CN107032680A - 一种具有吸附pm2.5功能的空心砌块的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有吸附PM2.5功能的空心砌块的制备方法，在传统的空心砌块配方基础上加入了磁改性二氧化钛颗粒，该颗粒物通过反应将纳米级钡磁粉包裹在二氧化钛中，可以显著提高二氧化钛对空气中PM2.5等小颗粒物的吸附作用，从而达到非常好的净化空气的作用；本发明的砌块在吸附PM2.5后，室内用湿布擦洗即可清除，而外部通过雨水淋洗即可基本清除，操作方便，吸附能力持续时间长。

Description

一种具有吸附PM2.5功能的空心砌块的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种具有吸附PM2.5功能的空心砌块的制备方法。
背景技术
我国现在的墙体材料已经从传统的实心黏土砖过渡到新型墙体材料，新型墙体材料从用途上可以分为砌块、砖和板材三大类。目前国内常用的新型墙体材料中有一大类是非烧结的混凝土砌块，主要有陶粒混凝土砌块、普通混凝土砌块、石灰、水泥、矿渣粉加气混凝土砌块等。作为大规模应用的建筑砌块材料，必须要在保证其低成本的前提下，考虑其是否具备良好的力学性能和较高的使用安全性。
细颗粒物又称细粒、细颗粒、PM2.5。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质(例如，重金属、微生物等)，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
如何利用建筑内外墙对大气中的PM2.5进行吸附，有效降低空气中的PM2.5浓度，是本发明的研究重点。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种原材料来源广泛、生产工艺简单、性能稳定的具有吸附PM2.5功能的空心砌块的制备方法。
一种具有吸附PM2.5功能的空心砌块的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将陶粒、页岩粉、氧化钙、六偏磷酸钠、水泥进行搅拌混合；
步骤二：将混合均匀后的物料加水进行熟化；并在熟化后的物料中加入磁改性二氧化钛颗粒，并混合均匀；
步骤三：将步骤二中的物料浇筑在模具中，并置入砌块成型压制机压制成型；
步骤四：压制成型的砌块用蒸汽进行养护；
步骤五：蒸汽养护完结的砌块静置晾干。
优选的，所述的的页岩粉中，二氧化硅的含量在90％以上。
如果页岩粉中，各种杂质的含量太高，有可能对后续砌块的吸附功能产生不利影响。
优选的，所述的磁改性二氧化钛颗粒的制备方法，包括以下步骤：将钡磁粉加入乙醇溶液中，进行超声分散，加入钛源，并调节pH值至9-12，并搅拌反应1-3h，经过滤干燥、研磨即可得到磁改性二氧化钛颗粒。
优选的，所述的钡磁粉的粒径为60-120nm。
优选的，所述的钛源为钛酸丁酯、钛酸四丁酯、钛酸四乙酯中的任意一种或几种的组合。
优选的，所述的加气混凝土砌块，包括以下重量百分比的原料：
陶粒 8-15％
页岩粉 35-45％
氧化钙 6-8％
水泥 16-22％
磁改性二氧化钛颗粒 0.5-2％
水 余量。
优选的，所述的压制成型的压力为18-25MPa。
本方案相比于传统方案的有益之处在于：本发明中在传统的空心砌块配方基础上加入了磁改性二氧化钛颗粒，该颗粒物通过反应将纳米级钡磁粉包裹在二氧化钛中，可以显著提高二氧化钛对空气中PM2.5等小颗粒物的吸附作用，从而达到非常好的净化空气的作用；本发明的砌块在吸附PM2.5后，室内用湿布擦洗即可清除，而外部通过雨水淋洗即可基本清除，操作方便，吸附能力持续时间长。
