CN105366998A

CN105366998A - 一种沥青密级配面层混凝土

Info

Publication number: CN105366998A
Application number: CN201510929328.6A
Authority: CN
Inventors: 程乐波; 刘国威; 吴永津; 杨刚; 金强
Original assignee: Shanghai Mcc Environment Engineering Technology Co Ltd; MCC Baosteel Technology Services Co Ltd
Current assignee: Shanghai Mcc Environment Engineering Technology Co Ltd; MCC Baosteel Technology Services Co Ltd
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2035-12-14
Also published as: CN105366998B

Abstract

本发明提供一种沥青密级配面层混凝土，所述混凝土包括石料和沥青，所述沥青的质量为所述石料的质量的4~5wt%；所述石料包括以下原料组分及重量份：粗集料49~53重量份；细集料42~47重量份；矿粉4~5重量份。本方案采用钢渣矿粉与细集料作为密级配沥青混凝土集料，由于采用的物料颗粒级配较小，解决了现有技术中大颗粒钢渣因内部包含游离氧化钙、游离氧化镁等不安定成分带来的不稳定问题。同时，该技术方案大大扩大了钢渣的使用范围，使钢渣中游离钙最大含量由现有技术的1.5-2%增加5%。

Description

一种沥青密级配面层混凝土

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体公开了一种沥青密级配面层混凝土。

背景技术

钢渣作为炼钢工业产生的废渣，生产量约为粗钢产量的10％-15％，是冶炼行业的主要固体副产物，其严峻的综合利用形势使各国对钢渣资源化利用空前重视，因此，研究钢渣的特性，开发新的综合利用途径具有重要的意义。

沥青混合料作为一种重要的复合材料，在路面材料中得到了大量的应用。国内外的学者也对沥青混合料的路用性能如高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、耐疲劳性等多方面开展了研究。在钢渣沥青混凝土研究中，钢渣膨胀性的问题成为研究者的难题。由于炼钢出渣时间缩短，投入的石灰过量，钢渣含有极易膨胀的游离氧化钙、自由氧化镁以及多种氧化物和矿物质，具有与硅酸盐相似的物化成分，在一定的环境条件下经过电解水化作用后，因而使钢渣具有不稳定性。要解决以上问题就需要在钢渣应用前进行稳定化处理，例如自然陈化、蒸气加压等，控制钢渣中游离钙的含量，才能进行规模化应用。

另外，由于钢渣的表面多孔结构，在应用钢渣制备沥青混凝土粗、细集料时会使沥青混凝土用油量上升，从而增加沥青混凝土的使用成本。

由于钢渣应用于沥青混凝土存在以上两项问题，均增加了沥青混凝土的使用成本，因此，在我国虽然有诸多钢渣应用于沥青混凝土的标准与规范，但实际应用中均为实验性路段，并未开展大规模应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种沥青密级配面层混凝土，用于克服现有技术中钢渣大规模利用存在的成本高质量不稳定的缺陷。

为了实现以上目的及其他目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：

本发明公开了一种沥青密级配面层混凝土，所述混凝土包括石料和沥青，所述沥青的质量为所述石料的质量的4～5wt％；

所述石料包括以下原料组分及重量份：

粗集料49～53重量份

细集料42～47重量份

矿粉4～5重量份。

优选地，所述粗集料为石灰石，且所述石灰石包括两种规格，其中一种石灰石的公称粒径大于等于9.5mm且小于13.2mm，另一种石灰石的公称粒径大于等于4.75mm且小于9.5mm。

