一种高吸附Pb的制作方法

一种高吸附pb
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的复合混凝土、检测该混凝土pb
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浓度的装置及检测方法
发明领域
[0001]
本发明涉及一种高吸附pb
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的复合混凝土、检测该混凝土pb
2+
浓度的装置及检测方法，属于混凝土加工领域。


背景技术：

[0002]
近年来，随着道路交通建设的飞速发展，全国汽车保有量日益增多，然而道路交通基础设施在推动社会经济发展的同时，也带来一些负面效应，研究表明，我国城市道路径流中cod、tp、tn和pb的平均质量浓度分别为239.59、0.46、6.29和0.14mg
·
l-1
,超过了国家地表水环境质量
ⅴ
类标准。因此,cod、tp、tn、pb和tss是我国路面径流的主要污染物。其中铅是一种比较常见的重金属，被广泛应用于建筑材料、炼油、铅酸电池和油漆行业中。环境中过度暴露的铅对人类会有致癌、致畸和致突变的危。存在于工业废水之中的铅因具有较高的化学活性，容易借助水的扩散参与到生物链中，会直接危害人类健康。
[0003]
混凝土材料用于捕获初期雨水中的重金属，其优势是原材料较多，特别是透水混凝土，孔隙范围在15％-35％之间，其结构特点是采用特定粒径集料作为骨架，胶结材料包裹在骨料表面作为胶结层，形成骨架-孔隙结构的蜂窝状多孔材料，因此具有大量的连通孔隙，对路面雨水中重金属有一定的净化效果，可以截留和吸附部分路面雨水径流的污染物质。但是普通的透水混凝土依然存在捕获效率低、稳定性差、吸附能力有限、强度低等缺点。
[0004]
中国专利cn109574582a公开了一种具有吸附重金属离子能力的透水混凝土及其制备方法，其通过混配硅灰、吸附材料、减水剂和水性环氧树脂制得透水混凝土，虽然通过添加吸附材料来增加混凝土对 cd
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的吸附能力，但是对pd
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的吸附能力依然存在捕获效率低、稳定性差、吸附能力不高等缺点，而且透水混凝土本身强度等物理性能存在不足。


