本發(fā)明的實施方式涉及建筑材料/工程管理領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明的實施方式涉及一種高強度建筑施工工地快速成膜抑塵劑。

背景技術(shù)：

近年來，我國城市發(fā)展迅速，每年建筑施工揚塵對大氣環(huán)境的影響十分突出，嚴重影響城市居民生活環(huán)境質(zhì)量。我國建筑施工現(xiàn)場常見抑塵措施為灑水、覆蓋和地面硬化。灑水一般抑塵效率較低，且有效時間最多僅維持數(shù)小時，需要不斷重復(fù)工作，造成大量人力物力消耗，同時場地灑水大幅提高了土體含水率，使土強度明顯降低，且反復(fù)灑水導(dǎo)致表面土壤養(yǎng)分流失加劇，含水率降低時，揚塵污染會更加嚴重。覆蓋一般指對裸露地面、集中堆放的土方和細顆粒建材采用密目網(wǎng)或塑料布覆蓋的方式防止揚塵產(chǎn)生。塑料布本身難以固定，極易被風(fēng)吹破或吹走而失去抑塵作用；密目網(wǎng)則因反復(fù)使用，自身攜帶大量粉塵，在覆蓋期間會產(chǎn)生揚塵。地面硬化即采用混凝土或水泥砂漿覆蓋裸露地面。硬化區(qū)域干燥后，表面松散物料易被擾動而產(chǎn)生揚塵，同時施工結(jié)束后大面積的硬化材料粉碎處理，還會產(chǎn)生大量揚塵和建筑垃圾。因此國內(nèi)施工現(xiàn)場普遍采用的揚塵控制措施，抑塵效果差，起不到改善城市大氣環(huán)境的作用。

另外一種方法是在施工地面覆蓋一層成膜抑塵劑，但由于施工現(xiàn)場空氣干燥、風(fēng)蝕作用強，一般抑塵膜濕度下降后難以長期保持抑塵效果。成膜抑塵劑兼具黏結(jié)性、吸濕性，滲透黏結(jié)作用將表層細顆粒土固結(jié)，同時吸收空氣中水分使表層土濕度維持較高水平；使土壤當(dāng)濕度下降后，表面膜仍能通過覆蓋抑制揚塵排放。但由于在施工現(xiàn)場，機械人為擾動頻繁，膜型抑塵劑在多擾動區(qū)容易過早發(fā)生人為導(dǎo)致的物理性破壞，難以起到長期一直揚塵的目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高強度建筑施工工地快速成膜抑塵劑，以期望可以提高抑塵劑成膜后的膜強度，從而有效控制施工揚塵排放，改善城市空氣質(zhì)量，實現(xiàn)無塵化綠色施工。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的一種實施方式采用以下技術(shù)方案：

一種高強度建筑施工工地快速成膜抑塵劑，它是在以海藻酸鈣為成膜主要成分的抑塵劑中添加水溶性非離子型單醚取代基的纖維素醚而得。

上述高強度建筑施工工地快速成膜抑塵劑成膜的海藻酸鈣是以海藻酸鈉溶液和氯化鈣溶液反應(yīng)得到的。

進一步的技術(shù)方案是：所述高強度建筑施工工地快速成膜抑塵劑使用的水溶性非離子型單醚取代基的纖維素醚為甲基纖維素。

更進一步的技術(shù)方案是：上述高強度建筑施工工地快速成膜抑塵劑的組分及比例如下：所述海藻酸鈉溶液中海藻酸鈉的質(zhì)量濃度為0.70％～1.0％，所述甲基纖維素加入海藻酸鈉溶液中，加入比例為海藻酸鈉溶液質(zhì)量的0.05％～0.20％；所述氯化鈣溶液的濃度為7.0％～8.0％；所述海藻酸鈉溶液與氯化鈣溶液的使用比例為體積比1:0.75～0.90。

