CN115382837A - 一种基于功能水的洗砂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于功能水的洗砂方法，采用功能水对待洗砂进行冲洗；功能水由以下步骤制备得到：将淡水通过电催化水设备得到酸性电催化水；电催化水设备中包括电催化单元，以及间隔设置的缓流段和急流段，且急流段的两侧设置有相对的异极磁体，再将酸性电催化水进行雾化，得到功能水。本发明利用电催化设备和雾化设备形成的酸性电催化水和碱性电催化水，除了保持电势之外，还形成了体积更小的水分子，可延伸其应用至其他领域，该水分子由于尺寸小，不仅能够洗去表面的杂质，还能进入待洗物内部进行深入清洗。
Description
技术领域
本发明涉及清洗技术领域，尤其涉及一种基于功能水的洗砂方法。
背景技术
河砂是目前建筑混凝土用砂的主要来源，而随着国内外混凝土用量的飞速发展，全世界范围内的许多国家已经出现了河砂资源紧张乃至稀缺的情况。现有的河砂存量已经不能满足飞速增长的建设需求。而且，河砂属于不可再生资源，为了保护环境已出台了许多政策以防止河砂的过度开采，进一步加剧了河砂供不应求的形势。海砂在全世界范围内储量丰富，目前世界上已有成功应用海砂的例子，但由于滥用海砂等原因造成坍塌的例子也有很多，因此，在应用海砂之前，必须对其进行处理以保证建筑物的安全使用。
目前，天然砂和人工砂是主要的两种建筑用砂。海砂属于天然砂的一种，颜色较为暗沉，呈深褐色，一般会有贝壳等残片。较多的贝壳等杂质会显著降低混凝土强度和施工和易性，导致混凝土硬化后力学性能严重下降，在外界因素作用下，影响混凝土结构的耐久性能。
更重要的是，由于海砂中存在大量的氯离子，在使用海砂制备钢筋混凝土时，必须考虑海砂中存在的大量Cl-的扩散以及固化对建筑物带来的影响。其中，钢筋表面的钝化膜会因为海砂中Cl-的侵蚀产生破坏，使钢筋出现不同程度的表面损伤。同时，混凝土中的氯盐氛围内掺型和外渗型两类，内掺型是指在混凝土拌和过程中进入混凝土的Cl-，大量的氯离子也会增强离子进入混凝土的通道，引起以铁基体为阳极，钝化膜为阴极的电化学反应，这样会导致混凝土损伤进一步加强，从而严重影响混凝土的强度和耐久性。
基于以上原因，必须在使用之前对海砂进行相应处理。目前常用的方法包括淡化处理、添加阻锈剂或使用其他耐腐蚀材料如纤维增强复合材料FRP代替钢筋。其中，海砂淡化指通过一系列的物理和化学措施，使海砂中的Cl-含量降低到标准浓度之下(规定Cl-含量不得超过混凝土重量的0.06％)。海砂淡化的方法主要有两种，海砂自然放置法和淡水冲洗法。海砂自然放置法是指将海砂堆积，自然放置一段时间使其Cl-浓度降低，但该方法所需时间长且需要有较大场地。淡水冲洗法是指用大量的淡水冲洗海砂，以降低其Cl-含量的方法。与自然放置法相比，淡水冲洗法所需时间短，效率较高，但会造成淡水资源的大量浪费，并提高了工程造价。因此，仍需寻找一种能够减少用水量、除氯效果好的洗砂方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明基于通过电催化和雾化方法制备的功能水，提供了一种耗水少且除氯效果好的洗砂方法，所述功能水能够保持其电势，且由于功能水分子尺寸小，能够更好地去除位于海砂表面和内部的氯离子。
本发明的第一个目的是提供一种基于功能水的洗砂方法，包括以下步骤：采用功能水对待洗砂进行冲洗；所述功能水由以下步骤制备得到：
S1、将淡水通过电催化水设备得到酸性电催化水；所述电催化水设备中包括电催化单元，以及间隔设置的缓流段和急流段，且所述急流段的两侧设置有相对的异极磁体；
S2、将所述酸性电催化水进行雾化，得到所述功能水。
进一步地，所述的冲洗包括以下步骤：通入待洗砂和功能水，使待洗砂依次流经第一洗砂池、第二洗砂池和第三洗砂池，使功能水依次流经第三洗砂池、第二洗砂池和第一洗砂池。
进一步地，所述第一洗砂池或第二洗砂池设置有倾斜一定角度的滤网，以便于去除待洗砂中的鹅卵石、贝壳等杂质。
进一步地，所述第一洗砂池或第二洗砂池设置有振动器，以使杂质与目标物更好地分离。
进一步地，所述电催化水设备的电源为高压直流电源或高压交流电源。
进一步地，所述电源的电压为20-25000V。
进一步地，在步骤S2中，雾化之前还包括向酸性电催化水中通入氢气的步骤。
本发明的第二个目的是提供一种清洗物质的方法，包括以下步骤：采用功能水进行冲洗；所述功能水由以下步骤制备得到：
S1、将淡水通过电催化水设备得到酸性电催化水或碱性电催化水；所述电催化水设备中包括电催化单元，以及间隔设置的缓流段和急流段，且所述急流段的两侧设置有相对的异极磁体；
S2、将所述酸性电催化水或碱性电催化水进行雾化，得到所述功能水。
