一种自清洁墙体的制备方法与流程

本发明涉及装配式建筑领域，具体涉及一种自清洁墙体的制备方法。

背景技术：

1、在当今提倡环境友好、低碳经济、节能减排的大环境下，随着人们生活水平的提高，对建筑外墙提出了更高要求，使其逐渐向环保性、高装饰性和功能性的方向发展，开发高质量的建筑外墙用涂层已成为当前建筑外墙行业发展的重要课题。同时，现今空气中的污染物日渐增多，很多污染物易沾附在建筑物表面，而自清洁涂层的使用，可有效抑制这类现象，因此，外墙的自清洁作用是目前建筑外墙涂层研究开发的重点之一。

2、基于不同的自清洁原理，已发展两类自清洁涂层，一类是超疏水自清洁涂层，它通过水滴滚动带走灰尘，实现类似于荷叶的自清洁功能。但现有超疏水涂层仍存在制备工艺复杂、制备面积小、力学性能差、耐油性污染物能力差等问题，缺乏实际使用价值。

3、为了解决以上技术问题，中国专利文件(公开号为cn105111401a)公布了一种纳米二氧化钛自清洁涂料。但是，上述技术还存在以下技术问题：1、在纳米二氧化钛涂料中其纳米二氧化钛分散不够均匀，易团聚，影响整体的自清洁效果；2、上述自清洁涂料通常采用热喷涂方式，但是，传统热喷涂方法必须使用微米级粉末，涂层比表面积小，且在喷涂过程中粉末粒子经历高温作用导致无机光催化半导体材料不可逆地由锐钛矿向金红石相转变，使制备的纳米二氧化钛涂料层光催化性能大幅下降。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种自清洁墙体的制备方法，以解决现有技术中在纳米二氧化钛涂料中其纳米二氧化钛分散不够均匀，易团聚，影响整体的自清洁效果的技术问题的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种自清洁墙体的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤一、准备原材料：准备墙体本体、防水层和清洗层的原材料，其中，所述墙体本体包括以下按照重量组分配制的原料：水泥30-60份和砂子30-60份；

4、所述防水层包括以下按照重量组分配制的原料：硅酸盐水泥40-60份、聚羧酸减水剂10-20份、防水剂7-10份、粉煤灰6-9份；

5、所述清洗层包括以下按照重量组分配制的原料：泡沫混凝土30-50份、钒酸银25-35份、去离子水20-30份、高分子黏合剂5-15份、表面活性剂4-8份；

6、步骤二、制备墙体本体：将水泥和砂子按照步骤一中的配比进行搅拌混合形成水泥砂浆基后，将水泥砂浆基浇注在具有钢骨架的模具内，静置3-5天后，水泥砂浆基呈半固化状态；

7、步骤三、制备防水层：将硅酸盐水泥、聚羧酸减水剂、防水剂和粉煤灰按照步骤一中的配比进行搅拌混合形成防水层水泥砂浆，将防水层水泥砂浆浇注在步骤一中的水泥砂浆基的表面，静置3-5天后，防水层水泥砂浆呈半固化状态；

8、步骤四、制备清洗层：首先，将泡沫混凝土按照步骤一中的配比浇注在步骤二中的防水层砂浆表面上；其次，将钒酸银、去离子水和高分子黏合剂按照配比进行搅拌混合形成光催化凝胶；最后，将光催化凝胶和表面活性剂进行搅拌后浇注在泡沫混凝土上，使得一部分光催化凝胶进入泡沫混凝土的空隙内，一部分光催化凝胶吸附在泡沫混凝土表面，通过光催化凝胶将泡沫混凝土进行包裹形成清洗层胚体；

9、步骤五、制备成型胚体：将清洗层胚体、防水层水泥砂浆和水泥砂浆基在具有钢骨架的模具内静置7-9天后，进行脱模、养护得到成型胚体。

10、在制备过程中，防水层中防水剂与硅酸盐水泥之间发生一些化学性防水反应，即在硅酸盐水泥凝固时产生一种防水膜，保护防水层，防止水分的渗透，同时又可将防水层的缝隙填充并形成防水膜，进一步保护防水层，起到双重防水的效果，经试验发现料浆的初凝时间为40分钟，透水压力比≥260％，28小时内收缩比≦120％，48小时内的吸水量≦65％，泌水率比≦65％。

