CN106082742A

CN106082742A - 一种水泥基粉及其在水泥混凝土的应用及其在公路建设上的应用

Info

Publication number: CN106082742A
Application number: CN201610422845.9A
Authority: CN
Inventors: 杨蝉聪; 詹忠
Original assignee: SICHUAN GOLDMILL ENVIRONMENTAL PROTECTION NEW MATERIALS Co Ltd
Current assignee: SICHUAN GOLDMILL ENVIRONMENTAL PROTECTION NEW MATERIALS Co Ltd
Priority date: 2016-06-16
Filing date: 2016-06-16
Publication date: 2016-11-09

Abstract

本发明公开了一种水泥基粉及其在水泥混凝土的应用及其在公路建设上的应用，属于建筑材料领域，旨在解决现有水泥混凝土路面抗折强度低、提高使用寿命、延长水泥路面切割缝的距离甚至生产没有切割缝的水泥路面，提高行驶舒适性、减少噪声等,包括平均粒径不小于10目的废旧橡胶颗粒100重量份、平均粒径不小于10目的无机惰性粉末重量份3‑50重量份以及纤维材料0.2‑5重量份，制备步骤如下：1）、将惰性无机粉末材料、废旧橡胶颗粒、纤维材料混合、搅拌;2）、用物理方法对步骤1的混合物进行处理，使得惰性无机粉末、纤维材料嵌入废橡胶粉。

Description

一种水泥基粉及其在水泥混凝土的应用及其在公路建设上的应用

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体来讲是关于一种水泥基粉及其在混凝土和公路上的应用。

背景技术

每年全球将产生大量的废旧轮胎等废旧橡胶制品，不仅污染了环境也造成了资源的浪费，把高分子材料作为水泥混凝土的组成材料配制而成的新型混凝土的研究在1997年美国亚利桑那州立大学土木环境系已经开展，并在理论方面提出以下观点：1、高分子材料看而作为重量轻且容易变形的细沙骨料；2、高分子材料作为分布在混凝土内部微小可伸缩颗粒群会截住混凝土的微观裂纹，总而阻止或减慢微观裂纹的扩张而导致混凝土快速断裂破坏的现象；3、高分子材料独有的弹性特性可以帮助降低由温度或者湿度变化而在混凝土内部所产生的应力。

不少的研究表明，废橡胶颗粒应用于水泥基材料后，水泥基材料的弹性增加可以改善它的抗冲击、抗冻、抗裂、吸声、保温、隔热等性能，同时还具有防滑、消声、防盐雾腐蚀，防地基翻碱等性能，但是由于废橡胶粉的憎水性，与水泥基材料的相容性差，易造成分层，使其强度大幅下降，较大地限制了其应用，目前对废旧橡胶颗粒的改性主要为化学改性，改性成本高，同时，在将废旧橡胶颗粒用在混凝土中时发现，所建设的路面的抗冲击性有一定的提高，但是发现路面的抗拉伸性能却有一定的不足。在现有的公路路面建设包括加入废旧橡胶颗粒的路面建设中，为了避免在温度、温度及材料干缩的影响下，水泥路面容易产生拱胀或收缩开裂的问题，以避免产生过大的热压应力。因此需设置相应的切割缝以适应其变形，防止产生裂缝，现有的收缩缝横缝间距一般为4-6米，纵缝间距一般为3-4.5米，由于收缩缝的存在一方面增大了路面的建设成本，另一方面，路面的行车舒适性降低，特别是机场、军用场地中，迫切需要一种无切割缝的路面。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中存在的问题，提供一种水泥基粉，当将本发明公开的水泥基粉用在混凝土和路面建设中，大大增大切割缝之间的距离，甚至不需要切割缝。

本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种水泥基粉，包括平均粒径不小于10目的废旧橡胶颗粒重量份100份、平均粒径不小于10目的无机惰性粉末重量份3-50重量份以及纤维材料0.5-5重量份。

在本发明公开的水泥基粉中，惰性无机粉末材料包括但不限于硅藻土、粉煤灰、重晶石粉、铁矿粉、石英砂粉、石灰石粉、滑石粉、磷矿粉、石棉矿粉、石墨粉、硅粉等；其粒径可以根据实际需要进行调整，所述惰性无机粉末材料和废橡胶颗粒粒径可以为10目、20目、30目、40目、50目和60目等。

