【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料，具体涉及一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆及其制备方法。
技术介绍
1、随着人类工业化进程的加快，环境污染问题已是当前人类面临的最大挑战之一。氮氧化物作为大气中主要有害成分，产生途径广泛，如各种工业炉窑、化工原料生产、机动车、燃料中含氮有机物氧化反应等，其危害主要体现在损害人体呼吸系统、生成光化学烟雾、产生酸雨、破坏臭氧层等方面。为改善现状，科学家正在积极寻找各种方法来降低大气中氮氧化物含量。
2、水泥作为建筑工业的基础材料，其性能优越、应用范围广、体量巨大，起着无可替代的作用。收缩是水泥基材料的固有属性，其产生的根本原因是水泥经水化后体积减缩，同时，干燥收缩、温度收缩、碳化收缩等材料收缩对裂缝的生成和发展均有重要影响，裂缝的产生，不仅影响建筑物的美观性，更会加大有害物质对材料的侵蚀，大大降低其耐久性。研究表明，水泥基材料中加入适量的微膨胀组分，可有效降低材料裂缝的产生。
3、现有水泥基复合材料中应用最广的光催化剂是二氧化钛基材料，利用半导体二氧化钛在太阳光照射下具备的氧化还原能力，可降解或净化污染物同时亦可达到建筑物表面的自清洁效果，因此将光催化剂引入水泥基材料中以脱除大气中有害氮氧化物被越来越多的人关注。但是研究表明，二氧化钛只能受紫外光激发，而不能有效利用可见光和太阳能，因此寻求更合适的光催化剂以实现对大气污染物的有效脱除至关重要。
4、石墨相氮化碳作为本世纪光催化领域的明星材料，因其可有效利用太阳光中的可见光部分，而深受人们追捧，但块体材料存在比表面积
5、砂浆是混凝土结构中常见的刚性防水材料，光催化材料与水泥砂浆结合，制备出环境友好型的水泥砂浆，不仅可起到防水效果，还能有效消除大气中氮氧化合物，改善空气环境。
6、如cn 108609930a公开了一种石墨相氮化碳光催化水泥砂浆，其是由1份水泥、0.01-0.05份石墨相氮化碳、0.03-0.07份聚合物、2-5份建筑用砂和0.025-0.035份外加剂组成，所述的石墨相氮化碳由尿素、单氰胺、双氰胺和三聚氰胺按重量比1:1:1:1的比例混合煅烧研磨而成，其用于水泥砂浆中功能单一且在可见光下光催化效率较低。如cn115259768a公开了一种改性石墨相氮化碳型光催化水泥砂浆，其方法为将改性石墨相氮化碳与水泥砂浆的重量比为1-20/1000混合，其石墨相氮化碳通过热处理改性，光催化效率较低。
7、因此，制备一种在自然光下高效降解空气中氮氧化物并具备抗裂性能高、经济效益好的水泥砂浆是本专利技术的关键。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆及其制备方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆，其特征在于，包括如下以重量份数计的组分：两性石墨相氮化碳0.01-0.03份、脱硫石膏0.04-0.08份、煤矸石粉0.05-0.1份、钢渣粉0.1-0.2份、塑性膨胀剂0.001-0.005份、消泡剂0.001-0.005份、粉体聚羧酸减水剂0.001-0.002份、矿物活性激发剂0.001-0.003份、珍珠岩0.001-0.005份、普通硅酸盐水泥0.5-0.7份、建筑用砂2-4份及0.4份水，上述组分中除水和建筑用砂外，其他组分总量计为1份。
4、进一步的，所述两性石墨相氮化碳的制备方法：第一步：原材料选用三聚氰胺、二氰胺或氰胺中的一种，将其在马弗炉中以5℃/min的速度升温至520℃，保温240min，后在炉内降温至室温得块状石墨相氮化碳，研磨成粉体备用。
5、第二步：称取一定量上述所得石墨相氮化碳，按照石墨相氮化碳与硫酸溶液的质量比为1:5～1:10，将所述石墨相氮化碳置于5-15mol/l硫酸溶液中，在超声分散条件下搅拌20-30h，然后将所得混合体系用离心分离器旋转分离，得下层沉淀；将下层沉淀依次进行水洗、分散和离心，并重复若干次，反复收集上层胶体；将所得上层胶体置于70-90℃烘箱中烘干、粉磨即得两性石墨相氮化碳。
6、进一步的，所述脱硫石膏中三氧化硫含量为40-43％。
7、进一步的，所述煤矸石经气流磨粉磨后，比表面积为600-700kg/m2。
8、进一步的，所述钢渣经气流磨粉磨后，比表面积为400-500kg/m2。
9、进一步的，所述矿物活性激发剂由聚丙烯酰胺与聚甘油脂肪酸酯按质量比1:1～1:3构成。
10、进一步的，所述塑性膨胀剂主要成分为偶氮二甲酰胺，堆积密度为400-500kg/m3。
11、进一步的，所述消泡剂为丙二醇嵌段聚醚。
12、进一步的，所述粉体聚羧酸减水剂减水率为25-30％。
13、进一步的，所述珍珠岩粒度为100目。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
15、本专利技术利用酸性改性与超声处理剥离技术，并结合调控胶体ph技术制备的两性石墨相氮化碳纳米片胶体，其最大厚度不超过10nm，然后将该改性材料以粉体的形式用于微膨胀水泥砂浆中，相较于块状材料及单一剥离方式制备的石墨相氮化碳，其利用可见光的光催化效果显著提高，可有效降低空气中的氮氧化合物，提升空气质量；然后结合引入微膨胀组分即煤矸石、脱硫石膏和塑性膨胀剂偶氮二甲酰胺，其在发生水化反应时，可产生大量钙矾石晶体，进而引起水泥石膨胀，可以补偿水泥基材料自身的收缩，降低砂浆开裂风险，同时解决砂浆的塑性开裂问题；引入矿物活性激发剂(聚丙烯酰胺与聚甘油脂肪酸酯的混合物)可提高工业固废的水化活性，提高砂浆力学性能，并协同消泡剂丙二醇嵌段聚醚提高砂浆的密实度，进一步提高力学性能；而且引入保水组分即珍珠岩粉，可有效储存水分，削弱砂浆内部自收缩，降低干燥收缩，同时促进胶凝材料的二次水化，提高砂浆的力学性能及降低开裂风险。其中，本专利技术采用了大量工业固废钢渣、煤矸石和脱硫石膏，在降低环境污染的同时也可带来明显的经济效益。