优选地，公称粒径大于等于9.5mm且小于13.2mm的石灰石的含量为24～26重量份。

优选地，公称粒径大于等于4.75mm且小于9.5mm的石灰石的含量为25～27重量份。

优选地，所述细集料包括50～100wt％的钢渣，0～50wt％的石灰石。

优选地，所述细集料的公称粒径小于4.75mm。

优选地，所述细集料中公称粒径小于0.075mm的颗粒的含量为80～100wt％。

优选地，所述矿粉为钢渣矿粉，所述矿粉的公称粒径小于4.75mm，所述矿粉中公称粒径小于0.075mm的颗粒的含量为80～100wt％。

优选地，所述钢渣及钢渣矿粉中游离氧化钙含量在5wt％以下。

本发明中所述沥青为SBS改性沥青。

更为具体地，本发明技术方案中采用的SBS改性沥青符合JTGF40-2004标准。

更为具体地，本发明技术方案中采用的SBS改性沥青为上述标准中的I-D类。

本发明还公开了一种制备如上述所述混凝土的方法，为将粗集料、细集料和矿粉在170～180℃下混合，然后加入沥青混合。

本发明中细集料中的钢渣为转炉滚筒钢渣。

所述矿粉为将转炉滚筒钢渣中通过制砂整形处理后形成的颗粒。所述的制砂整形处理依次包括第一次筛分、磁选、整形破碎和第二次筛分的步骤。

本发明还公开了如上述所述混凝土在路面施工领域的用途。

本方案采用钢渣矿粉与细集料作为密级配沥青混凝土集料，由于采用的物料颗粒级配较小，解决了现有技术中大颗粒钢渣因内部包含游离氧化钙、游离氧化镁等不安定成分带来的不稳定问题。同时，该技术方案大大扩大了钢渣的使用范围，使钢渣中游离钙最大含量由现有技术的1.5-2％增加5％。同时由于钢渣的碱性特性，使得沥青与钢渣之间的黏附性增强结合力更好，而钢渣矿粉中含有的75um以下的粉料，特别是45μm以下粉料具有一定的水硬活性，在遇水的条件下可发生缓慢的水化反应，从而增强沥青混凝土的强度。另外，使用细集料作为沥青混凝土集料由于钢渣颗粒较小，表面的多孔结构没有大颗粒物料多，所以不增加沥青的用量，节约了成本。

本发明中上述技术方案的有益效果为：

1)使用石灰石作为粗集料，钢渣作为细集料和矿粉制备的沥青混凝土集料，可减少钢渣稳定性不良带来的危害，使钢渣游离氧化钙含量范围放宽到5％以下，扩大了钢渣使用范围。现有技术中刚形成的转炉钢渣并不能够被直接利用，其需要长时间的放置熟化，并且在以后的使用时还需要复杂的工艺控制游离氧化钙的含量，一般现有技术中游离氧化钙的含量要控制在2％以下；而本发明中技术方案无需熟化加工处理其可以直接采用刚刚形成的转炉钢渣，节省了处理刚形成的钢渣的时间和成本，并且用这种钢渣形成的沥青混合料的使用性能优异，满足公路建设用工的质量标准。

2)相比于现有技术中，使用石灰石作为粗集料，钢渣作为细集料和矿粉制备沥青混合料，可减少在使用粗集料钢渣制备沥青混合料中，存在的由于钢渣多孔结构造成的用油量偏高的问题，使用油量与普通AC沥青混凝土相当，提升其竞争优势。

3)由于钢渣呈碱性，使用钢渣细集料与矿粉作为密级配沥青混凝土的集料和矿粉可更好的与沥青进行结合，提升其抗车辙能力。

4)由于钢渣矿粉中含有45um以下的物料，其在遇水环境下会发生缓慢的水化反应，提高了沥青混凝土的强度及水稳定性。

具体实施方式

下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明的范围。

在本发明实施例中：

公称粒径大于等于9.5mm且小于13.2mm的石灰石的含量为24～26重量份。

公称粒径大于等于4.75mm且小于9.5mm的石灰石的含量为25～27重量份。

所述细集料包括50～100wt％的钢渣，0～50wt％的石灰石。所述细集料的公称粒径小于4.75mm。所述细集料中公称粒径小于0.075mm的颗粒的含量为80～100wt％。

所述矿粉为钢渣矿粉，所述矿粉的公称粒径小于4.75mm，所述矿粉中公称粒径小于0.075mm的颗粒的含量为80～100wt％。

所述钢渣及钢渣矿粉中游离氧化钙含量在5wt％以下。

实施例1

本实施例为对比实施例，其为现有技术中普通AC-13密级沥青混凝土，其中粗集料和细集料及矿粉均采用石灰石，沥青采用SBS改性沥青，且属于I-D类。具体各原料组分的含量如下表所示：

材料规格	重量份
		粗集料(大于等于9.5mm且小于13.2mm)	27
粗集料(大于等于4.75mm且小于9.5mm)	28
		细集料(小于4.75mm)	41
石灰石矿粉	4

