CN102873934A - 一种净化空气的路面砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种净化空气的路面砖及其制备方法，属建筑材料技术领域。它由面层和底层组成，其中面层物料及配比为：水泥:黄沙:二氧化钛:减水剂:颜料=1:3:0.2～0.4:0.01:0.03，水灰比为0.28；底层物料及配比为：水泥:黄沙:碎石:减水剂=1:3:2:0.01，水灰比为0.27。本发明的优点是：（1）本发明制备的能净化空气的路面砖保留了传统路面砖强度高、耐磨防滑、透水等性能；（2）能在光照下催化分解空气中的许多有机污染气体，对甲苯以及汽车尾气排放产生的氮氧化合物等都具有良好的降解能力；（3）该路面砖用途广泛，可在市政道路、公园、小区、商业街、步行街等地段应用，具有广阔的市场前景；（4）该路面砖对环境不造成任何污染，便于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种路面砖及其制备方法，具体涉及一种能净化空气的路面砖及其制备方法，属建筑材料技术领域。
背景技术
二氧化钛具有高效分解大气中有机物的能力，有杀菌、除臭、光催化降解有机污染物的功能；它还具有超亲水作用，在光照条件下二氧化钛表面水的接触角不断减小并最终达到完全湿润的状态，其作用原理是，光照使二氧化钛表面产生相互交替的亲水和疏水微畴，这种微畴的交替结构相当于很多细小的毛细管，使附着于二氧化钛表面的水的接触角减小，且随光照时间的延长，毛细管作用在增强，最终水在其表面完全润湿，达到超亲水状态。
由于城市大气污染状况日益严重，汽车和工业排放的氧化氮和二氧化硫已经形成公害，而现有的路面砖都不能吸收有害气体，不能净化环境，因而采用二氧化钛的光催化作用，来达到路面砖的净化作用是十分必要的。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种净化空气的路面砖及其制备方法，其路面砖既有强度高、耐磨防滑、透水等特点，又具有净化空气、催化分解环境中的污染物的优点。
本发明的技术方案是：一种净化空气的路面砖，由面层和底层组成，其中面层物料及配比为：水泥:黄沙:二氧化钛:减水剂:颜料=1:3:0.2～0.4:0.01:0.03，水灰比为0.28；底层物料及配比为：水泥:黄沙:碎石:减水剂=1:3:2:0.01，水灰比为0.27。
所述水泥与二氧化钛的最佳配比为1：0.2。
所述二氧化钛为锐钛矿型纳米级二氧化钛。
所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。
净化空气的路面砖的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）路面砖面层物料的制备：先将黄沙、水泥、二氧化钛、颜料依次加入行星式强制搅拌机，干拌30s～1min，充分混合均匀，再加入1/2的水搅拌30s，最后加入剩下的1/2的水及减水剂搅拌1min～2min备用；
（2）路面砖底层物料的制备：先将黄沙、碎石、水泥依次加入行星式强制搅拌机，干拌30s～1min，充分混合均匀，再加入水及减水剂搅拌2min备用；
（3）路面砖面层物料与底层物料的结合：将制备好的含二氧化钛的路面砖面层物料和底层物料分别放出至全自动砌块成型机的面料车和底料车中，经面层和底层在成型模具中的二次布料及二次高压振动压制，并控制二次高压振动时间在3s左右，使路面砖的最终密度达到2000kg/m3以上，确保二氧化钛的固定以及面层物料与底层物料紧密结合，制得半成品；
（4）路面砖半成品的养护：将压制成型后的路面砖半成品置于托板上，在50℃左右的养护窑中养护10小时以上即可码垛成立方体，并用塑料袋打包，然后运至室外的堆场中保湿养护，完成整个养护过程一般为28天，即为路面砖成品。
为确定路面砖面层中中二氧化钛的最佳掺量，是通过如下试验实现的：
根据二氧化钛在光照条件下能催化分解甲基橙的能力，首先将制备好的路面砖按不同配合比试验（试验配比见表一），分别用0.5ml0.3%的甲基橙溶液滴于其表面，置于光源下照射，每间隔一定时间用比色卡测定甲基橙吸光度的变化，以此评价不同二氧化钛掺量的路面砖的光催化活性（试验结果见表二）：
表一 路面砖面层二氧化钛掺量试验配方
| 编号 | 水泥：二氧化钛质量比 |
| 1 | 1:0.01 |
| 2 | 1:0.02 |
| 3 | 1:0.05 |
| 4 | 1:0.1 |
| 5 | 1:0.15 |
| 6 | 1:0.2 |
| 7 | 1:0.25 |
| 8 | 1:0.3 |
| 9 | 1:0.4 |
表二 阳光下不同二氧化钛掺量的路面砖对甲基橙的降解作用
由表二可以看出，在阳光下，水泥:二氧化钛质量比在1:0.2～1:0.4之间，即二氧化钛掺量达到5%以上时，5min内对甲基橙的降解率能达到99%以上，考虑成本因素，故最佳配方确定为试验编号6#水泥:二氧化钛质量比=1:0.2，二氧化钛掺量约为5%。
