负氧离子发光UHPC板及其制备方法与设备

摘要

本发明提供的一种负氧离子发光UHPC板及其制备方法与设备，负氧离子发光UHPC板包括由长余辉发光颗粒构成的发光表层，长余辉发光颗粒由硅溶胶包覆长余辉发光粉制得，以及采用Ti O2负载型负氧离子粉等制成的底材层；制备方法包括制备长余辉发光颗粒、制备Ti O2负载型负氧离子粉等步骤；制备设备包括底材层成型腔，底材层成型腔中设有可带动其左右晃动的振动器，以及将底材层或落入长余辉发光颗粒后的底材层压合成型的压板。本发明利用麦饭石和/或电气石为原料复合纳米Ti O2，能够稳定释放负氧离子且环保无辐射，兼具高硬度、耐久耐磨、延时发光、净化空气、亮化警示等特性。

说明书

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种负氧离子发光UHPC板及其制备方法与设备。

背景技术

UHPC(超高性能混凝土)，是具有超高强度，超低吸水率，超强耐久性和耐侵蚀性能的特殊混凝土，其被广泛应用在建筑领域。近年来，随着新材料技术的发展，在超高能性能混凝土满足高强度、耐久性的基础上，通过引入荧光材料、负离子材料来拓展材料特性的研究也逐渐开展起来。

现有技术中，存在将荧光材料应用到UHPC以及将负离子材料应用到UHPC的技术，但利用现有技术所制成负离子UHPC所释放负氧离子，大多来自独居石粉，而独居石中含有钍，具有一定放射性，不利于规模生产和使用，而且如何将荧光材料、负离子材料一起应用在UHPC中，使其三种材料的优势得到可靠结合，产生一种不仅高强度、自发光，而且环保无辐射的UHPC板，是目前新材料领域的研究方向之一。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，提供一种负氧离子发光UHPC板。

其技术方案为：

一种负氧离子发光UHPC板，包括发光表层和底材层，

发光表层为均布在底材层表面的长余辉发光颗粒，长余辉发光颗粒由硅溶胶包覆长余辉发光粉制得；采用硅溶胶包覆长余辉发光粉，一方面避免了长余辉发光颗粒在制造发光表层时，水磨发生水解而影响发光性能，提高了负氧离子发光UHPC板的耐久性；另一方面，硅溶胶是一种无机耐高温材料，传统的发光材料与高分子材料进行密炼挤塑形成的颗粒不耐高温，而且耐候性较差，经硅溶胶包裹后增强了其防火保温和耐候性；

底材层包括以下重量份的原料组份：水泥30-80份、陶粒30-80份、石英砂30-80份、硅灰30-80份、高强纤维1-10份、减水剂0.5-3份、水20-80份、Ti O

其中，

水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或多种组合；

高强纤维为钢纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维中的一种或多种组合；

减水剂为聚羧酸减水剂、胶粉、纤维素醚及其衍生物、萘磺酸盐甲醛聚合物等中的一种或多种组合。

本发明的第二目的，提供一种负氧离子发光UHPC板的制备方法。

其技术方案为：

一种负氧离子发光UHPC板的制备方法，包括以下步骤：

(1)、制备长余辉发光颗粒：将100～600目长余辉发光粉与固含量30～80％的硅溶胶中机械搅拌混匀后，倒入不同形状规格(直径5～20mm)的硅胶模具中成型10～30min，在40～120℃烘箱中烘干后成型脱模，硅溶胶是1～3mol/L的硅酸钠溶液与稀硫酸制备而来；

(2)、制备Ti O

(3)、配料：按水泥30-80份、陶粒30-80份、石英砂30-80份、硅灰30-80份、高强纤维1-10份、减水剂0.5-3份、Ti O

(4)、底材层成型：将半干混凝土浆料进行振动，振动频率30-100次/s，振动20-30s，静止后以0.1-50MPa的压力静压，得到底材层；

(5)、加入发光表层：将长余辉发光颗粒经振动均匀落入到底材层上，再次以0.1-50MPa的压力静压，经过两次振动压实，进一步增加了负氧离子发光UHPC板的密实性，提高了整体强度；

(6)、常温养护或蒸汽养护1-7天后，对制得的板材进行打磨、抛光，修整后即可得到负氧离子发光UHPC板。

本发明的第三目的，提供一种负氧离子发光UHPC板的制备设备。

其技术方案为：

一种负氧离子发光UHPC板的制备设备，包括依次设置的底材层浆料搅拌装置、振动压合装置及长余辉发光颗粒落料装置，振动压合装置包括具有底材层浆料入口及长余辉发光颗粒入口的底材层成型腔，底材层浆料入口与底材层浆料搅拌装置相接，长余辉发光颗粒入口设置在底材层成型腔的上方，且与长余辉发光颗粒落料装置相接，底材层成型腔中设有可带动其左右晃动的振动器，以及将底材层或落入长余辉发光颗粒后的底材层压合成型的压板。

本发明利用麦饭石和/或电气石为原料复合纳米Ti O

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为本发明中一种负氧离子发光UHPC板的制备设备的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种负氧离子发光UHPC板，包括发光表层和底材层，

发光表层为均布在底材层表面的长余辉发光颗粒，长余辉发光颗粒由硅溶胶包覆长余辉发光粉制得；

底材层包括以下重量份的原料组份：硅酸盐水泥30份、陶粒30份、石英砂30份、硅灰30份、钢纤维1份、聚羧酸减水剂0.5份、水20份、Ti O

一种负氧离子发光UHPC板的制备方法，包括以下步骤：

(1)、制备长余辉发光颗粒：将100目长余辉发光粉与固含量30％的硅溶胶中机械搅拌混匀后，倒入直径5mm的硅胶模具中成型10min，在40℃烘箱中烘干后成型脱模，硅溶胶是1mol/L的硅酸钠溶液与稀硫酸制备而来；