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1.一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆，其特征在于，包括如下以重量份数计的组分：两性石墨相氮化碳0.01-0.03份、脱硫石膏0.04-0.08份、煤矸石粉0.05-0.1份、钢渣粉0.1-0.2份、塑性膨胀剂0.001-0.005份、消泡剂0.001-0.005份、粉体聚羧酸减水剂0.001-0.002份、矿物活性激发剂0.001-0.003份、珍珠岩0.001-0.005份、硅酸盐水泥0.5-0.7份、建筑用砂2-4份及0.4份水，上述组分中除水和建筑用砂外，其他组分均为粉体且总量计为1份。
2.如权利要求1所述的一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆，其特征在于，所述两性石墨相氮化碳的制备方法分两步如下：
3.如权利要求1所述的一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆，其特征在于，所述两性石墨相氮化碳纳米片胶体中的纳米片的厚度小于10nm，长度小于100nm。
4.如权利要求1所述的一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆，其特征在于，所述脱硫石膏中三氧化硫含量为40-43％。
5.如权利要求1所述的一
6.如权利要求1所述的一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆，其特征在于，所述塑性膨胀剂为偶氮二甲酰胺，堆积密度为400-500kg/m3。
7.如权利要求1所述的一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆，其特征在于，所述消泡剂为丙二醇嵌段聚醚。
8.如权利要求1所述的一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆，其特征在于，所述粉体聚羧酸减水剂的减水率为25-30％；所述珍珠岩的粒度为80-120目。
9.如权利要求1所述的一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆，其特征在于，所述矿物活性激发剂由聚丙烯酰胺与聚甘油脂肪酸酯按质量比1:1～1:3组成。
10.权利要求1-9中任一项所述的一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆的制备方法，其特征在于，将两性石墨相氮化碳、脱硫石膏、煤矸石粉、塑性膨胀剂、消泡剂、钢渣粉、粉体聚羧酸减水剂、矿物活性激发剂、珍珠岩、普硅水泥、建筑用砂及水，按比例充分拌合，得到所述在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆。
...【技术特征摘要】
1.一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆，其特征在于，包括如下以重量份数计的组分：两性石墨相氮化碳0.01-0.03份、脱硫石膏0.04-0.08份、煤矸石粉0.05-0.1份、钢渣粉0.1-0.2份、塑性膨胀剂0.001-0.005份、消泡剂0.001-0.005份、粉体聚羧酸减水剂0.001-0.002份、矿物活性激发剂0.001-0.003份、珍珠岩0.001-0.005份、硅酸盐水泥0.5-0.7份、建筑用砂2-4份及0.4份水，上述组分中除水和建筑用砂外，其他组分均为粉体且总量计为1份。
2.如权利要求1所述的一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆，其特征在于，所述两性石墨相氮化碳的制备方法分两步如下：
3.如权利要求1所述的一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆，其特征在于，所述两性石墨相氮化碳纳米片胶体中的纳米片的厚度小于10nm，长度小于100nm。
4.如权利要求1所述的一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆，其特征在于，所述脱硫石膏中三氧化硫含量为40-43％。
5.如权利要求1所述的一种在自然光下可降解氮氧化物的微膨胀水泥砂浆，其特征在于，煤矸石粉为煤矸石...
【专利技术属性】
技术研发人员：饶蔚兰，何凯，郭建光，黄欢欢，李伟，张骋宇，潘航，
申请(专利权)人：武汉源锦商品混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：
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