CN110436863A - 一种铺设农村公路专用混凝土及其制备方法 - Google Patents

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CN110436863A CN201910753908.2A CN201910753908A CN110436863A CN 110436863 A CN110436863 A CN 110436863A CN 201910753908 A CN201910753908 A CN 201910753908A CN 110436863 A CN110436863 A CN 110436863A
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Abstract

本发明公开了一种铺设农村公路专用混凝土，包括以下重量份的组分：水泥155～176份；石粉沙260～351份；缓凝剂10～15份；生石灰3～6份；粘接剂66～82份；阻氧剂3.6～7.9份；煤矿渣26.1～34.7份；水40～62份以及添加剂15.4～21.3份；缓凝剂用于延长水泥的凝结时间，便于混凝土的铺设；生石灰用于吸收降落于混凝土上的酸性液体，从而避免酸性液体对混凝土结构的破坏，延长混凝土的使用寿命；粘接剂作为各成分之间的桥梁，将各成分紧密连接，避免混凝土中孔的产生；阻氧剂在混凝土上形成一层膜用于阻挡氧气进入混凝土内与其它成分发生反应。

Description

一种铺设农村公路专用混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及公路用混凝土技术领域，特别涉及一种铺设农村公路专用混凝土及其制备方法。
背景技术
我国在大力发展农村的建立，比如修建新农村和修建农村公路作为农村改造的要点，实现村村通上公路，着力解决了农村出行不方便的问题；混凝土是修建建筑和农村公路必不可少的材料，一般建筑上使用的混凝土不能满足公路中铺设所用混凝土的性能要求，因为农村公路由于其地基和地形的复杂，且公路上由车辆的碾压，使得对浇筑地面的混凝土有较高的要求；现有的农村公路中使用混凝土浇筑支撑柱时会在混凝土中加入阻锈剂，阻锈剂在以离子态或气态吸附到钢筋表面，由于钢筋的电场非常强，因此这些阻锈剂分子是朝向钢筋方向吸附的，到达钢筋表面后即与钢筋反应形成类似铁锈的化学膜，但这一化学膜是相当钝化的，不会像铁锈一样容易溶于水而流失。然而这种方式只能防止钢筋生锈，而不能达到保护其它易氧化的成分，长时间的使用会导致混凝土被破坏而失去支撑作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种铺设农村公路专用混凝土。
本发明采用的技术方案是：一种铺设农村公路专用混凝土，包括以下重量份的组分：
水泥155～176份；石粉沙260～351份；缓凝剂10～15份；生石灰3～6份；粘接剂66～82份；阻氧剂3.6～7.9份；煤矿渣26.1～34.7份；水40～62份以及添加剂15.4～21.3份。
本发明的工作原理/有益效果为：缓凝剂用于延长水泥的凝结时间，便于混凝土的铺设；生石灰用于吸收降落于混凝土上的酸性液体，从而避免酸性液体对混凝土结构的破坏，延长混凝土的使用寿命；粘接剂作为各成分之间的桥梁，将各成分紧密连接，避免混凝土中孔的产生；阻氧剂在混凝土上形成一层膜用于阻挡氧气进入混凝土内与其它成分发生反应，如与置于混凝土中的钢筋反应，与添加剂发生氧化反应而使得添加剂失去相应的功能。
进一步限定，水泥164份；石粉沙281份；缓凝剂13份；生石灰4份；粘接剂73份；阻氧剂5.7份；煤矿渣28.3份；水53份以及添加剂18.2份。
进一步限定，所述添加剂包括以下重量份的组分：笨丙乳液63～70份，疏水剂2.6～4.7份，消泡剂0.3～0.9份以及柔性纤维1.2～5.8份。
本发明的工作原理/有益效果为：消泡剂用于消除混合过程中产生的气泡，避免了气泡在混凝土凝固的过程中包含于其中形成孔；柔性纤维用于增加混凝土的抗裂强度；阻氧剂避免柔性纤维被氧气氧化。
进一步限定，所述石粉沙由质量份为80～100份的鹅卵碎石和质量份为53～67份组成，其中鹅卵碎石的粒级在80～120目内。
进一步限定，所述煤矿渣的粒级在80～120目内。
进一步限定，所述缓凝剂为α高强石膏。
本发明的工作原理/有益效果为：α高强石膏具有良好的性能，能够延迟水泥的凝结。
