CN106007577A - 一种环保混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保混凝土，通过纳米钛白粉在自然光作用下的催化反应和高比表面积活性炭的物理吸附有效去除室外空气中的甲醛、NOX、SO2等污染物，通过加入发泡剂、石英砂和超细矿渣粉进一步提高了去除效率，从而有效且高效地去除以上污染物，减少污染保护环境，可广泛应用于室外建筑施工。

Description

一种环保混凝土
技术领域
本发明涉及一种混凝土，属于建筑材料领域。
背景技术
混凝土作为一种建筑材料，具有施工简单、强度高、稳定性好、耐久性好、养护成本低等优点，在土木工程领域得到了广泛应用。
在房屋装修过程中，装修材料、家具、涂料等会释放出一定量的甲醛等有害气体，而这些有害气体有一部分会逸散到室外。人们往往会采取空气净化器、吸附剂等各种各样的措施消除室内的甲醛等有害气体，而忽视了逸散到室外的这部分有害气体会造成大气污染，最终会危害到人们的身体健康。
随着我国汽车行业的飞速发展，汽车普及率不断增高，汽车尾气中的SO2、NOX等污染物对大气造成愈加严重的污染。随着生活水平的提高，人们对生活环境的要求越来越高。故应采取各种可能的措施减少空气污染。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能够在一定程度上去除室外空气中的甲醛和NOX等污染物的环保混凝土。
本发明解决方案的技术原理如下：
首先，在常规混凝土中加入纳米钛白粉。纳米二氧化钛在可见光作用下，激发自由电子，产生能级跃迁，形成具有超强氧化能力的空穴(h+)和具有超强还原能力的电子(e-)；h+/e-与空气中水反应后可产生活性氧(·O2)和氢氧自由基(·OH)等活性物质。这种反应过程可有以下几个步骤：
在光的作用下产生空穴/电子对，即
TiO2+光能(hv)→电子(e-)+空穴(h+)；
h+/e-与空气中水反应生成活性自由基，即
空穴(h+)+水分子(H2O)→·OH+H+，
电子(e-)+氧(O2)→活性氧(·O2)。
反应所形成的空穴/电子对与表面和空气中甲醛等有机污染物结合而发生氧化还原反应，可彻底将其氧化成水、二氧化碳等无害物质；另一方面，空穴/电子对与表面和空气中水反应后可产生活性氧和氢氧自由基等活性基团，使活性氧再生，得以循环利用。这些活性基团具有极强的氧化作用，可将有机化学污染物完全氧化分解，从而起到洁净环境的作用。由于在这种反应过程中产品不参与反应，从而使反应可反复进行，所以产品可长期持久地有效，得以多次利用。
其次，在混凝土中加入高比表面积活性炭，利用其物理吸附作用吸附NOX和SO2等污染物。
最后，在混凝土中加入引气剂、石英砂和超细矿渣粉。引气剂可在混凝土中形成微小气泡，钛白粉和活性炭附着于其上可极大地增大反应面积，提高反应效率。石英砂和超细矿渣粉可增强光的反射作用，引气剂所引入的气泡进一步放大了这种作用，从而使反应效率进一步提高。
具体解决方案如下：
一种环保混凝土，包括以下重量配比组分：
白水泥220-300份；
水90-140份；
石英砂28-45份；
超细矿渣粉54-86份；
钛白粉10-26份；
活性炭粉14-28份；
发泡剂0.2-0.6份。
优选地，所述环保混凝土包括以下重量配比组分：
白水泥230-250份；
水95-120份；
石英砂42-45份；
超细矿渣粉64-80份；
钛白粉16-20份；
活性炭粉17-21份；
发泡剂0.3-0.5份。
所述钛白粉为粒径为20-25nm的金红石型纳米级二氧化钛。
所述活性炭粉的比表面积大于1000m2/g。
所述石英砂的粒度模数为1.4-0.8。
所述超细矿渣粉由粒径小于25μm的铝硅酸盐玻璃体颗粒组成。
所述发泡剂为茶皂素发泡剂、松香皂发泡剂、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。
本发明具有以下有益效果：本发明提供的环保混凝土，通过纳米钛白粉在自然光作用下的催化反应和高比表面积活性炭的物理吸附有效去除室外空气中的甲醛、NOX、SO2等污染物，通过加入发泡剂、石英砂和超细矿渣粉进一步提高了去除效率，从而有效且高效地去除以上污染物，减少污染保护环境，可广泛应用于室外建筑施工。
附图说明
图1为根据本发明实施例的甲醛、NO2、SO2的含量变化量随光强的变化曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1
首先将10重量份钛白粉和17重量份活性炭粉加入90重量份水中分散搅拌均匀。然后加入0.2重量份松香皂发泡剂以150r/min的转速搅拌5min使发泡剂充分发泡。最后加入220重量份白水泥、28重量份石英砂、54重量份超细矿渣粉，以300r/min的转速搅拌15min，浇铸成模，在标准养护条件下养护30天得到混凝土，厚度为4mm左右。
将所得混凝土放入大小合适的透明玻璃箱中并向玻璃箱中注入一定量的甲醛、NO2、SO2后封闭玻璃箱，测量箱中这些气体的含量。将玻璃箱置于1k lx光强的模拟自然光下6h后测量玻璃箱中甲醛、NO2、SO2的含量，计算各气体的含量变化。
实施例2
