[发明专利]一种抗菌粗骨料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抗菌粗骨料及其制备方法，所述抗菌粗骨料由骨料基体和隔离层构成；所述骨料基体按重量份的原料配比为：水泥15~22份、偏高岭土0.8~2份、石英砂40~68份、玄武岩纤维0.1~0.15份、抗菌剂0.02~0.04份、去离子水7.5~13份；所述隔离层设置在骨料基体的表面。本发明制取的抗菌粗骨料掺入混凝土后，可显著提升混凝土中纳米光催化材料活性位点的数量，提高混凝土的抗菌性能；抗菌粗骨料中纳米光催化材料的抗冲刷和抗磨损性能较好，保证了光催化抗菌混凝土抗菌性能的稳定和持久。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种抗菌粗骨料及其制备方法。

背景技术

骨料是砂浆或混凝土中起骨架和填充作用的粒状材料，是制备砂浆或混凝土必需的建筑材料之一。骨料一般分为细骨料和粗骨料两类。细骨料一般采用河砂和湖砂等，粗骨料一般采用碎石和卵石等。由于混凝土长期暴露在空气中，其表层或裂缝中易存在细菌，对其混凝土产生侵蚀破坏。为解决上述问题，现有的解决方式有喷洒杀菌剂、涂覆杀菌涂料和光催化杀菌等。光催化杀菌的效果受纳米光催化材料的性质、与光源的接触面积以及混凝土中各材料间复合效果等因素的影响。目前，常见的应用方式是将纳米光催化材料直接掺在水泥浆体中或物理吸附在粗集料的表面。虽然可以取得一定的效果，但依然存在着诸多问题：

（1）物理吸附的方式主要是通过在轻质骨料的表面和孔隙中附着纳米光催化材料，而轻质骨料表面的纳米光催化材料抗冲刷、抗磨损性能较差，容易导致纳米光催化材料的流失；轻质骨料内部附着的纳米光催化材料较少且分布不均匀，严重影响光催化抗菌混凝土的抗菌性能。

（2）目前，混凝土中的纳米光催化材料多数是直接掺入在水泥浆体中，若只在水泥浆体中掺入纳米光催化材料，限制了混凝土中纳米光催化材料与细菌接触面积的增加，从而阻碍了光催化抗菌性能的提升。

（3）由于纳米光催化材料易吸附团聚，直接掺入水泥或砂中难以与水泥和砂一起拌合均匀。即便在水中分散均匀后加入，除了分散性不能得到保证外，较多的纳米光催化材料残留在容器内壁或底部，材料损耗较多，既对纳米光催化材料的掺入量产生较大误差，又影响使用过程中的杀菌效果。

因此，为了提高混凝土中纳米光催化材料的受光面积及光催化抗菌性能，亟需设计一种抗菌粗骨料及其制备方法用于解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种抗菌粗骨料及其制备方法，用于提升混凝土的光催化抗菌性能，对光催化抗菌混凝土的推广及应用起到了积极的促进作用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种抗菌粗骨料，所述抗菌粗骨料包括骨料基体和隔离层；所述骨料基体按重量份的原料配比包括：水泥15~22份、偏高岭土0.8~2份、石英砂40~68份、玄武岩纤维0.1~0.15份、抗菌剂0.02~0.04份、去离子水7.5~13份；所述隔离层设置在骨料基体的表面，由隔离粉附着在骨料基体的表面形成。

所述隔离粉按重量份的原料配比为：水泥0.5~1.5份、熟石灰1~2份、矿粉0.5~1份；所述骨料基体和隔离粉的重量比为1:0.06~0.15。

所述抗菌剂组成成分包括抗菌主料和抗菌辅料；所述抗菌剂是将抗菌主料和抗菌辅料同时加入体积为V₁的自来水中，超声分散12~25分钟，然后过滤除去自来水，之后采用球磨机球磨1.5~3.5小时得到抗菌剂。

所述V₁=(50~300)V₂，其中V₂为抗菌主料的堆积体积和抗菌辅料的堆积体积之和。

所述抗菌主料为纳米二氧化钛、纳米石墨相氮化碳、纳米二氧化锆的等质量组合；所述抗菌辅料为纳米六方氮化硼；所述抗菌主料和抗菌辅料的重量比为1:0.15~0.2。