专利名称：一种具有净化气固污染物功能的混凝土材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于功能混凝土技术领域，具体涉及一种具有净化气固污染物功能的混凝土材料及其制备方法。
背景技术：
近年来，我国经济发展突飞猛进，但伴随而来的环境污染问题也日趋严重。大气污染作为环境污染的重要组成部分已经给人们的生活和身体健康造成了极其严重的影响。大气污染物主要有N0x、S0x、C0、碳氢化合物以及悬浮固体颗粒物等，其中汽车尾气排放的N0X、PM超过大气中此类污染总量的85%，CO与碳氢化合物超过大气中此类污染总量的70%。为缓解大气污染，人们开始把光催化材料应用在四通八达的道路上，这对局部空气净化起到了一定的作用，但以往的研究主要是利用光催化材料对路面表层进行喷涂、与胶凝材料共混使用等，这些方法建成的路面光催化寿命都比较短，且后者成本过于高昂，均不利于推广应用。
发明内容
本发明的目的是要提供一种具有净化气固污染物功能的混凝土材料及其制备方法，该方法制备的混凝土材料具有净化气固污染物功能。本发明解决其技术问题采用以下技术方案一种具有净化气固污染物功能的混凝土材料，其特征是它由包含胶凝材料、细集料、粗集料、水、减水剂、光催化剂、碱溶液和缓凝剂制得；
所述的胶凝材料由水泥和矿物掺和料组成，其中水泥为普通硅酸盐水泥，矿物掺和料为娃灰、粉煤灰、矿洛中的一种或几种按任意配比的混合；
各组分的含量分别为水泥26(T530kg/m3，硅灰用量为胶凝材料用量的(Γ10% (质量)，粉煤灰用量为胶凝材料用量的(Γ25% (质量)，矿渣用量为胶凝材料用量的(Γ40% (质量)；粗集料255 850kg/m3，砂率为30 45%，水155 220kg/m3，减水剂掺量为胶凝材料总质量的O. 5^1. 2%，光催化剂5 25g/m2，缓凝剂的用量为混凝土表层要清除的胶凝材料质量的
O.0Ρ/Γ1. 0% ；
另取光催化剂置入碱溶液中配成混合物，光催化剂浓度为f5g/L (混合物的量以浸没粗集料为准);
所述的砂率是混凝土中“细集料”的质量与“细集料和粗集料”总质量之比X100%。所述的细集料为河砂、机制砂、陶砂、膨胀珍珠岩、玻化微珠中的一种或几种按任意配比的混合。粗集料为400 1000级陶粒、400 700级浮石中的一种或二者按任意配比的混合。所述的陶粒为页岩陶粒、黏土陶粒、粉煤灰陶粒、垃圾陶粒、煤矸石陶粒、生物污泥陶粒或河底泥陶粒中的一种或任意几种任意比例的组合。所述减水剂为聚羧酸系、萘系、蜜胺系、氨基磺酸盐系减水剂中的一种或几种任意比例的混合(聚羧酸系减水剂和萘系减水剂不复配使用)。光催化剂为活性TiO2。活性TiO2 为 Degussa P25、Hombikat UV100、Anatase> Millennium PClOO 和Ishihara ST-Ol中的一种任意几种任意比例的组合。所述的缓凝剂为无机盐类缓凝剂、有机物类缓凝剂中的一种或两者按任意配比的复合；无机盐类缓凝剂为Na2P207、Na5P3O10, Na3PO4 · nH20、Na2SiF6中的一种或几种按任意配比的混合；有机物类为柠檬酸、水杨酸、酒石酸、酒石酸钾钠、葡萄糖、蔗糖、丙二醇、丙三醇、聚乙烯醇中的一种或几种按任意配比的混合。
按上述方案，其中各缓凝剂用量以要清除的表层砂浆中胶凝材料量为基准，其用量为上述胶凝材料质量的O. 01°/Γ . 0%。混凝土表层要清除的胶凝材料质量m0=(ml XsXh)/m3，其中ml为一方混凝土中胶凝材料的质量，单位kg ；s为所成型混凝土的上表面面积，单位m2 ；h为后期处理要清除的混凝土表层砂浆的厚度，单位m(式中m3表示一方混凝土)。上述一种具有净化气固污染物功能的混凝土材料的制备方法，其特征是它包括如下步骤