優(yōu)選的，所述高強度建筑施工工地快速成膜抑塵劑的組分及比例如下：所述海藻酸鈉溶液中海藻酸鈉的質(zhì)量濃度為0.75％，所述甲基纖維素加入海藻酸鈉溶液中，加入比例為海藻酸鈉溶液質(zhì)量的0.10％～0.20％；所述氯化鈣溶液的濃度為7.5％；所述海藻酸鈉溶液與氯化鈣溶液的使用比例為體積比1:0.80。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

1)本發(fā)明抑塵劑在添加纖維素后，仍具有良好的快速成膜性和黏結(jié)性，可有效固結(jié)表層細顆粒，并在表面迅速形成致密膜，覆蓋裸露地表，抑塵劑膜的強度也大幅度提高，可達未添加纖維素的抑塵劑膜強度的4～5倍，抑塵效率明顯提高。抑塵劑成本低廉，環(huán)境友好，無毒無害，可用于城市建筑工地揚塵控制。

2)制劑所成海藻酸鈣膜，具有良好的吸濕保水性能和抗風(fēng)蝕性能，長期保持土壤固結(jié)含水率在10％左右，高于揚塵臨界含水率4％。即便土壤含水率下降到4％以下后，表層土具有較高強度，仍可保持較好固結(jié)效果，若海藻酸鈣膜未被破壞，則能完整覆蓋表面土層，抑制揚塵。

附圖說明

圖1為本發(fā)明高強度建筑施工工地快速成膜抑塵劑拉力試驗所用海藻酸鈣膜的成膜流程圖。

圖2為保水性實驗過程中不同土樣的固結(jié)含水率隨時間變化情況圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

一、拉力實驗

本實驗需要先制備海藻酸鈣膜，其成膜流程如圖1所示。

1、配制溶液：配制21份質(zhì)量濃度為0.75％海藻酸鈉溶液，每份100毫升，海藻酸鈉溶液應(yīng)使用磁力攪拌器攪拌4h。之后留一份溶液作空白對照組，另外20份溶液分作4組，每組分別加入不同比例的甲基纖維素。選擇纖維素添加量為0.05％、0.10％、0.15％和0.20％。同時，為了便于觀察成膜均勻度，21份溶液均加入0.05％曙紅調(diào)色。溶液攪拌完成后靜置12h，消泡備用。

2、制備海藻酸鈉膜：消泡后的溶液，按已經(jīng)確定的海藻酸鈉用量，倒入直徑10cm的平底無菌培養(yǎng)皿，水平放置于35℃烘箱完全烘干，取得海藻酸鈉膜。21種溶液如上各制備三份。

3、制備海藻酸鈣膜：配制足量質(zhì)量濃度為7.5％的氯化鈣溶液，按既定抑塵劑用量(海藻酸鈉溶液與氯化鈣溶液體積比1:0.8)分別加入已經(jīng)制好的海藻酸鈉膜的培養(yǎng)皿中，常溫靜置24h，使氯化鈣與海藻酸鈉膜充分反應(yīng)，生成海藻酸鈣膜。

4、拉力實驗：將充分反應(yīng)后的海藻酸鈣膜從培養(yǎng)皿中完整取出，使用模具鑿取啞鈴型拉力實驗試件，平鋪夾于濾紙間，待試件干透，取出試件，安置在拉力試驗機上，進行拉力試驗。每組海藻酸鈣膜，可取得4個左右試件，拉力實驗分析結(jié)果如表1所示。

表1拉力實驗結(jié)果

從表1可以看出，不添加纖維素時，抑塵劑膜的平均最大拉力值很低，為0.6519N；通過對摻和不同濃度甲基纖維素所制膜試件進行拉力試驗發(fā)現(xiàn)，添加甲基纖維素后，膜強度明顯增強，而且添加不同濃度的纖維素，膜的強度有不同程度提高，但至少提高到空白對照組膜強度的4倍，同時，在0.05％～0.20％范圍內(nèi)，甲基纖維素添加愈多，膜強度提高越多，當(dāng)添加濃度為0.20％時，膜強度提高至原膜強度的5.35倍。但當(dāng)甲基纖維素的添加量在0.05％～0.20％范圍之外時，由于甲基纖維素添加量過高，成膜后甲基纖維素會析出或削弱膜強度，或者由于甲基纖維素添加量過低，成膜后膜強度提升較少，不利于實際應(yīng)用。

