CN104926240B - 一种高耐久复合路缘石及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高耐久复合路缘石及其制备方法，属于道路工程技术领域。本发明提供一种高耐久复合路缘石，由复合材料制成的预制外壳和普通混凝土制成的内部核心组成，复合材料由水泥、硅灰、石英粉、石英砂、减水剂、水、膨胀剂、消泡剂和纤维组成，复合材料，以水泥质量为基准，各组分的质量分数为：水泥1份，硅灰0.2‑0.3份，石英粉0.2‑0.4份，石英砂0.2‑0.4份，减水剂0.03‑0.05份，水0.16‑0.3份，膨胀剂0‑0.005份，消泡剂0‑0.005份；纤维的体积掺量为复合材料体积的1.5％‑3％。本发明还提供了一种高耐久复合路缘石的制备方法，该方法是利用复合材料制备的预制外壳为模板，向内部核心浇筑混凝土后获得复合路缘石。本发明复合路缘石能够抗盐分侵蚀、抗渗透表层、抗冻融，具有靠耐久性能。

Description

一种高耐久复合路缘石及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高耐久复合路缘石及其制备方法，属于道路工程技术领域。

背景技术

目前，城市道路、公路两侧路缘石，主要有两大类，分别是天然石材和混凝土。天然石材路缘石的过多应用导致大量自然资源的消耗，并且破坏环境。因此，上个世纪末，混凝土路缘石逐渐投入市场。但是，普通混凝土路缘石设计中由于耐久性考虑不足，经过几年的应用实践，已经出现了不同程度的损坏，如剥蚀、开裂等，严重降低了其对路缘的保护功效，

也严重影响了道路观感性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种高耐久复合路缘石及其制备方法，该路缘石具有较高的抗盐分侵蚀、抗渗透表层、抗冻融能力，采用的技术方案如下：

本发明的目的在于提供一种高耐久复合路缘石，该复合路缘石由高耐久复合材料制成的预制外壳和普通混凝土制成的内部核心组成；所述复合材料由水泥、硅灰、石英粉、石英砂、减水剂、水、膨胀剂、消泡剂和纤维组成；所述复合材料，以水泥质量为基准，各组分的质量分数为：水泥1份，硅灰0.2-0.3份，石英粉0.2-0.4份，石英砂0.2-0.4份，减水剂0.03-0.05份，水0.16-0.3份，膨胀剂0-0.005份，消泡剂0-0.005份；纤维的体积掺量为复合材料体积的1.5％-3％。

优选地，所述预制外壳，厚度为5mm-30mm。

更优选地，所述预制外壳，厚度为10-20mm。

本发明的另一目的在于提供一种高耐久复合路缘石的制备方法，该方法是利用高耐久复合材料制备的预制外壳为模板，向内部核心浇筑混凝土后获得复合路缘石。

所述方法步骤为：

1)将复合材料各组分依次加入到搅拌设备中进行搅拌处理，获得混合料；所述复合材料由水泥、硅灰、石英粉、石英砂、减水剂、水、膨胀剂、消泡剂和纤维组成，以水泥质量为基准，各组分的质量分数为：水泥1份，硅灰0.2-0.3份，石英粉0.2-0.4份，石英砂0.2-0.4份，减水剂0.03-0.05份，水0.16-0.3份，膨胀剂0-0.005份，消泡剂0-0.005份；纤维的体积掺量为复合材料体积的1.5％-3％；

2)将步骤1)所得混合料浇筑到模具内进行模具成型工艺处理，或注入挤出设备进行挤出成型工艺处理，获得预制外壳；

3)以步骤2)所得预制外壳作为复合路缘石的成型模板，向内部核心浇筑混凝土，获得复合路缘石。

优选地，步骤1)所述复合材料，由水泥、硅灰、石英粉、石英砂、减水剂、水、膨胀剂、消泡剂和纤维组成，以水泥质量为基准，各组分的质量分数为：水泥1份，硅灰0.2-0.3份，石英粉0.2-0.4份，石英砂0.2-0.4份，减水剂0.03-0.05份，水0.16-0.3份，膨胀剂0-0.005份，消泡剂0-0.005份；纤维的体积掺量为复合材料体积的1.5％-3％。

