CN106478008B - 耐磨防滑路面制品及其制备方法 - Google Patents

耐磨防滑路面制品及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐磨防滑路面制品及其制备方法，涉及建筑材料领域。该路面制品包括面层和底层，所述面层的原料组分包括电炉滚筒渣集料、水泥；底层的原料组分的组成为水泥、转炉滚筒渣集料、石粉、外加剂。本发明采用电炉滚筒渣、转炉滚筒渣、石屑工业废弃物作为原材料制备路面制品，所得路面制品在保持质量的同时，增加了耐磨、防滑的功能，提升了制品使用寿命和道路安全性能，并且有效利用了工业废弃物。

Description

耐磨防滑路面制品及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种耐磨防滑路面制品及其制备方法。
背景技术
随着人民生活水平的提高，人民对公共路面资源的要求，除了质量要求外，更多的体现在功能性的需求，例如：防滑、耐磨、透水等。上海市对于室外市政道路制品，已提出防滑要求，明令禁用表面光滑的烧结制品。
另外，随着建筑行业的发展，建筑材料资源和能源相对紧缺，工业废弃物作为一种闲置的资源，已经越来越多的被应用在建筑材料领域，起到了节能降耗、降低成本和减轻环境负荷的作用。
CN201310335440公开了一种高炉粒化矿渣耐磨路面砖的制备方法，采用高炉粒化矿渣、矿渣微粉、粉煤灰、水泥、激发剂为路面砖面层料，调节水分搅拌均匀后用振动加压成型，经蒸汽养护或自然养护后得成品耐磨路面砖，所得产品抗压强度和耐磨性均好。
电炉滚筒渣和转炉滚筒渣是宝钢炼钢工业的废渣，电炉滚筒渣具有硬度高的特性；转炉滚筒渣矿物组成包括橄榄石、硅酸二钙、硅酸三钙以及少量游离氧化钙、氧化镁、玻璃体等成分，具有一定的水化自硬能力。
现有的技术中，将电炉滚筒渣和转炉滚筒渣用于制品原材料的技术还相对较少，也未形成固定有效的制品应用技术，利用率低。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种耐磨防滑路面制品及其制备方法，采用电炉滚筒渣、转炉滚筒渣、石屑工业废弃物作为原材料制备路面制品，所得路面制品在保持质量的同时，增加了耐磨、防滑的功能，提升了制品使用寿命和道路安全性能，并且有效利用了工业废弃物，解决了现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的或者其他目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐磨防滑路面制品，包括面层和底层，所述面层的原料组分包括电炉滚筒渣集料、水泥；底层的原料组分的组成为水泥、转炉滚筒渣集料、石粉、外加剂。
本发明所述的路面制品采用两层结构，即面层和底层，其中面层采用电炉滚筒渣集料，起到耐磨作用，也可称之为耐磨层或功能层；底层采用转炉滚筒渣集料，也可称之为环保层或固废利用层。
优选地，在面层的原料组分中，以各原料组分的总质量为基准计，电炉滚筒渣集料的重量百分比为70-80wt％，水泥的重量百分比为20-30wt％。优选地，根据市场需求，所述面层还可以包括适量颜料。
优选地，在底层的原料组分中，以水泥、转炉滚筒渣集料和石粉的总质量为基准计，水泥的重量百分比为13-18wt％，转炉滚筒渣集料的重量百分比为60-70wt％，石粉的重量百分比为12-27wt％；所述外加剂的重量为底层的原料组分中水泥重量的0.5-1.5wt％。
优选地，所述外加剂为微硅粉。所述微硅粉由上海天恺微硅粉材料有限公司提供。
优选地，所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥或42.5级白色硅酸盐水泥，根据对路面制品的颜色要求选择所述水泥的任一种。