首先将26重量份钛白粉和28重量份活性炭粉加入140重量份水中分散搅拌均匀。然后加入0.6重量份茶皂素发泡剂以150r/min的转速搅拌5min使发泡剂充分发泡。最后加入300重量份白水泥、45重量份石英砂、86重量份超细矿渣粉，以300r/min的转速搅拌15min，浇铸成模，在标准养护条件下养护30天得到混凝土，厚度为4mm左右。
将所得混凝土放入大小合适的透明玻璃箱中并向玻璃箱中注入一定量的甲醛、NO2、SO2后封闭玻璃箱，测量箱中这些气体的含量。将玻璃箱置于10k lx光强的模拟自然光下6h后测量玻璃箱中甲醛、NO2、SO2的含量，计算各气体的含量变化。
实施例3
首先将16重量份钛白粉和17重量份活性炭粉加入100重量份水中分散搅拌均匀。然后加入0.4重量份茶皂素发泡剂和松香皂发泡剂混合物(配比不作限定)以150r/min的转速搅拌5min使发泡剂充分发泡。最后加入230重量份白水泥、35重量份石英砂、65重量份超细矿渣粉，以300r/min的转速搅拌15min，浇铸成模，在标准养护条件下养护30天得到混凝土，厚度为4mm左右。
将所得混凝土放入大小合适的透明玻璃箱中并向玻璃箱中注入一定量的甲醛、NO2、SO2后封闭玻璃箱，测量箱中这些气体的含量。将玻璃箱置于20k lx光强的模拟自然光下6h后测量玻璃箱中甲醛、NO2、SO2的含量，计算各气体的含量变化。
实施例4
首先将18重量份钛白粉和20重量份活性炭粉加入100重量份水中分散搅拌均匀。然后加入0.5重量份茶皂素发泡剂以150r/min的转速搅拌5min使发泡剂充分发泡。最后加入250重量份白水泥、40重量份石英砂、70重量份超细矿渣粉，以300r/min的转速搅拌15min，浇铸成模，在标准养护条件下养护30天得到混凝土，厚度为4mm左右。
将所得混凝土放入大小合适的透明玻璃箱中并向玻璃箱中注入一定量的甲醛、NO2、SO2后封闭玻璃箱，测量箱中这些气体的含量。将玻璃箱置于30k lx光强的模拟自然光下6h后测量玻璃箱中甲醛、NO2、SO2的含量，计算各气体的含量变化。
实施例5
首先将20重量份钛白粉和24重量份活性炭粉加入120重量份水中分散搅拌均匀。然后加入0.5重量份十二烷基苯磺酸钠以150r/min的转速搅拌5min使发泡剂充分发泡。最后加入270重量份白水泥、32重量份石英砂、75重量份超细矿渣粉，以300r/min的转速搅拌15min，浇铸成模，在标准养护条件下养护30天得到混凝土，厚度为4mm左右。
将所得混凝土放入大小合适的透明玻璃箱中并向玻璃箱中注入一定量的甲醛、NO2、SO2后封闭玻璃箱，测量箱中这些气体的含量。将玻璃箱置于40k lx光强的模拟自然光下6h后测量玻璃箱中甲醛、NO2、SO2的含量，计算各气体的含量变化。
实施例6
首先将25重量份钛白粉和26重量份活性炭粉加入100重量份水中分散搅拌均匀。然后加入0.4重量份茶皂素发泡剂和十二烷基苯磺酸钠混合物(配比不作限定)以150r/min的转速搅拌5min使发泡剂充分发泡。最后加入280重量份白水泥、42重量份石英砂、80重量份超细矿渣粉，以300r/min的转速搅拌15min，浇铸成模，在标准养护条件下养护30天得到混凝土，厚度为4mm左右。
将所得混凝土放入大小合适的透明玻璃箱中并向玻璃箱中注入一定量的甲醛、NO2、SO2后封闭玻璃箱，测量箱中这些气体的含量。将玻璃箱置于50k lx光强的模拟自然光下6h后测量玻璃箱中甲醛、NO2、SO2的含量，计算各气体的含量变化。
实施例1-6中测得光照前后玻璃箱中甲醛、NO2、SO2气体含量及其变化量如下表：
根据上表数据绘制气体含量变化量随光强的变化曲线图，如图1所示。
由以上图表可知，本发明实施例提供的环保混凝土可相对有效地去除空气中的甲醛、NO2、SO2，且有效程度与钛白粉含量和光照强度基本呈正相关。
以上对本发明的具体实施方式进行了描述，但本发明并不限于以上描述。对于本领域的技术人员而言，任何对本技术方案的同等修改和替代都是在本发明的范围之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种环保混凝土，其特征在于，包括以下重量配比组分：
白水泥220-300份；
水90-140份；
石英砂28-45份；
超细矿渣粉54-86份；
钛白粉10-26份；
活性炭粉14-28份；
发泡剂0.2-0.6份。
2.根据权利要求1所述的环保混凝土，其特征在于，所述环保混凝土包括以下重量配比组分：
白水泥230-250份；
水95-120份；
石英砂42-45份；
超细矿渣粉64-80份；
钛白粉16-20份；
活性炭粉17-21份；
发泡剂0.3-0.5份。
3.根据权利要求1或2所述的环保混凝土，其特征在于，所述钛白粉为粒径为20-25nm的金红石型纳米级二氧化钛。
4.根据权利要求1或2所述的环保混凝土，其特征在于，所述活性炭粉的比表面积大于1000m2/g。
5.根据权利要求1或2所述的环保混凝土，其特征在于，所述石英砂的粒度模数为1.4-0.8。
6.根据权利要求1或2所述的环保混凝土，其特征在于，所述超细矿渣粉由粒径小于25μm的铝硅酸盐玻璃体颗粒组成。
7.根据权利要求1或2所述的环保混凝土，其特征在于，所述发泡剂为茶皂素发泡剂、松香皂发泡剂、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。
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