CN103397585B - 可吸收降解汽车尾气的混凝土构件的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土预制构件技术领域，特别涉及一种可吸收降解汽车尾气的混凝土构件的制备方法：将纳米TiO₂与渗透剂、分散剂、脱模剂混合，涂刷在模具内侧，向模具内浇注混凝土，养护，脱模，混凝土构件表面即涂覆有一层结构层。将混凝土隔离墩、路缘石生产过程中在其表面增加具有可吸附、降解汽车尾气的活性纳米TiO₂材料结构层，结构层厚度一般为5mm左右，并且附着牢固，持续时间长，能有效吸附并降解汽车尾气，提高空气质量，节约资源，保护环境，具有很好地研究应用和推广前景，光催化材料还具有能耗低(能利用太阳能)、可在常温常压下进行、反应速度快、可重复使用、无二次污染等优点。

Description

可吸收降解汽车尾气的混凝土构件的制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土预制构件技术领域，特别涉及一种可吸收降解汽车尾气的混凝土构件的制备方法。

背景技术

近年来,随着汽车保有量的逐年增长，汽车排放物对大气环境的影响越发严重。汽车尾气中含有大量的氮氧化物，这些有害气体会给城市居民、道路使用者、运管维护人员，以及道路沿线一定范围内的动植物带来较大的危害,造成交通生态环境的破坏，直接影响人群健康和生存环境质量。2012年全国多数大中型城市频繁出现的严重雾霾天气对人民生活造成了极大地影响，引起了社会各界的高度重视，中国政府对大气污染治理表示了坚决的态度和决心。大气污染问题亟待解决。

目前，世界上解决尾气污染的措施主要集中在强制行政措施控制和机动车排气系统的改进等方面，但这些方法在经济性或实用性方面均存在一些难以解决的问题。我国相继出台了相关的汽车尾气排放标准，但是，目前随着交通工具数量的急剧上升，所产生的大量汽车尾气污染，正在使城市空气质量进一步恶化。措施主要有改善燃油质量、改造汽车尾气排放管结构、汽车尾气降解路面等。国内降解汽车尾气的但燃油质量改善和改造汽车尾气排放管结构只能减少尾气有害气体含量，不能完全实现汽车尾气的降解。混凝土路面砖遍布城市的各个角落，在混凝土路面砖生产时添加可吸附、降解汽车尾气的活性纳米TiO₂能有效吸附并降解汽车尾气，提高空气质量、保护环境。将混凝土路面砖赋予降解汽车尾气的功能，具有很好的研究应用和推广前景，目前，关于此项技术，也已有相关专利申请，如CN1482178A和CN102247755A中公开的内容。

CN1482178A公开了一种机动车尾气降解沥青，包括纳米二氧化钛和沥青，二氧化钛占沥青质量的5-15%。二氧化钛粉包括锐钛矿型二氧化钛粉和金红石型二氧化钛粉。但说明书中并没有记载这种技术方案所能产生的技术效果数据，因此，对本领域的普通技术人员来说，此技术方案是否能够发挥良好的讲解机动车尾气的功能，讲解效率是多少，是不可知的。

CN102247755A公开了一种分解汽车尾气的方法，将纳米二氧化钛添加到有机溶剂中，充分搅拌溶解，再将所得的溶液均匀涂刷在道路两侧的水泥防撞墙表面上，达到分解汽车尾气的效果。但由于二氧化钛是涂刷在表面的，经过长时间暴晒或者冲刷，容易剥落，需要经常重复涂刷，造成人力物力的浪费。

上述两种汽车尾气降解路面均存在工程造价高，施工程序复杂等不利因素，难以广泛推广应用。

发明内容

为了解决以上现有技术中汽车尾气吸收措施效果差、可操作性差的问题，本发明提供了一种可吸收降解汽车尾气的混凝土构件的制备方法。

本发明是通过以下措施实现的：

一种可吸收降解汽车尾气的混凝土构件的制备方法，将纳米TiO₂与渗透剂、分散剂、脱模剂混合，涂刷在模具内侧，向模具内浇注混凝土，养护，脱模，混凝土构件表面即涂覆有一层结构层。

