CN113277757A - 一种高速路基水泥及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速路基水泥及其应用方法，所述高速路基水泥包括以下按重量份计的原料组分：水泥熟料50～70份、高炉矿渣15～25份、改性磷石膏5～10份、干粉煤灰5～7份、混合缓凝剂5～8份和纳米蒙脱土2～4份，所述混合缓凝剂为有机羧酸盐和无机锌盐，无机锌盐包括氯化锌、硫酸锌、碳酸锌，本发明通过在水泥的制备过程中，加入了具有延长水泥凝固速率的混合缓凝剂，其内部成分间的凝结速率得到适当的降低，从而使得工人在对高速路基铺设水泥时，能够有足够的时间对铺设在高速路基面的水泥进行及时的铺平与整理的工作，使铺设在路基表面的水泥在凝固后表面更加的水平整齐，提高高速公路路基面的水泥铺设质量。

Description

一种高速路基水泥及其应用方法

技术领域

本发明涉及高速路基水泥技术领域，具体涉及一种高速路基水泥及其应用方法。

背景技术

由于水泥的诞生，使得人们的建筑工艺得到了很大的提高，水泥是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏，有时还掺加混合材料或外加剂，磨细而成，对于水泥的应用不仅在房屋建筑方面，对于道路的建设过程中也起到至关重要的作用。

对于高速公路的修建会大量的使用到水泥，而高速公路是现代化标志，是一个国家综合国力的体现，其建设和运营涉及到国家经济和社会生活的各个方面，对于高速公路的修建，会使用到大量的水泥作为原材料，对于高速公路路基面的修建也需要使用大量的水泥作为修建基础。

现有的高速路基修建使用的水泥其凝固性较好，对于大面积的水泥铺设，水泥凝固的速度较快的话，不利于工人对于路基水泥的铺平与整理工作，水泥凝固过快，就必须加大工人的劳动强度，路基水泥处理不及时，还会使成形后的高速路基不平整。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速路基水泥及其应用方法，解决现有的高速路基修建使用的水泥其凝固性较好，对于大面积的水泥铺设，水泥凝固的速度较快的话，不利于工人对于路基水泥的铺平与整理工作，水泥凝固过快，就必须加大工人的劳动强度，路基水泥处理不及时，还会使成形后的高速路基不平整的问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

本发明提供了一种高速路基水泥，所述高速路基水泥包括以下按重量份计的原料组分：

水泥熟料50～70份、高炉矿渣15～25份、改性磷石膏5～10份、干粉煤灰5～7份、混合缓凝剂5～8份和纳米蒙脱土2～4份。

作为本发明的优选方案，所述混合缓凝剂包括以下按重量份计的原料组分：

有机羧酸盐4～8份、无机锌盐5～7份，所述无机锌盐包括氯化锌6～9 份、硫酸锌4～4.5份、碳酸锌2～3份，所述氯化锌、硫酸锌和碳酸锌按质量含量比3：2：1。

作为本发明的优选方案，所述水泥熟料包括以下质量组分：硅酸盐水泥熟料80～95份、矿物原料8～20份、铁质原料3～9份和脱硫石膏1～3份，所述矿物原料包括以下质量组分，硅酸三钙1～3份、硅酸二钙2～5份、铝酸三钙2～4份和铁铝酸四钙5～8份。

作为本发明的优选方案，制备权利要求1～3任意一项所述的高速路基水泥的制备方法，包括如下步骤：

S1、将各原料组分分开粉碎，并通过筛网去除直径在250μm以上的筛余物；

S2、将各原料组分按所述质量比例加入搅拌机中混合均匀，得初始混合原料粉；

S3、将初始混合原料粉送至初分解窑，在加热器内进行预热分解，然后在回转窑内高温煅烧，篦冷机冷却，得水泥熟料粗制产品；

S4、将水泥熟料粗制产品经辊压机、球磨机和高效选粉机进行多次研磨，得高速路基水泥成品。

作为本发明的优选方案，在所述步骤S1中，先对所述改性磷石膏进行研磨、对水泥熟料、高炉矿渣和干粉煤灰混合研磨、对混合缓凝剂和纳米蒙脱土混合研磨。

作为本发明的优选方案，在所述步骤S4中，水泥熟料粗制产品送入辊压机中，经过辊压机的辊压处理，再送入球磨机内，由球磨机进行粉磨处理，之后通入高效选粉机内，由高效选粉机对粉末分选，将尺寸过大的的粉末颗粒剔除，得到水泥熟料粗制产品粉末，其中被剔除的大尺寸粉末颗粒重新经过辊压、粉磨和分选处理。

