[发明专利]一种生态混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于坡面生态修复领域，特别涉及一种生态混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶结材料，集料、骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而其用量越来越大。

河岸护坡指的是为防止河岸边坡受冲刷，在坡面上所做的各种铺砌和栽植的统称。河岸护坡工程可以分为传统的边坡工程和生态护坡工程，但是不管是传统护坡还是生态护坡，都不可避免的需要混凝土。

有研究表明，混凝土对污染物具有吸附和解析作用，污染物质被混凝土吸附之后，有0.8%-60%的污染物会最终到达河流中，对河流造成污染。

粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，现阶段我国年排渣量已达3000万t。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，粉煤灰的处理和利用问题引起人们广泛的注意。

光催化是近年来发展起来的一种新型环境污染治理技术。它具有能耗低、无二次污染、降解范围广等优点, 可将多种有机污染物氧化分解, 并最终矿化为二氧化碳和水等无机小分子, 因此得到广泛研究。其中锐钛矿T_iO₂光催化材料具有光化学稳定性好、无毒、价廉、催化活性高等优点, 尤为引人瞩目, 在环境治理和能源开发等方面具有广阔的应用前景。但由于锐钛矿T _i O₂是一种宽禁带半导体,其禁带宽度为3.2eV，只有在紫外光的激发下才能表现出光催化活性，研究表明掺杂氮或氮硫共掺杂的二氧化钛可以提高其在可见光照射下的光催化活性。

发明内容

本发明提供一种生态混凝土及其制备方法，制备的生态混凝土可用于河岸护坡工程，该生态混凝土可以在河岸边坡加固、环境污染治理等方面发挥重要作用。

本发明的目的在于提供一种生态混凝土，它由下列原料按重量份制成：普通硅酸盐水泥10～15份，石英砂40～60份，水5～10份，加气剂0.15～0.25份，改性粉煤灰15～20份，改性二氧化钛10～15份；

所述改性粉煤灰按下列原料及工艺制得：取盐酸和硫酸按照体积比为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℃下搅拌反应60min，形成混合物，将混合物在100-105℃下烘干，烘干后碾碎得改性粉煤灰；

所述改性二氧化钛的粒径为10nm～15nm，所述改性二氧化钛为氮掺杂二氧化钛或氮硫共掺杂二氧化钛；

所述改性二氧化钛为氮掺杂二氧化钛或氮硫共掺杂二氧化钛；

所述氮掺杂二氧化钛是按下列原料及工艺制得：量取10mL钛酸四丁酯与10mL无水乙醇混合后搅拌均匀，得到溶液A1；称量6g尿素溶入10mL去离子水中，得到溶液 B1；将溶液A1逐滴滴入溶液B1中，滴加完毕搅拌1h ，得到溶液C1；转移溶液 C1在160℃下水热6h，形成沉淀物，反复冲洗沉淀物，充分干燥后，取出固体碾磨成粉末，随后在500℃下煅烧3h，得到氮掺杂纳米二氧化钛；

所述氮硫共掺杂二氧化钛是按下列原料及工艺制得：将8mL的钛酸丁酯和32mL无水乙醇混合得A2液，将3mL冰醋酸、2mL二次水、10mL无水乙醇混合得B2液，在B2液中加入六次甲基四胺和硫代乙酰胺，使得氮、硫、钛的摩尔比为1:0.11:8.33，将加入六次甲基四胺和硫代乙酰胺的B2液逐滴滴入A2液，滴入的过程中持续搅拌A2液，滴完后继续搅拌 30min后将其在室温下静置24 h，然后在80℃下干燥24h，取出固体碾磨成粉末，随后在450℃下煅烧2 h，得氮硫共掺杂二氧化钛。

所述加气剂为加气混凝土发气剂的铝粉膏。

所述石英砂的粒径不超过2mm。

本发明的另一个目的是提供这种生态混凝土的制备方法，具体通过以下步骤实现：

（1）原材料准备：

a)筛选石英砂，使其粒径不超过2mm；

b)改性粉煤灰的制备：取盐酸和硫酸按照体积比为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℃下搅拌反应60min，形成混合物，将混合物于烘箱中以100-105℃烘干，烘干后碾碎得改性粉煤灰。

c）改性二氧化钛的制备：

所述改性二氧化钛为氮掺杂二氧化钛或氮硫共掺杂二氧化钛；