CN106854846A - 一种具有自动融雪功能的路面结构及其修筑方法 - Google Patents

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CN106854846A CN201710047488.7A CN201710047488A CN106854846A CN 106854846 A CN106854846 A CN 106854846A CN 201710047488 A CN201710047488 A CN 201710047488A CN 106854846 A CN106854846 A CN 106854846A
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徐安花
李祖仲
熊锐
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孙岳
梁志豪
李廷
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    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00—Coherent pavings made in situ
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Abstract

本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种具有自动融雪功能的路面结构及其修筑方法。一种具有自动融雪功能的路面结构，自下而上依次包括原路面层、防水薄层、碎石层、沥青胶浆层和薄磨耗层。一种具有自动融雪功能的路面结构的修筑方法，包括以下步骤：(1)对将要铺设的路面进行清扫，先将路面灰尘吹净，再用高压水枪将路面冲洗干净；(2)在清理完后的路面上均匀喷洒SBS改性沥青，制备防水薄层，其中，SBS改性沥青的单位面积喷洒量为0.8～1.2kg/m2；(3)制备碎石层；(4)制备沥青胶浆层；(5)制备薄磨耗层。

Description

一种具有自动融雪功能的路面结构及其修筑方法
技术领域
本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种具有自动融雪功能的路面结构及其修筑方法。
背景技术
近年来极端天气不断出现，部分地区路面积雪严重。路面积雪使车辆与路面之间的附着力降低，在车辆荷载的碾压和反复冻融作用下积雪易结冰，使车辆刹车失灵、方向失控，造成严重的交通事故。冬末春初，特别是西北高海拔地区特殊气候条件下，发生薄雾或少量降水时，路表通常存在“黑冰”，使路面摩擦系数降低，司机发现不及时，易引发行车事故。如何解决冬季路表积雪与“冰冻”问题对确保行车安全至关重要。
盐化物自融雪路面结构的出现为解决道路除雪提供了新的思路，盐化物自融雪路面又称冻结抑制铺装技术，其原理是用融雪抑冰材料替换沥青混合料中的部分填料或细集料，或者将融雪抑冰材料添加于乳化沥青中以涂层的形式涂于路面表面。在降雪时，路面表层的盐化物释放出来，降低路面粘结处冰雪的冰点，使其融化以溶液的形式进入路面内部，在车辆荷载的泵吸作用、渗透压和毛细管作用下路面深层的盐化物得以释放，并上升至路表，从而达到较好的融冰雪效果。