本发明的优点是：（1）本发明制备的能净化空气的路面砖保留了传统路面砖强度高、耐磨防滑、透水等性能；（2）能在光照下催化分解空气中的许多有机污染气体，对甲苯以及汽车尾气排放产生的氮氧化合物等都具有良好的降解能力；（3）该路面砖用途广泛，可在市政道路、公园、小区、商业街、步行街等地段应用，具有广阔的市场前景；（4）该路面砖对环境不造成任何污染，便于推广应用。
具体实施方式
现结合具体实施例，对本发明作进一步描述。
实施例1：将水泥、黄沙、锐钛矿型纳米级二氧化钛、颜料、聚羧酸系高性能减水剂按1:3:0.2:0.03:0.01比例称重计量，先将称量好的黄沙、水泥、锐钛矿型纳米级二氧化钛、颜料依次加入行星式强制搅拌机，干拌30s，充分混合均匀，再按水灰比为0.28加入1/2的水搅拌30s，最后加入剩下的1/2的水及聚羧酸系高性能减水剂搅拌1.5min备用，制得路面砖面层物料备用；将水泥、黄沙、碎石、减水剂按1:3:2:0.01的比例称重计量，先将称量好的黄沙、碎石、水泥依次加入行星式强制搅拌机，干拌30s，充分混合均匀，再按水灰比0.27加入水及聚羧酸系高性能减水剂搅拌2min备用；然后将制备好的含锐钛矿型纳米级二氧化钛的路面砖面层物料和底层物料分别放出至全自动砌块成型机（此全自动砌块成型机型号为德国海斯RHC500VA）的面料车和底料车中，经面层物料和底层物料在成型模具中的二次布料及二次液压振动压制，并控制二次振压时间在3s左右，使路面砖的最终密度达到2000kg/m3以上，确保二氧化钛的固定以及面层物料与底层物料紧密结合，制得半成品；最后将压制成型后的路面砖半成品置于托板上，在50℃左右的养护窑中养护10小时以上即可码垛成立方体，并用塑料袋打包，然后运至室外的堆场中保湿养护，完成整个养护过程一般为28天，即为路面砖成品。
实施例2：将水泥、黄沙、二氧化钛、颜料、聚羧酸系高性能减水剂按1:3:0.3:0.03:0.01比例称重计量，先将称量好的黄沙、水泥、二氧化钛、颜料依次加入行星式强制搅拌机，干拌45s，充分混合均匀，再按水灰比为0.28加入1/2的水搅拌30s，最后加入全部的水及聚羧酸系高性能减水剂搅拌搅拌2min备用，制得路面砖面层物料备用；将水泥、黄沙、碎石、减水剂按1:3:2:0.01的比例称重计量，先将称量好的黄沙、碎石、水泥依次加入行星式强制搅拌机，干拌45s，充分混合均匀，再按水灰比0.27加入水及聚羧酸系高性能减水剂搅拌2min备用；然后将制备好的含二氧化钛的路面砖面层物料和底层物料分别放出至全自动砌块成型机（此全自动砌块成型机型号为德国海斯RHC500VA）的面料车和底料车中，经面层物料和底层物料在成型模具中的二次布料及二次液压振动压制，并控制二次振压时间在3s左右，使路面砖的最终密度达到2000kg/m3以上，确保二氧化钛的固定以及面层物料与底层物料紧密结合，制得半成品；最后将压制成型后的路面砖半成品置于托板上，在50℃左右的养护窑中养护10小时以上即可码垛成立方体，并用塑料袋打包，然后运至室外的堆场中保湿养护，完成整个养护过程一般为28天，即为路面砖成品。
以上实施例中，原材料可选择以下类型及规格的材料：水泥为路面砖的主要胶凝材料，面层水泥及底层水泥均采用42.5级普通硅酸盐水泥；面层黄沙为粒径为0mm～4mm的中、细沙；颜料为氧化铁系列颜料；底层黄沙为粒径为2mm～5mm的中、粗砂；碎石为粒径为5～10mm的花岗岩碎石；搅拌用水为自来水。
Claims (5)
1.一种净化空气的路面砖，由面层和底层组成，其中面层物料及配比为：水泥:黄沙:二氧化钛:减水剂:颜料=1:3:0.2～0.4:0.01:0.03，水灰比为0.28；底层物料及配比为：水泥:黄沙:碎石:减水剂=1:3:2:0.01，水灰比为0.27。
2.根据权利要求1所述的一种净化空气的路面砖，其特征在于：所述水泥与二氧化钛的最佳配比为1：0.2。
3.根据权利要求1所述的一种净化空气的路面砖，其特征在于：所述二氧化钛为锐钛矿型纳米级二氧化钛。
4.根据权利要求1所述的一种净化空气的路面砖，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。
5.一种制备如以上任意一项权利要求所述净化空气的路面砖的方法，其特征在于它包括以下步骤：（1）路面砖面层物料的制备：先将黄沙、水泥、二氧化钛、颜料依次加入行星式强制搅拌机，干拌30s～1min，充分混合均匀，再加入1/2的水搅拌30s，最后加入剩下的1/2的水及减水剂搅拌1min～2min备用；
（2）路面砖底层物料的制备：先将黄沙、碎石、水泥依次加入行星式强制搅拌机，干拌30s～1min，充分混合均匀，再加入水及减水剂搅拌2min备用；
（3）路面砖面层物料与底层物料的结合：将制备好的含二氧化钛的路面砖面层物料和底层物料分别放出至全自动砌块成型机的面料车和底料车中，经面层和底层在成型模具中的二次布料及二次高压振动压制，并控制二次高压振动时间在3s左右，使路面砖的最终密度达到2000kg/m3以上，确保二氧化钛的固定以及面层物料与底层物料紧密结合，制得半成品；
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