一种具有光催化活性的水泥的新制备方法

伊维 琳娜, 卡米 拉·
波兰土木与环境工程学院

摘要

本文介绍了对具有光催化活性的新型水泥的一些机械性能和光催化活性的研究。这些新的建筑材料是通过
添加钛白粉生产的半成品获得的。半成品在 300和 600℃下煅烧 1、3和 5小时，然后将这种材料以 1和 3wt.%的量加入
到水泥基体中。通过测量抗折和抗压强度以及初凝和终凝时间，作者对新材料进行表征。在氮氧化物的光氧化过程
中测试了光催化活性。具有光催化活性的水泥也通过测量硫含量进行了表征。本文还进行了与原始水泥和在 600℃下
煅烧的TiO2光催化剂相比，TiO2负载水泥的反射率的测量。应该强调的是，尽管在某些情况下，光催化剂的加入降
低了改性水泥的抗折和抗压强度，但这些数值仍在PN-EN197-1：2012标准范围内。研究还发现，初凝和终凝时间与
锐钛矿的晶体大小有关，较大晶体的存在大大延迟了终凝时间。这可能是由于锐钛矿晶体表面对水的吸附造成的。

关键词

光活性水泥；钛白；机械性能；氮氧化物

参考

[1]Mendoza, C.; Valle, A.; Castellote, M.; Badamonde, A.;

Faraldos, M. TiO2 and TiO2-SiO2 coated cement: Comparison

of mechanic and photocatalytic properties. Appl. Catal. B

Environ. 2015, 178, 155–164.

[2]Hernández-Rodríguez, M.J.; Santana Rodríguez, R.;

Darias, R.; González Díaz, O.; Pérez Luzardo, J.M.; Doña Rodríguez,

J.M.; Pulido Melián, E. Effect of TiO2 addition on mortars:

Characterization and photoactivity. Appl. Sci. 2019, 9, 2598.

[3]Zhao, A.; Yang, J.; Yang, E.H. Self-cleaning

engineered cementitious composites. Cem. Concr. Compos.

2015, 64, 74–83.

[4]Folli, A.; Pade, C.; Hansen, T.B.; De Marco, T.;

Macphee, D.E. TiO2 photocatalysis in cementitious systems:

Insight into self-cleaning and depolluting chemistry. Cem.

Concr. Res. 2012, 42, 539–548.

[5]Tyukavkina, V.V.; Gerasimova, L.G.; Semushin, V.V.

Properties of compositions based on cement and modified

nanodispersed titanium dioxide. Inorg. Mater. 2019, 10, 122–126.

[6]Zaja˛c, K.; Janus, M.; Kuz´min´ski, K.; Morawski, A.W.

Preparation of gypsum building materials with photocatalytic

properties. A strong emphasis on waste gypsum from flue gas

desulfurization. Przem. Chem. 2016, 95, 2222–2226.

[7]Janus, M.; Zaja˛c, K.; Ehm, C.; Stephan, D. Fast

Method for Testing the Photocatalytic Performance of Modified

Gypsum. Catalysts 2019, 9, 693.

[8]Janus, M.; Ma˛draszewski, Sz.; Zaja˛c, K.; KusiakNejman, E.; Morawski, A.; Stepan, D. Photocatalytic activity

and mechanical properties of cements modified with TiO2/N.

Materials 2020, 12, 3756.

[9]Gies, A.; Knöfel, D. Influence of sulfur on the

composition of belite-rich clinkers and the technological

properties of the resulting cements. Cem. Concr. Res. 1987,

17, 317–328.

[10]Yamashita, M.; Harada, T.; Sakai, E.; Tsuchiya, K.

Influence of sulfur trioxide in clinker on the hydration heat and

physical properties of Portland cement. Constr. Build. Mater.

2020, 250, 118844.

[11]Xu, M.; Bao, Y.; Wu, T.; Xia, T.; Clark, H.L.; Shi,

H.; Li, V.C. Influence of TiO2 incorporation methods on NOx

abatement in Engineered Cementitious Composites. Const.

Build. Mater. 2019, 221, 375–383.