CN112521060A - 一种自清洁混凝土路缘石及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自清洁混凝土路缘石制备技术领域，具体地说是一种自清洁混凝土路缘石及制备方法，其特征在于所述的混凝土路缘石配方组成为：水泥、碳纤维、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、硅灰、纳米二氧化钛粉体、粒径为5‑16mm的天然同材质石子、天然同材质机制砂、水、功能型聚羧酸高效减水剂、KS‑1802有机硅憎水剂，通过碳纤维分散、搅拌、振动、养护、打磨、抛光、喷涂的方法后制备出碳纤维混凝土路缘石，具有分散性强、混凝土力学性能高、混凝土路缘石使用寿命长、自洁净性能强等优点。

Description

一种自清洁混凝土路缘石及制备方法
技术领域
本发明涉及自清洁混凝土路缘石制备技术领域，具体地说是一种选材合理、制作工艺简单的技术方法，使混凝土路缘石表层形成超疏水形态或是超亲水形态，从而实现混凝土路缘石表面自清洁的自清洁混凝土路缘石及制备方法。
背景技术
众所周知，无论是天然石材还是混凝土路缘石表面都很容易渗入污垢，主要原因是天然石材和混凝土表面都有微小空隙，而且渗入的污垢极难清除，严重影响了装饰外观。所以研发一种具有自清洁功能的混凝土路缘石，有利于提高混凝土路缘石的市场竞争力。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种选材合理、制作工艺简单的技术方法，使混凝土路缘石表层形成超疏水形态或是超亲水形态，从而实现混凝土路缘石表面自清洁的自清洁混凝土路缘石及制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种自清洁混凝土路缘石，其特征在于所述的混凝土路缘石配方组成为：水泥、碳纤维、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、硅灰、纳米二氧化钛粉体、粒径为5-16mm的天然同材质石子、天然同材质机制砂、水、功能型聚羧酸高效减水剂、KS-1802有机硅憎水剂，所述的各组成成分的重量份为水泥360-400份、碳纤维0.8-15份、甲基纤维素3-10份、羧甲基纤维素钠3-10份、羟乙基纤维素3-10份、硅灰20-100份、纳米二氧化钛粉体5-30份、粒径为5-16mm的天然同材质石子1200-1300份，天然同材质机制砂600-700份，水30-115份，功能型聚羧酸高效减水剂8-15份，KS-1802有机硅憎水剂1.0-2.0份。
上述所述的各组成成分的最优化重量份为水泥380份、碳纤维10份、甲基纤维素10份、羧甲基纤维素钠10份、羟乙基纤维素8份、硅灰90份、纳米二氧化钛粉体25份、粒径为5-16mm的天然同材质石子1300份，天然同材质机制砂650份，水110份，功能型聚羧酸高效减水剂10份，KS-1802有机硅憎水剂1.5份。
一种自清洁混凝土路缘石的制备方法，其特征在于所述的制备方法步骤如下：
一、碳纤维分散：按比例将碳纤维、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、硅灰、纳米二氧化钛粉体加入水筒中，加入水，然后将水筒放入超声波设备中，功率250W，超声震动10分钟；
二、搅拌：按比例将步骤二得到的混合液和水泥、粒径为5-16mm的天然同材质石子、天然同材质机制砂、水、功能型聚羧酸高效减水剂、KS-1802有机硅憎水剂依次输送进搅拌机，步骤二中得到的混合液要在30s内一边超声震动一边加入搅拌机，待混合溶液全部加入后，一起混合100-130s；
