[发明专利]光催化混凝土产品和生产光催化混凝土产品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光催化混凝土产品和生产光催化混凝土产品的方法。

背景技术

人们发现在有机动交通的开放地区如停车场内的空气污染是一个主要问题。例如，人们发现在这些地区中的NOx的浓度作为年平均值和作为峰值通常都是非常高的，这可能导致在这些地区或高峰值期间长期停留的人类或动物的例如呼吸系统疾病。

光催化化合物，如TiO₂，可用于生产智能和活性建筑材料，其可以减少例如对大城市和高空气污染地区的人类或动物健康构成威胁的高污染物水平。一种策略是将光催化化合物在后生产步骤中施加到在白天被日光辐照的建筑物表面。例如，道路、停车场和人行道的衬砌(linings)是在白天暴露于阳光下数小时的表面。这种后生产步骤可以包括所述表面的清洁和然后用含有光催化粒子的分散体喷射所述衬砌。

另一种策略是将光催化二氧化钛粉末与水泥及其他粘合剂材料混合以生产用于人行道的光催化衬砌。这些材料的一个缺点是使用大量的二氧化钛粉末，因为二氧化钛粉末必须大量混合，才能获得对于减少污染物可接受的活性并且仅在衬砌表面的二氧化钛粉末可用于光催化反应。此外，大量的钛粉末会影响最终材料的颜色以及材料性能。

用于例如人行道、道路、停车场等的衬砌的混凝土产品可以在高度自动化的过程中生产，其中尚未凝固的混凝土被填充到模具中，随后压实，之后将模具从尚未凝固的混凝土产品中取出来。生产这种衬砌的另一种方式是现场浇注衬砌，即在要形成衬砌的地点施加尚未凝固的混凝土。由于尚未凝固的混凝土中的含水量较低和所述压实，所以混凝土产品相对形式稳定，并可放置在没有机械冲击施加到尚未凝固的混凝土上的大型凝固设备内进行凝固。为了不负面影响这种混凝土产品的自动化生产，如果可以在产品放置进行凝固之前将光催化材料施加到尚未凝固的混凝土产品上，将是有利的。

由于要施加到混凝土产品上的光催化材料应当被有利地引入到产品中处于外面的大部分区域内，例如在产品的使用过程中从形成可见表面的表面延伸的部分，和为了防止产品的磨损而进入产品内的一些距离(如果光催化材料作为涂层施加，则会被磨损掉)，因此可以考虑通过表面将光催化材料输送到混凝土产品内的一些机理。

结合本发明已经发现，将水和二氧化钛的分散体通过施加，例如通过喷射到尚未凝固的混凝土产品的表面上，将产生光催化材料被输送到混凝土产品内的效果，但重要的是有产生浮浆的缺点。

观察到浮浆是出现在混凝土产品顶部并作为固体涂层的白色/灰色、通常相对薄的固体层。浮浆是由水、水泥和细粒子组成的薄弱层的结果。浮浆可能发生是由于：例如a)在成浆(finishing)或凝固过程中施加的水；b)混合物太湿和c)缺乏恰当的固化(curing)，特别是由于表面的快速干燥。浮浆发生在混凝土的凝固时间期内。通常将水泥和水反应生成硬化的混凝土所需的时间定义为凝固时间。在凝固时间期内，水泥和骨料粒子部分悬浮在水中。水泥和骨料比水重，在水相中倾向于沉降。随着水泥和骨料向下移动，较小的骨料向上移动并以弱层呈现在表面上，即所谓的浮浆。已经发现，从美学的观点看，由于浮浆会覆盖表面的预期外观，且从技术的观点来看，它可能削弱混凝土并且重要的是会妨碍总的和/或长期的TiO₂光催化作用，因此浮浆都是非常不需要的。

因此，生产光催化混凝土产品的有效方法应该是有利的。

特别是，使用少量的催化材料并且对污染物如NOx、SO₂或其它挥发性有机化合物(VOC)的降解实现高活性的光催化混凝土产品的生产方法应该是有利的。

发明内容

发明目的

可以看出，本发明的目的是提供一种对空气和水污染物的降解及降低藻类生长具有高活性的光催化混凝土产品的生产方法。

可以看出，本发明的另一个目的是提供一种对空气和/或水污染物的降解和/或藻类生长具有高活性的光催化混凝土产品，如衬砌。

本发明的目的是完全或部分克服现有技术的上述缺点和缺陷。

本发明的目的是提供现有技术的替代方案。

具体地说，也可以看出，本发明的目的是提供更有效且低成本的用于衬砌的光催化混凝土产品的生产方法。

发明概述