(2)、制备Ti O

(3)、配料：按硅酸盐水泥30份、陶粒30份、石英砂30份、硅灰30份、钢纤维1份、聚羧酸减水剂0.5份，放入搅拌设备中干拌2分钟，加入20份水，继续搅拌5分钟，得到半干混凝土浆料；

(4)、底材层成型：将半干混凝土浆料进行振动，振动频率30次/s振动20s，静止后以0.1MPa的压力静压，得到底材层；

(5)、加入发光表层：将长余辉发光颗粒均匀落入到底材层上，再次以0.1MPa的压力静压；

(6)、常温养护或蒸汽养护1天后，对制得的板材进行打磨、抛光，修整后即可得到负氧离子发光UHPC板。

参见图1，一种负氧离子发光UHPC板的制备设备，包括依次设置的底材层浆料搅拌装置1、振动压合装置2及长余辉发光颗粒落料装置3，振动压合装置2包括具有底材层浆料入口及长余辉发光颗粒入口的底材层成型腔21，底材层浆料入口与底材层浆料搅拌装置1相接，长余辉发光颗粒入口设置在底材层成型腔21的上方，且与长余辉发光颗粒落料装置3相接，底材层成型腔21中设有可带动其左右晃动的振动器22，以及将底材层或落入长余辉发光颗粒后的底材层压合成型的压板23。

使用时，将配比好的底材层原料组份(不包括水)，倒入底材层浆料搅拌装置1中，干拌后，加入配比好的水，继续搅拌，得到半干混凝土浆料，再将半干混凝土浆料从底材层浆料入口处倒入底材层成型腔21中，振动器22振动，静止后压板23施压，得到底材层，将长余辉发光颗粒从长余辉发光颗粒入口处投入，落到底材层上，振动器22再次振动，压板23再施压即可。

实施例2

一种负氧离子发光UHPC板，包括发光表层和底材层，

发光表层为均布在底材层表面的长余辉发光颗粒，长余辉发光颗粒由硅溶胶包覆长余辉发光粉制得；

底材层包括以下重量份的原料组份：普通硅酸盐水泥及硫铝酸盐水泥50份、陶粒50份、石英砂50份、硅灰50份、玄武岩纤维及聚酯纤维5份、胶粉、纤维素醚及其衍生物1.5份、水50份、Ti O

一种负氧离子发光UHPC板的制备方法，包括以下步骤：

(1)、制备长余辉发光颗粒：将400目长余辉发光粉与固含量50％的硅溶胶中机械搅拌混匀后，倒入直径10mm的硅胶模具中成型20min，在80℃烘箱中烘干后成型脱模，硅溶胶是2mol/L的硅酸钠溶液与稀硫酸制备而来；

(2)、制备Ti O

(3)、配料：按普通硅酸盐水泥及硫铝酸盐水泥50份、陶粒50份、石英砂50份、硅灰50份、玄武岩纤维及聚酯纤维5份、胶粉、纤维素醚及其衍生物1.5份、Ti O

(4)、底材层成型：将半干混凝土浆料进行振动，振动频率60次/s振动25s，静止后以25MPa的压力静压，得到底材层；

(5)、加入发光表层：将长余辉发光颗粒均匀落入到底材层上，再次以25MPa的压力静压；

(6)、常温养护或蒸汽养护3天后，对制得的板材进行打磨、抛光，修整后即可得到负氧离子发光UHPC板。

实施例3

一种负氧离子发光UHPC板，包括发光表层和底材层，

发光表层为均布在底材层表面的长余辉发光颗粒，长余辉发光颗粒由硅溶胶包覆长余辉发光粉制得；

底材层包括以下重量份的原料组份：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥及硫铝酸盐水泥80份、陶粒80份、石英砂80份、硅灰80份、钢纤维、玄武岩纤维及聚酯纤维10份、聚羧酸减水剂、纤维素醚及其衍生物与萘磺酸盐甲醛聚合物3份、水80份、Ti O

一种负氧离子发光UHPC板的制备方法，包括以下步骤：

(1)、制备长余辉发光颗粒：将600目长余辉发光粉与固含量80％的硅溶胶中机械搅拌混匀后，倒入直径20mm的硅胶模具中成型30min，在120℃烘箱中烘干后成型脱模，硅溶胶是3mol/L的硅酸钠溶液与稀硫酸制备而来；

(2)、制备Ti O

(3)、配料：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥及硫铝酸盐水泥80份、陶粒80份、石英砂80份、硅灰80份、钢纤维、玄武岩纤维及聚酯纤维10份、聚羧酸减水剂、纤维素醚及其衍生物与萘磺酸盐甲醛聚合物3份、Ti O

(4)、底材层成型：将半干混凝土浆料进行振动，振动频率100次/s振动30s，静止后以50MPa的压力静压，得到底材层；

(5)、加入发光表层：将长余辉发光颗粒均匀落入到底材层上，再次以50MPa的压力静压；

(6)、常温养护或蒸汽养护7天后，对制得的板材进行打磨、抛光，修整后即可得到负氧离子发光UHPC板。

实施例4

采用独居石粉作为负氧离子释放材料的负氧离子发光UHPC板。

实施例5

采用未经硅溶胶包覆的长余辉发光粉作为发光表层的负氧离子发光UHPC板。

实施例6

采用麦饭石和/或电气石作为负氧离子释放材料(麦饭石和/或电气石未与Ti O

实施例7

本表为实施例1、2、3、4、5、6之间的对比试验结果

经实验得出，本发明所提供的负氧离子发光UHPC板，既能保证负氧离子释放量在2000个/cm

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。