1)原料的选取胶凝材料由水泥和矿物掺和料组成，其中水泥为普通硅酸盐水泥，矿物掺和料为娃灰、粉煤灰、矿洛中的一种或几种按任意配比的混合；
各组分的含量分别为水泥26(T530kg/m3，硅灰用量为胶凝材料用量的(Γ10% (质量)，粉煤灰用量为胶凝材料用量的(Γ25% (质量)，矿渣用量为胶凝材料用量的(Γ40% (质量)；粗集料255 850kg/m3，砂率为30 45%，水155 220kg/m3，减水剂掺量为胶凝材料总质量的O. 5^1. 2%，光催化剂5 25g/m2，缓凝剂的用量为混凝土表层要清除的胶凝材料质量的
O.0Ρ/Γ1. 0% ；
选取上述各原料备用；
所述的砂率是混凝土中“细集料”的质量与“细集料和粗集料”总质量之比X100% ；
2)光催化集料(已负载光催化剂的粗集料)的制备
①清洁粗集料(清洁多孔集料)将粗集料置于超声清洗仪中超声清洗，洁净后取出，烘干，备用；
②均质分散负载物另称取光催化剂(光催化材料，该光催化剂不在上述“光催化剂5 25g/m2”的用量之内)置入碱溶液(配制碱溶液作为表面界面处理剂)中，使光催化剂浓度为f5g/L，超声分散半小时，使其均匀分散，得到混合物，备用；
③真空负压取粗集料置于真空饱水机中，抽真空，然后注入混合物(混合物的量以浸没粗集料为准)，真空负压浸泡粗集料24h ；
④取出粗集料，干燥[步骤④中的干燥为105°C下干燥T6h]，再经30(T60(TC煅烧f 3h，升温速率为3 10°C /min，得到光催化集料(已负载光催化剂的粗集料，或称具有净化气液污染物功能的环保型集料);
3)光催化集料的预处理光催化集料置于水中24h，使其饱水，然后置于冷冻环境下冷冻，使其表面孔隙和表面的吸附水结冰，得到预处理光催化集料，备用；
4)混凝土成型取胶凝材料、细集料、预处理光催化集料、水和减水剂，混合搅拌后置于试模中成型，备用；
5)表面处理
①表面缓凝处理试块成型10mirT45min后，取缓凝剂，雾化后均匀喷撒于成型试块表
面；
②表面二次处理于缓凝处理后的试块(即试块主体，为除去要被处理掉的表面层的其它部分)初凝后15min至上层混凝土初凝时间段内，利用毛刷与水处理试块表面，使其表面粗集料的孔隙露出，粗集料露出部分深度为f4mm ；
③表面终处理取光催化剂(即“光催化剂5 25g/m2”。“光催化集料”中用到的“光催化齐IJ”跟后面处理用到的“5 25g/m2光催化剂”没有关系，两者是独立的)于水中超声分散，雾化后均匀喷涂于二次处理后的试块表面，制得具有净化气固污染物功能的混凝土材料(或
称光催化混凝土材料)。步骤4)所述的细集料需进行预处理取细集料置于水中24h，使其饱水；
所述的碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水溶液，氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液的浓度为10_4 KTmol/L，氨水溶液的PH值为10 13。本发明制备的混凝土材料在光照条件下可以持续、高效地降解大气中气体污染物，同时由于其表层集料的多孔特性，可以吸附固体悬浮颗粒物及各有机无机污染物，这可有效降低环境中固体颗粒含量、提高光催化降解效率。本发明的优点及有益效果