技术实现要素：

[0005]
针对上述混凝土存在的的不足，本发明提供了一种高吸附pb
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的复合混凝土，用于在保持混凝土良好物理性能的同时，提高混凝土对 pb
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吸附能力；提供了一种检测混凝土pb
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含量的装置及检测方法，可以快速实时地检测混凝土中pb
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含量。
[0006]
本发明的目的通过如下技术方案来实现：
[0007]
一种高吸附pb
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的复合混凝土，所述复合混凝土包括基础混凝土以及多个设于基础混凝土内的pvc圆管，pvc圆管内填充有透水混凝土，所述透水混凝土浆骨比为0.36-0.40、骨料量为1500-1510kg/m3、水泥量为430-440kg/m3、水量为85-90kg/m3、聚羧酸高效减水剂为 8.5-9.0kg/m3、硅藻土为45-60kg/m3。
[0008]
本发明整体骨架结构采用基础混凝土浇筑，优选c40，弥补了透水混凝土强度不足的问题，pvc管在混凝土浇筑过程中可以形成贯通空隙，pvc管中贯通空隙以掺硅藻土的透水混凝土填补，透水混凝土可以用于吸附雨水中的重金属，并且在金属吸附达到饱和时可以随着pvc管一起取出，替换新的透水混凝土管子，继续吸附重金属离子，因为pvc管与混凝
土摩擦力小，在塞取过程中省时省力。pvc管设置在基础混凝土内处于多个水平面，在同一横向水平面内纵向或横向设置，同一横向水平面至少有2个pvc圆管，每个水平面的pvc圆管设置方向可以全部为纵向或全部为横向，也可以部分横向或部分纵向。
[0009]
在上述一种高吸附pb
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的复合混凝土中，所述透水混凝土骨料级配为5.0-10.0mm，表观密度为2.5-2.7g/cm3，压实容重为1.40-1.50 g/cm3，质量比表面积为2.90-3.0cm2/g，泥浆质量百分比＜1。
[0010]
骨料的级配不良会导致堆积骨架中含有大量空隙，使得混凝土强度大幅度降低，本发明通过对混凝土浆骨比和骨料物理性质的控制，使得pb
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随着水流流过中间空隙，从而吸附在骨料表面的浆体上。
[0011]
在上述一种高吸附pb
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的复合混凝土中，所述水泥成分质量百分比为：sio2：16-16.5％、al2o3：2.8-2.9％、fe2o3：4.25-4.35％、cao： 69-70％、mgo：1.3-1.4％、so3：4.1-4.5％，余量为不可避免的杂质。
[0012]
本发明还提供一种检测上述混凝土pb
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含量的装置，包括蓄水筒和用于存放上述复合混凝土的存放筒，存放筒安置于蓄水筒上方且两者相通，蓄水筒下部连接有出水管，出水管设有阀门，出水管另一端连接有溶液收集箱，溶液收集箱通过管路连接有水泵，水泵通过管道连接有喷水头，喷水头位于存放筒上方。通过调节阀门控制实时流量，即可模拟自然降雨过程，实现整个装置溶液的循环。
[0013]
在上述一种检测混凝土pb
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含量的装置中，在蓄水筒上端端部固设有下安装板，存放筒下端端部固设有上安装板，上安装板外径大于下安装板且下安装板和上安装板通过螺栓固连。上安装板和下安装板中部位置均开设有连通蓄水筒和存放筒的通孔，且开设于上安装板的通孔孔径与存放筒内径大小相同，开设于下安装板的通孔孔径小于蓄水筒内径，蓄水筒上端外侧壁与下安装板之间、存放筒下端外侧壁与上安装板均通过玻璃胶水固连。上下安装板之间用玻璃胶水粘连，再使用螺栓拧紧，可防止液体渗漏。
[0014]
本发明的第三个目的在于提供一种用上述装置检测混凝土pb
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含量的方法，所述方法包括：
[0015]
(1)将醋酸铅溶于硝酸酸化的蒸馏水中配置成pb
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标准溶液，量取pb
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准溶液溶于蒸馏水中，充分搅拌得测试液；
[0016]
(2)将上述复合混凝土放入存放筒中；
[0017]
(3)先关闭阀门，将测试液缓慢倒入存放筒后，再打开阀门，在集液筒中收集滤液，计算滤液中pb
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含量，从而得到复合混凝土吸附pb
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量。
[0018]
在上述的一种检测混凝土pb
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含量的方法中，复合混凝土放入存放筒前前需涂上一层密封胶，再用橡胶片包裹。防止在检测过程中测试液从圆管边缘与混凝土的缝隙中流出，继而影响测试效果，造成最终计算复合混凝土吸附pb
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的含量降低。
[0019]
在上述的一种检测混凝土pb
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含量的方法中，测试液低于复合混凝土水平面时，开启水泵，使装置处于自循环状态。自循环状态下的检测装置可以实时地检测混凝土pb
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的吸附含量，起到减少检测步骤，加快检测效率的目的。
[0020]
与现有技术相比，本发明提出了一种新的复合型混凝土，通过在普通混凝土中添加高吸附pb
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的透水混凝土，再通过在普通混凝土中对透水混凝土不同位置的设置，在保持混凝土良好的力学性能和渗透性能的同时，得到了对pb
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高吸附能力的复合混凝土，克服了
传统水泥不能负荷大体积雨水，对pb
