[發(fā)明專利]一種抗菌水泥混凝土及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110056603.3
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112624709B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊政險;盧林;王文成;洪曉均
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B28/08;C04B18/02;C04B14/30;C04B14/32;C04B14/06;C04B14/10;C04B111/20
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 饒文君;蔡學俊

本發(fā)明涉及一種抗菌水泥混凝土及其制備方法，所述抗菌水泥混凝土按重量份的原料配比為：水泥12~18份、偏高嶺土0.6~1份、石英砂32~55份、粗骨料58~120份、抗菌劑0.012~0.04份、去離子水5.5~10.5份。本發(fā)明采用納米光催化材料作為抗菌劑摻入水泥混凝土中，既不影響水泥混凝土的耐久性，又能長期起到抗菌的作用；采用人工粗骨料替代部分天然粗骨料，可提升水泥混凝土中抗菌劑的受光面積；采用抗菌劑在粗集料表面形成潤滑膜，用于改善粗集料表面的潤滑度，提高水泥混凝土的流動性和材料拌合的均勻性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種抗菌水泥混凝土及其制備方法。

背景技術(shù)

水泥混凝土是以水泥、骨料和水為主要原材料，經(jīng)拌合、成型、養(yǎng)護等工藝制作硬化后具有強度的工程材料。水泥混凝土長期暴露在空氣中，在其表層或裂縫中極易積累大量的細菌。細菌的代謝對水泥混凝土具有侵蝕作用，降低水泥混凝土的使用壽命。目前，為了防止細菌對混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕破壞，現(xiàn)有的解決方式有噴灑殺菌劑、涂覆殺菌涂料和光催化殺菌等。其中，光催化殺菌的效果受納米光催化材料的性質(zhì)、與光源的接觸面積以及不同材料間復合效果等因素的影響。常見的應(yīng)用方式是將納米光催化材料直接摻在水泥漿體中或涂覆在混凝土的表面等，但在實際應(yīng)用時都存在著問題如下：

（1）混凝土長期暴露在外界環(huán)境下，若將殺菌涂料或納米光催化材料直接涂覆在混凝土表面，其使用壽命較短，極易產(chǎn)生破損或從混凝土表面剝落；破損或剝落后，雖然可反復涂抹和維修，但是需持續(xù)投入人力和材料等資源，維護成本較高。

（2）粗骨料約占水泥混凝土體積的二分之一，若在水泥混凝土中全部采用天然粗骨料，只在水泥漿體中摻入納米光催化材料，顯著阻礙了水泥混凝土中納米光催化材料與微生物的接觸面積或納米光催化材料受光面積的提升，從而導致抗菌性能受到限制。

（3）納米光催化材料易吸附團聚，直接摻入難以與水泥和砂石一起拌合均勻；即便在水中分散均勻后加入，依然不能保證其分散性，而且較多的納米光催化材料殘留在容器內(nèi)壁或底部，材料損耗較多，既對納米光催化材料的摻入量產(chǎn)生較大誤差，又影響使用過程中的殺菌效果。

（4）混凝土所處環(huán)境一般較為復雜惡劣，使用壽命長達數(shù)十年，而且混凝土呈強堿性，其組成材料中的水泥水化時間較長。納米光催化材料在混凝土中存在光催化性能降低或結(jié)構(gòu)破壞等問題，若只采用一種納米材料用于光催化殺菌，一旦其性能受到抑制，將嚴重影響水泥砂漿的光催化效果。

（5）常用的殺菌劑多為化學制劑，在水泥混凝土的表面噴灑殺菌劑，可能會對砂漿的結(jié)構(gòu)造成一定的腐蝕性破壞，影響水泥混凝土的使用壽命。而且殺菌劑往往僅能殺死微生物，不能分解其死后釋放的內(nèi)毒素等物質(zhì)；殘留的物質(zhì)反而為新的細菌提供了營養(yǎng)，不利于緩解細菌對水泥混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕破壞。

因此，為了減少細菌對水泥混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕破壞，提高水泥混凝土的使用壽命，設(shè)計一種抗菌水泥混凝土及其制備方法顯得越發(fā)重要。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種抗菌水泥混凝土及其制備方法，采用納米光催化材料作為抗菌劑摻入水泥混凝土中，保證水泥混凝土抗菌效果的持久和穩(wěn)定。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種抗菌水泥混凝土，所述抗菌水泥混凝土按重量份的原料配比為：水泥12~18份、偏高嶺土0.6~1份、石英砂32~55份、粗骨料58~120份、抗菌劑0.012~0.04份、去離子水5.5~10.5份；所述粗骨料由天然粗骨料和人工粗骨料混合而成；所述人工粗骨料按重量份的原料配比為：水泥16~25份、偏高嶺土0.9~2.5份、石英砂45~75份、玄武巖纖維0.15~0.2份、抗菌劑0.025~0.05份、去離子水8~14.5份，所述天然粗骨料為石灰?guī)r碎石或玄武巖碎石。