进一步地，所述待清洗的物质包括但不限于煤、赤泥等。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明中，将淡水通过电催化单元，得到电催化水再流经急流段和缓流段，使电催化水在此段通过时形成自旋流，从而实现电势的低耗散甚至无耗散，在急流段两侧设置异极磁体能够提供稳定的磁场，进而进一步维持电催化水的氧化还原能力。将得到的酸性电催化水进行雾化，雾化后的电催化水除了保持电势之外，还形成了体积更小的水分子，该水分子由于尺寸小，不仅能够洗去待洗砂表面的氯离子，还能进入待洗砂内部，进行氯离子的深入清洗；同时，由于酸性电催化水是氧化水，遇到氯离子会形成次氯酸，次氯酸容易挥发从而使氯离子离开液相；而且氯盐碰到电催化水时，因为电催化水溶解度高，能够更快将氯盐溶解，并以离子状态存在水中，使海砂中的氯离子随水带出。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例说明如后。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
所述电催化设备中包括的装置如下：
一组由下至上平行叠置的两个电催化单元，且电催化单元的首尾端通过连通水管依次连通。其中，电催化单元包括电解管道和绝缘管道。电解管道内设有一密闭空腔，上述连通水管即连通不同电催化单元的密闭空腔(密闭空腔内设有相对的正极板和负极板，用于施加电场)，从进水口进来的水可依次流过各催化单元，提高了催化设备的催化效率，保证水分子的充分电解。绝缘管道位于正极板和负极板之间，绝缘管道内设有可供水流通的空间。
水流从电催化单元中流出后流入流通管，流通管中设置有缓流-急流段，缓流段和急流段相互间隔设置，且急流段的横截面积小于缓流段的横截面积，急流段通过挤压流通管相对的两侧成型，即将流通管局部挤扁，使其内部管道的横截面呈类椭圆形，且挤压完后，急流段对应的流通管的相对的两侧外壁面形成安装平面。各缓流段中的流速相同，且流速小于急流段，流速越快，能量越大，在流通管上设置横截面积不同的缓流段和急流段，使电催化水在流通管中通过时形成自旋流。
磁体固定在急流段两侧相对的安装平面上，磁体选用永磁体，提供稳定的磁场。
雾化装置包括若干个雾化单元，分别固定在相对的两侧，每个雾化单元包括若干支管，且各支管连通设置，支管上设有喷嘴，用于将雾化后的电催化水喷出。
将经过上述电催化水设备的酸性电催化水冲洗海砂，冲洗装置设置如下：
第一洗砂池中设有倾斜45°的滤网，该滤网可进行翻滚，设置翻滚周期为半小时，将待洗砂通入第一洗砂池，将经过第一洗砂池清洗的海砂通入第二洗砂池，在第二洗砂池中静置，使质量较轻的贝壳类杂质漂浮在水面上层，同样通过翻滚滤网移出，将除去贝壳后的海砂通入第三洗砂池中进行漂洗，得到清洗完成的海砂。在第一洗砂池中通入待洗砂之前，向第三洗砂池中通入功能水，该功能水的流向与待洗砂相反。
实施例2
功能水制备和海砂清洗步骤同实施例1，不同之处在于本实施例中向从电催化设备中流出的酸性电催化水中通入氢气，通气结束后进行雾化。
对比例1
将海砂采用未经任何处理的淡水进行冲洗两小时，清洗装置同实施例1，且增加超声装置。
对比例2
将海砂采用通入氢气的淡水进行冲洗两小时，清洗装置同实施例1，且增加超声装置。
测试例
对上述实施例中清洗后的海砂进行氯离子检测，结果如下：
表1测试结果
| 氯离子含量(％) | 耗水量(t/1t海砂) | |
| 实施例1 | 0.001 | 0.2 |
| 实施例2 | <0.0001 | 0.1 |
| 对比例1 | 0.03 | 1.2 |
| 对比例2 | 0.02 | 1.0 |
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种基于功能水的洗砂方法，其特征在于，包括以下步骤：采用功能水对待洗砂进行冲洗；所述功能水由以下步骤制备得到：
S1、将淡水通过电催化水设备得到酸性电催化水；所述电催化水设备中包括电催化单元，以及间隔设置的缓流段和急流段，且所述急流段的两侧设置有相对的异极磁体；
S2、将所述酸性电催化水进行雾化，得到所述功能水。
2.根据权利要求1所述的洗砂方法，其特征在于：所述的冲洗包括以下步骤：通入待洗砂和功能水，使待洗砂依次流经第一洗砂池、第二洗砂池和第三洗砂池，使功能水依次流经第三洗砂池、第二洗砂池和第一洗砂池。
3.根据权利要求1所述的洗砂方法，其特征在于：所述第一洗砂池或第二洗砂池设置有倾斜一定角度的滤网。
4.根据权利要求1所述的洗砂方法，其特征在于：所述电催化水设备的电源为高压直流电源或高压交流电源。
5.根据权利要求1所述的洗砂方法，其特征在于：所述电源的电压为20-25000V。
6.根据权利要求1所述的洗砂方法，其特征在于：在步骤S2中，雾化之前还包括向酸性电催化水中通入氢气的步骤。
7.一种清洗物质的方法，其特征在于，包括以下步骤：采用功能水进行冲洗；所述功能水由以下步骤制备得到：
S1、将淡水通过电催化水设备得到酸性电催化水或碱性电催化水；所述电催化水设备中包括电催化单元，以及间隔设置的缓流段和急流段，且所述急流段的两侧设置有相对的异极磁体；
S2、将所述酸性电催化水或碱性电催化水进行雾化，得到所述功能水。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述待清洗的物质包括煤或赤泥。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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