优选地，步骤1)所述所述依次加入，是将水泥，硅灰，石英粉，石英砂，膨胀剂和消泡剂依次加入到搅拌设备中，干拌作业后加入水和减水剂的混合料，湿拌作业后加入纤维；

优选地，步骤1)所述搅拌，工艺为：将水泥，硅灰，石英粉，石英砂，膨胀剂和消泡剂依次加入到搅拌设备中后，在20-40转/分钟下进行干拌，然后加入水和减水剂的混合料，在60-90转/分钟下进行湿拌，然后加入纤维，在15-30转/分钟下进行搅拌。

优选地，步骤1)所述预制外壳，厚度为5mm-30mm。

更优选地，步骤1)所述预制外壳，厚度为10-20mm。优选地，步骤2)所述模具成型工艺，是将复合材料的混合料浇筑到模具内，经过低幅高频振动处理，模具成型后拆模，保湿静养1-7天，向内部核心浇筑混凝土，保湿静养0.5-1天，在温度为90±2℃、湿度为88±2％的条件下蒸养0.5-1天；所述挤出成型工艺，是将复合材料的混合料注入到挤出设备中，挤出成型后保湿静养1-7天，立侧模，向内部核心浇筑混凝土，保湿静养0.5-1天，在温度为88±2℃、湿度为90±2％的条件下蒸养1天。

所述方法具体步骤为：

1)将水泥，硅灰，石英粉，石英砂，膨胀剂和消泡剂依次加入到搅拌设备中后，在20-40转/分钟下进行干拌作业5分钟，然后加入水和减水剂的混合料，在60-90转/分钟下进行湿拌作业5-10分钟，然后加入纤维，在15-30转/分钟下进行搅拌3-8分钟，获得混合料；

所述复合材料，以水泥质量为基准，各组分的质量分数为：水泥1份，硅灰0.2-0.3份，石英粉0.2-0.4份，石英砂0.2-0.4份，减水剂0.03-0.05份，水0.16-0.3份，膨胀剂0-0.005份，消泡剂0-0.005份；纤维的体积掺量为复合材料体积的1.5％-3％；

2)将步骤1)所得混合料浇筑到模具内进行模具成型工艺处理，或注入挤出设备进行挤出成型工艺处理，获得预制外壳；

所述模具成型工艺，是将复合材料的混合料浇筑到模具内，经过低幅高频振动处理，模具成型后拆模，保湿静养1-7天，向内部核心浇筑混凝土，保湿静养0.5-1天，在温度为90±2℃、湿度为88±2％的条件下蒸养0.5-1天；

所述挤出成型工艺，是将复合材料的混合料注入到挤出设备中，挤出成型后保湿静养1-7天，立侧模，向内部核心浇筑混凝土，保湿静养0.5-1天，在温度为90±2℃、湿度为88±2％的条件下蒸养1天；

所述预制外壳，厚度为5mm-30mm；

3)以步骤2)所得预制外壳为复合路缘石的成型模板，向内部核心浇筑混凝土，获得复合路缘石。

以水泥质量为基准，水泥1份，所述硅灰可以为0.20、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.30份；所述石英粉可以为0.20、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.30、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.40份；所述石英砂可以为0.20、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.30、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.40份；所述减水剂可以为0.03、0.04、0.05份；所述水可以为0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.30份；所述膨胀剂可以为0、0.001、0.002、0.003、0.004、0.005份；所述消泡剂可以为0、0.001、0.002、0.003、0.004、0.005份。

所述纤维的体积掺量可以为复合材料体积的1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2.0％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3％。

所述预制外壳，可以为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30mm。

以上所述任一方法，适用于制备复合路缘石。

本发明有益效果：

本发明以高耐久外壳为免拆模板，核心浇筑普通混凝土后，形成具有高耐久性能的复合路缘石。该路缘石能够抗盐分侵蚀、抗渗透表层、抗冻融，具有高耐久性能，抗氯离子侵蚀和渗透性能(电通量法)不大于400库伦，抗碳化性能低于0.1mm。本发明复合路缘石，以高耐久的预制外壳为路缘石保护层，实现了路缘石的高耐久性设计，以普通混凝土为核心，保证了路缘石的强度和刚度。本发明复合路缘石设计中采用工业废料——硅灰为活性外掺剂，具有循环经济的特性。

