一种采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土及其制备方法。

背景技术

近年来工业化发展迅速，全球城市化导致汽车数量激增，化石燃料的不断燃烧，随之带来的空气污染问题日益突出。汽车尾气排放是城市空气污染的主要因素，大量氮氧化物严重威胁到了人类的健康。如何实现环境可持续发展成为了社会发展的主要问题，而尾气的排放成了降低空气污染的关键性问题，如今虽然加强了排放管控的要求和增加了许多节能减排的装置，但是空气污染的问题仍不能得到有效的解决。常见的建筑物并不具备降解污染物和自清洁的能力。近年来，纳米二氧化钛具有低毒、强氧化还原等特点，广泛用于光催化涂料的制备过程中。但涂料常会出现脱落、自身发生分解，使得光催化性能大大减弱，且纯Tio

铝基复合材料与水反应制氢在氢能领域备受关注，是一种无毒无污染的制氢方式，具有可移动、在线实时制氢的特点。铝在常温下易形成致密氧化膜，常采用与低熔点金属(In、Sn、Ga等)复合阻碍铝表面氧化膜的形成。而其反应产物为无害Al(OH)

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土及其制备方法，解决铝基复合材料水解副产物应用以及纯TiO

为了解决上述技术问题，本发明提供一种采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土，所述自清洁混凝土包含：230～320kg水泥、30～120kg矿粉、30～70kg粉煤灰、700～770kg机制砂，1000～1100kg碎石、3.5～5.0kg减水剂、130～150kg水和0～15kg的TiO

作为上述技术方案的优选，本发明提供的采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土进一步包括下列技术特征的部分或全部：

作为上述技术方案的改进，所述TiO

作为上述技术方案的改进，所述水泥为P·O42.5硅酸盐水泥或P·Ⅱ42.5硅酸盐水泥。

作为上述技术方案的改进，所述矿粉为符合GB/T18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》标准中的S95级粒化高炉矿渣粉。

作为上述技术方案的改进，所述机制砂细度模数为2.3～3.0，MB值≤1.4，石粉含量为7～10％。

作为上述技术方案的改进，所述碎石为5～25mm连续级配，含泥量小于0.5％，针片状颗粒的质量含量≤8％。

作为上述技术方案的改进，所述粉煤灰为II级粉煤灰，

作为上述技术方案的改进，所述TiO

1)将铝基复合材料与去离子水反应，记为溶液A；

2)将溶液A中上清液倒出，剩余少部分水与产物超声分散均匀，记为溶液B；

3)溶液B加清水反复抽滤，水分抽干后，清水冲洗底部大部分金属化合物(InSn

4)配制钛酸四丁酯的无水乙醇溶液，充分搅拌，记为溶液A；

5)将固体C均匀分散在含有无水乙醇、醋酸的去离子水中，乳白色溶液记为溶液B，其中含有无水乙醇、醋酸的去离子水的溶液记为溶液D；

6)在高速搅拌的状态下，将溶液A缓慢逐滴加入溶液B中，滴定完毕后，继续搅拌30-60min，干燥，研磨成粉末，放入马弗炉中煅烧，随炉冷却至室温，乙醇冲洗，干燥、充分研磨成粉末，即制得TiO

作为上述技术方案的改进，按上述步骤，1)中铝基复合材料的体系为：Al-Ga-In-Sn、Al-Ga-In-Sn-NaCl等。去离子水温度为50℃～70℃。反应时间为12-24h；

按上述步骤，3)中离心机的转速为8000～10000rpm，时间为1～2min。

按上述步骤，4)中钛酸四丁酯与无水乙醇的体积比为：1：3～5；

按上述步骤，5)中无水乙醇、去离子水、醋酸和体积比：1:(0.1～0.30):(0.04～0.06)；

按上述步骤，6)中马弗炉温度为300℃～400℃,升温速率为2～2.5℃/min,保温为2～3h；

按上述步骤，1)～6)中所用超声频率均为450-600W，鼓风干燥箱温度设置均为60～80℃,时间为8～12h，溶液D与固体C的质量比为1：(1～3)。

一种如上任一所述的采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

1)先将机制砂、水泥、矿粉、粉煤灰、部分水、减水剂加入混凝土搅拌机预拌均匀，再加入搅拌均匀，随后加入石子和剩余水继续搅拌，总搅拌时间不低于200s；

2)出料后进行浇筑、振捣、成型，拆模后进行养护，即得采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：

