CN107986693A - 一种光催化透光水泥制品及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光催化透光水泥制品及其生产方法，由纤维增强水泥装饰面层、纤维增强水泥结构层和两层光导纤维网格布组成。本发明通过在水泥中分别引入光催化材料、光纤材料，不同级配砂子和内掺防水剂，有效提高建筑物外墙制品的光催化效率和力学性能，能耗低，耐久性好，高强轻质，工艺简单，具有较高的经济和环境效益。

Description

一种光催化透光水泥制品及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种光催化透光水泥制品及其生产方法，适用于建筑屋面、建筑幕墙、墙面装饰等领域。
背景技术
随着现代混凝土材料的发展，除了结构类应用，越来越多的装饰功能类水泥混凝土材料逐渐进入人们的视线。水泥外墙建筑材料的装饰性、环保性、耐沾污性、耐磨性及耐久性目前仍然是建筑行业关注的热门问题。将传统混凝土与光导纤维结合起来，制成的透光混凝土在上海2010世博会的意大利馆得到了充分的展示。透光混凝土不仅能够减少建筑照明能耗，还能缓解水泥混凝土墙的厚重感。而透光混凝土一旦出现沾污，透光性受到很大影响，同时由于其特殊的孔洞结构特征，清洁也是难点。
发明内容
本发明针对上述问题，通过光催化材料复合透光水泥制备一种光催化透光水泥制品，能够有效提高透光混凝土的耐久性，还能有效提高光催化效率，且制备方法简单，性能优异。
本发明的技术方案如下：
一种光催化透光水泥制品，由纤维增强水泥装饰面层、纤维增强水泥结构层和两层光导纤维网格布组成。纤维增强水泥装饰面层上复合有纤维增强水泥结构层，在纤维增强水泥装饰面层和纤维增强水泥结构层中铺设有两层光导纤维网格布，纤维增强水泥装饰面层、纤维增强水泥结构层、光纤网格布是在带有造型的模具中复合成型的。
所述的纤维增强水泥装饰面层和纤维增强水泥结构层由20-50份水泥、20-50份砂、5-15份玻璃粉、1-5份光催化剂、1-5份增强纤维、1-5份内掺防水剂、5-15份矿物掺和料、1-3份纳米颗粒、0.5-1份减水剂、15-30份水组成。
所述的光导纤维网格布由透光率达到90%的玻璃纤维或塑料纤维编制而成，所述的玻璃纤维或塑料纤维直径在5μm-2mm之间。
所述的砂由0.017 mm~ 1mm的细砂和1.01mm~5mm的粗砂组成，其中细砂和粗砂的比例为1: 1.5。
所述的光催化剂为TiO2、g-C3N4粉料中的一种或两种与SnO2粉料复合而成，TiO2和/或g-C3N4与SnO2比例为5：1。
所述的增强纤维为PP纤维、PVA纤维、PU纤维、玻璃纤维中的一种或多种。
所述的内掺防水剂为甲基硅醇钠、乙基硅醇钠、聚乙基羟基硅氧烷、水溶性树脂乳液、脂肪酸及其盐类中的一种。
所述的矿物掺和料为粉煤灰、硅灰、矿渣、偏高岭土中的一种或多种。
所述的纳米颗粒为纳米SiO2、纳米ZrO2、纳米Al2O3、纳米ZnO、纳米CaCO3中的一种或多种。
所述的减水剂为萘系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂、脂肪酸系高减水剂、聚羧酸盐系高效减水剂中的一种。
本发明还公开了所述光催化透光水泥制品的生产方法，采用以下步骤制备而成：
（1）将20-50份水泥、20-50份砂、5-15份玻璃粉、1-5份光催化剂、1-5份增强纤维、1-5份内掺防水剂、5-15份矿物掺和料、1-3份纳米颗粒、0.5-1份减水剂、15-30份水混合均匀搅拌后制成纤维增强水泥砂浆。
（2）将配置好的纤维增强水泥砂浆，采用喷射或刷涂或铺设振动法，在带有装饰效果的模具中制作好纤维增强水泥装饰面层，纤维增强水泥装饰面层厚度在5-8mm，自然固化10-60分钟。
（3）将一层光导纤维网格布铺设到纤维增强水泥装饰面层中，用压辊进行滚压，使之陷入纤维增强水泥装饰面层中。
（4）将配置好的纤维增强水泥砂浆继续通过喷射或刷涂或铺设到具有纤维增强水泥装饰面层的模具中，采用刮板将浆料刮平，然后使用压辊进行辊压密实，制作纤维增强水泥结构层。
（5）再将一层光导纤维网格布铺设到纤维增强水泥结构层中，用压辊进行滚压，使之陷入纤维增强水泥结构层中。
