本发明涉及一种光催化改性纤维复合干粉砂浆，适用于建筑屋面、建筑幕墙、墙面装饰等领域。
背景技术：
水泥外墙建筑材料的耐沾污性、耐磨性及耐久性目前仍然是建筑行业关注的热门问题。以涂层形式涂覆于外墙表面，是目前光催化材料应用最广泛的方式，专利CN201510241472.0将光催化剂负载于多孔结构上制成防护涂层，能够有效阻隔外部有害物的侵蚀，提高光催化剂的结合力。然而光催化涂层需要在水泥砂浆硬化后才能喷涂，在一定程度上增加了工作时间，降低操作效率，且长期经过强太阳光照射或大雨倾泻后，涂层材料在水泥制品的附着力逐渐减弱，光催化效果也因此明显下降目前世界上在售的光催化水泥主要是意大利光催化水泥（TX Aria和TX Arca），其光催化有效成分为TiO2，以颗粒形式分散在水泥中。在水泥水化过程中，水化产物会包裹住TiO2颗粒，降低光催化效率。因此如何发挥光催化颗粒在水泥中的有效作用，是粉状TiO2光催化材料应用的难点。
技术实现要素：
本发明针对上述问题，将水泥、砂、TiO2/SiO2复合光催化纤维、废水泥、内掺防水剂、矿物掺和料、纳米材料、减水剂复合制备光催化改性纤维干粉砂浆，不仅简化了外墙防护工艺，还能有效提高光催化效率和砂浆强度，且制备方法简单，性能优异。
本发明的技术方案如下：
一种光催化改性纤维复合干粉砂浆，由质量百分比为30~50%水泥、20~35%砂、1~5%TiO2/SiO2复合光催化改性纤维、5~15%废水泥、1~3%内掺防水剂、5~10%矿物掺和料、0.5~1%纳米颗粒、0.5~1%减水剂组成。
本发明中TiO2/SiO2复合光催化改性纤维的制备方法如下：将无水乙醇、氨水、水按（30~45）:（2~4）:（1~2）比例混合，保持40℃恒温水浴，在搅拌速率为120~150 r/min时迅速滴加正硅酸乙酯，正硅酸乙酯和氨水的比例为（1.0~1.5）:1，得到SiO2溶胶；然后在SiO2溶胶中逐步滴加TiO2溶胶，得到TiO2/SiO2复合溶胶；将纤维浸渍于TiO2/SiO2复合溶胶中，匀速提拉后经干燥处理，得到TiO2/SiO2复合光催化改性纤维。其中所述的纤维材料包括但不限于玻璃纤维、玄武岩纤维、PVA纤维中的一种或多种。
本发明中，所述废水泥由0.037 mm~ 1mm的细废水泥和1.01mm~4.75mm的粗废水泥组成，其中细废水泥和粗废水泥的比例为1: (1.2~1.5)。
本发明中，所述的内掺防水剂为甲基硅醇钠、乙基硅醇钠、聚乙基羟基硅氧烷、水溶性树脂乳液、脂肪酸及其盐类中的一种。
本发明中，所述的矿物掺和料为粉煤灰、硅灰、矿渣、偏高岭土中的一种或多种。
本发明中，所述的纳米颗粒为纳米SiO2、纳米ZrO2、纳米Al2O3、纳米ZnO、纳米CaCO3中的一种或多种。
本发明中，所述的减水剂为萘系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂、脂肪酸系高减水剂、聚羧酸盐系高效减水剂中的一种。
本发明的有益效果在于：
1、光催化材料与干粉砂浆相结合，能够使水泥制品具有自清洁特性，有效消除烟尘和其他污染物，大大减少建筑物外墙的清洁次数。
2、将TiO2/SiO2复合溶胶改性于纤维上，能够有效防止水泥水化产物的包裹，增加光催化材料与外部的接触面，从而提高光催化剂的光催化效率。
3、通过级配调控废水泥，在砂浆中能够分别起到骨料和矿物掺合料的作用，能进一步提高水泥制品的强度；同时废水泥中水化产物水化硅酸钙与内掺防水剂反应，能够进一步提高疏水效果。
附图说明
图1是纯干粉砂浆与本发明复合干粉砂浆的耐沾污性对比图。
具体实施方式
实施例1
1）将无水乙醇、氨水、水按30:2:1比例混合，保持40℃恒温水浴，在搅拌速率为120 r/min时迅速滴加正硅酸乙酯，正硅酸乙酯和氨水的比例为1.0:1，得到SiO2溶胶；然后在SiO2溶胶中逐步滴加TiO2溶胶，得到TiO2/SiO2复合溶胶；将玻璃纤维浸渍于TiO2/SiO2复合溶胶中，匀速提拉后经干燥处理，得到TiO2/SiO2复合光催化改性纤维。
2）将废水泥过筛后复配，0.037 ~ 1mm的细废水泥和1.01~4.75mm的粗废水泥的比例为1: 1.2。
3） 将30%水泥、35%砂、5%TiO2/SiO2复合光催化改性纤维、15%废水泥、3%甲基硅醇钠、10%偏高岭土、1%纳米SiO2、1%聚羧酸盐系高效减水剂混合，搅拌均匀制得光催化改性纤维复合干粉砂浆。