优选地，所述电炉滚筒渣集料的粒径为0.5-3mm。
更优选地，所述电炉滚筒渣集料是经电炉滚筒渣原料筛分制成，由上海中冶环境工程科技有限公司提供；其区间筛分含量≥85％，具体区间可根据需求要求进行区分，例如1-2mm、2-3mm；游离氧化钙为零，莫氏硬度≥6。
优选地，所述转炉滚筒渣集料的粒径不大于6mm，游离氧化钙≤10％。
更优选地，所述转炉滚筒渣集料是由转炉滚筒渣原料经过筛分制成，由上海中冶环境工程科技有限公司提供。
优选地，所述石粉的粒径不大于5mm，烧失量≤8％。所述石粉由上海宝连华建材有限公司提供。
本发明还提供了一种耐磨防滑路面制品的制备方法，具体步骤为：(a)面层料搅拌：将称量的电炉滚筒渣集料加入到面料搅拌机搅拌，将称量的水泥加入面料搅拌机进行均匀搅拌，然后经自动加水装置进行匀速加水，并搅拌均匀；
(b)底层料搅拌：将称量的转炉滚筒渣集料和石粉放入底料搅拌机进行均匀搅拌，然后将称量的水泥放入底料搅拌机进行均匀搅拌，经自动加水装置进行匀速加水，并搅拌；
(c)将步骤(a)得到的面层料和步骤(b)得到的底层料送入成型机面料、底料布料箱，开启机器进行制品压制，将压制好的制品送入养护窑养护，养护24-48h后出窑码垛。
优选地，步骤(a)中加水量以自动加水装置湿度仪显示在65％-75％之间为宜，具体以物料能够达到手捏成团即可。水量过多会使得制品在压制过程中面层料和底层料脱层，水量过少会使得面层料过干造成面层脱砂。
更优选地，步骤(a)中加水重量为面层的各原料组分总质量的2.5-5wt％。
优选地，步骤(a)中加入电炉滚筒渣集料后搅拌20-25s。进一步地，加入水泥后搅拌20-45s；加入水后继续搅拌，步骤(a)中搅拌总时间在120-200s，采用步骤(a)中所述的搅拌方式可使得物料搅拌均匀，防止面层料结团。
进一步地，根据市场需求，面层料中添加颜料时，应在水泥投入底料搅拌机中搅拌的过程中添加，并要在加水之前搅拌均匀。
优选地，步骤(b)中加水量以自动加水装置湿度仪显示在81％-86％之间为宜，具体以物料能够达到手捏成团即可。
更优选地，步骤(b)中加水量为底层的各原料组分总质量的2.5-5wt％。
优选地，步骤(b)中转炉滚筒渣集料和石粉加入底料搅拌机中搅拌15-25s，加入水泥后搅拌20-35s，加入水后继续进行搅拌。步骤(b)中搅拌总时间为60-90s。
优选地，步骤(c)中养护温度为20-25℃，养护湿度60％-75％。步骤(c)中所用压制设备为虎牌4VS型压砖机。
综上所述，本发明的有益效果为：(1)利用电炉滚筒渣硬度高的特性，作为耐磨层(即面层)使用，提高产品耐磨性，增加了防滑性能，达到道路安全性的需要；
(2)利用转炉滚筒渣集料潜在水硬活性的特点替代部分水泥，不但降低了生产成本，而且还可以降低水泥的水化热，提高混凝土制品的后期强度；
(3)利用微硅粉可降低混凝土中的游离碱含量，使得硬化后的混凝土的抗渗性大幅度提高，外界水介质也难以进入确保制品强度；
(4)本发明有效利用工业固废资源，在研制过程中，电炉滚筒渣、转炉滚筒渣以及石粉的添加比例达到71.6％-85.6％，为解决工业固废利用提供了有利途径。
附图说明
图1为本发明中耐磨防滑路面制品制备工艺流程图。
具体实施方式
下面借助具体实施例来描述本发明。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员能够更好地了解本发明。但是，对于所属技术领域内的技术人员来说明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的实施例和优点仅作说明之用，而不应被看作是对权利要求的限定，除非在权利要求中明确提出。