现行的盐化物自融雪沥青路面主要为AC-13、SMA-13等全厚式路面，此类自融雪路面主要存在以下问题：(1)建设时沥青、石料和盐化物等原材料用量大，总体造价高昂；(2)主要适用于新建工程的全厚式路面结构，对于大中修养护来说会增加路面自重、提高路面标高；(3)路面结构偏厚，且路面不透水，在降雪时路面层较低层位的盐化物无法释放，既达不到预定的效果，而且会造成材料的浪费，同时对路面耐久性造成不良影响；(4)我国现阶段大部分盐化物自融雪路面中的盐化物大都采用进口，其价格昂贵，不适合大面积推广利用。
本发明解决了上述中存在的问题并结合了抗滑和自融雪的优点，不仅使超薄磨耗层具有良好的融雪效果，还有效的提高了超薄磨耗层的路用性能，使超薄磨耗层的耐久性大大加强，具有优良的行驶舒适性、安全性、耐久性。
发明内容
发明目的：本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明的第一个目的在于公开一种具有自动融雪功能的路面结构。本发明的第二个目的在于公开一种具有自动融雪功能的路面结构的修筑方法。
技术方案：一种具有自动融雪功能的路面结构，自下而上依次包括原路面层、防水薄层、碎石层、沥青胶浆层和薄磨耗层。
进一步地，所述碎石层的厚度为1～3cm。
进一步地，所述薄磨耗层的厚度为1.5～2.5cm。
一种具有自动融雪功能的路面结构的修筑方法，包括以下步骤：
(1)对将要铺设的路面进行清扫，先将路面灰尘吹净，再用高压水枪将路面冲洗干净；
(2)在清理完后的路面上均匀喷洒SBS改性沥青，制备防水薄层，其中，SBS改性沥青的单位面积喷洒量为0.8～1.2kg/m2；
(3)制备碎石层
(31)在步骤(2)得到的防水薄层上热喷SBS改性沥青，SBS改性沥青的喷洒量为0.9～1.1kg/m2，喷洒要求均匀、无露白、无油团堆积，SBS改性沥青的喷洒温度为175～180℃；
(32)撒布预拌碎石
(321)碎石预拌在沥青拌和楼进行，利用沥青拌和楼的除尘系统将碎石表面的灰尘清除，以增加改性沥青与碎石的粘结强度，碎石预拌中改性沥青用量为碎石总质量的0.2～0.3％，
(322)预拌碎石撒布量为7.4～7.8kg/m2，碎石的撒布面积占路面面积的80～85％，不重叠、不满铺；
(33)撒布预拌碎石后，立即用轻型轮胎压路机均匀碾压两遍，使碎石嵌入热沥青中即得到碎石层；
(4)制备沥青胶浆层
(41)分别将石灰岩矿石粉末和融雪盐化物分别过200目筛网，然后在105±5℃的烘箱中烘干至恒重，并保温1h；
(42)将沥青加热至170℃，然后以质量计按照沥青：石灰岩矿石粉末：融雪盐化物＝10：(4～5):(5～6)分次将石灰岩矿石粉末、融雪盐化物加入沥青中并用玻璃棒不断搅拌，混合均匀后得到沥青胶浆；
(43)热喷沥青胶浆
喷洒量为1.2～1.8kg/m2，喷洒均匀、无露白、无油团堆积现象的发生，喷洒温度为175～180℃；
(5)制备薄磨耗层
(51)混合料
采用间歇式沥青拌和机先将粗集料和细集料加热至180℃～190℃，干拌8～10s后,依次加入SBS改性沥青、矿粉和融雪盐化物,并在170℃～180℃下湿拌40～45s，即得到混合料，混合料的出场温度为175℃～185℃，其中：
SBS改性沥青加入前需先预热至165℃～175℃；
SBS改性沥青、粗集料、细集料、矿粉、融冰雪盐化物的质量比为6:65:23:2.5:3.5；
(52)摊铺混合料
将步骤(51)得到的混合料摊铺在步骤(4)得到的沥青胶浆层上，混合料的摊铺速度不超过2m/min，混合料的摊铺温度不低于165℃，
(53)碾压混合料
利用钢轮压路机或胶轮压路机对步骤(52)得到的路面进行压实，碾压过程中,初压温度不低于150℃,终压路表温度不低于120℃，摊铺完的沥青路面完全自然冷却至表面温度低于50℃后，即得到具有自动融雪功能的路面结构。
进一步地，步骤(41)融雪盐化物包括：