本发明还公开了一种铺设农村公路专用混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1：筛选粒级合格的石粉沙、煤矿渣以及氧化钙；
S2：将S1中筛选出合格的石粉沙、生石灰、煤矿渣与水泥、缓凝剂、粘接剂、阻氧剂以及添加剂按照各自所需的质量份混合且搅拌均匀，得到混合物A；
S3：向混合物A中加入水且搅拌均匀得到所述混凝土。
进一步限定，步骤S3中所加入的水的温度为25～38℃。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
α高强石膏选用的标准为：2h抗折强度为4.0MPa；烘干抗压强度为30.0MPa。
疏水剂：超疏水剂6～10份、油酸三乙醇胺酯15～22份以及载体70～82份；或十三氟辛基丙基笼型倍半硅氧烷；所述载体为膨胀珍珠岩粉。
阻氧剂为二苯胺和无酚亚磷酸酯的混合物，其中：二苯胺的质量份为23～41份，无酚亚磷酸酯为59～72份；将两者混合均匀且加热至30～50℃的温度范围内，保温8～18min。
消泡剂由以下的质量份组成：硅树脂5-15份、聚甲基硅氧烷25-85.2份、疏水白炭黑2-24份、乳化剂2.8-12份、分散剂5-24份，不挥发物的质量含量是30％-50％，其余为去离子水；25℃时：PH值6.0-8.0，密度0.98-1.05g/ml，消泡剂乳液中粒径介于1-25μm部分大于90％；聚甲基硅氧烷25℃粘度为1000-100000cst。
粘接剂包括以下重量份的组份：基体树脂80～93份、固化剂6～13份、固化促进剂0.5～1.8份、高介电陶瓷粉末127～269份、有机溶剂30～46份、分散剂0.5～3.8份以及偶联剂0.3～5.7份。
基体树脂为苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚硅氧烷树脂、环氧树脂、热固性丙烯酸树脂及它们的复合改性树脂中的至少一种。
固化剂为改性硫醇化合物、咪唑、改性多元胺、双氰胺、双氰胺改性物、改性聚酰胺和二氨基二苯砜中的至少两种的混合物。
固化促进剂为有机脲或咪唑类，所述有机溶剂为无水乙醇、丙酮、丁酮、甲苯、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇单***、乙二醇单丁醚中至少三种的混合物。
高介电陶瓷粉末为TiO2、ZrO2、BaTiO3、CaTiO3、ZnO、CaZrO3、MgZrO3、BaxSr1-xTiyZr1-yO3(x，y＝0～1)、CayBa1-yZrxTi1-xO3(x，y＝0～1)、KxNa1-xNbO3(x＝0～1)中的至少两种的混合物。
高介电陶瓷粉末为球形或类球形，其粒径为8mm～13mm。
对照组
一、制备添加剂
称取质量份如下的组分：笨丙乳液63份，疏水剂2.6份以及消泡剂0.3份将各组分混合均匀得到添加剂。
二、制备混凝土
S1：称取质量份如下的组分：水泥155份、石粉沙260份、α高强石膏10份、粒级为100～130目的混合生石灰3份、粘接剂66份、粒级为60～80目的混合煤矿渣26.1份以及添加剂15.4份；
S2：将步骤S1中称取的各组分置于混合搅拌器内混合均匀，混合搅拌器的转速调至700rpm/min，搅拌10～20min，得到混合物A；
S3：向步骤S2中的混合搅拌器中加入质量份为40份的水，水的温度为20℃,且同时启动混合搅拌器，混合搅拌器的转速调至851rpm/min，搅拌19～30min，即可得到混凝土，测定该混凝土性能，如表1所示。
实施例1
一、制备添加剂
称取质量份如下的组分：笨丙乳液63份，疏水剂2.6份，消泡剂0.3份以及柔性纤维1.2份，将各组分混合均匀得到添加剂。
二、制备疏水剂
称取质量份如下的组分：超疏水剂为十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷6份、油酸三乙醇胺酯15份以及膨胀珍珠岩粉70份；将上述称取的物质混合且置于20～30℃的温度下加热20～42min且搅拌均匀。
三、制备阻氧剂
称取质量份如下的组分：二苯胺的质量份为23份，无酚亚磷酸酯为59份；将两者混合均匀且加热至45℃的温度范围内，保温8min。
四、制备消泡剂