附图说明

图1搅拌工艺流程图。

图2为模具成型的端部闭合式高耐久复合路缘石；

(1，侧面；2，顶面；3，背面；4，内部核心，5，端面)。

图3为挤出成型的端部开口式高耐久复合路缘石；

(1，侧面；2，顶面；3，背面；4，内部核心)。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。

本发明高耐久复合路缘石由高耐久性能的预制外壳和内部核心普通混凝土复合而成，其中，外壳由专用高耐久性材料制成。高耐久外壳，由纤维改性的专用复合材料制成，该专用复合材料的组分如下：

(1)水泥：水泥可以采用普通42.5、52.5号硅酸盐水泥或快硬镁铝酸盐水泥。

(2)硅灰：采用炼铁剩余废弃物，其SiO₂含量不低于90％，采用硅灰的特征状态为灰白色细粉，密度为1.5～3.0g/cm3，松散密度是150～200kg/m3，最大粒径为2μm，平均粒径为0.31μm左右，比表面积为1.0×105～2.0×105cm2/g。

(3)石英砂：其SiO₂含量不低于90％，采用石英砂的特征状态为乳白色、或无色半透明状，密度为2.6～2.7g/cm3，最大粒径为100μm。

(4)石英粉：所述石英粉的二氧化硅含量在90％以上，细度模数400～800目。

(5)纤维：采用高抗拉强度的短细钢纤维，纤维长度为10～30mm、直径为0.15～0.5mm，也可采用聚丙烯防腐蚀纤维。

复合材料由水泥、硅灰、石英粉、石英砂、减水剂、水、膨胀剂、消泡剂和纤维组成，以水泥质量为基准，各组分的质量分数为：水泥1份，硅灰0.2-0.3份，石英粉0.2-0.4份，石英砂0.2-0.4份，减水剂0.03-0.05份，水0.16-0.3份，膨胀剂0-0.005份，消泡剂0-0.005份；纤维的体积掺量为复合材料体积的1.5％-3％。

所述硅灰为活性外掺剂，具有循环经济的特性。

高耐久复合路缘石的制备方法，是利用复合材料制备的预制外壳为模板，向内部核心浇筑混凝土后获得复合路缘石。将复合材料各组分依次加入到搅拌设备中进行搅拌处理，获得混合料；将混合料浇筑到模具内进行模具成型工艺处理，或注入挤出设备进行挤出成型工艺处理，获得预制外壳；以所得预制外壳为复合路缘石的成型模板，向内部核心浇筑混凝土，获得复合路缘石。

复合材料的上料工序流程：水泥→硅灰→石英粉→石英砂→膨胀剂→消泡剂→干拌合→水与减水剂混合物→湿拌合→纤维

该专用复合材料的搅拌工艺流程如图1所示。

该高耐久性预制外壳的成型方法可以是模具成型，也可以是挤出成型，根据成型工艺，在配比范围内适当调整其水胶比，控制其流动度。

实施例1(模具成型)

一种高耐久复合路缘石，由复合材料制成的预制外壳和普通混凝土制成的内部核心组成。复合材料由水泥、硅灰、石英粉、石英砂、减水剂、水、膨胀剂、消泡剂和纤维组成，以水泥质量为基准，各组分的质量分数为：水泥1份，硅灰0.2-0.3份，石英粉0.2-0.4份，石英砂0.2-0.4份，减水剂0.03-0.05份，水0.16-0.3份，膨胀剂0-0.005份，消泡剂0-0.005份；纤维的体积掺量为复合材料体积的1.5％-3％。预制外壳，厚度为5mm-30mm。

高耐久性能的复合路缘石的制备方法具体步骤为：

1)将水泥，硅灰，石英粉，石英砂，膨胀剂和消泡剂依次加入到搅拌设备中后，在20-40转/分钟下进行干拌作业5分钟，然后加入水和减水剂的混合料，在60-90转/分钟下进行湿拌作业5-10分钟，然后加入纤维，在15-30转/分钟下进行搅拌3-8分钟，获得混合料；

2)将步骤1)所得混合料浇筑到模具内进行模具成型工艺处理，获得预制外壳；

模具成型工艺，是将复合材料的混合料浇筑到模具内，经过低幅高频振动处理，模具成型后拆模，保湿静养1-7天，向内部核心浇筑混凝土，保湿静养0.5-1天，在温度为90±2℃、湿度为88±2％的条件下蒸养0.5-1天；