I.该方法制备的混凝土材料具有净化气固污染物功能，环境友好，且对环境无二次污染；以此解决大气中气、固体污染严重这一问题。2.本发明制备工艺简单，成本低廉；
3.本发明对粗集料采取的饱水冷冻处理充分保护了表面层陶粒的孔洞，增大了其催化表面积，且在集料开裂或表层磨损后可持续处理气固污染物；
4.本发明对混凝土表面层进行了早期缓凝及之后的去除表面层砂浆的处理，这使得具有光催化性能的粗集料充分暴露出来；
5.本发明对混凝土表面进行的后期再喷涂光催化剂的处理，大大增强了其光催化性
倉泛;
6.本发明由于混凝土表面凸凹的特性，这使得后期喷涂的光催化剂可长期附着在混凝土表面，光催化能力持久；
7.本发明采用的集料由于其多孔性质，以及所用活性TiO2较大的比表面积，其在应用过程中可增强对气、固有害物的吸附性能，提高了光催化效率；
8.本发明采用的粗、细集料由于其多孔性质，在应用于道路时，具有一定的降噪作用，应用于室内时有较好的保温、隔音效果。
图I为光催化集料的制备流程图。图2为本发明实例I制备的混凝土材料(或称功能混凝土)的表面形貌。图2说明表层粗集料表面孔隙露出性好，混凝土材料(试块)表面积大。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。实施例I :
选取细度模数为2. 6的河砂，干燥后备用；选取已负载光催化材料的400级页岩陶粒(即下述具有光催化性能的集料、或称粗集料负载光催化材料、或称光催化集料，或称已负载光催化剂的粗集料)，置于水中24h，使其饱水，然后置于冷冻环境下冷冻，使其表面孔隙和表面的吸附水结冰，得到预处理光催化集料，备用；以水为介质，超声分散Degussa P25(光催化剂Ti025g/m2)，此混合物命名为A，备用；按以下含量称取原料32. 5普通硅酸盐水泥260 kg/m3,硅灰29kg/m3，砂率45%(砂率中的粗集料陶粒255kg/m3)，有效用水155kg/m3，减水剂I. 445kg/m3(聚羧酸减水剂，固含量30%，减水率30%)，备用；上述原料(即，普通硅酸盐水泥、硅灰、预处理光催化集料、河砂、有效用水、减水剂)混合搅拌后装填于试模中成型，45min后表面喷撒雾化的缓凝剂Na2P2O7 (溶于水中，纯Na2P2O7与水的质量比I :50)，其中纯 Na2P2O7 2. 32g/m2，待试块初凝15min后，用毛刷及水去除试块表层砂浆4mm，露出粗集料；雾化A，喷涂于上述试块表面，使TiO2浓度为5g/m2，即得负载活性TiO2的具有净化气固污染物功能的混凝土材料(即制得具有净化气固污染物功能的混凝土材料)。
其中粗集料负载光催化材料(或称光催化集料，或称已负载光催化剂的粗集料)的制备过程如下陶粒(400级页岩陶粒)255kg/m3 (用于制已负载光催化材料的400级页岩陶粒)，陶粒(即集料)置于超声清洗仪中超声清洗(超声清洗仪的功率为250W，清洗时间为45分钟)，洁净后取出，于105°C烘干，得到清洁后的陶粒；配制浓度为KT1moVL的氢氧化钠溶液；称取Degussa P25 (即光催化材料选用活性TiO2)置入上面所配氢氧化钠溶液中，使Degussa P25浓度为lg/L，超声分散半小时，使其均匀分散，得到混合物U ;取清洁后的陶粒置于真空饱水机中，抽真空(真空度为-O. 094MPa)，然后注入混合物U，混合物U的量以浸没陶粒为准，真空负压浸泡陶粒24h ;取出陶粒，于105°C干燥3h，再经600°C煅烧Ih (升温速率为3°C /min),即得具有光催化性能的集料(即已负载光催化材料的400级页岩陶粒)。其中缓凝剂与水的比例由每平方米混凝土额外加水100±20g算得，之后的实施例均以此为标准。以125W高压汞灯为光源，气相色谱仪(GC 9650)、分光光度计为测试设备，测试具有净化气固污染物功能的混凝土材料对C6H6的降解效率及对亚甲基蓝的吸收效率。性能评价结果见表一。实施例2