三、振动：将步骤二中的得到的混合物料加入振动设备中：低频 30Hz，30s；中频40Hz，60s；高频 50Hz，120s；中频40Hz，60s，低频 30Hz，30s；振动完成后收面；
四、养护：将步骤三得到的物料输入养护池内密闭静停1小时；升温2小时，升温速率≤15℃/半小时，最高温度不超过60℃；55-60℃下恒温4-5小时，降温1小时；，养护完混凝土强度可达70MPa以上，自然条件下放置7天混凝土可达90MPa以上，放置28天混凝土可达100MPa以上；
四、打磨、抛光：将步骤三中的混凝土采用蒸汽快速养护成型后，在表面涂刷硬化剂养护3-7天。然后进行打磨抛光，打磨前视材料的情况进行补胶处理；补胶处理好之后在路缘石表面涂刷混凝土硬化剂，养护3-7天；养护完后，先单件画线打粗磨，粗磨时留0.5mm的细磨、水磨余量；打磨抛光时应注意水量的控制，水量不足易造成见光面烧面；采用高转速的打磨抛光电动工具，抛光时的速度要快；
五、喷涂：在步骤四中制备好的混凝土路缘石的面层喷涂一层纳米二氧化钛粉体层，厚度为0.1-3mm，干燥后形成自清洁薄膜层。
上述所述的步骤一中的纳米二氧化钛粉体为步骤五中的纳米二氧化钛粉体的1/3~1/2。
本发明由于采用耐久性强且具有超亲水形态的涂层、纳米二氧化钛制备自清洁混凝土路缘石，纳米TiO2具有很强的"超亲水性"，在它的表面不易形成水珠，而且纳米TiO2在可见光照射下可以对碳氢化合物作用，在光照下具有超亲水性和超永久性，具有工艺简单、自洁净性能强等优点。
具体实施方式
下面对本发明进一步说明：
一种自清洁混凝土路缘石，其特征在于所述的混凝土路缘石配方组成为：水泥、碳纤维、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、硅灰、纳米二氧化钛粉体、粒径为5-16mm的天然同材质石子、天然同材质机制砂、水、功能型聚羧酸高效减水剂、KS-1802有机硅憎水剂，所述的各组成成分的重量份为水泥360-400份、碳纤维0.8-15份、甲基纤维素3-10份、羧甲基纤维素钠3-10份、羟乙基纤维素3-10份、硅灰20-100份、纳米二氧化钛粉体5-30份、粒径为5-16mm的天然同材质石子1200-1300份，天然同材质机制砂600-700份，水30-115份，功能型聚羧酸高效减水剂8-15份，KS-1802有机硅憎水剂1.0-2.0份。
上述所述的各组成成分的最优化重量份为水泥380份、碳纤维10份、甲基纤维素10份、羧甲基纤维素钠10份、羟乙基纤维素8份、硅灰90份、纳米二氧化钛粉体25份、粒径为5-16mm的天然同材质石子1300份，天然同材质机制砂650份，水110份，功能型聚羧酸高效减水剂10份，KS-1802有机硅憎水剂1.5份。
一种自清洁混凝土路缘石的制备方法，其特征在于所述的制备方法步骤如下：
一、碳纤维分散：按比例将碳纤维、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、硅灰、纳米二氧化钛粉体加入水筒中，加入水，然后将水筒放入超声波设备中，功率250W，超声震动10分钟；
二、搅拌：按比例将步骤二得到的混合液和水泥、粒径为5-16mm的天然同材质石子、天然同材质机制砂、水、功能型聚羧酸高效减水剂、KS-1802有机硅憎水剂依次输送进搅拌机，步骤二中得到的混合液要在30s内一边超声震动一边加入搅拌机，待混合溶液全部加入后，一起混合100-130s；
三、振动：将步骤二中的得到的混合物料加入振动设备中：低频 30Hz，30s；中频40Hz，60s；高频 50Hz，120s；中频40Hz，60s，低频 30Hz，30s；振动完成后收面；
