一种高白度自清洁混凝土及其制备方法和应用与流程

本发明涉及混凝土，尤其是涉及一种高白度自清洁混凝土及其制备方法和应用。

背景技术：

1、高白度自清洁混凝土作为一种兼具建筑美学与环保功能的新型建筑材料，在高端建筑幕墙、标志性市政工程以及高档景观构筑物等领域展现出巨大的应用潜力。该材料主要以白硅酸盐水泥为胶凝材料，配合高白度骨料，并引入光催化剂（如二氧化钛tio2等）。在光照条件下，光催化剂受激产生具有强氧化性的羟基自由基和超氧阴离子，能够将附着在混凝土表面的汽车尾气、工业废气、油脂等有机污染物彻底降解为水和二氧化碳；同时配合其表面的超亲水特性，使自然雨水能轻易冲刷掉表面残留物。这种材料不仅大幅降低了建筑外墙的人工清洗和长期维护成本，还能长久保持建筑物光洁纯白的外观，具有显著的经济效益与生态环境效益。

2、然而，现有的高白度自清洁混凝土在实际工程应用中，依然面临着难以克服的技术瓶颈，主要表现在以下四个方面：1、可见光利用率低，自清洁效果受环境制约大：2、“催化改性”与“高白度”之间存在技术互斥： 为了拓宽tio2的光谱响应范围至可见光区，现有技术通常采用非金属（如n、s、c）或过渡金属掺杂的方法来缩小带隙。但这些改性手段往往会产生明显的吸光效应或颜色中心，导致原本洁白的催化粉体发黄、发灰甚至发黑。若将其直接引入混凝土，会破坏高白度混凝土的外观。3、纳米粉体极易团聚，导致力学性能劣化。4、基材泛碱（白华）严重削弱光催化活性；这种无序的泛碱不仅造成墙面颜色不均（发花），其生成的致密碳酸钙层还会直接物理覆盖和掩蔽表层的光催化活性位点，导致自清洁功能提前失效。

3、综上，亟需开发一种实现高白度、高效可见光自清洁与力学性能增强的混凝土方案。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一方面提出一种高白度自清洁混凝土，该混凝土不仅具有高白度、自清洁能力强且力学性能好。

2、本发明第二方面还提供一种高白度自清洁混凝土的制备方法。

3、本发明第三方面还提供一种高白度自清洁混凝土的应用。

4、根据本发明的第一方面实施方式提供了一种高白度自清洁混凝土，包括如下组分：

5、白色硅酸盐水泥、复合骨料、石灰石粉、光催化复合粉体、聚羧酸减水剂；

6、所述复合骨料包括煅烧白矾土和空心玻璃微珠；所述光催化复合粉体是由氯氧化铋和氟掺杂的二氧化钛负载在偏高岭土上。

7、根据本发明的一种优选的实施方式，以所述白色硅酸盐水泥的含量为100重量份计算，所述复合骨料的含量为150~250份；所述石灰石粉的含量为10~20份；所述光催化复合粉体的含量为5~15重量份；所述聚羧酸减水剂的含量为0.5~2份。

8、根据本发明的一种优选的实施方式，所述光催化复合粉体通过如下方法制备：

9、s1、将钛源、氟源和偏高岭土混合搅拌进行水热反应得到中间体；

10、s2、将所述中间体、铋源和氯源混合进行沉淀反应，即得。

11、根据本发明的一种优选的实施方式，步骤s1中，所述水热反应的温度为120~160℃。

12、根据本发明的一种优选的实施方式，步骤s1中，所述水热反应的时间为4~8h。

13、根据本发明的一种优选的实施方式，步骤s2中，所述沉淀反应的温度为20~40℃。

14、根据本发明的一种优选的实施方式，步骤s2中，所述沉淀反应的时间为2~6h。

15、根据本发明的一种优选的实施方式，所述煅烧白矾土和空心玻璃微珠的质量比为（4~8）：1。

16、根据本发明的一种优选的实施方式，所述偏高岭土的白度≥85。

17、根据本发明的一种优选的实施方式，所述空心玻璃微珠的粒径为10~250μm。

18、根据本发明实施方式的高白度自清洁混凝土，至少具有如下有益效果：

19、本发明通过白色硅酸盐水泥、复合骨料、石灰石粉、光催化复合粉体和聚羧酸减水剂各个组分的协同作用，使得本发明的混凝土不仅满足高白度和高自清洁能力，而且还具有高的力学性能。

20、根据本发明的第二方面提供了一种制备如本发明第一方面所述的高白度自清洁混凝土的方法，包括如下步骤：

21、将白色硅酸盐水泥、复合骨料、石灰石粉、光催化复合粉体、聚羧酸减水剂和水混合搅拌、养护即得。

22、本发明第三方面提供一种上述所述的高白度自清洁混凝土在建筑幕墙、景观建筑中的应用。

23、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

1.一种高白度自清洁混凝土，其特征在于，包括如下组分：

2.根据权利要求1所述的高白度自清洁混凝土，其特征在于，以所述白色硅酸盐水泥的含量为100重量份计算，所述复合骨料的含量为150~250份；所述石灰石粉的含量为10~20份；所述光催化复合粉体的含量为5~15重量份；所述聚羧酸减水剂的含量为0.5~2份。

3.根据权利要求1所述的高白度自清洁混凝土，其特征在于，所述光催化复合粉体通过如下方法制备：

4.根据权利要求3所述的高白度自清洁混凝土，其特征在于，步骤s1中，所述水热反应的温度为120~160℃。

5.根据权利要求3所述的高白度自清洁混凝土，其特征在于，步骤s2中，所述沉淀反应的温度为40~80℃。

6.根据权利要求1所述的高白度自清洁混凝土，其特征在于，所述煅烧白矾土和空心玻璃微珠的质量比为（4~8）：1。

7.根据权利要求1所述的高白度自清洁混凝土，其特征在于，所述偏高岭土的白度≥85。

8.根据权利要求1所述的高白度自清洁混凝土，其特征在于，所述空心玻璃微珠的粒径为10~250μm。

9.一种制备如权利要求1~8任一项所述的高白度自清洁混凝土的方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.权利要求1~8任一项所述的高白度自清洁混凝土在建筑幕墙、景观建筑中的应用。