11、同时，防水层在防水剂和聚羧酸减水剂共同作用下，使得防水层具有很强的防水效果，聚羧酸减水剂具有掺量小、减水效果好，总碱含量低，同时，通过掺加聚羧酸减水剂，可提高防水层内粉煤灰对水泥的替代量，不仅降低了混凝土生产成本，有利于混凝土性能的改善，而且提高了混凝土的绿色环保水平。

12、而清洗层在去离子水调节作用下，将钒酸银和高分子黏合剂进行混合，使得钒酸银小分子组合形成钒酸银大分子，同时，钒酸银大分子在表面活性剂的作用下，使得钒酸银小分子或钒酸银大分子在化学或物理作用下吸附填充在泡沫混凝土内；其次，由于钒酸银是一种可见光半导体光催化材料，在紫外和可见光区域都有光吸收带，因此，当喷液腔室内的清洗液经喷液孔喷射至清洗层外表面时，或者在雨水的冲刷下，嵌入泡沫混凝土内的钒酸银在紫外或可见光照射下，钒酸银的光生电子容易被清洗液或雨水等氧化性物质所捕获，而空穴则被氧化吸附于钒酸银表面的有机物，或者钒酸银能够将其表面的oh-和h2o分子氧化成oh自由基，由于oh自由基的氧化能力是水体中存在的氧化集中最强的，因此，能够氧化钒酸银表面的有机物及无机污染物，将其氧化为无机小分子、co2、h2o等无害物质。

13、因此，本发明中钒酸银可以在光催化作用下，空气与清洗层表面的有机污染物，在清洗液或雨水冲刷下，实现自清洁作用，同时，泡沫混凝土与钒酸银相配合还具有良好的保温节能性能，还可以根据建筑物的保温需求，设计清洗层的厚度和相变节能材料的含量。

14、进一步，在步骤一中，所述墙体本体还包括玻璃纤维，玻璃纤维以重量组分为30-40份，在步骤二中，当水泥砂浆基呈半固化状态后，按照配比将玻璃纤维平滑插入水泥砂浆基内，使得水泥砂浆基没过所有玻璃纤维。

15、本方案利用玻璃纤维能够提高墙体本体的强度，同时，所有玻璃相互重叠能够起到隔热、防火和阻燃作用；同时，由于泡沫混凝土中的聚丙烯纤维和防水层中的玻璃纤维作用，强度较高，保温性能好。

16、进一步，在步骤三中，当防水层水泥砂浆呈半固化状态后，将防水卷材铺设在防水层水泥砂浆表面。

17、本方案中的防水卷材在防水层和清洗层之间，因此，能够有效阻止清洗层的水浸入至防水层内，起到对墙体本体的保护。

18、进一步，在步骤四中，钒酸银、去离子水和高分子黏合剂进行搅拌混合前，首先将钒酸银和高分子黏合剂进行初次混合，再将去离子水加入钒酸银和高分子黏合剂内，经搅拌、静置后得到光催化凝胶。

19、进一步，在步骤四中，钒酸银、去离子水和高分子黏合剂进行搅拌混合中搅拌速率为20-30r/min，搅拌时间为2-3h。

20、进一步，在步骤五中，养护时保持在温度为50℃～60℃，湿度为60％～65％。

21、相比现有技术，本发明还具有以下技术效果：

22、1、本发明中墙体本体、防水层和清洗层重叠且发生协同作用，使得本发明的结构能够达到保温、耐火及防水的作用。泡沫混凝土与钒酸银相配合还具有良好的保温节能性能；防水剂和聚羧酸减水剂具有防水的作用；玻璃纤维增强墙体本体的强度。

23、2、本发明的钒酸银在去离子水内与高分子黏合剂搅拌混合，使得多个钒酸银小分子粘黏形成钒酸银大分子，部分的钒酸银大分子填充在泡沫混凝土的空隙内，其他的钒酸银大分子通过表面活性剂吸附在泡沫混凝土表面，进而使得泡沫混凝土周侧以及内部均布满钒酸银大分子，使得钒酸银大分子颗粒分散性好，可以防止后续在聚合过程中，钒酸银在聚合物中的团聚，影响清洗层的性能。通过钒酸银大分子使禁带窄化，能吸收波长较长的光，光吸收带边红移，扩宽了光响应范围，提高了量子效率，从而有助于提高光催化效率，并且在太阳光照射下可降解有机污染物质。