作为本发明的优选方案，在所述水泥熟料粗制产品中球磨机进行粉磨处理时，进行添加聚羧酸高性能减水剂进行混合研磨，所述聚羧酸高性能减水剂的含量占水泥原料重量的1～2％。

作为本发明的优选方案，根据权利要求1的一种高速路基水泥进行应用的方法，包括以下步骤：

S5、将需要铺设的路基面压平、清扫，再铺设扎好的钢架，将钢架与地面固定；

S6、根据待铺设高速路基区域的面积与厚度，计算高速路基水泥、石子、沙子和纯净水的用量，将计算得出的石子、沙子和纯净水的用量与高速路基水泥混合搅拌，搅拌时间大于5分钟，得到铺设混合混凝土；

S7、采用S6得到的铺设混合混凝土，对混合混凝土的用量进行计算添加，得到铺设成品混合混凝土，将铺设成品混合混凝土对高速公路路基进行修筑。

作为本发明的优选方案，在所述S5中将路基面压平包括以下步骤：

S501、在所述路基面填充泥土，对坑洼进行修复，得到初始路基面；

S502、在初始路基面铺设石灰，增强所述路基面硬度，得到修复路基面；

S503、对修复路基面进行清扫，压平，得到待铺设路基面。

作为本发明的优选方案，在所述S7中，将铺设成品混合混凝土铺设到路基面的具体过程，根据不同的铺设区域路面的厚度采用不同的铺设方法：

当待铺设区域路面的厚度小于4cm时，全部采用铺设混合混凝土进行铺设；

当待铺设区域路面的厚度大于4cm时，在基底层上倒入一层1cm厚的铺设混合混凝土，再撒上一层砂石，将砂石沉浸于铺设混合混凝土中，砂石层低于原始路面1cm，再倒入铺设混合混凝土，所述砂石的粒径为30～60毫米。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明通过在水泥的制备过程中，加入了具有延长水泥凝固速率的混合缓凝剂，在混合缓凝剂的作用下，使得水泥在制备成形后的使用过程中，其内部成分间的凝结速率得到适当的降低，从而使得工人在对高速路基铺设水泥时，能够有足够的时间对铺设在高速路基面的水泥进行及时的铺平与整理的工作，使铺设在路基表面的水泥在凝固后表面更加的水平整齐，提高高速公路路基面的水泥铺设质量。

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。

实施例1

一种高速路基水泥，所述高速路基水泥包括以下按重量份计的原料组分：水泥熟料50～70份、高炉矿渣15～25份、改性磷石膏5～10份、干粉煤灰5～ 7份、混合缓凝剂5～8份和纳米蒙脱土2～4份。所述混合缓凝剂包括以下按重量份计的原料组分：有机羧酸盐4～8份、无机锌盐5～7份，所述无机锌盐包括氯化锌6～9份、硫酸锌4～4.5份、碳酸锌2～3份，所述氯化锌、硫酸锌和碳酸锌按质量含量比3：2：1。所述水泥熟料包括以下质量组分：硅酸盐水泥熟料80～95份、矿物原料8～20份、铁质原料3～9份和脱硫石膏1～ 3份。所述矿物原料包括以下质量组分，硅酸三钙1～3份、硅酸二钙2～5份、铝酸三钙2～4份和铁铝酸四钙5～8份。

该高速路基水泥的制备方法，包括如下步骤：

S1、将各原料组分分开粉碎，并通过筛网去除直径在250μm以上的筛余物；

S2、将各原料组分按所述质量比例加入搅拌机中混合均匀，得初始混合原料粉；

S3、将初始混合原料粉送至初分解窑，在加热器内进行预热分解，然后在回转窑内高温煅烧，篦冷机冷却，得水泥熟料粗制产品；

S4、将水泥熟料粗制产品经辊压机、球磨机和高效选粉机进行多次研磨，得高速路基水泥成品。

优选地，先对所述改性磷石膏进行研磨、对水泥熟料、高炉矿渣和干粉煤灰混合研磨、对混合缓凝剂和纳米蒙脱土混合研磨，在所述步骤S4中，水泥熟料粗制产品送入辊压机中，经过辊压机的辊压处理，再送入球磨机内，由球磨机进行粉磨处理，之后通入高效选粉机内，由高效选粉机对粉末分选，将尺寸过大的的粉末颗粒剔除，得到水泥熟料粗制产品粉末，其中被剔除的大尺寸粉末颗粒重新经过辊压、粉磨和分选处理，在所述水泥熟料粗制产品中球磨机进行粉磨处理时，进行添加聚羧酸高性能减水剂进行混合研磨，所述聚羧酸高性能减水剂的含量占水泥原料重量的1～2％。