浇筑成型：按照设计配比进行混凝土生产，向安装好的模具内浇筑成型，充分振捣，但避免过振。

制品养护：该混凝土隔离墩、路缘石等可采用自然养护、标准养护或蒸汽养护等养护形式，养护至一定强度后可脱模。

所述纳米TiO₂与渗透剂的重量比为1-2:1。

所述结构层厚度为4-6mm。

将具有汽车尾气光降解作用的活性材料纳米TiO₂在浇筑过程中使其均匀附着在混凝土构件表面，浇筑混凝土后纳米TiO₂与渗透剂等混合具有较强的渗透性，可与表层混凝土共同形成结构层，进而实现结构层与汽车尾气接触，在光照条件下发挥降解汽车尾气的作用。

本发明的有益效果：

（1）将混凝土隔离墩、路缘石生产过程中在其表面增加具有可吸附、降解汽车尾气的活性纳米TiO₂材料结构层，结构层厚度一般为5mm左右，并且附着牢固，持续时间长，能有效吸附并降解汽车尾气，提高空气质量，节约资源，保护环境，具有很好地研究应用和推广前景，光催化材料还具有能耗低(能利用太阳能)、可在常温常压下进行、反应速度快、可重复使用、无二次污染等优点；

（2）制备方法简单，对混凝土生产设备、成型设备均无特殊要求、可操作性强，产品生产加工后即可使用并发挥作用，无需附加工序。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例来进一步说明。

实施例1：C30预制混凝土汽车尾气降解路缘石

采用自拌C30混凝土，使用机加工塑料模具进行预制。将纳米TiO₂与渗透剂、分散剂、脱模剂混合，涂刷在模具内侧，保证涂刷均匀、并有一定的厚度，向模具内浇注混凝土，养护，脱模，混凝土构件表面即涂覆上一层结构层。纳米TiO₂与渗透剂的重量比为1:1，结构层厚度为4mm。技术指标如表1所示。

表1 C30预制混凝土路缘石技术指标

实施例2：预制混凝土隔离墩

采用自拌C30混凝土，使用自制钢模进行预制生产。将纳米TiO₂与渗透剂、分散剂、脱模剂混合，涂刷在模具内侧，保证涂刷均匀、并有一定的厚度，向模具内浇注混凝土，养护，脱模，混凝土构件表面即涂覆上一层结构层。纳米TiO₂与渗透剂的重量比为2:1，结构层厚度为6mm。

降解率测试设备及方法

(1) 将制备好的可降解尾气的小型构件、浓度为0.35mg/m³的NO_X和一定量的O₂气体通过干燥器、进气控制阀进入气体室，充满后密封；

(2) 检查压力和温度，当其符合测试要求后，打开模拟光源及风扇；

(3) 二氧化钛光催化材料在光的作用下，对汽车尾气发生降解反应，使被测汽车尾气中的各种气体含量发生不同变化；

降解方程式为：4NO₂+O₂+2H₂O4HNO₃

形成的低蒸气压的硝酸可在降雨的过程中除去，而且雨水经过大气中粉尘的中和凡乎无酸性，从而达到净化空气的目的；

(4) 反应2小时后，通过各传感器输出的电信号，经转换器输入计算机，由计算机辅助测试系统处理后，测量出NO_X成分含量的变化，以此检测和分析二氧化钛光催化材料对汽车尾气的降解效应。

实施例1得到的产品在自然光照射条件下2小时光照可有效降解汽车尾气有害成分67%。在道路上使用3个月后再拿回来测试，在自然光照射条件下2小时光照可有效降解汽车尾气有害成分41%，说明本发明的混凝土构件可以长期有效降解汽车尾气。

实施例2得到的产品在自然光照射条件下2小时光照可有效降解汽车尾气有害成分68%。在道路上使用3个月后再拿回来测试，在自然光照射条件下2小时光照可有效降解汽车尾气有害成分45%，说明本发明的混凝土构件可以长期有效降解汽车尾气。

按照CN102247755A公开的方法，将得到的溶液涂刷在混凝土隔离墩上，3个月后，按照CN102247755A公开的测试方法进行测试，当纳米材料分散剂量分别为1%、4%、6%、8%时，对NO的降解率100min后分别为12%、0.2%、2.1%、5%。所以，此公开文本公开的技术方案，不能长期有效的降解汽车尾气。

Claims (1)

1.一种可吸收降解汽车尾气的混凝土构件的制备方法，其特征是将纳米TiO₂与渗透剂、分散剂、脱模剂混合，涂刷在模具内侧，向模具内浇注混凝土，养护，脱模，混凝土构件表面即涂覆上一层结构层；

所述纳米TiO₂与渗透剂的重量比为1-2:1；

所述结构层厚度为4-6mm。