选取细度模数为2. 9的机制砂，干燥后备用；选取已负载光催化材料的600级黏土陶粒，置于水中24h，使其饱水，然后置于冷冻环境下冷冻，使其表面孔隙和表面的吸附水结冰，预处理光催化集料，备用；以水为介质，超声分散Hombikat UV100 (即TiO2为14g/m2)，此混合物命名为B，备用；按以下含量称取原料32. 5普通硅酸盐水泥280. 5 kg/m3，粉煤灰49. 5 kg/m3,砂率30%,水180kg/m3，减水剂2. 64kg/m3 (萘系减水剂，粉剂，减水率25%)，备用；上述原料(即，普通硅酸盐水泥、粉煤灰、预处理光催化集料、机制砂、水、减水剂)混合搅拌后装填于试模中，30min后表面喷撒雾化的缓凝剂Na5P3Oltl (溶于水中，Na5P3Oltl与水的质量比I :50)，其中纯Na5P3Oltl I. 98g/m2，待试块初凝25min后，用毛刷及水去除试块表层砂浆3mm，露出粗集料；雾化B，并喷涂于上述试块表面，使TiO2浓度为14g/m2，即得负载活性TiO2的具有净化气固污染物功能的混凝土材料。其中粗集料负载光催化材料(已负载光催化材料的600级黏土陶粒)的过程如下陶粒(600级黏土陶粒)550kg/m3，陶粒(即集料)置于超声清洗仪中超声清洗(超声清洗仪的功率为250W，清洗时间为30分钟)，洁净后取出，于105°C烘干，得到清洁后的陶粒；配制PH值为11的氨水溶液；称取Hombikat UV100 (即光催化材料)置入上面所配氨水溶液中，使Hombikat UV100浓度为3g/L，超声分散半小时，使其均匀分散，此混合物命名为V ;取清洁后的陶粒置于真空饱水机中，抽真空(真空度为-O. 098MPa)，然后注入V，V的量以浸没陶粒为准，真空负压浸泡陶粒24h ;取出陶粒，于105°C干燥4h，再经300°C煅烧3h (升温速率为5°C /min),即得具有光催化性能的集料(已负载光催化材料的600级黏土陶粒)。该具有净化气固污染物功能的混凝土 材料的性能评价方法同实施例1，评价结果见表一O实施例3
选取细度模数为3. 4的陶砂，置于水中24h，使其饱水，备用；选取已负载光催化材料的800级粉煤灰陶粒，置于水中24h，使其饱水，然后置于冷冻环境下冷冻，使其表面孔隙和表面的吸附水结冰，得到预处理光催化集料，备用；以水为介质，超声分散Anatase，此混合物命名为C，备用；按以下含量称取原料32. 5普通硅酸盐水泥330 kg/m3，硅灰11 kg/m3，粉煤灰99 kg/m3，砂率35%，有效用水200 1^/1113，减水剂4.4 kg/m3(蜜胺系减水剂，粉剂，减水率25%)，备用；上述原料(即，普通硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、预处理光催化集料、陶砂、有效用水、减水剂)混合搅拌后装填于试模中，20min后表面喷撒雾化的缓凝剂Na3PO4 ·ηΗ20 (溶于水中，与水质量比I : 120)，其中纯Na3PO4 · ηΗ20 O. 88g/m2，待试块主体初凝40min后，用毛刷及水去除试块表层砂浆2mm，露出粗集料；雾化C，并喷涂于上述试块表面，使TiO2浓度为20 g/m2，即得负载活性TiO2的具有净化气固污染物功能的混凝土材料。