3)以步骤2)所得预制外壳为复合路缘石的成型模板，向内部核心浇筑混凝土，获得复合路缘石。

采用模具成型的高性能复合路缘石，可以采用两端开口形式，也可以采用两端封口的形式，如图2所示为端部闭合式高耐久复合路缘石，(1)是侧面，(2)是顶面，(3)是背面，(4)是核心混凝土，(5)是端面；其中，(1)、(2)、(3)、(5)采用专用高耐久性材料制成，(4)为核心混凝土。

该高耐久复合路缘石的具体型号、局部尺寸由国家相关标准和规范确定。

该高耐久复合路缘石的抗氯离子侵蚀和渗透性能(电通量法)为低于400库伦，抗碳化性能为小于0.1mm，具有高耐久性能。

实施例2(挤出成型)

一种高耐久性能的复合路缘石，由复合材料制成的预制外壳和普通混凝土制成的内部核心组成。复合材料由水泥、硅灰、石英粉、石英砂、减水剂、水、膨胀剂、消泡剂和纤维组成，以水泥质量为基准，各组分的质量分数为：水泥1份，硅灰0.2-0.3份，石英粉0.2-0.4份，石英砂0.2-0.4份，减水剂0.03-0.05份，水0.16-0.3份，膨胀剂0-0.005份，消泡剂0-0.005份；纤维的体积掺量为复合材料体积的1.5％-3％。预制外壳，厚度为5mm-30mm。

具体步骤为：

1)将水泥，硅灰，石英粉，石英砂，膨胀剂和消泡剂依次加入到搅拌设备中后，在20-40转/分钟下进行干拌作业5分钟，然后加入水和减水剂的混合料，在60-90转/分钟下进行湿拌作业5-10分钟，然后加入纤维，在15-30转/分钟下进行搅拌3-8分钟，获得混合料；

2)将步骤1)所得混合料注入挤出设备进行挤出成型工艺处理，获得预制外壳；

所述挤出成型工艺，是将复合材料的混合料注入到挤出设备中，挤出成型后保湿静养1-7天，立侧模，向内部核心浇筑混凝土，保湿静养0.5-1天，在温度为90±2℃、湿度为90±2％的条件下蒸养1天；

3)以步骤2)所得预制外壳为复合路缘石的成型模板，向内部核心浇筑混凝土，获得复合路缘石。

该高耐久复合路缘石的具体型号、局部尺寸由国家相关标准和规范确定。

采用挤出成型的高性能复合路缘石的组成，如图3所示，其中，(1)～(3)采用专用高耐久性材料制成。图3中(1)是侧面，(2)是顶面，(3)是背面，(4)是核心混凝土。

该高耐久复合路缘石的抗氯离子侵蚀和渗透性能(电通量法)为低于400库伦，抗碳化性能为小于0.1mm，具有高耐久性能。

本发明路缘石能够抗盐分侵蚀、抗渗透表层、抗冻融，具有靠耐久性能，抗氯离子侵蚀和渗透性能(电通量法)不大于400库伦，抗碳化性能低于0.1mm。本发明复合路缘石，以高耐久的预制外壳为路缘石保护层，实现了路缘石的高耐久性设计，以普通混凝土为核心，保证了路缘石的强度和刚度。本发明复合路缘石设计中采用工业废料——硅灰为活性外掺剂，具有循环经济的特性。

虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种高耐久复合路缘石，其特征在于，由复合材料制成的预制外壳和普通混凝土制成的内部核心组成；所述复合材料由水泥、硅灰、石英粉、石英砂、减水剂、水、膨胀剂、消泡剂和纤维组成；所述复合材料，以水泥质量为基准，各组分的质量分数为：水泥1份，硅灰0.2-0.3份，石英粉0.2-0.4份，石英砂0.2-0.4份，减水剂0.03-0.05份，水0.16-0.3份，膨胀剂0-0.005份，消泡剂0-0.005份；纤维的体积掺量为复合材料体积的1.5％-3％；在制备路缘石的过程中，所述复合材料的投料顺序为水泥、硅灰、石英粉、石英砂、膨胀剂、消泡剂，干拌后加入减水剂与水的混合物，湿拌后加入纤维。