1.本发明将铝基复合材料水解副产物处理之后与二氧化钛制备方式相结合，一步煅烧法制得TiO

2.本发明将铝基复合材料与水反应的产物引入建筑材料领域中，将产物作为载体材料改善纯TiO

3.本发明制备的自清洁混凝土，原材料成本低、制备方式简单。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，详细说明如下。

具体实施方式

下面详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。

在以下实施例中，各原料如下：

水泥采用华新P·O42.5普通硅酸盐水泥；粉煤灰采用镇江谏壁电厂II级粉煤灰，烧失量3.2％；矿粉为江南粉磨有限公司产S95级高炉矿渣；机制砂为卵石破碎，1～4.75mm连续级配，细度模数2.7，石粉含量8％，MB值1.0；碎石为5～25mm连续级配的玄武岩碎石，含泥量小于0.5％，针片状颗粒质量含量为7％，压碎值6％；减水剂为中建商品混凝土有限公司自制聚羧酸系减水剂，减水率25％，水为去离子水。

在以下实施例和对比例中，TiO

1)将铝基复合材料(Al-Ga-In-Sn-NaCl)与70℃去离子水反应12h，记为溶液A；

2)将溶液A中上清液倒出，剩余少部分水与产物600W超声分散均匀，记为溶液B；

3)溶液B加清水反复抽滤，水分抽干后，清水冲洗底部大部分金属化合物(InSn

4)将钛酸四丁酯倒入容器中并不断搅拌，在搅拌过程中加入无水乙醇，在室温下搅60min，得到溶液D，其中钛酸丁酯和无水乙醇的体积比为1:5；

5)在容器中加入去离子水，在超声搅拌状态下继续加入无水乙醇、醋酸，记为溶液E，再加入步骤3)中固体C，得到均匀分散的乳白色溶液F，其中无水乙醇、去离子水和醋酸的体积比为1:0.3:0.05，溶液E与固体C质量比为：1:3；

6)将D溶液逐滴滴加至乳白色溶液E，滴加过程中高速搅拌溶液，滴加完毕后继续搅拌60min，通过鼓风机进行干燥，温度设置80℃，干燥时间为12h，完成后研磨成粉末，放于马弗炉中以2℃/min升至300℃煅烧，保温时间为4h，随炉冷却至室温，乙醇冲洗表面，干燥、充分研磨成粉末，即得TiO

实施例1

一种采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土，每立方混凝土中，包括以下重量的组分：水泥240kg，矿粉40kg，粉煤灰40kg，机制砂781.9kg，碎石1172.9kg，TiO

一种采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土制备方法包括如下步骤：

1)将机制砂、水泥、矿粉、粉煤灰、一半的水、减水剂加入混凝土搅拌机预拌1min；

2)再均匀加入TiO

3)随后加入石子和剩余水继续搅拌，总搅拌时间不低于200s；

4)在模具上均匀涂刷脱模剂，将采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土拌合物浇筑入模具中并振捣；

5)养护成型后拆模，再继续进行养护，即得采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土。

实施例2

与实施例1不同之处仅在于：

一种采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土，每立方混凝土中，包括以下重量的组分：水泥320kg，矿粉120kg，粉煤灰70kg，机制砂679.6kg，碎石1019kg，TiO

实施例3

与实施例1不同之处仅在于：

一种采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土，每立方混凝土中，包括以下重量的组分：水泥300kg，矿粉80kg，粉煤灰50kg，机制砂720.9kg，碎石1081.3kg，TiO

对照例1

与实施例1不同之处仅在于：

一种采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土土，每立方混凝土中，包括以下重量的组分：水泥320kg，矿粉120kg，粉煤灰70kg，机制砂681.6kg，碎石1022kg，纯TiO

对照例2

与实施例1不同之处仅在于：

一种采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土，每立方混凝土中，包括以下重量的组分：水泥320kg，矿粉120kg，粉煤灰70kg，机制砂681.6kg，碎石1022kg，减水剂3.99kg，水170kg

对照例1和对照例2与实施例2起对照作用，目的为了测试有无载体γ-Al

性能测试方法：

1.养护完成后，观察采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土的颜色及外观，并仔细观察裂缝和孔洞的情况；

2.模拟日光条件下，在密封的有机玻璃光催化反应箱中连续通过浓度为80ppm的NO

3.在混凝土表面与侧面均撒上灰尘，模拟下雨条件，并持续60s以上，观察混凝土表面的水滴流淌现象。

表1为各实施例和对比例所得采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土的NO

表1实施例1～3、对比例1～2自清洁混凝土性能测试结果

由上表性能测试结果可知，本发明所制备的采用铝基复合材料水解副产物的自清洁混凝土，通过回收铝基复合材料的水解产物，制备γ-Al

本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。