CN107056193A - 一种防渗抗压生态道路管涵及其制备方法 - Google Patents

一种防渗抗压生态道路管涵及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防渗抗压生态道路管涵，其特征在于，包括以下重量份的原料：粉煤灰30‑50份、钢渣40‑50份、煤矸石20‑30份、硅酸盐水泥50‑60份、河沙70‑100份、防水胶乳15‑25份、混凝土增强剂5‑10份、防水添加剂5‑15份份、减水剂3‑7份。本发明的防渗抗压生态道路管涵防渗水能力强、抗压能力较好、机械强度较高，同时制备过程中采用了大量的工业废料，达到了节能利废、保护环境的目的。该防渗抗压生态道路管涵材料成本较低、原料易得、且制备方法简单，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

Description

一种防渗抗压生态道路管涵及其制备方法
技术领域
本发明涉及道路管涵材料技术领域，具体涉及一种防渗抗压生态道路管涵及其制备方法。
背景技术
管涵（pipe culvert）指埋在地下的水管，可作为地面标高以下的水道。管涵是公路铁路工程中的构筑物，一般是指圆管涵，就是用钢筋混凝土做成的一节一节的圆管做成的涵洞。一般使用方法是先根据地质情况和开挖量的大小，确定基础开挖形式(人工开挖,机械开挖,人工配合机械开挖)开挖过程中对边坡的稳定情况随时进行检测，并做好原始数据记录，至设计标高后在基坑底四周设置排水沟，以便及时排走基坑积水，确保基地土不被水浸泡基坑开挖至设计标高后立即进行地基承载力实验。若不满足要求，应进行地基处理，直到满足要求后方可施工。
管涵一般需要预制，所预制的管涵成品，表面应清洁平整，没有蜂窝、麻面、离析坑洞、破角或其他缺陷，且无外部涂刷的痕迹。外形轮廓清晰，线条顺直，无翘曲现象。预制管涵的混凝土强度应达到70%以后才允许脱模，所有预制管涵的材料质量，制造工艺及制成的构件，都应在预制场地接受检查和实验，具体的检验和实验项目，均应经工程师批准。管涵在运输拆卸过程中，应采取防碰撞措施，避免关节损坏或产生裂纹。管涵装卸过程中，不应在地上滚动。管涵通常采用工厂预制钢筋混凝土管的成品管节，管节断面形式分为圆形、椭圆形、卵形、矩形等。当管涵设计为混凝土或砌体基础时，基础上面应设混凝土管座，其顶部弧形面应与管身紧贴合，使管节均匀受力。当管涵为无混凝土(或砌体)基础、管体直接设置在天然地基上时，应按照设计要求将管底土层夯压密实，并做成与管身弧度密贴的弧形管座，安装管节时应注意保持完整。管底土层承载力不符合设计要求时，应按规范要求进行处理、加固，管涵的沉降缝应设在管节接缝处。管涵进出水口的沟床应整理直顺，与上下游导流排水***连接顺畅、稳固。
管涵埋设于地表以下的管道，涵管用作供水或排水时，要保证其优良的防渗能力、抗压能力，现今技术制备的管涵的防渗抗压能力大多不够，同时采用了砂石等材料，浪费资源对山体环境有较大的危害。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种防渗抗压生态道路管涵，该管涵防渗水能力强、抗压能力较好、机械强度较高，同时制备过程中采用了大量的工业废料，达到了节能利废、保护环境的目的。该防渗抗压生态道路管涵材料成本较低、原料易得、且制备方法简单，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种防渗抗压生态道路管涵，包括以下重量份的原料：
粉煤灰30-50份、钢渣40-50份、煤矸石20-30份、硅酸盐水泥50-60份、河沙70-100份、防水胶乳15-25份、混凝土增强剂5-10份、防水添加剂5-15份、减水剂3-7份。
优选地，所述防渗抗压生态道路管涵包括以下重量份的原料：
粉煤灰40份、钢渣45份、煤矸石25份、硅酸盐水泥55份、河沙85份、防水胶乳20份、混凝土增强剂7.5份、防水添加剂10份、减水剂5份。
优选地，所述防水胶乳为氯丁胶乳、丁苯胶乳、丁腈胶乳中的一种或几种。
优选地，所述防水添加剂为甲基硅醇钠、乙基硅醇钠、无机铝盐防水剂按重量比为1:1:2的混合物。
优选地，所述减水剂为萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高效减水剂、聚羧酸高性能减水剂中的一种或几种。
优选地，所述混凝土增强剂为聚丙烯酰胺共聚物、胶体二氧化硅、三聚磷酸钠、三乙醇胺、水按重量比为10:2:2:1:60的混合物。
本发明还提供了一种防渗抗压生态道路管涵的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将粉煤灰、钢渣、煤矸石混合加入粉碎机中粉碎，过60目筛，送入煅烧炉中在850-950℃下煅烧15-35分钟，冷却、水洗、过滤送入球磨机中研磨至细过200目筛得到混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物A、河沙、防水胶乳、硅酸盐水泥、减水剂、适量的水混合均匀后再加入混凝土增强剂、防水添加剂充分搅拌15-25分钟，将混合均匀后的浆料浇筑于钢筋骨架中以形成管涵坯体B；