2.根据权利要求1所述高耐久复合路缘石，其特征在于，所述预制外壳，厚度为5mm-30mm。

3.一种如权利要求1所述高耐久复合路缘石的制备方法，其特征在于，步骤为：

1)将复合材料各组分依次加入到搅拌设备中进行搅拌处理，获得混合料；所述复合材料，由水泥、硅灰、石英粉、石英砂、减水剂、水、膨胀剂、消泡剂和纤维组成，以水泥质量为基准，各组分的质量分数为：水泥1份，硅灰0.2-0.3份，石英粉0.2-0.4份，石英砂0.2-0.4份，减水剂0.03-0.05份，水0.16-0.3份，膨胀剂0-0.005份，消泡剂0-0.005份；纤维的体积掺量为复合材料体积的1.5％-3％；

2)将步骤1)所得混合料浇筑到模具内进行模具成型工艺处理，或注入挤出设备进行挤出成型工艺处理，获得预制外壳；

3)以步骤2)所得预制外壳为复合路缘石的成型模板，向内部核心浇筑混凝土，获得复合路缘石；

步骤1)所述依次加入，是将水泥，硅灰，石英粉，石英砂，膨胀剂和消泡剂依次加入到搅拌设备中，干拌作业后加入水和减水剂的混合料，湿拌作业后加入纤维。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，步骤1)所述搅拌，是将水泥，硅灰，石英粉，石英砂，膨胀剂和消泡剂依次加入到搅拌设备中后，在20-40转/分钟下进行干拌，然后加入水和减水剂的混合料，在60-90转/分钟下进行湿拌，然后加入纤维，在15-30转/分钟下进行搅拌。

5.根据权利要求3所述方法，其特征在于，步骤2)所述预制外壳，厚度为5mm-30mm。

6.根据权利要求3所述方法，其特征在于，步骤2)所述模具成型工艺，是将复合材料的混合料浇筑到模具内，经过低幅高频振动处理，模具成型后拆模，保湿静养1-7天，向内部核心浇筑混凝土，保湿静养0.5-1天，在温度为90±2℃、湿度为88±2％的条件下蒸养0.5-1天；所述挤出成型工艺，是将复合材料的混合料注入到挤出设备中，挤出成型后保湿静养1-7天，立侧模，向内部核心浇筑混凝土，保湿静养0.5-1天，在温度为90±2℃、湿度为88±2％的条件下蒸养1天。

7.根据权利要求3所述方法，其特征在于，具体步骤为：

1)将水泥，硅灰，石英粉，石英砂，膨胀剂和消泡剂依次加入到搅拌设备中后，在20-40转/分钟下进行干拌作业5分钟，然后加入水和减水剂的混合料，在60-90转/分钟下进行湿拌作业5-10分钟，然后加入纤维，在15-30转/分钟下进行搅拌3-8分钟，获得混合料；

所述复合材料，以水泥质量为基准，各组分的质量分数为：水泥1份，硅灰0.2-0.3份，石英粉0.2-0.4份，石英砂0.2-0.4份，减水剂0.03-0.05份，水0.16-0.3份，膨胀剂0-0.005份，消泡剂0-0.005份；纤维的体积掺量为复合材料体积的1.5％-3％；

2)将步骤1)所得混合料浇筑到模具内进行模具成型工艺处理，或注入挤出设备进行挤出成型工艺处理，获得预制外壳；

所述模具成型工艺，是将复合材料的混合料浇筑到模具内，经过低幅高频振动处理，模具成型后拆模，保湿静养1-7天，向内部核心浇筑混凝土，保湿静养0.5-1天，在温度为90±2℃、湿度为88±2％的条件下蒸养0.5-1天；

所述挤出成型工艺，是将复合材料的混合料注入到挤出设备中，挤出成型后保湿静养1-7天，立侧模，向内部核心浇筑混凝土，保湿静养0.5-1天，在温度为90±2℃、湿度为88±2％的条件下蒸养1天；

所述预制外壳，厚度为5mm-30mm；

3)以步骤2)所得预制外壳为复合路缘石的成型模板，向内部核心浇筑混凝土，获得复合路缘石。

8.权利要求3-7所述任一方法，其特征在于，用于制备复合路缘石。