[发明专利]一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的光催化混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及建筑建材技术领域，具体涉及一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的光催化混凝土及其制备方法。由磷石膏、矿渣粉、石灰石粉、硅酸盐水泥、碎玻璃渣、风积砂、发泡剂、稳泡剂、减水剂、光催化有机粘结剂组成，使用本发明可对室内空气污染问题进行改善，尤其是对甲醛等有害气体的吸附降解，在自然光照条件下即可完成，无需更多的能源和操作步骤，具有市场价值。本发明适用于轻质墙体材料、石膏墙体物件、吊顶装饰板等室内装饰材料领域。

技术领域

本发明涉及建筑建材技术领域，具体涉及一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的光催化混凝土及其制备方法。

背景技术

目前新装修的写字楼及居室内空气污染超标率高达70％，室内环境及装饰产生的苯、甲醛的超标率超过 80％，装修半年后甲醛仍然超标的比例为10%，室内污染是导致儿童白血病、肺病、恶性肿瘤的罪魁祸首。据调查，中国每年由室内空气污染引起的死亡人数已达11万人。

磷石膏的主要化学成分为CaO和SO₃。同时含有P₂O₅、F、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂、有机物等杂质及少量镉、铅、铜等元素。磷石膏主要以针状晶体、板状晶体、密实晶体、多晶核晶体等四种结晶形式存在。磷石膏胶结体的性能与天然石膏相比有较大差异，主要表现为凝结时间长，强度较低。不同生产企业、不同批次的磷石膏的化学组成都略有不同，这主要与磷酸生产工艺条件的控制及磷矿石的品种有关。我国磷酸生产以湿法生产为主，通过硫酸分解磷矿石生成萃取料浆，然后过滤洗涤制得磷酸，过滤洗涤过程中同时产生磷石膏。在磷酸生产过程中，部分磷矿石未分解、磷石膏洗涤过滤不完全是磷石膏中含有磷、氟等多种杂质的原因，正是这些杂质影响了磷石膏的性能，使其不能直接应用于石膏建材的生产，制约了磷石膏的利用。

光催化技术的反应条件温和、二次污染小、运行成本低，并且可望利用太阳光作为光源，是目前最具发展前景的室内空气净化技术。现在，利用二氧化钛（TiO₂），光催化技术净化室内空气的影响因素、反应条件、元素掺杂等问题得到广泛研究。其载体向玻璃、瓷砖等更具实用性的建筑材料发展，研究也由实验室机理研究向工程应用拓展。

石膏板具有广泛应用于室内建筑装饰、应用面积大、比表面积大的特点，将石膏板和粘结剂的吸附能力与掺氮TiO₂的光催化能力相结合，一方面可以使有机物浓度迅速降低；另一方面，有机物分子和空气中的水蒸汽在石膏板表面高度富集，有利于和掺氮TiO₂充分接触从而被彻底氧化降解。同时，还可以避免光催化降解大分子有机物过程中可能会产生的中间产物进入空气中形成二次污染。因此，本发明选取磷石膏基水硬性胶凝材料制成的混凝土板作为二氧化钛光催化粉末的载体，采用有机粘结剂法进行负载，可用于室内天花板吊顶和装饰。

相对于现有传统的光催化混凝土，本发明具有节能环保、生产成本低、施工方便、力学性能、保水性、耐久性能好等优点。

经检索，利用磷石膏、矿渣粉、风积沙和光催化有机粘结剂等制备光催化混凝土，在国内尚属首次。

发明内容

本发明目的在于提出一种以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的光催化混凝土及其制备方法。本发明利用磷石膏、矿渣粉、石灰石粉、硅酸盐水泥、碎玻璃渣、风积砂、发泡剂、稳泡剂、减水剂、光催化有机粘结剂制备光催化混凝土，光催化活性好，重复使用性能好，不易发生薄膜脱落，成本低、耐久性能高的光催化混凝土的制备方法。

本发明提出的以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的光催化混凝土，由混凝土板和光催化有机粘结剂组成，光催化有机粘结剂均匀涂抹于混凝土板上；所述混凝土板由磷石膏、矿渣粉、石灰石粉、硅酸盐水泥、碎玻璃渣、风积砂、发泡剂、稳泡剂和减水剂组成，光催化有机粘结剂由掺氮TiO₂粉体、聚丙稀酰胺和重蒸水组成，其中：