-2抗弯强度试验
[0036] 实验用三分点外两点加载法，试验机调零，试件在支架上放稳。开启试验机，调零， 匀速加载。当时试验机显示荷载不增加时，停止调整油门，直至试件破坏，记录荷载值。 [0037] 1-3抗剪强度试验
[0038]用直接剪切试验来测量时间的抗剪强度，具体步骤同上。
[0039] 1-4长期性和耐久性试验
[0040]用慢冻法来检测混凝土试件的长期性和耐久性。试件在28天龄期进行冻融试验。 试验前4天将试件从养护地取出，进行外观检查，随后放到10°C~20°C的水中浸泡。浸泡时 水面至少应高出试件顶面20毫米，冻融试件浸泡4天后进行冻融试验。对比试件则应保留在 标准养护室内，直到完成冻融循环后，与抗冻试件同时试压。
[0041]浸泡完毕后，取出试件，用湿布擦除表面水分、称重、按编号置入框篮后即可放入 冷冻箱开始冻融试验。在箱内，框篮应架空，试件与框篮接触处应垫以垫条，并保证至少留 有20毫米的空隙，框篮中各试件之间至少保持8毫米的空隙。抗冻试验冻结时温度应保持 在一 15~20°C。试件在箱内温度到达-2°C时放入，对试件的冻结时间不应小于4小时。
[0042] 1-5冲击韧性试验
[0043] 用冲击试验机进行实验。按照冲击韧性测定试验标准进行实验后，记录数据。
[0044] 实验二
[0045] 分别制作两块lm X lm X 0.2m的除尘混凝土墙和普通混凝土墙。
[0046] 2-1将滤纸和滤膜放烘箱中70°C干燥后，至于天平上称量。记录初始质量，然后将 滤膜放入滤膜夹。
[0047] 2-2取出准备好的滤膜夹，装入采样头中拧紧，采样时，滤膜受尘面(磨面)应迎向 含尘气流。
[0048] 2-3在温度为20°C，湿度为50%的密闭空间中，用拍打黑板擦模拟自然状态下的粉 尘。架设采样器，进行采样。
[0049] 2-4采样结束后，将滤膜从滤膜夹上取下，保存于滤纸中一同放到天平上称量，记 录质量。
[0050]
两个公式计算出空气中粉尘的浓度， 并进行比较。
[0051] 将本发明的钢筋混凝土墙粘结力和除尘功能与普通混凝土墙进行对比，如下表所 不。
[0052] 表1本发明新型混凝土的机械性能与普通混凝土的对比
[0054]表2本发明的新型混凝土墙与普通除尘效果的对比
[0056] 通过以上对比可以看出，本发明的新型混凝土墙适合对抗拉、抗折、抗剪强度和抗 裂、抗冲击、抗疲劳、抗震、抗爆等项性能要求较高的工程或局部部位，而且其除尘效果显而 易见，适合应用于住房建筑墙体、工厂墙体、公共建筑墙体等。
[0057] 综上所述，本发明的整体混凝土墙的设计和建造都是尽可能采用造价较低，方便 易得的材料，所得到的除尘结果也是有效的保护环境和人们的身体健康。本发明的新型混 凝土墙体是一种绿色环保的墙体。
【主权项】
1. 一种新型除尘混凝土墙，其特征在于由混凝土墙体、金属网和负离子发生器组成；其 中所述的混凝土墙体组成材料为，按照重量比，传统混凝土 :粘土或粉煤灰:玻璃纤维=10:2 ~4:0.5~1.5，所述的传统混凝土成分按照重量比为:水泥:砂:石子=1:2~2.5:2;所述的金属 网网格尺寸为5~25mm，选用单丝强度^：4500kg/cm的冷拔低碳钢丝，钢丝直径0.5~2mm;金属 网之间的连接方式为搭接，横向和纵向相邻两块金属网的间距为50~100mm，金属网在混凝 土墙体内，距离混凝土墙体外表面距离50~100mm，在墙体外表面预留有孔洞，负离子发生器 通过孔洞挂接在金属网上。2. 根据权利要求1所述的一种新型除尘混凝土墙的施工方法，其特征在于按照以下步 骤进行： (1) 首先搭接金属网，横向和纵向相邻两块金属网的间距为50~100mm，每块金属网的尺 寸为(1~5) X (1~5)m2,根据墙体面积计算需要的金属网具体数量； (2) 用搅拌机搅拌传统混凝土，传统混凝土成分按照重量比为：水泥：砂：石子=1:2~ 2.5:2，在搅拌过程中依次添加粘土或粉煤灰和玻璃纤维，生产出的混凝土墙体材料的混凝 土坍落度为18020mm，混凝土抗压性和抗渗性完全符合C35的要求，保证实际生产强度符合 GBJ107的规定； (3) 将金属网搭接好之后，注入步骤(2)中的混凝土墙体材料，金属网距离墙外表面距 离为50~100mm，待混凝土完全凝结后，用水泥将墙体外表面磨平，同时预留出孔洞，安装挂 接负离子发生器。
【文档编号】C04B14/34GK105926798SQ201610261410
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】李若木, 杨伟, 张树光
【申请人】辽宁工程技术大学