其中粗集料负载光催化材料(已负载光催化材料的800级粉煤灰陶粒)的过程如下陶粒645 kg/m3，陶粒(即集料)置于超声清洗仪中超声清洗(超声清洗仪的功率为250W，清洗时间为30分钟)，洁净后取出，于105°C烘干，得到清洁后的陶粒；称取氢氧化钾，溶于水中，配制浓度为l(T4mol/L的氢氧化钾溶液；称取Anatase (即光催化材料)置入上面所配氢氧化钾溶液中，使Anatase浓度为5g/L,超声分散半小时，使其均勻分散，此混合物命名为W ;取清洁后的陶粒置于真空饱水机中，抽真空(真空度为-O. 096MPa)，然后注入W，W的量以浸没陶粒为准，真空负压浸泡陶粒24h ;取出陶粒，于105°C干燥2h，再经450°C煅烧2h (升温速率为8°C /min),即得具有光催化性能的集料(已负载光催化材料的800级粉煤灰陶粒)。该具有净化气固污染物功能的混凝土材料的性能评价方法同实施例1，评价结果
见表一O实施例4
选取玻化微珠作为细集料，置于水中24h，使其饱水，备用；选取已负载光催化材料的1000级垃圾陶粒，置于水中24h，使其饱水，然后置于冷冻环境下冷冻，使其表面孔隙和表面的吸附水结冰，得到预处理光催化集料，备用；以水为介质，超声分散Ishihara ST-01，此混合物命名为D，备用；按以下含量称取原料42. 5普通硅酸盐水泥530 kg/m3，砂率40%，有效用水220 kg/m3,减水剂6. 36 kg/m3 (氨基磺酸盐系减水剂，固含量25%，减水率25%)，备用；上述原料(即，普通硅酸盐水泥、预处理光催化集料、玻化微珠、有效用水、减水剂)混合搅拌后装填于试模中，IOmin后表面喷撒雾化的缓凝剂Na2SiF6 (均匀分散于水中，与水质量比I :85)，其中纯Na2SiF6 I. 19g/m2，待试块初凝30min后，用毛刷及水去除试块表层砂浆
I.5mm,露出粗集料；雾化D，并喷涂于上述试块表面，使TiO2浓度为25g/m2，即得负载活性TiO2的具有净化气固污染物功能的混凝土材料。其中粗集料负载光催化材料(已负载光催化材料的1000级垃圾陶粒)的过程与实施例I基本相同，不同之处在于其中的光催化材料Degussa P25由Ishihara ST-Ol代替；400级页岩陶粒由1000级垃圾陶粒代替；陶粒700kg/m3。该具有净化气固污染物功能的混凝土材料的性能评价方法同实施例1，评价结果
见表一。实施例5
选取200号膨胀珍珠岩作为细集料，置于水中24h，使其饱水，备用；选取已负载光催化材料的500级煤矸石陶粒，置于水中24h，使其饱水，然后置于冷冻环境下冷冻，使其表面孔隙和表面的吸附水结冰，得预处理光催化集料，备用；以水为介质，超声分散MillenniumPC100，此混合物命名为E，备用；按以下含量称取原料32. 5普通硅酸盐水泥272kg/m3，矿渣68 kg/m3，砂率40%，有效用水165 kg/m3，减水剂2. 72 kg/m3(氨基磺酸盐系减水剂，固含量25%，减水率25%)，备用；上述原料(即，普通硅酸盐水泥、矿渣、预处理光催化集料、200号膨胀珍珠岩、有效用水、减水剂)混合搅拌后装填于试模中，15min后表面喷撒雾化的缓凝剂朽1fefe (溶于水中，质量比I :1000),其中纯朽1橡酸O. lg/m2,待试块初凝40min后,用毛刷及水去除试块表层砂浆1mm，露出粗集料；雾化E，并喷涂于上述试块表面，使TiO2浓度为16g/m2，即得负载活性TiO2的具有净化气固污染物功能的混凝土材料。其中粗集料负载光催化材料(已负载光催化材料的500级煤矸石陶粒)的过程与实施例2基本相同，不同之处在于其中的光催化材料Hombikat UV100由Millennium PC100代替，400级页岩陶粒由500级煤矸石陶粒代替；陶粒380kg/m3。该具有净化气固污染物功能的混凝土材料的性能评价方法同实施例1，评价结果