称取如下质量份的组分：硅树脂5份、聚甲基硅氧烷25份、疏水白炭黑2份、乳化剂2.8份、分散剂5份，不挥发物的质量含量是30％，其余为去离子水；混合搅拌均匀即可；25℃时：PH值6.0-8.0，密度0.98-1.05g/ml，消泡剂乳液中粒径介于1-25μm部分大于90％；聚甲基硅氧烷25℃粘度为1000-100000cst。
五、制备粘接剂
称取如下质量份的组分：基体树脂80份、固化剂6份、固化促进剂0.5份、高介电陶瓷粉末127份、有机溶剂30份、分散剂0.5份以及偶联剂0.3份；基体树脂为苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物；固化剂为改性硫醇化合物和咪唑的混合物；固化促进剂为有机脲；有机溶剂为无水乙醇、丙酮以及丁酮的混合物；高介电陶瓷粉末为TiO2和ZrO2通过粘接剂粘接制成的球形或类球形的颗粒，粒径为8mm～13mm范围内。
六、制备混凝土
S1：称取质量份如下的组分：水泥155份、石粉沙260份、α高强石膏10份、粒级为100～130目的混合生石灰3份、粘接剂66份、阻氧剂3.6份、粒级为60～80目的混合煤矿渣26.1份以及添加剂15.4份；
S2：将步骤S1中称取的各组分置于混合搅拌器内混合均匀，混合搅拌器的转速调至700rpm/min，搅拌10～20min，得到混合物A；
S3：向步骤S2中的混合搅拌器中加入质量份为40份的水，水的温度为20℃,且同时启动混合搅拌器，混合搅拌器的转速调至851rpm/min，搅拌19～30min，即可得到混凝土，测定该混凝土性能，如表1所示。
实施例2
一、制备添加剂
称取质量份如下的组分：笨丙乳液63份，疏水剂2.6份，消泡剂0.3份以及柔性纤维1.2份，将各组分混合均匀得到添加剂。
二、制备疏水剂
称取质量份如下的组分：超疏水剂为十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷8份、油酸三乙醇胺酯17份以及膨胀珍珠岩粉79份；将上述称取的物质混合且置于20～30℃的温度下加热42min且搅拌均匀。
三、制备阻氧剂
称取质量份如下的组分：二苯胺的质量份为36份，无酚亚磷酸酯为64份；将两者混合均匀且加热至47℃的温度范围内，保温15min。
四、制备消泡剂
称取如下质量份的组分：硅树脂10份、聚甲基硅氧烷61.7份、疏水白炭黑16.4份、乳化剂8.37份、分散剂17.2份，不挥发物的质量含量是40％，其余为去离子水；混合搅拌均匀即可；25℃时：PH值6.0-8.0，密度0.98-1.05g/ml，消泡剂乳液中粒径介于1-25μm部分大于90％；聚甲基硅氧烷25℃粘度为1000-100000cst。
五、制备粘接剂
称取如下质量份的组分：基体树脂85份、固化剂9.4份、固化促进剂1.24份、高介电陶瓷粉末194份、有机溶剂35份、分散剂2.7份以及偶联剂3.8份；基体树脂为环氧树脂和热固性丙烯酸树脂的混合物；固化剂为改性多元胺和双氰胺的混合物；固化促进剂为咪唑类；有机溶剂为乙酸丁酯、乙二醇单***和乙二醇单丁醚的混合物；高介电陶瓷粉末为ZnO和CaZrO3通过粘接剂粘接制成的球形或类球形的颗粒，粒径为8mm～13mm范围内。
六、制备混凝土
S1：称取质量份如下的组分：水泥155份、石粉沙260份、α高强石膏10份、粒级为100～130目的混合生石灰3份、粘接剂66份、阻氧剂3.6份、粒级为60～80目的混合煤矿渣26.1份以及添加剂15.4份；
S2：将步骤S1中称取的各组分置于混合搅拌器内混合均匀，混合搅拌器的转速调至700rpm/min，搅拌10～20min，得到混合物A；
S3：向步骤S2中的混合搅拌器中加入质量份为40份的水，水的温度为20℃,且同时启动混合搅拌器，混合搅拌器的转速调至851rpm/min，搅拌19～30min，即可得到混凝土，测定该混凝土性能，如表1所示。
实施例3
一、制备添加剂
称取质量份如下的组分：笨丙乳液63份，疏水剂2.6份，消泡剂0.3份以及柔性纤维1.2份，将各组分混合均匀得到添加剂。
二、制备疏水剂
称取质量份如下的组分：超疏水剂为十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷8份、油酸三乙醇胺酯17份以及膨胀珍珠岩粉79份；将上述称取的物质混合且置于20～30℃的温度下加热42min且搅拌均匀。
三、制备阻氧剂
称取质量份如下的组分：二苯胺的质量份为36份，无酚亚磷酸酯为64份；将两者混合均匀且加热至47℃的温度范围内，保温15min。
四、制备消泡剂