本發(fā)明選擇水溶性非離子型單醚取代基的纖維素醚作為添加劑提高抑塵劑膜的強度，是因為在提高膜強度的效果方面，水溶性纖維素效果優(yōu)于有機溶液可溶纖維素，取代基為單醚的纖維素效果優(yōu)于多醚取代基，取代基為非離子型的纖維素效果優(yōu)于離子型取代基。甲基纖維素為水溶性纖維素，且是單醚、非離子型取代基纖維素，該纖維素對膜強度提高能力最強，并且效果穩(wěn)定易控。

甲基纖維素添加量從0.10％增加到0.20％，其用量增加一倍，抑塵劑膜強度提高約1/6，因此甲基纖維素0.20％用量的抑塵劑膜相較于0.10％用量的抑塵劑膜來說，其強度雖然有所提高，但并沒有成倍增長或者說明顯增長，因此在使用甲基纖維素時，如果出于經(jīng)濟性考慮，甲基纖維素的添加濃度宜為0.10％，但如果對抑塵劑膜強度要求更高時，甲基纖維素的添加濃度宜為0.20％。

二、保水性實驗

取完全烘干的土樣分裝3份，每份取砂土150g。以上3份土樣，第一份噴灑添加了0.10％甲基纖維素的抑塵劑，第二份噴灑未添加甲基纖維素的抑塵劑(海藻酸鈉和氯化鈣用量及濃度同加了0.10％甲基纖維素的抑塵劑)，第三份作對照組，灑相同體積的水。均置于溫度17℃，濕度50％室內(nèi)環(huán)境，讓其自然蒸發(fā)，每天早晚各自稱重，按式(1)計算固結(jié)含水率，觀測記錄土樣含水率隨時間變化情況直至其穩(wěn)定。

$W=\frac{m_1-m_0}{m_1}\×100\%\mathrm{...}\left(1\right)$

式中w為固結(jié)含水率，％；m_t為濕土重，g；m₀為干土重，g；m_s為所噴灑溶液總重，g。

實驗結(jié)果：如圖2所示，噴灑本發(fā)明所述抑塵劑的第一份土樣與施用未添加甲基纖維素的試劑的第二份土樣相比，在施用試劑后，12天內(nèi)固結(jié)含水率相差不大，第一份土樣的固結(jié)含水率略高，最終兩份土樣的固結(jié)含水率在10％左右穩(wěn)定，抑塵作用長效保持，說明甲基纖維素的添加對抑塵劑的保水性沒有明顯的影響。而對照組土樣的水分在100h左右已經(jīng)完全蒸發(fā)，更多松散顆粒成為潛在揚塵源。

三、風(fēng)蝕實驗

將完全烘干的土樣分裝3份，每份取砂土150g，自然堆放成底部直徑為10cm的沙土堆。其中1份土樣噴灑添加了0.10％甲基纖維素的抑塵劑，一份土樣噴灑未添加甲基纖維素的抑塵劑，另一個為對照組，灑相同體積的水。將3份土樣置于室內(nèi)環(huán)境自然晾干。風(fēng)蝕試驗和保水性試驗同時制樣，置于相同環(huán)境條件下，待保水試驗土樣固結(jié)含水率穩(wěn)定后，進行風(fēng)蝕試驗。以鼓風(fēng)機依次模擬3級、5級風(fēng)力，水平方向分別作用于固結(jié)含水率穩(wěn)定后的各土樣，稱量鼓風(fēng)前后土樣質(zhì)量差，按式(2)和(3)計算平均砂土損失率及抑塵效率。