粒径小于200目的氧化钙粉体8～12wt％,
硅烷憎水剂8～10wt％,
粒径小于200目的氯化钙粉体32～50wt％，
余下为粒径小于200目的火山岩粉体。
进一步地，步骤(51)中粗集料是粒径大于2.36mm的玄武岩粗粉，步骤(51)中细集料是粒径小于2.36mm的玄武岩细粉。
进一步地，步骤(51)中的矿粉是石灰石矿粉或玄武岩矿粉或辉绿岩矿粉。
进一步地，步骤(51)融雪盐化物包括：
粒径小于200目的氧化钙粉体8～12wt％,
硅烷憎水剂8～10wt％,
粒径小于200目的氯化钙粉体32～50wt％，
余下为粒径小于200目的火山岩粉体。
有益效果：本发明公开的一种具有自动融雪功能的路面结构及其修筑方法具有以下有益效果：
1、与现有技术相比，本发明公开的一种具有自融雪功能的路面结构在具有经济性的基础上，还具有自动融雪、抗滑、降噪和恢复路面使用功能的效果；
2、本方法产生的这种新的路面结构，与其他已知的超薄磨耗层结构相比，增加了磨耗层的融雪功能，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明公开的一种具有自动融雪功能的路面结构的结构示意图；
其中：
1-原路面层 2-防水薄层
3-碎石层 4-沥青胶浆层
5-薄磨耗层
具体实施方式：
下面对本发明的具体实施方式详细说明。
具体实施例1
一种具有自动融雪功能的路面结构，自下而上依次包括原路面层1、防水薄层2、碎石层3、沥青胶浆层4和薄磨耗层5。
进一步地，碎石层3的厚度为1cm。
进一步地，薄磨耗层5的厚度为1.5cm。
一种具有自动融雪功能的路面结构的修筑方法，包括以下步骤：
(1)对将要铺设的路面进行清扫，先将路面灰尘吹净，再用高压水枪将路面冲洗干净；
(2)在清理完后的路面上均匀喷洒SBS改性沥青，制备防水薄层，其中，SBS改性沥青的单位面积喷洒量为0.8kg/m2；
(3)制备碎石层
(31)在步骤(2)得到的防水薄层上热喷SBS改性沥青，SBS改性沥青的喷洒量为0.9kg/m2，喷洒要求均匀、无露白、无油团堆积，SBS改性沥青的喷洒温度为175℃；
(32)撒布预拌碎石
(321)碎石预拌在沥青拌和楼进行，利用沥青拌和楼的除尘系统将碎石表面的灰尘清除，以增加改性沥青与碎石的粘结强度，碎石预拌中改性沥青用量为碎石总质量的0.2％，
(322)预拌碎石撒布量为7.4kg/m2，碎石的撒布面积占路面面积的80％，不重叠、不满铺；
(33)撒布预拌碎石后，立即用轻型轮胎压路机均匀碾压两遍，使碎石嵌入热沥青中即得到碎石层；
(4)制备沥青胶浆层
(41)分别将石灰岩矿石粉末和融雪盐化物分别过200目筛网，然后在100℃的烘箱中烘干至恒重，并保温1h；
(42)将沥青加热至170℃，然后以质量计按照沥青：石灰岩矿石粉末：融雪盐化物＝10：4:5分次将石灰岩矿石粉末、融雪盐化物加入沥青中并用玻璃棒不断搅拌，混合均匀后得到沥青胶浆；
(43)热喷沥青胶浆
喷洒量为1.2kg/m2，喷洒均匀、无露白、无油团堆积现象的发生，喷洒温度为175℃；
(5)制备薄磨耗层
(51)混合料
采用间歇式沥青拌和机先将粗集料和细集料加热至180℃℃，干拌8s后,依次加入SBS改性沥青、矿粉和融雪盐化物,并在170℃下湿拌40s，即得到混合料，混合料的出场温度为175℃，其中：
SBS改性沥青加入前需先预热至165℃；
SBS改性沥青、粗集料、细集料、矿粉、融冰雪盐化物的质量比为6:65:23:2.5:3.5；
(52)摊铺混合料
将步骤(51)得到的混合料摊铺在步骤(4)得到的沥青胶浆层上，混合料的摊铺速度不超过2m/min，混合料的摊铺温度不低于165℃，