实施例2

一种高速路基水泥，所述高速路基水泥包括以下按重量份计的原料组分：水泥熟料80～90份、高炉矿渣17～28份、改性磷石膏3～8份、干粉煤灰4～ 8份、混合缓凝剂6～9份和纳米蒙脱土3～5份。所述混合缓凝剂包括以下按重量份计的原料组分：有机羧酸盐3～7份、无机锌盐5～9份，所述无机锌盐包括氯化锌5～9份、硫酸锌4～6份、碳酸锌3～7份，所述氯化锌、硫酸锌和碳酸锌按质量含量比3：2.5：1。所述水泥熟料包括以下质量组分：硅酸盐水泥熟料75～95份、矿物原料10～25份、铁质原料4～8份和脱硫石膏1～ 2份。所述矿物原料包括以下质量组分：硅酸三钙2～3份、硅酸二钙3～5份、铝酸三钙3～4份和铁铝酸四钙6～8份，四者的质量比为1:2:2:3。

实施例2中高速路基水泥的制备方法同实施例1。

实施例3

一种高速路基水泥，所述高速路基水泥包括以下按重量份计的原料组分：水泥熟料70～90份、高炉矿渣20～28份、改性磷石膏6～10份、干粉煤灰5～ 9份、混合缓凝剂8～10份和纳米蒙脱土4～6份。所述混合缓凝剂包括以下按重量份计的原料组分：有机羧酸盐2～6份、无机锌盐6～8份，所述无机锌盐包括氯化锌4～9份、硫酸锌5～8份、碳酸锌4～9份，所述氯化锌、硫酸锌和碳酸锌按质量含量比3：3：1。所述水泥熟料包括以下质量组分：硅酸盐水泥熟料70～95份、矿物原料15～25份、铁质原料3～8份和脱硫石膏1～ 5份。所述矿物原料包括以下质量组分：硅酸三钙2～5份、硅酸二钙3～9份、铝酸三钙5～9份和铁铝酸四钙3～9份，四者的质量比为1:3:3.5:5。

实施例3中高速路基水泥的制备方法同实施例1。

实施例4

一种高速路基水泥，实施例4与实施例1的区别在于，还包括羧甲基纤维素钠粉末4份和羧乙基纤维素2份。

实施例5

一种高速路基水泥，实施例5与实施例1的区别在于，还包括羧甲基纤维素钠粉末5份和羧乙基纤维素3份。

试验方法：将实施例1～5中的一种高速路基水泥样品按照GB/T1346-2011 《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》制作标准试样，并测定试样的初凝时间、终凝时间等物理性能，测试结果见表1。表1实施例1～ 5中一种高速路基水泥样品的性能参数

实验表明：由表1可知，本发明制备方法所得到实施例1～5中高速路基水泥样品，其初凝时间不小于255min，终凝时间365～390min，且高速路基水泥样品的标准稠度、3天抗压、3天抗折、28天抗压、28天抗折、28天干缩率和28天耐磨性等性能均优良，符合道路用水泥的相关规定，实现了发明目的。

该高速路基水泥进行应用的方法，包括以下步骤：

S5、将需要铺设的路基面压平、清扫，再铺设扎好的钢架，将钢架与地面固定；

S6、根据待铺设高速路基区域的面积与厚度，计算高速路基水泥、石子、沙子和纯净水的用量，将计算得出的石子、沙子和纯净水的用量与高速路基水泥混合搅拌，搅拌时间大于5分钟，得到铺设混合混凝土；

S7、采用S6得到的铺设混合混凝土，对混合混凝土的用量进行计算添加，得到铺设成品混合混凝土，将铺设成品混合混凝土对高速公路路基进行修筑。

优选地，在所述S5中将路基面压平包括以下步骤：

S501、在所述路基面填充泥土，对坑洼进行修复，得到初始路基面；

S502、在初始路基面铺设石灰，增强所述路基面硬度，得到修复路基面；

S503、对修复路基面进行清扫，压平，得到待铺设路基面。

优选地，在所述S7中，将铺设成品混合混凝土铺设到路基面的具体过程，根据不同的铺设区域路面的厚度采用不同的铺设方法：

当待铺设区域路面的厚度小于4cm时，全部采用铺设混合混凝土进行铺设；当待铺设区域路面的厚度大于4cm时，在基底层上倒入一层1cm厚的铺设混合混凝土，再撒上一层砂石，将砂石沉浸于铺设混合混凝土中，砂石层低于原始路面1cm，再倒入铺设混合混凝土，所述砂石的粒径为30～60毫米。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高速路基水泥，其特征在于，所述高速路基水泥包括以下按重量份计的原料组分：