见表一O实施例6
选取细度模数为2. 7的河砂，干燥后备用；选取已负载光催化材料的1000级生物污泥陶粒，置于水中24h，使其饱水，然后置于冷冻环境下冷冻，使其表面孔隙和表面的吸附水结冰，备用；以水为介质，超声分散Degussa P25，此混合物命名为F，备用；按以下含量称取原料42. 5普通硅酸盐水泥400kg/m3，粉煤灰100 kg/m3，砂率30%，有效用水210 kg/m3，减水剂5 kg/m3 (聚羧酸减水剂，固含量25%，减水率25%)，备用；上述原料(即，普通硅酸盐水泥、粉煤灰、预处理光催化集料、河砂、有效用水、减水剂)混合搅拌后装填于试模中，20min后表面喷撒雾化的缓凝剂水杨酸(溶于沸水中，与水质量比I :140)，浓度0.758/1112 (纯水杨酸)，待试块主体初凝30min后，用毛刷及水去除试块表层砂浆I. 5mm,露出粗集料；雾化F，并喷涂于上述试块表面，使TiO2浓度为20g/m2，即得负载活性TiO2的具有净化气固污染物功能的混凝土材料。其中粗集料负载光催化材料(已负载光催化材料的1000级生物污泥陶粒)的过程与实施例I基本相同，不同之处在于其中的光催化材料Degussa P25浓度为5g/L ；400级页岩陶粒由1000级生物污泥陶粒代替；陶粒380kg/m3。该具有净化气固污染物功能的混凝土材料的性能评价方法同实施例1，评价结果
见表一O实施例7:
与实施例I基本相同，不同之处在于400级的多孔页岩陶粒(即集料)由400级的河底泥陶粒代替，2. 32g/m2的缓凝剂Na2P2O7由I. 16g/m2的酒石酸(溶于水中，质量比I :100)代替。
该具有净化气固污染物功能的混凝土材料的性能评价方法同实施例1，评价结果见表
O 实施例8
与实施例2基本相同，不同之处在于600级的多孔黏土陶粒(即集料)由600级的浮石代替，I. 98g/m2的缓凝剂Na5P3Oltl由O. 495g/m2的酒石酸钾钠(溶于水中，质量比I :200)代替。该具有净化气固污染物功能的混凝土材料的性能评价方法同实施例1，评价结果
见表一O实施例9
与实施例3基本相同，不同之处在于O. 88g/m2的的缓凝剂Na3PO4 · ηΗ20由O. 88g/m2的葡萄糖(溶于水中，质量比I :120)代替。该具有净化气固污染物功能的混凝土材料的性能评价方法同实施例1，评价结果
见表一O实施例10
与实施例4基本相同，不同之处在于1. 19g/m2的缓凝剂Na2SiF6* I. 59g/m2的蔗糖(溶于水中，质量比1:70)代替。该具有净化气固污染物功能的混凝土材料的性能评价方法同实施例1，评价结果
见表一O实施例11
与实施例5基本相同，不同之处在于O. lg/m2的缓凝剂柠檬酸由O. 17g/m2的丙二醇(溶于水中，质量比I :600)代替。该具有净化气固污染物功能的混凝土材料的性能评价方法同实施例1，评价结果
见表一O实施例12
