[发明专利]一种氮掺杂二氧化钛的蒸压加气混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

       本发明涉及节能环保型建材技术领域，具体涉及一种添加了玻璃和氮掺杂二氧化钛的蒸压加气混凝土材料及其制备方法。

背景技术

       河流岸坡是指为防止边坡受冲刷，在坡面上所做的各种铺砌和栽植的统称。岸坡的形式有直接防护和间接防护。直接防护是对河岸边坡直接进行加固，以抵抗水流的冲刷和淘刷。常用抛石、干砌片石、浆砌片石、石笼及梢捆等修筑。间接防护适用于河床较宽或防护长度较大的河段，可修筑丁坝、顺坝和格坝等，将水流挑离河岸。但不管哪种岸坡形式都需要混凝土材料。

       蒸压加气混凝土是对传统混凝土材料改进的一种新型建筑材料，它一般是用水泥、石灰和硅质材料（如沙、粉煤灰、矿渣）的配料中加入铝粉作加气剂，经加水搅拌、发气膨胀、浇注成型、预养切割，再放入经高压蒸汽养护而成的多孔硅酸盐砌块。由于它很轻，具有很好的孔结构和稳定性等特性，现广泛应用于各种建筑的填充材料。

       有研究表明，蒸压加气混凝土材料有很好的孔结构，密度为450 kg/m³时，孔隙率几乎达到82 %。所以它不仅有很强的吸附能力（对磷的吸附能力达到6.064 mg/g），而且和其它的建筑材料相比，还有很快的吸附速率。此外，蒸压加气混凝土材料对污染物确实有一定的吸附能力，但这些污染物只是被它截留，而没有得到降解，在一定的条件下，它吸附的污染物将会被释放出来并进入水体，对水体造成污染。

发明内容

       本发明的目的在于提供一种氮掺杂二氧化钛的蒸压加气混凝土及其制备方法，该蒸压加气混凝土可用于吸附、截留雨污并能在自然光照射下光催化降解雨污中的污染物，从而控制河流面源污染。

    为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种氮掺杂二氧化钛的蒸压加气混凝土，它由以下质量配比的原料制成：普通硅酸盐水泥30～35份，沙子30～35份，玻璃15～20份，氮掺杂二氧化钛3～6份，铝粉0.05～0.10份、自来水10～15份；

       氮掺杂二氧化钛是按下列原料及工艺制得：将10 mL的钛酸正丁酯和10 mL无水乙醇混合为a液，将3 ml冰醋酸、2 ml双蒸水和10 ml无水乙醇混合为b液，将b液逐滴滴入不断搅拌的a液中，搅拌速度为500 r/min，滴加完毕后持续搅拌30 min，得到混合液，再将3 mL的浓度为1 mol/L尿素加入到混合液中，在搅拌速度为500 r/min下搅拌60 min；然后于室温下静置风干，得到干凝胶，然后将干凝胶碾磨成粉末状后放置于马弗炉内在400 ℃下煅烧3 h，得到粉末状的氮掺杂二氧化钛，然后选取其中粒径为6～18 nm的氮掺杂二氧化钛；

       玻璃是粒径为1.16～2.36 mm的透明玻璃碎片。

       本发明提供的另一个技术方案为：一种制备氮掺杂二氧化钛的蒸压加气混凝土的方法，该方法的制备步骤如下：

       a)将上述的普通硅酸盐水泥，沙子，玻璃，氮掺杂二氧化钛和自来水混合搅拌1～2 h形成浆料，再加入铝粉进行加气，得到加气浆料；

       b)将加气浆料浇筑到模具中，用压缩机压缩2次，第一次以500 kN/min的压缩速率压缩1min，第二次以600 kN/min的压缩速率压缩1min；

       c)将压缩后的加气浆料养护1～2 天，养护条件为温度20℃±2℃、相对湿度95 %，拆模得到初步的复合混凝土块，再将它放入高压釜中以180 ℃蒸压10～16 h，得到氮掺杂二氧化钛的蒸压加气混凝土。

    本发明采用铝粉掺入浆料，在碱性条件下产生化学反应：铝粉极细，产生的氢气形成许多小气泡，保留在很快凝固的混凝土中。这些大量的均匀分布的小气泡都是连通的，这使得蒸压加气混凝土作为一种新型混凝土材料，与普通混凝土材料相比，它有很好的孔结构，吸附污染物的能力有明显提高。

       普通透明玻璃：它是一种较为透明的固体物质，主要成份是二氧化硅，由于它具有很好的透光性，现广泛应用于日常生活中，用来隔风透光。