[發(fā)明專利]一種生態(tài)混凝土及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110083342.0
• 申請日: 2011-04-02
• 公開（公告）號: CN102219458A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設計）人: 李軼;虞靜靜;王超;劉志剛
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

技術領域

本發(fā)明屬于坡面生態(tài)修復領域，特別涉及一種生態(tài)混凝土及其制備方法。

背景技術

混凝土是當代最主要的土木工程材料之一。它是由膠結材料，集料、骨料和水按一定比例配制，經(jīng)攪拌振搗成型，在一定條件下養(yǎng)護而成的人造石材。混凝土具有原料豐富，價格低廉，生產工藝簡單的特點，因而其用量越來越大。

河岸護坡指的是為防止河岸邊坡受沖刷，在坡面上所做的各種鋪砌和栽植的統(tǒng)稱。河岸護坡工程可以分為傳統(tǒng)的邊坡工程和生態(tài)護坡工程，但是不管是傳統(tǒng)護坡還是生態(tài)護坡，都不可避免的需要混凝土。

有研究表明，混凝土對污染物具有吸附和解析作用，污染物質被混凝土吸附之后，有0.8%-60%的污染物會最終到達河流中，對河流造成污染。

粉煤灰是我國當前排量較大的工業(yè)廢渣之一，現(xiàn)階段我國年排渣量已達3000萬t。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，粉煤灰的處理和利用問題引起人們廣泛的注意。

光催化是近年來發(fā)展起來的一種新型環(huán)境污染治理技術。它具有能耗低、無二次污染、降解范圍廣等優(yōu)點,?可將多種有機污染物氧化分解,?并最終礦化為二氧化碳和水等無機小分子,?因此得到廣泛研究。其中銳鈦礦T_iO₂光催化材料具有光化學穩(wěn)定性好、無毒、價廉、催化活性高等優(yōu)點,?尤為引人矚目,?在環(huán)境治理和能源開發(fā)等方面具有廣闊的應用前景。但由于銳鈦礦T_?i?O₂是一種寬禁帶半導體,其禁帶寬度為3.2eV，只有在紫外光的激發(fā)下才能表現(xiàn)出光催化活性，研究表明摻雜氮或氮硫共摻雜的二氧化鈦可以提高其在可見光照射下的光催化活性。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種生態(tài)混凝土及其制備方法，制備的生態(tài)混凝土可用于河岸護坡工程，該生態(tài)混凝土可以在河岸邊坡加固、環(huán)境污染治理等方面發(fā)揮重要作用。

本發(fā)明的目的在于提供一種生態(tài)混凝土，它由下列原料按重量份制成：普通硅酸鹽水泥10～15份，石英砂40～60份，水5～10份，加氣劑0.15～0.25份，改性粉煤灰15～20份，改性二氧化鈦10～15份；

所述改性粉煤灰按下列原料及工藝制得：取鹽酸和硫酸按照體積比為1:3的比例混合形成混合酸，然后取20g粉煤灰、1gNaCl和20mL混合酸，于18-25℃下攪拌反應60min，形成混合物，將混合物在100-105℃下烘干，烘干后碾碎得改性粉煤灰；

所述改性二氧化鈦的粒徑為10nm～15nm，所述改性二氧化鈦為氮摻雜二氧化鈦或氮硫共摻雜二氧化鈦；

所述改性二氧化鈦為氮摻雜二氧化鈦或氮硫共摻雜二氧化鈦；

所述氮摻雜二氧化鈦是按下列原料及工藝制得：量取10mL鈦酸四丁酯與10mL無水乙醇混合后攪拌均勻，得到溶液A1；稱量6g尿素溶入10mL去離子水中，得到溶液?B1；將溶液A1逐滴滴入溶液B1中，滴加完畢攪拌1h?，得到溶液C1；轉移溶液?C1在160℃下水熱6h，形成沉淀物，反復沖洗沉淀物，充分干燥后，取出固體碾磨成粉末，隨后在500℃下煅燒3h，得到氮摻雜納米二氧化鈦；

所述氮硫共摻雜二氧化鈦是按下列原料及工藝制得：將8mL的鈦酸丁酯和32mL無水乙醇混合得A2液，將3mL冰醋酸、2mL二次水、10mL無水乙醇混合得B2液，在B2液中加入六次甲基四胺和硫代乙酰胺，使得氮、硫、鈦的摩爾比為1:0.11:8.33，將加入六次甲基四胺和硫代乙酰胺的B2液逐滴滴入A2液，滴入的過程中持續(xù)攪拌A2液，滴完后繼續(xù)攪拌?30min后將其在室溫下靜置24?h，然后在80℃下干燥24h，取出固體碾磨成粉末，隨后在450℃下煅燒2?h，得氮硫共摻雜二氧化鈦。

所述加氣劑為加氣混凝土發(fā)氣劑的鋁粉膏。

所述石英砂的粒徑不超過2mm。

本發(fā)明的另一個目的是提供這種生態(tài)混凝土的制備方法，具體通過以下步驟實現(xiàn)：

（1）原材料準備：

a)篩選石英砂，使其粒徑不超過2mm；

b)改性粉煤灰的制備：取鹽酸和硫酸按照體積比為1:3的比例混合形成混合酸，然后取20g粉煤灰，1gNaCl和20mL混合酸，于18-25℃下攪拌反應60min，形成混合物，將混合物于烘箱中以100-105℃烘干，烘干后碾碎得改性粉煤灰。

c）改性二氧化鈦的制備：

所述改性二氧化鈦為氮摻雜二氧化鈦或氮硫共摻雜二氧化鈦；