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捕获率低、稳定率差、吸附能力不高，在达到吸附饱和时丧失吸附能力的现状；通过检测装置实时检测透水混凝土滤液中pb
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含量，减少检测步骤，大大加快检测速度。
附图说明
[0021][0022]
图1为复合混凝土结构示意图；
[0023]
图2为检测混凝土pb
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含量的检测装置示意图。
[0024]
图中，11、pvc圆管；12、透水混凝土；13、普通混凝土；1、存放筒；2、蓄水筒；3、溶液收集箱；4、出水管；5、阀门；6、水泵；7、喷水头。
具体实施方式
[0025]
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0026]
实施例1
[0027]
如图1，一种高吸附pb
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的复合混凝土，复合混凝土包括普通c40 混凝土13以及4个设置于基础混凝土内的pvc圆管11，两个水平面中每个水平面设置2个横向pvc圆管，pvc圆管内填充有透水混凝土 12；透水混凝土浆骨比为0.45、骨料量为1512kg/m3、水泥量为 494.71kg/m3、水量为98.98kg/m3、聚羧酸高效减水剂为8.5-9.0kg/m3、硅藻土为50kg/m3。
[0028]
透水混凝土骨料级配为5.0-10.0mm，表观密度为2.648g/cm3，压实容重为1.470g/cm3，质量比表面积为2.99cm2/g，泥浆质量百分比＜1。
[0029]
水泥成分质量百分比为：sio2：16.23％、al2o3：2.81％、fe2o3： 4.30％、cao：69.52％、mgo：1.33％、so3：4.17％，余量为不可避免的杂质。
[0030]
实施例2：
[0031]
与实施例1的区别，仅在于，透水混凝土浆骨比为0.43、骨料量为1476kg/m3、水泥量为472.72kg/m3、水量为94.54kg/m3、外加剂用量为9.45kg/m3。
[0032]
实施例3：
[0033]
与实施例1的区别，仅在于，透水混凝土浆骨比为0.39、骨料量为1400kg/m3、水泥量为438.11kg/m3、水量为87.62kg/m3、外加剂用量为8.76kg/m3。
[0034]
实施例4：
[0035]
与实施例1的区别，仅在于，透水混凝土浆骨比为0.35、骨料量为1355kg/m3、水泥量为396.15kg/m3、水量为79.23kg/m3、外加剂用量为7.92kg/m3。
[0036]
实施例5：
[0037]
与实施例1的区别，仅在于，透水混凝土浆骨比为0.30、骨料量为1295kg/m3、水泥量为337.54kg/m3、水量为67.51kg/m3、外加剂用量为6.75kg/m3。
[0038]
实施例6：
[0039]
与实施例1的区别，仅在于，两个水平面中一个设置2个横向 pvc圆管，另一个设置2个纵向pvc圆管。
[0040]
实施例7：
[0041]
如图2所示的检测混凝土pb
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含量的装置，包括蓄水筒2和用于存放复合混凝土的存放筒1，存放筒1安置于蓄水筒2上方且两者相通，蓄水筒2下部连接有出水管4，出水管4设有阀门5，出水管4 另一端连接有溶液收集箱3，溶液收集箱3通过管路连接有水泵6，水泵6通过管道连接有喷水头7，喷水头7位于存放筒1上方。在蓄水筒2上端端部固设有下安装板，存放筒下端端部固设有上安装板，上安装板外径大于下安装板且下安装板和上安装板通过螺栓固连。上安装板和下安装板中部位置均开设有连通蓄水筒2和存放筒1的通孔，且开设于上安装板的通孔孔径与存放筒1内径大小相同，开设于下安装板的通孔孔径小于蓄水筒2内径，蓄水筒2上端外侧壁与下安装板之间、存放筒1下端外侧壁与上安装板均通过玻璃胶水固连。上下安装板之间用玻璃胶水粘连，再使用螺栓拧紧，可防止液体渗漏。
[0042]
实施例8-13：
[0043]
分别将实施例1-6中的复合混凝土制成φ100mm、h＝50mm的圆柱体。
[0044]
用天平准确称取1.791g的醋酸铅，溶于1000ml硝酸酸化的蒸馏水中配置成pb
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标准溶液。
[0045]
分别将复合混凝土试件侧边涂上一层密封胶，再用橡胶片层层包裹，之后将复合混凝土试件分别放入实施例7存放筒中。
[0046]
量取pb
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准溶液120ml溶于5.880l蒸馏水中，充分搅拌得测试液。
[0047]
先关闭阀门，缓慢将配置完成的6.0l测试液倒入存放筒中，转动阀门，此时在集液筒中收集第一次滤液，当测试液完全进入混凝土时，开启水泵，使装置处于自循环状态，自循环140min后检测pb
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累积吸附率％。
[0048]
对比例1：
[0049]
与实施例3的区别，复合混凝土仅为c40混凝土。
[0050]
对比例2：
[0051]
与实施例3的区别，复合混凝土仅为透水混凝土。
[0052]
对比例3-4：
[0053]
分别将对比例1、对比例2中的混凝土按照实施例8-13检测方法检测对比例1、对比例2中混凝土pb
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累积吸附率％。
[0054]
表1：实施例1-6、对比例1-2复合混凝土性能测试结果
[0055]
[0056][0057]
表2：实施例8-12与对比例3-4复合混凝土pb
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吸附率检测结果
[0058]
实施例pb
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累积吸附率％实施例880.9实施例981.5实施例1090.2实施例1188.1实施例1285.7实施例1380.7对比例32.1对比例465.7
[0059]
上述结果说明，本发明一种新的复合型混凝土，通过在普通混凝土中添加高吸附pb
2+
的透水混凝土，与普通混凝土相比具有较好的透水性能，与透水混凝土相比又具有明显的强度，所以本发明复合混凝土在保持混凝土良好的力学性能和渗透性能的同时，得到了对pb
2+
高吸附能力的复合混凝土，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。
[0060]
本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0061]
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。