步骤三，将步骤三制得的管涵坯体B放入蒸汽养护炉中在185-195℃、蒸汽压力1.3-1.5MPa下养护10-12小时，降温出炉得到制备的防渗抗压生态道路管涵。
优选地，所述步骤一为：将粉煤灰、钢渣、煤矸石混合加入粉碎机中粉碎，过60目筛，送入煅烧炉中在900℃下煅烧25分钟，冷却、水洗、过滤送入球磨机中研磨至细过200目筛得到混合物A；
所述步骤二中搅拌时间为20分钟；
所述步骤三为：将步骤三制得的管涵坯体B放入蒸汽养护炉中在190℃、蒸汽压力1.4MPa下养护11小时，降温出炉得到制备的防渗抗压生态道路管涵。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的防渗抗压生态道路管涵以粉煤灰、钢渣、煤矸石为主要成分，充分利用了固体废弃物，一方面做到了废物利用，另一方面节约了资源、减少了环境污染。
（2）本发明的防渗抗压生态道路管涵添加了防水胶乳，防水胶乳一般大量运用屋面、地下洞库等防水工程材料的改性，能够有效增加涵管的微表处的防水性能。
（3）本发明的防渗抗压生态道路管涵添加了混凝土增强剂，该增强剂为聚丙烯酰胺共聚物、胶体二氧化硅、三聚磷酸钠、三乙醇胺的混合物，该添加剂对钢筋无锈蚀危害、能有效提高混凝土的强度等级。
（4）本发明的防渗抗压生态道路管涵加入了少量的防水添加剂，该添加剂为甲基硅醇钠、乙基硅醇钠、无机铝盐防水剂的混合物，该混合物掺入砂浆混凝土中形成坚固致密的憎水物质，充填、堵塞混凝土、砂浆在硬化过程中形成的毛细孔隙和水通道，具有极强的憎水性和潮气的排斥性，从而赋予管涵优异的防水性能。
（5）本发明的防渗抗压生态道路管涵材料成本较低、原料易得、且制备方法简单，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的防渗抗压生态道路管涵，包括以下重量份的原料：
粉煤灰30份、钢渣40份、煤矸石20份、硅酸盐水泥50份、河沙70份、防水胶乳15份、混凝土增强剂5份、防水添加剂5份、减水剂3份。
本实施例中防水胶乳为氯丁胶乳。
本实施例中防水添加剂为甲基硅醇钠、乙基硅醇钠、无机铝盐防水剂按重量比为1:1:2的混合物。
本实施例中减水剂为萘系高效减水剂。
本实施例中混凝土增强剂为聚丙烯酰胺共聚物、胶体二氧化硅、三聚磷酸钠、三乙醇胺、水按重量比为10:2:2:1:60的混合物。
本实施例的防渗抗压生态道路管涵的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将粉煤灰、钢渣、煤矸石混合加入粉碎机中粉碎，过60目筛，送入煅烧炉中在850℃下煅烧15分钟，冷却、水洗、过滤送入球磨机中研磨至细过200目筛得到混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物A、河沙、防水胶乳、硅酸盐水泥、减水剂、适量的水混合均匀后再加入混凝土增强剂、防水添加剂充分搅拌15分钟，将混合均匀后的浆料浇筑于钢筋骨架中以形成管涵坯体B；
步骤三，将步骤三制得的管涵坯体B放入蒸汽养护炉中在185℃、蒸汽压力1.3MPa下养护10小时，降温出炉得到制备的防渗抗压生态道路管涵。
实施例2.
本实施例的防渗抗压生态道路管涵，包括以下重量份的原料：
粉煤灰50份、钢渣50份、煤矸石30份、硅酸盐水泥60份、河沙100份、防水胶乳25份、混凝土增强剂10份、防水添加剂15份、减水剂7份。
本实施例中防水胶乳为丁苯胶乳。
本实施例中防水添加剂为甲基硅醇钠、乙基硅醇钠、无机铝盐防水剂按重量比为1:1:2的混合物。
本实施例中减水剂为脂肪族高效减水剂。
本实施例中混凝土增强剂为聚丙烯酰胺共聚物、胶体二氧化硅、三聚磷酸钠、三乙醇胺、水按重量比为10:2:2:1:60的混合物。
本实施例的防渗抗压生态道路管涵的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将粉煤灰、钢渣、煤矸石混合加入粉碎机中粉碎，过60目筛，送入煅烧炉中在950℃下煅烧35分钟，冷却、水洗、过滤送入球磨机中研磨至细过200目筛得到混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物A、河沙、防水胶乳、硅酸盐水泥、减水剂、适量的水混合均匀后再加入混凝土增强剂、防水添加剂充分搅拌25分钟，将混合均匀后的浆料浇筑于钢筋骨架中以形成管涵坯体B；
步骤三，将步骤三制得的管涵坯体B放入蒸汽养护炉中在195℃、蒸汽压力1.5MPa下养护12小时，降温出炉得到制备的防渗抗压生态道路管涵。
实施例3.