四、养护：将步骤三得到的物料输入养护池内密闭静停1小时；升温2小时，升温速率≤15℃/半小时，最高温度不超过60℃；55-60℃下恒温4-5小时，降温1小时；，养护完混凝土强度可达70MPa以上，自然条件下放置7天混凝土可达90MPa以上，放置28天混凝土可达100MPa以上；
四、打磨、抛光：将步骤三中的混凝土采用蒸汽快速养护成型后，在表面涂刷硬化剂养护3-7天。然后进行打磨抛光，打磨前视材料的情况进行补胶处理；补胶处理好之后在路缘石表面涂刷混凝土硬化剂，养护3-7天；养护完后，先单件画线打粗磨，粗磨时留0.5mm的细磨、水磨余量；打磨抛光时应注意水量的控制，水量不足易造成见光面烧面；采用高转速的打磨抛光电动工具，抛光时的速度要快；
五、喷涂：在步骤四中制备好的混凝土路缘石的面层喷涂一层纳米二氧化钛粉体层，厚度为0.1-3mm，干燥后形成自清洁薄膜层。
上述所述的步骤一中的纳米二氧化钛粉体为步骤五中的纳米二氧化钛粉体的1/3~1/2。
采用本发明的优点如下：
1、采用在混凝土路缘石的表层喷涂一层耐久性强且具有超亲水形态的涂层，实现混凝土路缘石的自清洁功能，工艺简单。
2、将纳米二氧化钛添加到混凝土路缘石的表面，不仅可以实现混凝土路缘石自清洁功能，而且有效的提高了混凝土路缘石自清洁性能的耐久性。
3、纳米二氧化钛添加到混凝土路缘石的表面，可以有效提高混凝土的耐磨性，更好的保护了混凝土路缘石的外观。
4、碳纤维具有低密度、高强度、高模量，低膨胀系数，耐腐蚀等性能，可以极大的提高混凝土的抗折、抗压强度，增强混凝土路缘石的韧性。
5、采用超声波加分散剂的方式，提高了碳纤维的分散性，使碳纤维均匀的分散到混凝土中。
6、硅灰的颗粒极其细微，其颗粒尺寸为水泥粒径的1/100，是一种超细粉，可均匀的填充于水泥颗粒和碳纤维之间，提高碳纤维的分散性。
7、碳纤维与纳米二氧化钛的结合使用，使路缘石的综合性能更高，具有很强的韧性、强度及自清洁性能，同时。
本发明由于采用耐久性强且具有超亲水形态的涂层、纳米二氧化钛制备自清洁混凝土路缘石，具有工艺简单、自洁净性能强等优点。
实施例1
水泥400份、碳纤维15份、甲基纤维素10份、羧甲基纤维素钠10份、羟乙基纤维素10份、硅灰60份，纳米二氧化钛粉体30份、粒径为5-16mm的天然同材质石子1250份，天然同材质机制砂650份，水80份，功能型聚羧酸高效减水剂10份，KS-1802有机硅憎水剂1.6份。
实施例2
水泥380份、碳纤维10份、甲基纤维素10份、羧甲基纤维素钠10份、羟乙基纤维素8份、硅灰90份、纳米二氧化钛粉体25份、粒径为5-16mm的天然同材质石子1300份，天然同材质机制砂650份，水110份，功能型聚羧酸高效减水剂10份，KS-1802有机硅憎水剂1.5份。
实施例3
水泥400份、碳纤维10份、甲基纤维素5份、羧甲基纤维素钠5份、羟乙基纤维素5份、硅灰90份，纳米二氧化钛粉体20份、粒径为5-16mm的天然同材质石子1200份，天然同材质机制砂700份，水115份，功能型聚羧酸高效减水剂10份，KS-1802有机硅憎水剂1.5份。
实施例4
水泥360份、碳纤维13份、甲基纤维素6份、羧甲基纤维素钠10份、羟乙基纤维素10份、硅灰100份，纳米二氧化钛粉体22份、粒径为5-16mm的天然同材质石子1300份，天然同材质机制砂600份，水80份，功能型聚羧酸高效减水剂10份，KS-1802有机硅憎水剂1.0份。
实施例5
水泥370份、碳纤维14份、甲基纤维素4份、羧甲基纤维素钠9份、羟乙基纤维素6份、硅灰100份，纳米二氧化钛粉体18份、粒径为5-16mm的天然同材质石子1260份，天然同材质机制砂640份，水80份，功能型聚羧酸高效减水剂10份，KS-1802有机硅憎水剂2份。