称取如下质量份的组分：硅树脂10份、聚甲基硅氧烷61.7份、疏水白炭黑16.4份、乳化剂8.37份、分散剂17.2份，不挥发物的质量含量是40％，其余为去离子水；混合搅拌均匀即可；25℃时：PH值6.0-8.0，密度0.98-1.05g/ml，消泡剂乳液中粒径介于1-25μm部分大于90％；聚甲基硅氧烷25℃粘度为1000-100000cst。
五、制备粘接剂
称取如下质量份的组分：基体树脂85份、固化剂9.4份、固化促进剂1.24份、高介电陶瓷粉末194份、有机溶剂35份、分散剂2.7份以及偶联剂3.8份；基体树脂为环氧树脂和热固性丙烯酸树脂的混合物；固化剂为改性多元胺和双氰胺的混合物；固化促进剂为咪唑类；有机溶剂为乙酸丁酯、乙二醇单***和乙二醇单丁醚的混合物；高介电陶瓷粉末为ZnO和CaZrO3通过粘接剂粘接制成的球形或类球形的颗粒，粒径为8mm～13mm范围内。
六、制备混凝土
S1：称取质量份如下的组分：水泥155份、石粉沙260份、α高强石膏10份、粒级为100～130目的混合生石灰3份、粘接剂66份、阻氧剂3.6份、粒级为60～80目的混合煤矿渣26.1份以及添加剂15.4份；
S2：将步骤S1中称取的各组分置于混合搅拌器内混合均匀，混合搅拌器的转速调至700rpm/min，搅拌10～20min，得到混合物A；
S3：向步骤S2中的混合搅拌器中加入质量份为40份的水，水的温度为20℃,且同时启动混合搅拌器，混合搅拌器的转速调至851rpm/min，搅拌19～30min，即可得到混凝土，测定该混凝土性能，如表1所示。
实施例4
一、制备添加剂
称取质量份如下的组分：笨丙乳液68份，疏水剂3.4份，消泡剂0.8份以及柔性纤维3.7份，将各组分混合均匀得到添加剂。
二、制备疏水剂
称取质量份如下的组分：超疏水剂为十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷8份、油酸三乙醇胺酯17份以及膨胀珍珠岩粉79份；将上述称取的物质混合且置于20～30℃的温度下加热42min且搅拌均匀。
三、制备阻氧剂
称取质量份如下的组分：二苯胺的质量份为36份，无酚亚磷酸酯为64份；将两者混合均匀且加热至47℃的温度范围内，保温15min。
四、制备消泡剂
称取如下质量份的组分：硅树脂10份、聚甲基硅氧烷61.7份、疏水白炭黑16.4份、乳化剂8.37份、分散剂17.2份，不挥发物的质量含量是40％，其余为去离子水；混合搅拌均匀即可；25℃时：PH值6.0-8.0，密度0.98-1.05g/ml，消泡剂乳液中粒径介于1-25μm部分大于90％；聚甲基硅氧烷25℃粘度为1000-100000cst。
五、制备粘接剂
称取如下质量份的组分：基体树脂85份、固化剂9.4份、固化促进剂1.24份、高介电陶瓷粉末194份、有机溶剂35份、分散剂2.7份以及偶联剂3.8份；基体树脂为环氧树脂和热固性丙烯酸树脂的混合物；固化剂为改性多元胺和双氰胺的混合物；固化促进剂为咪唑类；有机溶剂为乙酸丁酯、乙二醇单***和乙二醇单丁醚的混合物；高介电陶瓷粉末为ZnO和CaZrO3通过粘接剂粘接制成的球形或类球形的颗粒，粒径为8mm～13mm范围内。
六、制备混凝土
S1：称取质量份如下的组分：水泥164份、石粉沙281份、α高强石膏13份、粒级为100～130目的混合生石灰4份、粘接剂73份、阻氧剂5.7份、粒级为60～80目的混合煤矿渣28.3份以及添加剂18.2份；
S2：将步骤S1中称取的各组分置于混合搅拌器内混合均匀，混合搅拌器的转速调至729rpm/min，搅拌10～20min，得到混合物A；
S3：向步骤S2中的混合搅拌器中加入质量份为53份的水，水的温度为37℃,且同时启动混合搅拌器，混合搅拌器的转速调至851rpm/min，搅拌19～30min，即可得到混凝土，测定该混凝土性能，如表1所示。
实施例5
一、制备添加剂
称取质量份如下的组分：笨丙乳液70份，疏水剂4.7份，消泡剂0.9份以及柔性纤维5.8份，将各组分混合均匀得到添加剂。
二、制备疏水剂
称取质量份如下的组分：超疏水剂为十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷8份、油酸三乙醇胺酯17份以及膨胀珍珠岩粉79份；将上述称取的物质混合且置于20～30℃的温度下加热42min且搅拌均匀。
三、制备阻氧剂