本发明所采用的电炉滚筒渣集料是经电炉滚筒渣原料筛分制成，由上海中冶环境工程科技有限公司提供；电炉滚筒渣集料的粒径为0.5-3mm，其区间筛分含量≥85％，具体区间可根据需求要求进行区分，例如1-2mm、2-3mm；游离氧化钙为零，莫氏硬度≥6。所采用的转炉滚筒渣集料是由转炉滚筒渣原料经过筛分制成，由上海中冶环境工程科技有限公司提供，转炉滚筒渣集料的粒径不大于6mm，游离氧化钙≤10％。所采用的石粉的粒径不大于5mm，烧失量≤8％，由上海宝连华建材有限公司提供。所采用的微硅粉由上海天恺微硅粉材料有限公司提供。
本发明制备耐磨防滑路面制品时养护条件为：养护温度为20-25℃，养护湿度60％-75％，养护时间为24-48h，在此养护条件下采用本发明所述原料组分和步骤制得的路面制品均属于本发明的保护范围。在本发明实施例中，养护条件采用的是：养护温度25℃，养护湿度65％，养护时间为24h。
实施例1：
一种耐磨防滑路面制品，原料组分及重量百分比为：
面层：电炉滚筒渣集料：80wt％，水泥：20wt％；
底层：水泥：13wt％；转炉滚筒渣集料：60wt％；石粉：27wt％，以及水泥重量的0.5wt％的微硅粉。
具体制备步骤为：(a)面层料搅拌：将称量的电炉滚筒渣集料加入到面料搅拌机搅拌25s，将称量好的水泥加入面料搅拌机均匀搅拌20s，然后经自动加水装置进行匀速加水，加水量为电炉滚筒渣集料和水泥总质量的2.5wt％，并搅拌75s；
(b)底层料搅拌：先进行物料称量，将转炉滚筒渣集料和石粉放入底料搅拌机均匀搅拌15s，然后将称量好的水泥放入底料搅拌机均匀搅拌35s，经自动加水装置进行匀速加水，加水量为转炉滚筒渣集料、水泥、石粉和微硅粉总质量的3.5wt％，并搅拌30s；
(c)将步骤(a)得到的面层料和步骤(b)得到的底层料送入成型机面料、底料布料箱，开启机器进行制品压制，所用压制设备为虎牌4VS型压砖机，将压制好的制品送入养护窑养护，养护条件为温度25℃，养护湿度65％，养护24h后出窑码垛。
对所得的制品参考GB28635-2012《混凝土路面砖》进行抗压强度和磨坑长度测试，测得28天抗压强度为41.7MPa，磨坑长度为29mm，符合GB28635-2012《混凝土路面砖》中抗压强度≥40.0，磨坑长度≤32mm的要求。
实施例2：
一种耐磨防滑路面制品，原料组分及重量百分比为：
面层：电炉滚筒渣集料：75wt％，水泥：25％；
底层：水泥：15wt％；转炉滚筒渣集料：65wt％；石粉：20wt％；以及水泥重量的1wt％的微硅粉。
具体制备步骤为：(a)面层料搅拌：将称量的电炉滚筒渣集料加入到面料搅拌机搅拌20s，将称量好的水泥加入面料搅拌机均匀搅拌35s，然后经自动加水装置进行匀速加水，加水量为电炉滚筒渣集料和水泥总质量的5wt％，并搅拌85s；
(b)底层料搅拌：先进行物料称量，将转炉滚筒渣集料和石粉放入底料搅拌机均匀搅拌20s，然后将称量好的水泥放入底料搅拌机均匀搅拌30s，经自动加水装置进行匀速加水，加水量为转炉滚筒渣集料、水泥、石粉和微硅粉总质量的2.5wt％，并搅拌40s；
(c)将步骤(a)得到的面层料和步骤(b)得到的底层料送入成型机面料、底料布料箱，开启机器进行制品压制，所用压制设备为虎牌4VS型压砖机，将压制好的制品送入养护窑养护，养护条件为温度25℃，养护湿度65％，养护24h后出窑码垛。
对所得的制品参考GB28635-2012《混凝土路面砖》进行抗压强度和磨坑长度测试，测得28天抗压强度为44.3MPa，磨坑长度为27mm，符合GB28635-2012《混凝土路面砖》中要求。
实施例3：
一种耐磨防滑路面制品，原料组分及重量百分比为：