$Q_N,Q_n=\frac{m_2-m_1}{S\×t}\mathrm{...}\left(2\right)$

$\mathrm{\η}=1-\frac{Q_N}{Q_n}\mathrm{...}\left(3\right)$

式中η為抑塵效率，％；Q_N，Q_n分別為實驗組和對照組土樣平均砂土損失率，g/(m²×min)；m₁.m₂分別為鼓風(fēng)機吹掃前后土樣質(zhì)量，g；s為土樣面積，m²；t為鼓風(fēng)機吹掃時間，min。

試驗結(jié)果：如表2所示，鼓風(fēng)吹掃使對照組土樣砂土大量流失，而添加了抑塵劑的兩種土樣砂土基本無流失。盡管添加了抑塵劑的兩種土樣在短時間內(nèi)鼓風(fēng)吹掃條件下的抑塵效果差距不大，但添加甲基纖維素的溶液粘度更大，在室外環(huán)境干燥后，添加甲基纖維素的膜更致密，與沙堆表面貼合度更高，下層砂土固結(jié)更穩(wěn)定，表面強度更高。施用抑塵劑2周后，不含甲基纖維素的抑塵劑膜與下部土層基本脫離，固結(jié)層已經(jīng)失效，下部砂土發(fā)生塌落和轉(zhuǎn)移，而施用3周后，含甲基纖維素的抑塵劑膜與下部土層依然不脫離，抑塵效果長效保持。

表2風(fēng)蝕實驗砂土流失量(g)

四、建筑施工工地成膜實施例

實施例1

高強度建筑施工工地快速成膜抑塵劑的組成成分為：

海藻酸鈉溶液：海藻酸鈉的質(zhì)量濃度為0.75％，甲基纖維素的質(zhì)量濃度為0.10％；

氯化鈣溶液：氯化鈣的質(zhì)量濃度為7.5％。

使用方法：將海藻酸鈉溶液(含有甲基纖維素)和氯化鈣溶液配制好后，先將海藻酸鈉溶液噴灑在建筑施工工地的地表，然后在相同的建筑施工工地的地表噴灑上述氯化鈣溶液，海藻酸鈉溶液和氯化鈣溶液的噴灑比例為體積比1：0.80。

對于未硬化路面、馬道等行人車輛通過較頻繁的區(qū)域，噴灑本發(fā)明抑塵劑后，固結(jié)層和表面膠膜相較于噴灑不添加甲基纖維素的海藻酸鈣抑塵劑而言更加牢固，不易發(fā)生破壞，抑塵作用有效保持10d左右，如多次噴灑將延長抑塵有效期。對于無擾動的區(qū)域，抑塵作用有效保持20d以上。在噴灑本發(fā)明抑塵劑后，無論是車輛擾動還是行人擾動，其PM10≤5mg/m³。

實施例2

海藻酸鈉溶液中甲基纖維素的質(zhì)量濃度為0.05％，其它同實施例1。

實施例3

海藻酸鈉溶液中甲基纖維素的質(zhì)量濃度為0.15％，其它同實施例1。

實施例4

海藻酸鈉溶液中甲基纖維素的質(zhì)量濃度為0.20％，其它同實施例1。

實施例5

高強度建筑施工工地快速成膜抑塵劑的組成成分為：

海藻酸鈉溶液：海藻酸鈉的質(zhì)量濃度為0.80％，甲基纖維素的質(zhì)量濃度為0.10％；

氯化鈣溶液：氯化鈣的質(zhì)量濃度為8.0％。

使用方法：將海藻酸鈉溶液(含有甲基纖維素)和氯化鈣溶液配制好后，先將海藻酸鈉溶液噴灑在建筑施工工地的地表，然后在相同的建筑施工工地的地表噴灑上述氯化鈣溶液，海藻酸鈉溶液和氯化鈣溶液的噴灑比例為體積比1：0.75。

盡管這里參照本發(fā)明的解釋性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。