(53)碾压混合料
利用钢轮压路机对步骤(52)得到的路面进行压实，碾压过程中,初压温度不低于150℃,终压路表温度不低于120℃，摊铺完的沥青路面完全自然冷却至表面温度低于50℃后，即得到具有自动融雪功能的路面结构。
进一步地，步骤(41)融雪盐化物包括：
粒径小于200目的氧化钙粉体8wt％,
硅烷憎水剂8wt％,
粒径小于200目的氯化钙粉体32wt％，
余下为粒径小于200目的火山岩粉体。
进一步地，步骤(51)中粗集料是粒径大于2.36mm的玄武岩粗粉，步骤(51)中细集料是粒径小于2.36mm的玄武岩细粉。
进一步地，步骤(51)中的矿粉是石灰石矿粉。
进一步地，步骤(51)融雪盐化物包括：
粒径小于200目的氧化钙粉体8wt％,
硅烷憎水剂8wt％,
粒径小于200目的氯化钙粉体32wt％，
余下为粒径小于200目的火山岩粉体。
具体实施例2
一种具有自动融雪功能的路面结构，自下而上依次包括原路面层1、防水薄层2、碎石层3、沥青胶浆层4和薄磨耗层5。
进一步地，碎石层3的厚度为3cm。
进一步地，薄磨耗层5的厚度为2.5cm。
一种具有自动融雪功能的路面结构的修筑方法，包括以下步骤：
(1)对将要铺设的路面进行清扫，先将路面灰尘吹净，再用高压水枪将路面冲洗干净；
(2)在清理完后的路面上均匀喷洒SBS改性沥青，制备防水薄层，其中，SBS改性沥青的单位面积喷洒量为1.2kg/m2；
(3)制备碎石层
(31)在步骤(2)得到的防水薄层上热喷SBS改性沥青，SBS改性沥青的喷洒量为1.1kg/m2，喷洒要求均匀、无露白、无油团堆积，SBS改性沥青的喷洒温度为180℃；
(32)撒布预拌碎石
(321)碎石预拌在沥青拌和楼进行，利用沥青拌和楼的除尘系统将碎石表面的灰尘清除，以增加改性沥青与碎石的粘结强度，碎石预拌中改性沥青用量为碎石总质量的0.3％，
(322)预拌碎石撒布量为7.8kg/m2，碎石的撒布面积占路面面积的85％，不重叠、不满铺；
(33)撒布预拌碎石后，立即用轻型轮胎压路机均匀碾压两遍，使碎石嵌入热沥青中即得到碎石层；
(4)制备沥青胶浆层
(41)分别将石灰岩矿石粉末和融雪盐化物分别过200目筛网，然后在110℃的烘箱中烘干至恒重，并保温1h；
(42)将沥青加热至170℃，然后以质量计按照沥青：石灰岩矿石粉末：融雪盐化物＝10：5:6分次将石灰岩矿石粉末、融雪盐化物加入沥青中并用玻璃棒不断搅拌，混合均匀后得到沥青胶浆；
(43)热喷沥青胶浆
喷洒量为1.8kg/m2，喷洒均匀、无露白、无油团堆积现象的发生，喷洒温度为180℃；
(5)制备薄磨耗层
(51)混合料
采用间歇式沥青拌和机先将粗集料和细集料加热至190℃，干拌10s后,依次加入SBS改性沥青、矿粉和融雪盐化物,并在180℃下湿拌45s，即得到混合料，混合料的出场温度为185℃，
其中：
SBS改性沥青加入前需先预热至175℃；
SBS改性沥青、粗集料、细集料、矿粉、融冰雪盐化物的质量比为6:65:23:2.5:3.5；
(52)摊铺混合料
将步骤(51)得到的混合料摊铺在步骤(4)得到的沥青胶浆层上，混合料的摊铺速度不超过2m/min，混合料的摊铺温度不低于165℃，
(53)碾压混合料
利用胶轮压路机对步骤(52)得到的路面进行压实，碾压过程中,初压温度不低于150℃,终压路表温度不低于120℃，摊铺完的沥青路面完全自然冷却至表面温度低于50℃后，即得到具有自动融雪功能的路面结构。
进一步地，步骤(41)融雪盐化物包括：
粒径小于200目的氧化钙粉体12wt％,
硅烷憎水剂10wt％,
粒径小于200目的氯化钙粉体50wt％，
