[发明专利]一种具有重金属离子清除能力的透水混凝土的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有重金属离子清除能力的透水混凝土的制备方法，将3‑硫氰基丙基三乙氧基硅烷(TCPS)分子与碱激发处理粉煤灰混合并进行充分反应，使TCPS分子链接到粉煤灰的表面；然后将石子、硅酸盐水泥、改性后的粉煤灰等按一定比例混合，并加水进行水化，制得具有重金属离子清除能力的透水混凝土。本发明所得透水混凝土，在发挥混凝土功能性的同时，可起到去除重金属离子、净化环境等效果，涉及的制备步骤简单、条件温和、装置设备要求低，且对重金属离子吸附性能强、稳定性好，制备周期短，重复性好、成本低，适合推广应用。

技术领域

本发明属于功能性水泥基材料技术领域，具体涉及一种具有重金属离子清除能力的透水混凝土的制备方法。

背景技术

矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中产生的重金属废水(含有铬、镉、铜、汞、镍、锌等重金属离子)是对水体污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。含有重金属离子的污染物进入水体对水体造成的污染；废水中的重金属是各种常用水处理方法不能分解破坏的，而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理化学状态。

混凝土是当前世界上使用和需求最大的建筑材料，在道路、海防、桥梁及房屋等方面，水泥基材料都呈现出使用量大、应用面广等特点，进一步探索具有重金属离子清除能力的透水混凝土具有重要的环境和社会效益。

发明内容

本发明的目的是针对地表水水体等存在的重金属离子问题，提供一种具有重金属离子清除能力的透水混凝土，它在发挥混凝土功能性的同时，可实现去除重金属离子、净化环境等效果，且涉及的制备步骤简单、装置设备要求低、重金属离子吸附性能强、稳定性好，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种具有重金属离子清除能力的透水混凝土的制备方法，它包括如下步骤：

1)将粉煤灰和NaOH溶液混合，进行加热搅拌处理，依次进行过滤、水洗至中性、干燥，得碱激发粉煤灰；

2)将碱激发粉煤灰与3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液混合，进行常温搅拌处理，然后进行过滤、乙醇清洗、干燥，得TCPS修饰粉煤灰；

3)将TCPS修饰粉煤灰与透水混凝土原料按配比混合，然后进行搅拌处理得透水混凝土混合料；

4)将所得透水混凝土混合料倒入模具中，进行养护、脱模得具有重金属离子清除能力的透水混凝土制品。

上述方案中，所述NaOH溶液的浓度为4.0-5.0mol/L。

上述方案中，所述粉煤灰和NaOH溶液中NaOH的质量比为1:(2-2.5)。

上述方案中，所述加热搅拌处理温度为85-90℃，时间为6-12h。

上述方案中，所述碱激发粉煤灰与3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷的质量比为1:(10-16)。

上述方案中，所述3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷的浓度为50-80wt％。

上述方案中，所述常温搅拌处理时间为6-8h。

上述方案中，所述透水混凝土原料包括集料、水泥和水；步骤3)中所述配比条件为，各组分及其所占质量百分比包括：集料368～388kg/m³、水泥333～351kg/m³、水103～109kg/m³、TCPS修饰粉煤灰37～39kg/m³。

上述方案中，步骤3)还可加入用适量减水剂(3.8～4.0kg/m³)调节粘度；也可适当引入其他功能型组分对所得透水混凝土的性能进行改性或优化。