为了保证本发明提供的水泥基粉具有较好的性能，所选用的纤维材料可以为无机纤维或者有机纤维，其中在无机纤维的选择上，可以为玻璃纤维、石英玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维和金属纤维等，作为有机纤维的优选，丙烯酸纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、PBO纤维、PBI纤维、M5纤维具有较好的效果，在具体的使用过程当中，可以将多种纤维进行任意比例的混合使用。所选用的纤维一般为短纤维，平均纤维长度以1mm-10mm的区间范围为宜。

在本发明中，惰性无机粉末材料与废旧橡胶颗粒可以按照一定的比例混合，惰性无机粉末材料在混合物中的比重可以是5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%或70%，废橡胶颗粒在混合物中所占重量比例可以是95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%或30%，纤维材料在混合物中的比重可以是0.5%、1%、2%。

在较优的实施例中，上述所述的水泥基粉可以采用下列的方式生产：

1）、将惰性无机粉末材料、废旧橡胶颗粒、纤维材料混合、搅拌；

2）、用物理方法对步骤1的混合物进行处理，使得惰性无机粉末、纤维材料嵌入废橡胶粉。

本发明步骤2所述的物理方法可以是包括但不限于机械力碾压、螺旋挤压、高速剪切、气流磨对撞、超声波共混处理等方法。通过物理的方法，使得所述惰性无机粉末材料以及纤维材料中的一种或多种嵌入到废橡胶粉中，这种嵌入可以是全部嵌入，也可以是部分嵌入。通过此方法得到的水泥基粉的纤维材料可以是全部嵌入到橡胶颗粒中，也可以使部分嵌入到纤维颗粒中，无机惰性粉末可以是全部嵌入到橡胶颗粒中，也可以使部分嵌入到纤维颗粒中。

上述步骤的搅拌时间可以根据实际物料的情况进行调整，经过多次实验发现搅拌时间在20-40分钟所制成的水泥基粉具有较好的性能。

本发明公开的水泥基粉可以和传统的水泥等混凝土原料进行混合制成混凝土，用制成的混凝土铺设的水泥路面具有优异的性能，主要表现在以下几个方面：

第一、用本发明公开的水泥基粉铺设的水泥路面具有建好的抗压、抗拉伸等力学性能、并且抗折强度增加，使用寿命比沥青路面长许多；

第二、施工方便，水泥路面的铺设与基层的施工可以连续作业，再加与基层材料基本相同，结合强度提高，不怕水患；可以设计橡胶水泥罩面的疏水性，自行排出路面积水；橡胶水泥罩面有很好的吸音效果，减少城市的噪音；

第三、抗滑性能好，成本和施工难度大大低于沥青路面；温度稳定性高，无车辙现象；

第四、橡胶水泥罩面有很好的伸缩性，可以根据不同地区气温不切割或延长切割缝间距，保障路面平整，施工方便简洁，公路的平展性大大提供，特别是在飞机场、军工设施中具有重要的意义。

