CN111635180B - 一种环保型路面混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型路面混凝土及其制备方法，包括如下的重量份数的组分：水泥275～305份；水165～195份；外加剂8～12份；粉煤灰35～55份；复合微粉15～20份；再生沥青25～40份；改性砂石120～150份；机制碎石650～850份。本发明的路面混凝土同时具备多功高性能的环保型路面混凝土，有效解决了现有技术中存在的易老化、易断裂、易出现坑洼、不耐高温、寿命短、修复工作繁琐等问题。

Description

一种环保型路面混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体为一种环保型路面混凝土及其制备方法。
背景技术
路面混凝土是由胶凝材料、粗细骨料、水及其他外加剂按一定比例配置而成的人工石材，环保型路面混凝土的制造工艺非常复杂，现有的产品中很难同时具备多功高性能的环保型路面混凝土，大都或多或少都会存在易老化、易断裂、易出现坑洼、不耐高温、寿命短等问题，这导致了经常需要对路面进行修补，影响了交通，也造成了繁琐修复工作的发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型路面混凝土，以解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种环保型路面混凝土，包括如下的重量份数的组分：水泥275～305份；水165～195份；外加剂8～12份；粉煤灰35～55份；复合微粉15～20份；再生沥青25～40份；改性砂石120～150份；机制碎石650～850份。
优选的，所述的环保型路面混凝土，包括如下的重量份数的组分：水泥275份；水165份；外加剂8份；粉煤灰35份；复合微粉15份；再生沥青25份；改性砂石123份；机制碎石656份。
优选的，所述的环保型路面混凝土，包括如下的重量份数的组分：水泥285份；水185份；外加剂9份；粉煤灰38份；复合微粉20份；再生沥青35份；改性砂石142份；机制碎石750份。
优选的，所述的环保型路面混凝土，包括如下的重量份数的组分：水泥302份；水190份；外加剂11份；粉煤灰55份；复合微粉17份；再生沥青40份；改性砂石145份；机制碎石850份。
优选的，所述改性砂石由将质量份数为12份的氧化铝、8份的氧化硅、3份的玻璃钢纤维、10份的碳化硅、12份的椰壳以及47份的白泥，混合均匀，在1030℃温升条件下烧结3h，缓慢冷却至250～350℃加入20份的废弃塑料颗粒、8份的铝酸酯以及7份的聚合混合物，在通入氮气的环境下反应1.5h后，放入双螺杆挤出机进行挤出，冷却至常温，置入粉碎机中粉碎得到。
优选的，所述聚合混合物的原料组成及其质量份数为：羧甲基纤维素15份、丙烯酰胺15份、SY～T抗裂纤维膨胀剂8份以及脂肪酸酰胺3份。
优选的，所述废弃塑料颗粒由废弃车轮胎切割粉碎而成。
本发明的另一个目的在于提供一种环保型路面混凝土的制备方法，包括如下步骤：
S001：按原料配比准备原材料；
S002：先将原材料中的粉煤灰、改性砂石及机制碎石混合均匀后进行湿水性处理，控制得到含水率在5～10％的湿混合物；
S003：将湿混合物置入搅拌机中，加入水泥和复合微粉搅拌15～20分钟，再加入再生沥青和清水搅拌20～30分钟，而后加入外加剂，搅拌20～30秒，得到路面预拌混凝土。
与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：
1、本发明的路面混凝土所选的原料属于环保材料且原料配比科学合理。
2、采用原料中的改性砂石是经过特殊工艺处理后，是具有内部有吸纳空间、韧度高、耐高温等性能的产品，提高了其抗渗透性。制备成路面混凝土后，由于它改性后具备的特性，一方面能够吸附沥青高温下散发的气味，同时也能吸纳沥青泛出的油，使其不显露在地面上；另一方面由于废弃塑料颗粒混合改性后，同时加入了硅化物、玻璃钢纤维等物质，形成了类似隔热材料的屏障，使得其延展度、耐磨度以及抗氧化度等极大的提升，避免高温状态下路面开裂、变形的问题发生。
3、利用对白泥、椰壳及废弃轮胎的改性，使得改性碎石具有良好的耐温性和光稳定性，不仅有利于避免路面混凝土因与车轮之间产生的间断式摩擦热而发生老化，还有利于提路面混凝土的耐紫外老化性能。而且改性碎石具有良好的耐磨性、耐温性、阻燃性和隔音减震作用，并提高路面混凝土的抗渗透性，还能提高路面混凝土的抗划伤性能。