本实施例的防渗抗压生态道路管涵，包括以下重量份的原料：
粉煤灰40份、钢渣45份、煤矸石25份、硅酸盐水泥55份、河沙85份、防水胶乳20份、混凝土增强剂7.5份、防水添加剂10份、减水剂5份。
本实施例中防水胶乳为丁腈胶乳。
本实施例中防水添加剂为甲基硅醇钠、乙基硅醇钠、无机铝盐防水剂按重量比为1:1:2的混合物。
本实施例中减水剂为氨基高效减水剂。
本实施例中混凝土增强剂为聚丙烯酰胺共聚物、胶体二氧化硅、三聚磷酸钠、三乙醇胺、水按重量比为10:2:2:1:60的混合物。
本实施例的防渗抗压生态道路管涵的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将粉煤灰、钢渣、煤矸石混合加入粉碎机中粉碎，过60目筛，送入煅烧炉中在900℃下煅烧25分钟，冷却、水洗、过滤送入球磨机中研磨至细过200目筛得到混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物A、河沙、防水胶乳、硅酸盐水泥、减水剂、适量的水混合均匀后再加入混凝土增强剂、防水添加剂充分搅拌20分钟，将混合均匀后的浆料浇筑于钢筋骨架中以形成管涵坯体B；
步骤三，将步骤三制得的管涵坯体B放入蒸汽养护炉中在190℃、蒸汽压力1.4MPa下养护11小时，降温出炉得到制备的防渗抗压生态道路管涵。
以上各实施例制得的防渗抗压生态道路管涵的性能测试结果如下：
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
抗压强度（MPa） 59 61 63 48
透水压力（Mpa） 1.6 1.7 1.7 0.9
本发明的防渗抗压生态道路管涵充分利用了固体废弃物，一方面做到了废物利用，另一方面节约了资源、减少了环境污染；添加了防水胶乳能够有效增加涵管的微表处的防水性能；添加了混凝土增强剂能有效提高混凝土的强度等级；加入了少量的防水添加剂，赋予管涵优异的防水性能。本发明的防渗抗压生态道路管涵材料成本较低、原料易得、且制备方法简单，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而 且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发 明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性 的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要 求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种防渗抗压生态道路管涵，其特征在于，包括以下重量份的原料：
粉煤灰30-50份、钢渣40-50份、煤矸石20-30份、硅酸盐水泥50-60份、河沙70-100份、防水胶乳15-25份、混凝土增强剂5-10份、防水添加剂5-15份、减水剂3-7份。
2.根据权利要求1所述的防渗抗压生态道路管涵，其特征在于，所述防渗抗压生态道路管涵包括以下重量份的原料：
粉煤灰40份、钢渣45份、煤矸石25份、硅酸盐水泥55份、河沙85份、防水胶乳20份、混凝土增强剂7.5份、防水添加剂10份、减水剂5份。
3.根据权利要求1或2所述的防渗抗压生态道路管涵，其特征在于，所述防水胶乳为氯丁胶乳、丁苯胶乳、丁腈胶乳中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的防渗抗压生态道路管涵，其特征在于，所述防水添加剂为甲基硅醇钠、乙基硅醇钠、无机铝盐防水剂按重量比为1:1:2的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的防渗抗压生态道路管涵，其特征在于，所述减水剂为萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高效减水剂、聚羧酸高性能减水剂中的一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的防渗抗压生态道路管涵，其特征在于，所述混凝土增强剂为聚丙烯酰胺共聚物、胶体二氧化硅、三聚磷酸钠、三乙醇胺、水按重量比为10:2:2:1:60的混合物。
7.一种根据权利要求1或2所述的防渗抗压生态道路管涵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将粉煤灰、钢渣、煤矸石混合加入粉碎机中粉碎，过60目筛，送入煅烧炉中在850-950℃下煅烧15-35分钟，冷却、水洗、过滤送入球磨机中研磨至细过200目筛得到混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物A、河沙、防水胶乳、硅酸盐水泥、减水剂、适量的水混合均匀后再加入混凝土增强剂、防水添加剂充分搅拌15-25分钟，将混合均匀后的浆料浇筑于钢筋骨架中以形成管涵坯体B；
步骤三，将步骤三制得的管涵坯体B放入蒸汽养护炉中在185-195℃、蒸汽压力1.3-1.5MPa下养护10-12小时，降温出炉得到制备的防渗抗压生态道路管涵。
8.根据权利要求7所述的防渗抗压生态道路管涵的制备方法，其特征在于，所述步骤一为：将粉煤灰、钢渣、煤矸石混合加入粉碎机中粉碎，过60目筛，送入煅烧炉中在900℃下煅烧25分钟，冷却、水洗、过滤送入球磨机中研磨至细过200目筛得到混合物A；
所述步骤二中搅拌时间为20分钟；
所述步骤三为：将步骤三制得的管涵坯体B放入蒸汽养护炉中在190℃、蒸汽压力1.4MPa下养护11小时，降温出炉得到制备的防渗抗压生态道路管涵。
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