水泥熟料50～70份、高炉矿渣15～25份、改性磷石膏5～10份、干粉煤灰5～7份、混合缓凝剂5～8份和纳米蒙脱土2～4份。

2.根据权利要求1所述的一种高速路基水泥，其特征在于，所述混合缓凝剂包括以下按重量份计的原料组分：

有机羧酸盐4～8份、无机锌盐5～7份，所述无机锌盐包括氯化锌6～9份、硫酸锌4～4.5份、碳酸锌2～3份，所述氯化锌、硫酸锌和碳酸锌按质量含量比3：2：1。

3.根据权利要求1所述的一种高速路基水泥，其特征在于，所述水泥熟料包括以下质量组分：硅酸盐水泥熟料80～95份、矿物原料8～20份、铁质原料3～9份和脱硫石膏1～3份，所述矿物原料包括以下质量组分，硅酸三钙1～3份、硅酸二钙2～5份、铝酸三钙2～4份和铁铝酸四钙5～8份。

4.一种高速路基水泥，其特征在于，制备权利要求1～3任意一项所述的高速路基水泥的制备方法，包括如下步骤：

S1、将各原料组分分开粉碎，并通过筛网去除直径在250μm以上的筛余物；

S2、将各原料组分按所述质量比例加入搅拌机中混合均匀，得初始混合原料粉；

S3、将初始混合原料粉送至初分解窑，在加热器内进行预热分解，然后在回转窑内高温煅烧，篦冷机冷却，得水泥熟料粗制产品；

S4、将水泥熟料粗制产品经辊压机、球磨机和高效选粉机进行多次研磨，得高速路基水泥成品。

5.根据权利要求4所述的高速路基水泥的制备方法，其特征在于：在所述步骤S1中，先对所述改性磷石膏进行研磨、对水泥熟料、高炉矿渣和干粉煤灰混合研磨、对混合缓凝剂和纳米蒙脱土混合研磨。

6.根据权利要求4所述的高速路基水泥的制备方法，其特征在于：在所述步骤S4中，水泥熟料粗制产品送入辊压机中，经过辊压机的辊压处理，再送入球磨机内，由球磨机进行粉磨处理，之后通入高效选粉机内，由高效选粉机对粉末分选，将尺寸过大的的粉末颗粒剔除，得到水泥熟料粗制产品粉末，其中被剔除的大尺寸粉末颗粒重新经过辊压、粉磨和分选处理。

7.根据权利要求6所述的高速路基水泥的制备方法，其特征在于：在所述水泥熟料粗制产品中球磨机进行粉磨处理时，进行添加聚羧酸高性能减水剂进行混合研磨，所述聚羧酸高性能减水剂的含量占水泥原料重量的1～2％。

8.根据权利要求1的一种高速路基水泥进行应用的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S5、将需要铺设的路基面压平、清扫，再铺设扎好的钢架，将钢架与地面固定；

S6、根据待铺设高速路基区域的面积与厚度，计算高速路基水泥、石子、沙子和纯净水的用量，将计算得出的石子、沙子和纯净水的用量与高速路基水泥混合搅拌，搅拌时间大于5分钟，得到铺设混合混凝土；

S7、采用S6得到的铺设混合混凝土，对混合混凝土的用量进行计算添加，得到铺设成品混合混凝土，将铺设成品混合混凝土对高速公路路基进行修筑。

9.根据权利要求8的一种利用高速路基水泥进行应用的方法，其特征在于，在所述S5中将路基面压平包括以下步骤：

S501、在所述路基面填充泥土，对坑洼进行修复，得到初始路基面；

S502、在初始路基面铺设石灰，增强所述路基面硬度，得到修复路基面；

S503、对修复路基面进行清扫，压平，得到待铺设路基面。

10.根据权利要求8所述的一种利用高速路基水泥进行应用的方法，其特征在于，在所述S7中，将铺设成品混合混凝土铺设到路基面的具体过程，根据不同的铺设区域路面的厚度采用不同的铺设方法：

当待铺设区域路面的厚度小于4cm时，全部采用铺设混合混凝土进行铺设；

当待铺设区域路面的厚度大于4cm时，在基底层上倒入一层1cm厚的铺设混合混凝土，再撒上一层砂石，将砂石沉浸于铺设混合混凝土中，砂石层低于原始路面1cm，再倒入铺设混合混凝土，所述砂石的粒径为30～60毫米。