实施例2
1）将无水乙醇、氨水、水按35:3:2比例混合，保持40℃恒温水浴，在搅拌速率为130 r/min时迅速滴加正硅酸乙酯，正硅酸乙酯和氨水的比例为1.3:1，得到SiO2溶胶；然后在SiO2溶胶中逐步滴加TiO2溶胶，得到TiO2/SiO2复合溶胶；将玄武岩纤维浸渍于TiO2/SiO2复合溶胶中，匀速提拉后经干燥处理，得到TiO2/SiO2复合光催化改性纤维。
2）将废水泥过筛后复配，0.037 ~ 1mm的细废水泥和1.01~4.75mm的粗废水泥的比例为1: 1.3。
3）将50%水泥、20%砂、4%TiO2/SiO2复合光催化改性纤维、14%废水泥、2%聚乙基羟基硅氧烷、9%硅灰、0.5%纳米CaCO3、0.5%脂肪酸系高减水剂混合，搅拌均匀制得光催化改性纤维复合干粉砂浆。
实施例3
1）将无水乙醇、氨水、水按45:3:2比例混合，保持40℃恒温水浴，在搅拌速率为140 r/min时迅速滴加正硅酸乙酯，正硅酸乙酯和氨水的比例为1.4:1，得到SiO2溶胶；然后在SiO2溶胶中逐步滴加TiO2溶胶，得到TiO2/SiO2复合溶胶；将PVA纤维浸渍于TiO2/SiO2复合溶胶中，匀速提拉后经干燥处理，得到TiO2/SiO2复合光催化改性纤维。
2）将废水泥过筛后复配，0.037 ~ 1mm的细废水泥和1.01~4.75mm的粗废水泥的比例为1:1.4。
3） 将45%水泥、32%砂、1%TiO2/SiO2复合光催化改性纤维、10%废水泥、2.5%乙基硅醇钠、8.5%矿渣、0.5%纳米ZrO2、0.5%三聚氰胺系高效减水剂混合，搅拌均匀制得光催化改性纤维复合干粉砂浆。
实施例4
1）将无水乙醇、氨水、水按35:4:1比例混合，保持40℃恒温水浴，在搅拌速率为150 r/min时迅速滴加正硅酸乙酯，正硅酸乙酯和氨水的比例为1.5:1，得到SiO2溶胶；然后在SiO2溶胶中逐步滴加TiO2溶胶，得到TiO2/SiO2复合溶胶；将玻璃纤维和PVA纤维浸渍于TiO2/SiO2复合溶胶中，匀速提拉后经干燥处理，得到TiO2/SiO2复合光催化改性纤维。
2）将废水泥过筛后复配，0.037 ~ 1mm的细废水泥和1.01~4.75mm的粗废水泥的比例为1: 1. 5。
3） 将44%水泥、35%砂、3%TiO2/SiO2复合光催化改性纤维、5%废水泥、2%水溶性树脂乳液、9.5%粉煤灰、1%纳米SiO2、0.5%萘系高减水剂混合，搅拌均匀制得光催化改性纤维复合干粉砂浆。
实施例5
1）将无水乙醇、氨水、水按30:2:1比例混合，保持40℃恒温水浴，在搅拌速率为120 r/min时迅速滴加正硅酸乙酯，正硅酸乙酯和氨水的比例为1.0:1，得到SiO2溶胶；然后在SiO2溶胶中逐步滴加TiO2溶胶，得到TiO2/SiO2复合溶胶；将玻璃纤维浸渍于TiO2/SiO2复合溶胶中，匀速提拉后经干燥处理，得到TiO2/SiO2复合光催化改性纤维。
2）将废水泥过筛后复配，0.037 ~ 1mm的细废水泥和1.01~4.75mm的粗废水泥的比例为1: 1.4。
3） 将43%水泥、34%砂、2%TiO2/SiO2复合光催化改性纤维、12%废水泥、2.5%脂肪酸内掺防水剂、2%矿渣、3%硅灰、0.2%纳米Al2O3、0.3%纳米ZnO、1%聚羧酸盐系高效减水剂混合，搅拌均匀制得光催化改性纤维复合干粉砂浆。
实施例6
1）将无水乙醇、氨水、水按40:3:1比例混合，保持40℃恒温水浴，在搅拌速率为130 r/min时迅速滴加正硅酸乙酯，正硅酸乙酯和氨水的比例为1.3:1，得到SiO2溶胶；然后在SiO2溶胶中逐步滴加TiO2溶胶，得到TiO2/SiO2复合溶胶；将玻璃纤维、玄武岩纤维和PVA纤维浸渍于TiO2/SiO2复合溶胶中，匀速提拉后经干燥处理，得到TiO2/SiO2复合光催化改性纤维。
2）将废水泥过筛后复配，0.037 ~ 1mm的细废水泥和1.01~4.75mm的粗废水泥的比例为1: 1.2。
3） 将45%水泥、27%砂、4%TiO2/SiO2复合光催化改性纤维、15%废水泥、1%脂肪酸盐内掺防水剂、7%偏高岭土、0.5%纳米ZnO、0.5%聚羧酸盐系高效减水剂混合，搅拌均匀制得光催化改性纤维复合干粉砂浆。
如图1所示，为纯干粉砂浆与本发明复合干粉砂浆于室外9个月的耐沾污性对比图，由图可知，本发明复合干粉砂浆的耐污性能优异。