（6）将上述纤维增强水泥制品常温下养护4-20小时后，脱模后制成光催化透光水泥制品。
本发明的有益效果在于：
1、光催化材料与水泥基材料、光纤材料相结合，能够提高透光水泥制品的耐久性，提高透光效率，大大减少建筑物外墙的清洁次数。
2、将光催化与光纤相结合，能够有效增加光催化材料与外部的接触面，从而提高光催化剂的光催化效率。
3、在配方中增加玻璃粉，提高光反射效益，增强光催化效果，提升透光率。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步说明：
图1是一种光催化透光水泥制品的结构示意图。
具体实施方式
参照附图1，一种光催化透光水泥制品，由纤维增强水泥装饰面层1、纤维增强水泥结构层2、光纤网格布3组成；纤维增强水泥装饰面层1上复合有纤维增强水泥结构层2，在纤维增强水泥装饰面层1和纤维增强水泥结构层2中铺设有两层光纤网格布，纤维增强水泥装饰面层1、纤维增强水泥结构层2、光纤网格布3是在带有造型的模具中复合成型。
实施例1
（1）将20份水泥、20份砂、5份玻璃粉、1份光催化剂、1份PP纤维、1份甲基硅醇钠、5份粉煤灰、1份纳米SiO2、0.5份脂肪酸系高减水剂、15份水混合均匀搅拌后制成纤维增强水泥砂浆。其中砂包括8份0.017 mm~ 1mm的细砂和12份1.01mm~5mm的粗砂。光催化剂包括重量比为5:1的TiO2和SnO2粉料。
（2）将配置好的纤维增强水泥砂浆，采用喷射方法，在带有装饰效果的模具中制作好纤维增强水泥装饰面层，纤维增强水泥装饰面层厚度在5mm厚，自然固化10分钟。
（3）将一层光导纤维网格布铺设到纤维增强水泥装饰面层中，用压辊进行滚压，使之陷入纤维增强水泥装饰面层中。
（4）将配置好的纤维增强水泥砂浆继续喷射到具有纤维增强水泥装饰面层的模具中，采用刮板将浆料刮平，然后使用压辊进行辊压密实，制作纤维增强水泥结构层。
（5）再将一层光导纤维网格布铺设到纤维增强水泥结构层中，用压辊进行滚压，使之陷入纤维增强水泥结构层中。
（6）将上述纤维增强水泥制品常温下养护4小时后，脱模后制成光催化透光水泥制品。
上述光导纤维网格布由透光率达到90%的玻璃纤维编制而成，直径在5μm-2mm之间。
实施例2
（1）将50份水泥、50份砂、15份玻璃粉、5份光催化剂、5份混合PVA纤维和PU纤维、5份聚乙基羟基硅氧烷、15份混和硅灰和矿渣、3份混和纳米ZrO2和Al2O3、1份萘系高效减水剂、30份水混合均匀搅拌后制成纤维增强水泥砂浆。其中砂包括20份0.017 mm~ 1mm的细砂和30份1.01mm~5mm的粗砂。光催化剂包括重量比为5:1的g-C3N4和SnO2粉料。
（2）将配置好的纤维增强水泥砂浆，采用刷涂方法，在带有装饰效果的模具中制作好纤维增强水泥装饰面层，纤维增强水泥装饰面层厚度在8mm厚，自然固化60分钟。
（3）将一层光导纤维网格布铺设到纤维增强水泥装饰面层中，用压辊进行滚压，使之陷入纤维增强水泥装饰面层中。
（4）将配置好的纤维增强水泥砂浆继续刷涂到具有纤维增强水泥装饰面层的模具中，采用刮板将浆料刮平，然后使用压辊进行辊压密实，制作纤维增强水泥结构层。
（5）再将一层光导纤维网格布铺设到纤维增强水泥结构层中，用压辊进行滚压，使之陷入纤维增强水泥结构层中。
（6）将上述纤维增强水泥制品常温下养护20小时后，脱模后制成光催化透光水泥制品。
上述光导纤维网格布由透光率达到90%的塑料纤维编制而成，直径在5μm-2mm之间。实施例3
（1）将30份水泥、30砂、10份玻璃粉、2份光催化剂、2份玻璃纤维、2份脂肪酸、10份偏高岭土、2份混和纳米ZnO和CaCO3、0.8份聚羧酸盐系减水剂、23份水混合均匀搅拌后制成纤维增强水泥砂浆。其中砂包括12份0.017 mm~ 1mm的细砂和18份1.01mm~5mm的粗砂。光催化剂包括重量比为5:1的TiO2、g-C3N4混合粉料和SnO2。
（2）将配置好的纤维增强水泥砂浆，采用铺设振动法，在带有装饰效果的模具中制作好纤维增强水泥装饰面层，纤维增强水泥装饰面层厚度在5-8mm厚，自然固化30分钟。
（3）将一层光导纤维网格布铺设到纤维增强水泥装饰面层中，用压辊进行滚压，使之陷入纤维增强水泥面层中。