面层：电炉滚筒渣集料：70wt％，水泥：30％；
底层：水泥：18wt％；转炉滚筒渣集料：70wt％；石粉：12wt％；以及水泥重量的1.5wt％的微硅粉。
具体制备步骤为：(a)面层料搅拌：将称量的电炉滚筒渣集料加入到面料搅拌机搅拌23s，将称量好的水泥加入面料搅拌机均匀搅拌45s，然后经自动加水装置进行匀速加水，加水量为电炉滚筒渣集料和水泥总质量的3.5wt％，并搅拌132s；
(b)底层料搅拌：先进行物料称量，将转炉滚筒渣集料和石粉放入底料搅拌机均匀搅拌25s，然后将称量好的水泥放入底料搅拌机均匀搅拌20s，经自动加水装置进行匀速加水，加水量为转炉滚筒渣集料、水泥、石粉和微硅粉总质量的5wt％，并搅拌15s；
(c)将步骤(a)得到的面层料和步骤(b)得到的底层料送入成型机面料、底料布料箱，开启机器进行制品压制，所用压制设备为虎牌4VS型压砖机，将压制好的制品送入养护窑养护，养护条件为温度25℃，养护湿度65％，养护24h后出窑码垛。
对所得的制品参考GB28635-2012《混凝土路面砖》进行抗压强度和磨坑长度测试，测得28天抗压强度为46.7MPa，磨坑长度为26mm，符合GB28635-2012《混凝土路面砖》中抗压强度≥40.0，磨坑长度≤32mm的要求。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种耐磨防滑路面制品，其特征在于，所述路面制品包括面层和底层，所述面层的原料组分由电炉滚筒渣集料、水泥组成；底层的原料组分由水泥、转炉滚筒渣集料、石粉、外加剂组成；
在面层的原料组分中，以各原料组分的总质量为基准计，电炉滚筒渣集料的重量百分比为70-80wt％，水泥的重量百分比为20-30wt％；
在底层的原料组分中，以水泥、转炉滚筒渣集料和石粉的总质量为基准计，水泥的重量百分比为13-18wt％，转炉滚筒渣集料的重量百分比为60-70wt％，石粉的重量百分比为12-27wt％；所述外加剂的重量为底层的原料组分中水泥重量的0.5-1.5wt％；
所述外加剂为微硅粉。
2.根据权利要求1所述的耐磨防滑路面制品，其特征在于，所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥或42.5级白色硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的耐磨防滑路面制品，其特征在于，所述电炉滚筒渣集料的粒径为0.5-3mm。
4.根据权利要求1所述的耐磨防滑路面制品，其特征在于，所述转炉滚筒渣集料的粒径不大于6mm，游离氧化钙≤10％。
5.根据权利要求1所述的耐磨防滑路面制品，其特征在于，所述石粉的粒径不大于5mm，烧失量≤8％。
6.一种制备权利要求1至5任一项所述耐磨防滑路面制品的方法，其特征在于，具体步骤为：(a)面层料搅拌：将称量的电炉滚筒渣集料加入到面料搅拌机搅拌，将称量的水泥加入面料搅拌机进行均匀搅拌，然后经自动加水装置进行匀速加水，并搅拌均匀；
(b)底层料搅拌：将称量的转炉滚筒渣集料和石粉放入底料搅拌机进行均匀搅拌，然后将称量的水泥放入底料搅拌机进行均匀搅拌，经自动加水装置进行匀速加水，并搅拌；
(c)将步骤(a)得到的面层料和步骤(b)得到的底层料送入成型机面料、底料布料箱，开启机器进行制品压制，将压制好的制品送入养护窑养护，养护24-48h后出窑码垛。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(c)中养护温度为20-25℃，养护湿度60％-75％。
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