上述实施例得到的养护完混凝土强度可达70MPa以上，自然条件下放置7天混凝土可达90MPa以上，放置28天混凝土可达100MPa以上，制备的路缘石硬度高、强度高、使用寿命命长，碳纤维分布均匀，不发生团聚现象，并有很强的自清洁功能。

Claims (4)

1.一种自清洁混凝土路缘石，其特征在于所述的混凝土路缘石配方组成为：水泥、碳纤维、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、硅灰、纳米二氧化钛粉体、粒径为5-16mm的天然同材质石子、天然同材质机制砂、水、功能型聚羧酸高效减水剂、KS-1802有机硅憎水剂，所述的各组成成分的重量份为水泥360-400份、碳纤维0.8-15份、甲基纤维素3-10份、羧甲基纤维素钠3-10份、羟乙基纤维素3-10份、硅灰20-100份、纳米二氧化钛粉体5-30份、粒径为5-16mm的天然同材质石子1200-1300份，天然同材质机制砂600-700份，水30-115份，功能型聚羧酸高效减水剂8-15份，KS-1802有机硅憎水剂1.0-2.0份。
2.根据权利要求1所述的一种自清洁混凝土路缘石，其特征在于所述的各组成成分的最优化重量份为水泥380份、碳纤维10份、甲基纤维素10份、羧甲基纤维素钠10份、羟乙基纤维素8份、硅灰90份、纳米二氧化钛粉体25份、粒径为5-16mm的天然同材质石子1300份，天然同材质机制砂650份，水110份，功能型聚羧酸高效减水剂10份，KS-1802有机硅憎水剂1.5份。
3.一种自清洁混凝土路缘石的制备方法，其特征在于所述的制备方法步骤如下：
一、碳纤维分散：按比例将碳纤维、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、硅灰、纳米二氧化钛粉体加入水筒中，加入水，然后将水筒放入超声波设备中，功率250W，超声震动10分钟；
二、搅拌：按比例将步骤二得到的混合液和水泥、粒径为5-16mm的天然同材质石子、天然同材质机制砂、水、功能型聚羧酸高效减水剂、KS-1802有机硅憎水剂依次输送进搅拌机，步骤二中得到的混合液要在30s内一边超声震动一边加入搅拌机，待混合溶液全部加入后，一起混合100-130s；
三、振动：将步骤二中的得到的混合物料加入振动设备中：低频 30Hz，30s；中频40Hz，60s；高频 50Hz，120s；中频40Hz，60s，低频 30Hz，30s；振动完成后收面；
四、养护：将步骤三得到的物料输入养护池内密闭静停1小时；升温2小时，升温速率≤15℃/半小时，最高温度不超过60℃；55-60℃下恒温4-5小时，降温1小时；，养护完混凝土强度可达70MPa以上，自然条件下放置7天混凝土可达90MPa以上，放置28天混凝土可达100MPa以上；
五、打磨、抛光：将步骤三中的混凝土采用蒸汽快速养护成型后，在表面涂刷硬化剂养护3-7天，然后进行打磨抛光，打磨前视材料的情况进行补胶处理；补胶处理好之后在路缘石表面涂刷混凝土硬化剂，养护3-7天；养护完后，先单件画线打粗磨，粗磨时留0.5mm的细磨、水磨余量；打磨抛光时应注意水量的控制，水量不足易造成见光面烧面；采用高转速的打磨抛光电动工具，快速抛光；
六、喷涂：在步骤四中制备好的混凝土路缘石的面层喷涂一层纳米二氧化钛粉体层，厚度为0.1-3mm，干燥后形成自清洁薄膜层。
4.根据权利要求3所述的一种自清洁混凝土路缘石的制备方法，其特征在于所述的步骤一中的纳米二氧化钛粉体为步骤五中的纳米二氧化钛粉体的1/3~1/2。
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