（4）将配置好的纤维增强水泥砂浆继续铺设到具有纤维增强水泥装饰面层的模具中，采用刮板将浆料刮平，然后使用压辊进行辊压密实，制作纤维增强水泥结构层。
（5）再将一层光导纤维网格布铺设到纤维增强水泥结构层中，用压辊进行滚压，使之陷入纤维增强水泥结构层中。
（6）将上述纤维增强水泥制品常温下养护4-20小时后，脱模后制成光催化透光水泥制品。
上述光导纤维网格布由透光率达到90%的玻璃纤维编制而成，直径在5μm-2mm之间。
经测试，本发明光催化透光水泥制品能实现半透明效果，耐沾污性达到90%。

Claims (10)

1.一种光催化透光水泥制品，其特征在于，由纤维增强水泥装饰面层、纤维增强水泥结构层和两层光导纤维网格布组成；纤维增强水泥装饰面层上复合有纤维增强水泥结构层，在纤维增强水泥装饰面层和纤维增强水泥结构层中铺设有两层光导纤维网格布，纤维增强水泥装饰面层、纤维增强水泥结构层、光纤网格布是在带有造型的模具中复合成型的。
2.根据权利要求1所述的一种光催化透光水泥制品，其特征在于，所述的纤维增强水泥装饰面层和纤维增强水泥结构层分别由20-50份水泥、20-50份砂、5-15份玻璃粉、1-5份光催化剂、1-5份增强纤维、1-5份内掺防水剂、5-15份矿物掺和料、1-3份纳米颗粒、0.5-1份减水剂、15-30份水组成。
3.根据权利要求1所述的一种光催化透光水泥制品，其特征在于，所述的光导纤维网格布由透光率达到90%的玻璃纤维或塑料纤维编制而成，所述的玻璃纤维或塑料纤维直径在5μm-2mm之间。
4.根据权利要求2所述的一种光催化透光水泥制品，其特征在于，所述的砂由0.017 mm~ 1mm的细砂和1.01mm~5mm的粗砂组成，其中细砂和粗砂的重量比为1:1.5。
5.根据权利要求2所述的一种光催化透光水泥制品，其特征在于，所述的光催化剂为TiO2、g-C3N4粉料中的一种或两种与SnO2粉料复合而成，TiO2和/或g-C3N4与SnO2的重量比为5：1。
6.根据权利要求2所述的一种光催化透光水泥制品，其特征在于，所述的增强纤维为PP纤维、PVA纤维、PU纤维、玻璃纤维中的一种或多种。
7.根据权利要求2所述的一种光催化透光水泥制品，其特征在于，所述的内掺防水剂为甲基硅醇钠、乙基硅醇钠、聚乙基羟基硅氧烷、水溶性树脂乳液、脂肪酸及其盐类中的一种。
8.根据权利要求2所述的一种光催化透光水泥制品，其特征在于，所述的矿物掺和料为粉煤灰、硅灰、矿渣、偏高岭土中的一种或多种；所述的减水剂为萘系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂、脂肪酸系高减水剂、聚羧酸盐系高效减水剂中的一种。
9.根据权利要求2所述的一种光催化透光水泥制品，其特征在于，所述的纳米颗粒为纳米SiO2、纳米ZrO2、纳米Al2O3、纳米ZnO、纳米CaCO3中的一种或多种。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的光催化透光水泥制品的生产方法，其特征在于，采用以下步骤制备而成：
（1）将20-50份水泥、20-50份砂、5-15份玻璃粉、1-5份光催化剂、1-5份增强纤维、1-5份内掺防水剂、5-15份矿物掺和料、1-3份纳米颗粒、0.5-1份减水剂、15-30份水混合均匀搅拌后制成纤维增强水泥砂浆；
（2）将配置好的纤维增强水泥砂浆，采用喷射或刷涂或铺设振动法，在带有装饰效果的模具中制作好纤维增强水泥装饰面层，纤维增强水泥装饰面层厚度在5-8mm，自然固化10-60分钟；
（3）将一层光导纤维网格布铺设到纤维增强水泥装饰面层中，用压辊进行滚压，使之陷入纤维增强水泥装饰面层中；
（4）将配置好的纤维增强水泥砂浆继续通过喷射或刷涂或铺设到具有纤维增强水泥装饰面层的模具中，采用刮板将浆料刮平，然后使用压辊进行辊压密实，制作纤维增强水泥结构层；
（5）再将一层光导纤维网格布铺设到纤维增强水泥结构层中，用压辊进行滚压，使之陷入纤维增强水泥结构层中；
（6）将上述纤维增强水泥制品常温下养护4-20小时后，脱模后制成光催化透光水泥制品。
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