本实施例中沥青占石料的总质量的4.9％。

实施例2

本实施例中为钢渣AC-13密级沥青混凝土，其中粗骨料采用石灰石，细骨料及矿粉均采用钢渣，沥青采用SBS改性沥青，且为I-D类。

材料规格	重量份
		粗集料(大于等于9.5mm且小于13.2mm)	25
粗集料(大于等于4.75mm且小于9.5mm)	27
		细集料(小于4.75mm)	44
钢渣矿粉	4

所述钢渣矿粉中粒度不大于0.075mm的颗粒的含量大于80wt％。

本实施例中沥青占石料的总质量的4.5％。

实施例3

本实施例中为钢渣AC-13密级沥青混凝土，其中粗骨料采用石灰石，细骨料为50wt％的钢渣和50wt％的石灰石，矿粉均采用钢渣，沥青采用SBS改性沥青，且为I-D类。

所述钢渣矿粉中粒度不大于0.075mm的颗粒的含量大于80wt％。

本实施例中沥青占石料的总质量的4％。

实施例4

本实施例中为钢渣AC-13密级沥青混凝土，其中粗骨料采用石灰石，细骨料为70wt％的钢渣和30wt％的石灰石，矿粉均采用钢渣矿粉，沥青采用SBS改性沥青，且为I-D类。

材料规格	重量份
		粗集料(大于等于9.5mm且小于13.2mm)	27
粗集料(大于等于4.75mm且小于9.5mm)	26
		石灰石细集料(小于4.75mm)	12
钢渣细集料(小于4.75mm)	30
		钢渣矿粉	5

所述钢渣矿粉中粒度不大于0.075mm的颗粒的含量大于80wt％。

本实施例中沥青占石料的总质量的4.4％。

实施例5

本实施例中为钢渣AC-13密级沥青混凝土，其中粗骨料采用石灰石，细骨料为80wt％的钢渣和20wt％的石灰石，矿粉均采用钢渣矿粉，沥青采用SBS改性沥青，且为I-D类。

所述钢渣矿粉中粒度不大于0.075mm的颗粒的含量大于80wt％。

本实施例中沥青占石料的总质量的4.4％。

将实施例1～5中的混凝土按照以下方法进行制备：为将粗集料、细集料和矿粉在170～180℃下混合，然后加入沥青混合。

制备获得的混凝土进行测试，以下为实验结果：

AC13沥青混合料马歇尔试验结果

从表中可看出，实施例1和2～5的沥青混合料体积参数均满足规范要求，且钢渣沥青混合料的稳定度要优于普通沥青混合料。

AC13沥青混合料路用性能试验结果

从表中可看出，实施例2～5各项性能均优于实施例1，且实施例2性能最优说明采用钢渣制备的沥青混合料路用性能要高于普通沥青混合料。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims

1.一种沥青密级配面层混凝土，其特征在于：所述混凝土包括石料和沥青，所述沥青的质量为所述石料质量的4～5wt％；

所述石料包括以下原料组分及重量份：

粗集料49～53重量份

细集料42～47重量份

矿粉4～5重量份。

2.如权利要求1所述混凝土，其特征在于：所述粗集料为石灰石，且所述石灰石包括两种规格，其中一种石灰石的公称粒径大于等于9.5mm且小于13.2mm，另一种石灰石的公称粒径大于等于4.75mm且小于9.5mm。

3.如权利要求2所述混凝土，其特征在于：公称粒径大于等于9.5mm且小于13.2mm的石灰石的含量为24～26重量份。

4.如权利要求2所述混凝土，其特征在于：公称粒径大于等于4.75mm且小于9.5mm的石灰石的含量为25～27重量份。

5.如权利要求1所述混凝土，其特征在于：所述细集料包括50～100wt％的钢渣，0～50wt％的石灰石。

6.如权利要求1所述混凝土，其特征在于：所述细集料的公称粒径小于4.75mm，且所述细集料中公称粒径小于0.075mm的颗粒的含量为80～100wt％。

7.如权利要求1所述混凝土，其特征在于：所述矿粉为钢渣矿粉，所述矿粉的公称粒径小于4.75mm，且所述矿粉中公称粒径小于0.075mm的颗粒的含量为80～100wt％。

8.如权利要求5或权利要求7所述混凝土，其特征在于：所述钢渣或所述钢渣矿粉中游离氧化钙含量在5wt％以下。

9.一种制备如权利要求1～8任一所述混凝土的方法，为将粗集料、细集料和矿粉在170～180℃下混合，然后加入沥青混合。

10.如权利要求1～8任一所述混凝土在路面施工领域的用途。