第五、本发明公开的水泥基粉属于刚中带柔的新型材料，结合了沥青混凝土和水泥混凝土两者的优点，当用于冰冻地区的混凝土应用了橡胶水泥后，不需要再掺加引气剂。

具体实施方式

下面对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

具体实施例1：本发明公开了一种水泥基粉及其在某机场载重汽车路面应用，其中试验路段长度：200 米，路面宽度：7 米，厚度：0.2 米，混凝土强度标准：C30。

一、原材料：

上述的水泥基粉的包括50目的废旧橡胶颗粒重量份100份、0.5重量份纤维、30重量份硅粉，所述的纤维材料平均纤维长度为5mm，所述的有机纤维为丙烯酸纤维。

制备步骤如下：

1）、将惰性无机粉末材料、废旧橡胶颗粒、纤维材料混合、搅拌，搅拌时间为20-40分钟；

2）、用高速剪切对步骤1的混合物进行处理，使得惰性无机粉末、纤维材料嵌入废橡胶粉。

水凝土的配方如下：

二、混凝土拌合物的搅拌和运输：采用搅拌站现场机械搅拌施工并自卸汽车运输

1、混凝土原材料按质量计的允许误差不超过下列规定：

1）、水泥±1%

2）、粗细骨料±3%

3）、水±3%

4）、外加剂±2%

2、搅拌装料顺序：砂、水泥、碎石+外掺料，边搅拌边加水。

3、搅拌要求：采用强制式搅拌，搅拌容量：1m 3 /盘，搅拌时间：180秒

三、混凝土拌合物的浇筑：

采用标准钢模板，混凝土板厚度≤22cm；插入式与平板式振捣器配合使用，并铺以人工找平和拉毛。

四、混凝土板养护：

由于施工路段地处高原地区，烈日曝晒并干旱大风，养护要求覆盖无纺布并每天及时均匀洒水，由于外掺料增加混凝土增缩性和抗折性能，采用无切缝工艺。

五、使用二年后状况调查：

采取人工实地徒步观察的方法，混凝土板面外观有无露石、蜂窝、麻面、裂缝、脱皮、啃边、掉角、印痕和轮迹现象，对路面的监测结果如下，均为国家标准。

实施例2：本发明公开了一种水泥基粉及其在汽车停车场路面应用，包括平均粒径为10目的废旧橡胶颗粒重量份100份、粒径为100目的硅藻土10重量份、200目10重量份粉煤灰、纤维材料0.2重量份，所述的纤维材料平均纤维长度为1mm，纤维材料为无机陶瓷纤维。

所述水泥基粉的制备步骤如下：

1）、将惰性无机粉末材料、废旧橡胶颗粒、纤维材料混合、搅拌，搅拌时间为20分钟；

2）、用机械力碾压、螺旋挤压、高速剪切、气流磨对撞、超声波共混对步骤1的混合物进行处理，使得惰性无机粉末、纤维材料嵌入废橡胶粉。

用上述制备的水泥基粉22.3重量份和水泥400份、砂636份、粗集料1172份、水138份、外加剂3.2份制备成混凝土，通过浇注制得无切割缝的公路路面，二年后，采取人工实地徒步观察的方法，混凝土板面外观有无露石、蜂窝、麻面裂缝、脱皮、啃边、掉角、印痕和轮迹现象，抗压强度为38.3Mpa。

实施例3：本实施例公开了一种水泥基粉，包括平均粒径为10目的废旧橡胶颗粒重量份100份、粒径为200目的粉煤灰50重量份以及聚丙烯腈纤维材料2重量份，所述的纤维材料平均纤维长度为10mm。

所述水泥基粉的制备步骤如下：

用上述制备的水泥基粉22.3重量份和水泥400份、砂636份、粗集料1172份、水138份、外加剂3.2份制备成混凝土，通过浇注制得无切割缝的公路路面，一年后，采取人工实地徒步观察的方法，混凝土板面外观有无露石、蜂窝、麻面裂缝、脱皮、啃边、掉角、印痕和轮迹现象，抗压强度为44Mpa。

实施例4：本实施例公开了一种水泥基粉，包括平均粒径为50目的废旧橡胶颗粒重量份100份、粒径为40目的重晶石粉3重量份以及聚酰胺纤维材料5重量份，所述的纤维材料平均纤维长度为5mm。

所述水泥基粉的制备步骤如下：

用上述制备的水泥基粉22.3重量份和水泥400份、砂636份、粗集料1172份、水138份、外加剂3.2份制备成混凝土，通过浇注制得无切割缝的公路路面，一年后，采取人工实地徒步观察的方法，混凝土板面外观有无露石、蜂窝、麻面裂缝、脱皮、啃边、掉角、印痕和轮迹现象。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种水泥基粉，其特征在于，包括平均粒径不小于10目的废旧橡胶颗粒重量份100份、平均粒径不小于10目的无机惰性粉末重量份3-50重量份以及纤维材料0.2-5重量份。

2.如权利要求 1所述的水泥基粉，其特征在于，所述的纤维材料平均纤维长度为1mm-10mm。

3.如权利要求 1所述的水泥基粉，其特征在于，惰性无机粉末材料选自硅藻土、粉煤灰、重晶石粉、铁矿粉、石英砂粉、石灰石粉、滑石粉、磷矿粉、石棉矿粉、石墨粉、硅粉中的一种或几种。

4.如权利要求 1所述的水泥基粉，其特征在于，纤维材料为无机纤维或有机纤维。

5.如权利要求4所述的水泥基粉，其特征在于，所述的有机纤维为丙烯酸纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、PBO纤维、PBI纤维、M5纤维的一种或几种,所述的无机纤维选自玻璃纤维、石英纤维、硼纤维、陶瓷纤维、金属纤维的一种。

6.如权利要求 1-5之一所述的水泥基粉，其特征在于，所述的制备步骤如下：

7.如权利要求6 所述的水泥基粉，其特征在于，步骤2的物理方法选自机械力碾压、螺旋挤压、高速剪切、气流磨对撞、超声波共混处理。

8.如权利要求6 所述的水泥基粉，其特征在于，所述步骤1的搅拌时间为20-40分钟。

9.权利要求1-5、7-8之一所述的水泥基粉在混凝土中的应用。

10.权利要求1-5、7-8之一所述的水泥基粉在公路建设中的应用。