具体实施方式
实施例1：
一种具有吸附PM2.5功能的空心砌块的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将陶粒、页岩粉、氧化钙、六偏磷酸钠、水泥进行搅拌混合；
步骤二：将混合均匀后的物料加水进行熟化；并在熟化后的物料中加入磁改性二氧化钛颗粒，并混合均匀；
步骤三：将步骤二中的物料浇筑在模具中，并置入砌块成型压制机压制成型；
步骤四：压制成型的砌块用蒸汽进行养护；
步骤五：蒸汽养护完结的砌块静置晾干。
所述的的页岩粉中，二氧化硅的含量在90％以上。
所述的磁改性二氧化钛颗粒的制备方法，包括以下步骤：将钡磁粉加入乙醇溶液中，进行超声分散，加入钛源，并调节pH值至10-11，并搅拌反应2.5h，经过滤干燥、研磨即可得到磁改性二氧化钛颗粒。
所述的钡磁粉的粒径为60-120nm。
所述的钛源为钛酸丁酯。
所述的加气混凝土砌块，包括以下重量百分比的原料：
陶粒 12％
页岩粉 42％
氧化钙 7％
水泥 20％
磁改性二氧化钛颗粒 1.5％
水 余量。
所述的压制成型的压力为22MPa。
实施例2：
一种具有吸附PM2.5功能的空心砌块的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将陶粒、页岩粉、氧化钙、六偏磷酸钠、水泥进行搅拌混合；
步骤二：将混合均匀后的物料加水进行熟化；并在熟化后的物料中加入磁改性二氧化钛颗粒，并混合均匀；
步骤三：将步骤二中的物料浇筑在模具中，并置入砌块成型压制机压制成型；
步骤四：压制成型的砌块用蒸汽进行养护；
步骤五：蒸汽养护完结的砌块静置晾干。
所述的的页岩粉中，二氧化硅的含量在90％以上。
所述的磁改性二氧化钛颗粒的制备方法，包括以下步骤：将钡磁粉加入乙醇溶液中，进行超声分散，加入钛源，并调节pH值至9-10，并搅拌反应3h，经过滤干燥、研磨即可得到磁改性二氧化钛颗粒。
所述的钡磁粉的粒径为60-120nm。
所述的钛源为钛酸四丁酯。
所述的加气混凝土砌块，包括以下重量百分比的原料：
陶粒 15％
页岩粉 35％
氧化钙 8％
水泥 16％
磁改性二氧化钛颗粒 2％
水 余量。
所述的压制成型的压力为18MPa。
实施例3：
一种具有吸附PM2.5功能的空心砌块的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将陶粒、页岩粉、氧化钙、六偏磷酸钠、水泥进行搅拌混合；
步骤二：将混合均匀后的物料加水进行熟化；并在熟化后的物料中加入磁改性二氧化钛颗粒，并混合均匀；
步骤三：将步骤二中的物料浇筑在模具中，并置入砌块成型压制机压制成型；
步骤四：压制成型的砌块用蒸汽进行养护；
步骤五：蒸汽养护完结的砌块静置晾干。
所述的的页岩粉中，二氧化硅的含量在90％以上。
所述的磁改性二氧化钛颗粒的制备方法，包括以下步骤：将钡磁粉加入乙醇溶液中，进行超声分散，加入钛源，并调节pH值至11-12，并搅拌反应1h，经过滤干燥、研磨即可得到磁改性二氧化钛颗粒。
所述的钡磁粉的粒径为60-120nm。
所述的钛源为钛酸丁酯和钛酸四乙酯中的的组合。
所述的加气混凝土砌块，包括以下重量百分比的原料：
陶粒 8％
页岩粉 45％
氧化钙 6％
水泥 22％
磁改性二氧化钛颗粒 0.5％
水 余量。
所述的压制成型的压力为25MPa。
对比例1
将实施例1砌块中的磁改性二氧化钛颗粒去除，并将磁改性二氧化钛颗粒加入涂料中，涂覆在砌块表面，涂覆厚度为3mm。
对比例2
将实施例1中的磁改性二氧化钛颗粒替换为纳米级二氧化钛。
对比例3