4、采用的外加剂，存在羧甲基纤维素、丙烯酰胺、SY～T抗裂纤维膨胀剂以及脂肪酸酰胺成分，能起到润滑和二次加强效果、阻碍了沉降裂缝的产生，并和膨胀组分产生的微膨胀一起从理化两方面为混凝土提供双重保护、达到抑制开裂、防止收缩的双重效果，显著提高混凝土的防水抗裂性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
一种提环保型路面混凝土，包括如下的重量份数的组分：
水泥275～305份；
水165～195份；
外加剂8～12份；
粉煤灰35～55份；
复合微粉15～20份；
再生沥青25～40份；
改性砂石120～150份；
机制碎石650～850份。
进一步优选的，改性砂石由将质量份数为12份的氧化铝、8份的氧化硅、3份的玻璃钢纤维、10份的碳化硅、12份的椰壳以及47份的白泥，混合均匀，在1030℃温升条件下烧结3h，缓慢冷却至250～350℃加入20份的废弃塑料颗粒、8份的铝酸酯以及7份的聚合混合物，在通入氮气的环境下反应1.5h后，放入双螺杆挤出机进行挤出，冷却至常温，置入粉碎机中粉碎，得到改性砂石。
进一步优选的，聚合混合物的原料组成及其质量份数为：羧甲基纤维素15份、丙烯酰胺15份、SY～T抗裂纤维膨胀剂8份以及脂肪酸酰胺3份。
进一步优选的，废弃塑料颗粒由废弃车轮胎切割粉碎而成的。
进一步优选的，再生沥青为申请号为201911170484.3的中国专利《一种再生沥青及制备方法》公开的产品，也可以是市面上出售的环保型再生沥青。
进一步优选的，复合微粉为利用矿渣和炼钢尾渣制备得到复合微粉，例如申请号201910914985.1的中国专利《一种利用矿渣和炼钢尾渣制备钢渣复合微粉的方法》公开的复合微粉。
进一步优选的，外加剂的原料组成及其质量份数为：聚羧酸减水剂6份，引气剂5份，聚羧酸减水剂和引气剂采用市面上常出售的环保型产品即可，对品牌不作指定要求。
本发明优选的几组原料配比，具体如小表1
Figure GDA0003392302620000041
将上述几组原料制备本发明的实施例1～6中的环保型路面混凝土得到试验样品1～7，具体方法为：
S001:按原料配比准备原材料；
S002：先将原材料中的粉煤灰、改性砂石及机制碎石混合均匀后进行湿水性处理，控制得到含水率在5～10％的湿混合物；
S003：将湿混合物置入搅拌机中，加入水泥和复合微粉搅拌15～20分钟，再加入再生沥青和清水搅拌20～30分钟，而后加入外加剂，搅拌20～30秒，得到路面预拌混凝土。
应用时将路面预拌混凝土摊铺在路面，使用钢轮压路机将摊铺好的高性能彩色沥青路面混凝土碾压成形即可。
更好的对比和检测本发明的环保型路面混凝土的性能，同时按常规方法和原料配比制备了路面混凝土得到对照样品；
本发明的效果验证
1、耐磨性能试验
试验方法：将试验样品1～7(标记为A11～A17)和对照样品1～3(标记为B11～B13)在相同重量的试验台上铺设，分别制作成标准路面，测量每块标准路面的初始重量，且每块标准路面的初始重量保持一致，为500±0.2KG。在室温正常光照下，用相同规格且表面摩擦系数相同的橡胶轮，并以相同的速度分别进行摩擦10000次，每次间隔时间为10s，然后将带有试验台的标准路面取出，用吹风机吹走耐磨再生沥青混凝土上的碎屑，然后分别进行称量，记录其与初始重量的差值，精确至0.1g，得到如表2的数据：
Figure GDA0003392302620000051
由试验样品A11～A17和试验样品B11～B13的测试结果对比可得，加入本发明的环保型路面混凝土相比，具有极高的抗滑性和耐磨损性。
2、稳定度、弯拉强度等性能试验
按JTG30～2003《公路水泥混凝土路面施工技术规范》、JTGE30～2015《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》等技术标准重新按实施例1～7制作试验样品(标记为A21～A27)和对照样品1～3(标记为B21～B23)并根据标准进行对应的测试，得到如下表3的结果：
Figure GDA0003392302620000061
表明本发明的环保型路面混凝土的稳定度、弯拉强度等试验结果相比其他试件更有优势。
3、废气、泛油等性能试验
按JTG30～2003《公路水泥混凝土路面施工技术规范》、JTGE30～2015《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》等技术标准重新按实施例1～7各自铺设10米路段(标记为A31～A37)和对照路段1～3(标记为B31～B33)并根据标准进行对应的测试，得到如下表3和表4的结果
表3：废气试验
Figure GDA0003392302620000062
表4：泛油试验
Figure GDA0003392302620000071