称取质量份如下的组分：二苯胺的质量份为36份，无酚亚磷酸酯为64份；将两者混合均匀且加热至47℃的温度范围内，保温15min。
四、制备消泡剂
称取如下质量份的组分：硅树脂10份、聚甲基硅氧烷61.7份、疏水白炭黑16.4份、乳化剂8.37份、分散剂17.2份，不挥发物的质量含量是40％，其余为去离子水；混合搅拌均匀即可；25℃时：PH值6.0-8.0，密度0.98-1.05g/ml，消泡剂乳液中粒径介于1-25μm部分大于90％；聚甲基硅氧烷25℃粘度为1000-100000cst。
五、制备粘接剂
称取如下质量份的组分：基体树脂85份、固化剂9.4份、固化促进剂1.24份、高介电陶瓷粉末194份、有机溶剂35份、分散剂2.7份以及偶联剂3.8份；基体树脂为环氧树脂和热固性丙烯酸树脂的混合物；固化剂为改性多元胺和双氰胺的混合物；固化促进剂为咪唑类；有机溶剂为乙酸丁酯、乙二醇单***和乙二醇单丁醚的混合物；高介电陶瓷粉末为ZnO和CaZrO3通过粘接剂粘接制成的球形或类球形的颗粒，粒径为8mm～13mm范围内。
六、制备混凝土
S1：称取质量份如下的组分：水泥176份、石粉沙351份、α高强石膏15份、粒级为100～130目的混合生石灰6份、粘接剂82份、阻氧剂7.9份、粒级为60～80目的混合煤矿渣34.7份以及添加剂21.3份；
S2：将步骤S1中称取的各组分置于混合搅拌器内混合均匀，混合搅拌器的转速调至758rpm/min，搅拌10～20min，得到混合物A；
S3：向步骤S2中的混合搅拌器中加入质量份为62份的水，水的温度为38℃,且同时启动混合搅拌器，混合搅拌器的转速调至837rpm/min，搅拌19～30min，即可得到混凝土，测定该混凝土性能，如表1所示。
表1混凝土性能表
由表1可知，未添加阻氧剂和柔性纤维的混凝土的抗渗等级低，含水率高，抗压强度和劈裂强度均低于实施例1-5所制备得到的混凝土，对照组的制备的混凝土中的氧气含量明显高于实施例1-5中氧气的含量。
施工过程中需要注意的问题
1.基础地面与下层地面不能空壳，且基础地面必须采用修路设备压紧实，以水的1小时内不会有水渗入为准；
2.基础地面清洁干净，不能有沙粒等杂质；
3.基础地面任何1米范围内的平整度低于5.2mm；
4.为保证地面的牢固度，可用界面剂进行表面的预处理；
5.基础地面耐压强度至少为20MPa。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铺设农村公路专用混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：
水泥155～176份；石粉沙260～351份；缓凝剂10～15份；生石灰3～6份；粘接剂66～82份；阻氧剂3.6～7.9份；煤矿渣26.1～34.7份；水40～62份以及添加剂15.4～21.3份。
2.根据权利要求1所述的铺设农村公路专用混凝土，其特征在于，所述添加剂包括以下重量份的组分：
笨丙乳液63～70份，疏水剂2.6～4.7份，消泡剂0.3～0.9份以及柔性纤维1.2～5.8份。
3.根据权利要求1所述的铺设农村公路专用混凝土，其特征在于，所述石粉沙由质量份为80～100份的鹅卵碎石和质量份为53～67份组成，其中鹅卵碎石的粒级在80～120目内。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铺设农村公路专用混凝土，其特征在于，所述煤矿渣的粒级在80～120目内。
5.根据权利要求1-3任一项所述的铺设农村公路专用混凝土，其特征在于，所述煤矿渣的粒级在60～80目内；生石灰的粒级在100～130目内。
6.根据权利要求5所述的铺设农村公路专用混凝土，其特征在于，所述缓凝剂为α高强石膏。
7.一种铺设农村公路专用混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：筛选粒级合格的石粉沙、煤矿渣以及氧化钙；
S2：将S1中筛选出合格的石粉沙、生石灰、煤矿渣与水泥、缓凝剂、粘接剂、阻氧剂以及添加剂按照各自所需的质量份混合且搅拌均匀，得到混合物A；
S3：向混合物A中加入水且搅拌均匀得到所述混凝土。
8.根据权利要求7所述的铺设农村公路专用混凝土的制备方法，其特征在于，步骤S3中所加入的水的温度为25～38℃。
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