与实施例6基本相同，不同之处在于O. 75g/m2的缓凝剂水杨酸由I. 5g/m2的丙三醇(溶于水中，质量比I :60)代替。该具有净化气固污染物功能的混凝土材料的性能评价方法同实施例1，评价结果
见表一O实施例13
与实施例6基本相同，不同之处在于O. 75g/m2的缓凝剂水杨酸由I. 5g/m2的聚乙烯醇(溶于水中，质量比I :70)代替。该具有净化气固污染物功能的混凝土材料的性能评价方法同实施例1，评价结果
权利要求
1.ー种具有净化气固污染物功能的混凝土材料，其特征是它由包含胶凝材料、细集料、粗集料、水、减水剂、光催化剂、碱溶液和缓凝剂制得； 所述的胶凝材料由水泥和矿物掺和料组成，其中矿物掺和料为硅灰、粉煤灰、矿渣中的ー种或几种按任意配比的混合； 各组分的含量分别为水泥26(T530kg/m3，硅灰用量为胶凝材料用量的(TlO质量％，粉煤灰用量为胶凝材料用量的(Γ25质量％，矿渣用量为胶凝材料用量的(Γ40质量％ ；粗集料255 850kg/m3，砂率为30 45%，水155 220kg/m3，减水剂掺量为胶凝材料总质量的O. 5^1. 2%，光催化剂5 25g/m2，缓凝剂的用量为混凝土表层要清除的胶凝材料质量的O.0Ρ/Γ1. 0% ； 另取光催化剂置入碱溶液中配成混合物，光催化剂浓度为f5g/L ； 所述的砂率是混凝土中“细集料”的质量与“细集料和粗集料”总质量之比X 100%。
2.根据权利要求I所述的ー种具有净化气固污染物功能的混凝土材料，其特征在于所述的细集料为河砂、机制砂、陶砂、膨胀珍珠岩、玻化微珠中的ー种或几种按任意配比的混合。
3.根据权利要求I所述的ー种具有净化气固污染物功能的混凝土材料，其特征在于粗集料为40(Γ1000级陶粒、40(Γ700级浮石中的ー种或二者按任意配比的混合。
4.根据权利要求3所述的ー种具有净化气固污染物功能的混凝土材料，其特征在于所述的陶粒为页岩陶粒、黏土陶粒、粉煤灰陶粒、垃圾陶粒、煤矸石陶粒、生物污泥陶粒或河底泥陶粒中的ー种或任意几种任意比例的组合。
5.根据权利要求I所述的ー种具有净化气固污染物功能的混凝土材料，其特征在于所述减水剂为聚羧酸系、萘系、蜜胺系、氨基磺酸盐系减水剂中的ー种或几种任意比例的混ムロ ο
6.根据权利要求I所述的ー种具有净化气固污染物功能的混凝土材料，其特征在于光催化剂为活性TiO2。
7.根据权利要求6所述的ー种具有净化气固污染物功能的混凝土材料，其特征在于活性TiO2 为 Degussa Ρ25>Hombikat UVlOO>Anatase>MiIlennium PClOO和 Ishihara ST-Ol中的ー种任意几种任意比例的组合。
8.根据权利要求I所述的ー种具有净化气固污染物功能的混凝土材料，其特征在于所述的缓凝剂为无机盐类缓凝剂、有机物类缓凝剂中的ー种或两者按任意配比的复合；无机盐类缓凝剂为Na2P207、Na5P3O10, Na3PO4 · nH20、Na2SiF6中的ー种或几种按任意配比的混合；有机物类为柠檬酸、水杨酸、酒石酸、酒石酸钾钠、葡萄糖、蔗糖、丙ニ醇、丙三醇、聚こ烯醇中的ー种或几种按任意配比的混合。
9.根据权利要求I所述的ー种具有净化气固污染物功能的混凝土材料，其特征在于混凝土表层要清除的胶凝材料质量mO= (ml XsXh)/m3,其中ml为一方混凝土中胶凝材料的质量，単位kg ;8为所成型混凝土的上表面面积，単位m2山为后期处理要清除的混凝土表层砂浆的厚度，单位m ;式中m3表示一立方混凝土。