将页岩粉替换为二氧化硅的含量在60-70％的碳质页岩。
对实施例1-3和对比例1-3的样品，进行PM2.5吸附能力检测：
测试方法，在空间为100立方米的室内，四面墙壁均使用砌块，PM2.5的浓度控制在250微克/立方米，空气流动速度为2m/s，将空间密闭8小时后，检测空间内PM2.5的浓度，具体的检测数据如表1所示。
表1：实施例1-3和对比例1-3的样品，空间密闭8小时后，空间内PM2.5的浓度。
PM2.5浓度(微克/立方米)
实施例1 68
实施例2 67
实施例3 72
对比例1 136
对比例2 185
对比例3 104
由以上检测数据，可以知道，本发明的具有吸附PM2.5功能的空心砌块对PM2.5有非常好的吸附作用，并且由对比例1可以知道，整个砌块中均加入磁改性二氧化钛颗粒比仅在表面涂层加入磁改性二氧化钛颗粒，吸附效果好很多，这可能是由于，磁性对吸附有加成作用造成的；由对比例2可以知道，砌块中的二氧化钛经过磁改性后，吸附效果好很多；由对比例3可以知道，页岩粉中杂质的含量对砌块的吸附效果有一定的影响。
以下对钡磁粉的粒径和砌块吸附能力的影响进一步分析。
对比例4
仅调节实施例1中钡磁粉的粒径，其余制备条件不变，对样品进行PM2.5吸附能力对比检测，具体的检测数据如表2所示。
表1：调节实施例1中钡磁粉的粒径，空间密闭8小时后，空间内PM2.5的对比测试浓度。
钡磁粉粒径nm PM2.5浓度(微克/立方米)
20-40 64
40-60 65
60-120 68
120-300 112
300-800 145
由以上测试数据可以知道，钡磁粉的粒径对砌块的吸附能力有显著影响，而从成本考虑，将钡磁粉的粒径控制在60-120nm最为经济。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有吸附PM2.5功能的空心砌块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将陶粒、页岩粉、氧化钙、六偏磷酸钠、水泥进行搅拌混合；
步骤二：将混合均匀后的物料加水进行熟化；并在熟化后的物料中加入磁改性二氧化钛颗粒，并混合均匀；
步骤三：将步骤二中的物料浇筑在模具中，并置入砌块成型压制机压制成型；
步骤四：压制成型的砌块用蒸汽进行养护；
步骤五：蒸汽养护完结的砌块静置晾干。
2.如权利要求1所述的具有吸附PM2.5功能的空心砌块的制备方法，其特征在于，所述的的页岩粉中，二氧化硅的含量在90%以上。
3.如权利要求1所述的具有吸附PM2.5功能的空心砌块的制备方法，其特征在于，所述的磁改性二氧化钛颗粒的制备方法，包括以下步骤：将钡磁粉加入乙醇溶液中，进行超声分散，加入钛源，并调节pH值至9-12，并搅拌反应1-3h，经过滤干燥、研磨即可得到磁改性二氧化钛颗粒。
4.如权利要求3所述的具有吸附PM2.5功能的空心砌块的制备方法，其特征在于，所述的钡磁粉的粒径为60-120nm。
5.如权利要求4所述的具有吸附PM2.5功能的空心砌块的制备方法，其特征在于，所述的钛源为钛酸丁酯、钛酸四丁酯、钛酸四乙酯中的任意一种或几种的组合。
6.如权利要求1所述的具有吸附PM2.5功能的空心砌块的制备方法，其特征在于，所述的加气混凝土砌块，包括以下重量百分比的原料：
陶粒 8-15%
页岩粉 35-45%
氧化钙 6-8%
水泥 16-22%
磁改性二氧化钛颗粒 0.5-2%
水 余量。
7.如权利要求1所述的具有吸附PM2.5功能的空心砌块的制备方法，其特征在于，所述的压制成型的压力为18-25MPa。
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