由表3和表4表明，本发明的环保型路面混凝土，废气排放少，耐高温，泛油率低。
本发明的环保型路面混凝土实现有益效果的原理说明：
1、本发明的混凝土所选的原料属于环保材料且原料配比科学合理。
2、采用原料中的改性砂石是经过特殊工艺处理后，是具有内部有吸纳空间、韧度高、耐高温等性能的产品，具体是氧化铝、氧化硅、碳化硅、玻璃钢纤维等物质在高温条件下对白泥和椰壳进行了改性，降低了白泥中的Ca2+、OH-等碱性物质，并在高温烧结条件下与硅化物形成片状结晶，而椰壳本身的尤其在金属氧化物的改性下，也形成具有孔隙的活性炭，混合废弃塑料颗粒、铝酸酯以及聚合混合物反应后，表面官能团性质及数量发生变化，能与烧结出来的结晶体熔融共混，从而形成了黏连度高、吸附力、耐磨性、耐温性、阻燃性等特性都很强的聚合物，经破碎后，形成带有孔隙的多边形状碎粒，能很好锁住水分、水泥和砂浆，使得混凝土内部孔隙大大减少，提高了其抗渗透性。制备成路面混凝土后，由于它改性后具备的特性，一方面能够吸附沥青高温下散发的气味，同时也能吸纳沥青泛出的油，使其不显露在地面上；另一方面由于废弃塑料颗粒混合改性后，同时加入了硅化物、玻璃钢纤维等物质，形成了类似隔热材料的屏障，使得其延展度、耐磨度以及抗氧化度等极大的提升，避免高温状态下路面开裂、变形的问题发生。
3、利用对白泥、椰壳及废弃轮胎的改性，使得改性碎石具有良好的耐温性和光稳定性，不仅有利于避免路面混凝土因与车轮之间产生的间断式摩擦热而发生老化，还有利于提路面混凝土的耐紫外老化性能。而且改性碎石具有良好的耐磨性、耐温性、阻燃性和隔音减震作用，有利于提高路面混凝土的整体品质，且改性碎石的内部会除有孔隙外，还以片状层叠交错连接，不但能增大介质渗透距离，提高路面混凝土的抗渗透性，还能提高路面混凝土的抗划伤性能。
4、采用的外加剂，存在羧甲基纤维素、丙烯酰胺、SY～T抗裂纤维膨胀剂以及脂肪酸酰胺成分，能起到润滑和二次加强效果、阻碍了沉降裂缝的产生，并和膨胀组分产生的微膨胀一起从理化两方面为混凝土提供双重保护、达到抑制开裂、防止收缩的双重效果，显著提高混凝土的防水抗裂性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种环保型路面混凝土，其特征在于：包括如下的重量份数的组分：
水泥275～305份；
水165～195份；
外加剂8～12份；
粉煤灰35～55份；
复合微粉15～20份；
再生沥青25～40份；
改性砂石120～150份；
机制碎石650～850份；
其中，所述改性砂石由将质量份数为12份的氧化铝、8份的氧化硅、3份的玻璃钢纤维、10份的碳化硅、12份的椰壳以及47份的白泥，混合均匀，在1030℃温升条件下烧结3h，缓慢冷却至250～350℃加入20份的废弃塑料颗粒、8份的铝酸酯以及7份的聚合混合物，在通入氮气的环境下反应1.5h后，放入双螺杆挤出机进行挤出，冷却至常温，置入粉碎机中粉碎得到；
所述聚合混合物的原料组成及其质量份数为：羧甲基纤维素15份、丙烯酰胺15份、SY～T抗裂纤维膨胀剂8份以及脂肪酸酰胺3份；
所述外加剂的原料组成及其质量份数为：聚羧酸减水剂6份和引气剂5份。
2.根据权利要求1所述的环保型路面混凝土，其特征在于：包括如下的重量份数的组分：
水泥275份；
水165份；
外加剂8份；
粉煤灰35份；
复合微粉15份；
再生沥青25份；
改性砂石123份；
机制碎石656份。
3.根据权利要求1所述的环保型路面混凝土，其特征在于：包括如下的重量份数的组分：
水泥285份；
水185份；
外加剂9份；
粉煤灰38份；
复合微粉20份；
再生沥青35份；
改性砂石142份；
机制碎石750份。
4.根据权利要求1所述的环保型路面混凝土，其特征在于：包括如下的重量份数的组分：
水泥302份；
水190份；
外加剂11份；
粉煤灰55份；
复合微粉17份；
再生沥青40份；
改性砂石145份；
机制碎石850份。
5.根据权利要求1～4任一所述的环保型路面混凝土，其特征在于：所述废弃塑料颗粒由废弃车轮胎切割粉碎而成。
6.根据权利要求1～4任一所述的环保型路面混凝土的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S001：按原料配比准备原材料；
S002：先将原材料中的粉煤灰、改性砂石及机制碎石混合均匀后进行湿水性处理，控制得到含水率在5～10％的湿混合物；
S003：将湿混合物置入搅拌机中，加入水泥和复合微粉搅拌15～20分钟，再加入再生沥青和水搅拌20～30分钟，而后加入外加剂，搅拌20～30秒，得到路面预拌混凝土。
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