10.如权利要求I所述的ー种具有净化气固污染物功能的混凝土材料的制备方法，其特征是它包括如下步骤 I)原料的选取胶凝材料由水泥和矿物掺和料组成，其中水泥为普通硅酸盐水泥，矿物掺和料为娃灰、粉煤灰、矿洛中的ー种或几种按任意配比的混合； 各组分的含量分别为水泥26(T530kg/m3，硅灰用量为胶凝材料用量的(TlO质量％，粉煤灰用量为胶凝材料用量的(Γ25质量％，矿渣用量为胶凝材料用量的(Γ40质量％ ；粗集料255 850kg/m3，砂率为30 45%，水155 220kg/m3，减水剂掺量为胶凝材料总质量的O. 5^1. 2%，光催化剂5 25g/m2，缓凝剂的用量为混凝土表层要清除的胶凝材料质量的O.0Ρ/Γ1. 0% ； 选取上述各原料备用； 所述的砂率是混凝土中“细集料”的质量与“细集料和粗集料”总质量之比X100% ； 2)光催化集料的制备 ①清洁粗集料将粗集料置于超声清洗仪中超声清洗，洁净后取出，烘干，备用； ②均质分散负载物另称取光催化剂置入碱溶液中，使光催化剂浓度为f5g/L，超声分散半小时，使其均匀分散，得到混合物，备用； ③真空负压取粗集料置于真空饱水机中，抽真空，然后注入混合物，真空负压浸泡粗集料24h ； ④取出粗集料，干燥[步骤④中的干燥为105°C下干燥T6h]，再经30(T60(TC煅烧l 3h，升温速率为3 10°C /min，得到光催化集料； 3)光催化集料的预处理光催化集料置于水中24h，使其饱水，然后置于冷冻环境下冷冻，使其表面孔隙和表面的吸附水结冰，得到预处理光催化集料，备用； 4)混凝土成型取胶凝材料、细集料、预处理光催化集料、水和減水剂，混合搅拌后置于试模中成型，备用； 5)表面处理 ①表面缓凝处理试块成型10mirT45min后，取缓凝剂，雾化后均匀喷撒于成型试块表面； ②表面二次处理于缓凝处理后的试块初凝后15min至上层混凝土初凝时间段内，利用毛刷与水处理试块表面，使其表面粗集料的孔隙露出，粗集料露出部分深度为f4mm ； ③表面终处理取光催化剂于水中超声分散，雾化后均匀喷涂于二次处理后的试块表面，制得具有净化气固污染物功能的混凝土材料。
11.根据权利要求10所述的ー种具有净化气固污染物功能的混凝土材料的制备方法，其特征是所述的碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水溶液，氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液的浓度为10_4 K^mol/L，氨水溶液的PH值为10 13。
全文摘要
本发明属于功能混凝土技术领域。一种具有净化气固污染物功能的混凝土材料，其特征是它由包含胶凝材料、细集料、粗集料、水、减水剂、光催化剂、碱溶液和缓凝剂制得；各组分的含量分别为水泥260~530kg/m3，硅灰用量为胶凝材料用量的0~10质量%，粉煤灰用量为胶凝材料用量的0~25质量%，矿渣用量为胶凝材料用量的0~40质量%；粗集料255~850kg/m3，砂率为30~45%，水155~220kg/m3，减水剂掺量为胶凝材料总质量的0.5~1.2%，光催化剂5~25g/m2，缓凝剂的用量为混凝土表层要清除的胶凝材料质量的0.01%~1.0%；另取光催化剂置入碱溶液中配成混合物，光催化剂浓度为1~5g/L。该方法制备的混凝土材料具有净化气固污染物功能。
文档编号B01J20/30GK102850017SQ201210348398
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日
发明者王发洲, 董跃, 杨露, 张运华, 付军 申请人:武汉理工大学