余下为粒径小于200目的火山岩粉体。
进一步地，步骤(51)中粗集料是粒径大于2.36mm的玄武岩粗粉，步骤(51)中细集料是粒径小于2.36mm的玄武岩细粉。
进一步地，步骤(51)中的矿粉是玄武岩矿粉。
进一步地，步骤(51)融雪盐化物包括：
粒径小于200目的氧化钙粉体12wt％,
硅烷憎水剂10wt％,
粒径小于200目的氯化钙粉体50wt％，
余下为粒径小于200目的火山岩粉体。
具体实施例3
一种具有自动融雪功能的路面结构，自下而上依次包括原路面层1、防水薄层2、碎石层3、沥青胶浆层4和薄磨耗层5。
进一步地，碎石层3的厚度为2cm。
进一步地，薄磨耗层5的厚度为2cm。
一种具有自动融雪功能的路面结构的修筑方法，包括以下步骤：
(1)对将要铺设的路面进行清扫，先将路面灰尘吹净，再用高压水枪将路面冲洗干净；
(2)在清理完后的路面上均匀喷洒SBS改性沥青，制备防水薄层，其中，SBS改性沥青的单位面积喷洒量为1kg/m2；
(3)制备碎石层
(31)在步骤(2)得到的防水薄层上热喷SBS改性沥青，SBS改性沥青的喷洒量为1kg/m2，喷洒要求均匀、无露白、无油团堆积，SBS改性沥青的喷洒温度为178℃；
(32)撒布预拌碎石
(321)碎石预拌在沥青拌和楼进行，利用沥青拌和楼的除尘系统将碎石表面的灰尘清除，以增加改性沥青与碎石的粘结强度，碎石预拌中改性沥青用量为碎石总质量的0.25％，
(322)预拌碎石撒布量为7.6kg/m2，碎石的撒布面积占路面面积的82％，不重叠、不满铺；
(33)撒布预拌碎石后，立即用轻型轮胎压路机均匀碾压两遍，使碎石嵌入热沥青中即得到碎石层；
(4)制备沥青胶浆层
(41)分别将石灰岩矿石粉末和融雪盐化物分别过200目筛网，然后在105℃的烘箱中烘干至恒重，并保温1h；
(42)将沥青加热至170℃，然后以质量计按照沥青：石灰岩矿石粉末：融雪盐化物＝10：4.5:5.5分次将石灰岩矿石粉末、融雪盐化物加入沥青中并用玻璃棒不断搅拌，混合均匀后得到沥青胶浆；
(43)热喷沥青胶浆
喷洒量为1.5kg/m2，喷洒均匀、无露白、无油团堆积现象的发生，喷洒温度为178℃；
(5)制备薄磨耗层
(51)混合料
采用间歇式沥青拌和机先将粗集料和细集料加热至185℃，干拌9s后,依次加入SBS改性沥青、矿粉和融雪盐化物,并在175℃下湿拌42s，即得到混合料，混合料的出场温度为180℃，其中：
SBS改性沥青加入前需先预热至170℃；
SBS改性沥青、粗集料、细集料、矿粉、融冰雪盐化物的质量比为6:65:23:2.5:3.5；
(52)摊铺混合料
将步骤(51)得到的混合料摊铺在步骤(4)得到的沥青胶浆层上，混合料的摊铺速度不超过2m/min，混合料的摊铺温度不低于165℃，
(53)碾压混合料
利用钢轮压路机对步骤(52)得到的路面进行压实，碾压过程中,初压温度不低于150℃,终压路表温度不低于120℃，摊铺完的沥青路面完全自然冷却至表面温度低于50℃后，即得到具有自动融雪功能的路面结构。
进一步地，步骤(41)融雪盐化物包括：
粒径小于200目的氧化钙粉体10wt％,
硅烷憎水剂9wt％,
粒径小于200目的氯化钙粉体40wt％，
余下为粒径小于200目的火山岩粉体。
进一步地，步骤(51)中粗集料是粒径大于2.36mm的玄武岩粗粉，步骤(51)中细集料是粒径小于2.36mm的玄武岩细粉。
进一步地，步骤(51)中的矿粉是辉绿岩矿粉。
进一步地，步骤(51)融雪盐化物包括：
粒径小于200目的氧化钙粉体10wt％,
硅烷憎水剂9wt％,
粒径小于200目的氯化钙粉体40wt％，
余下为粒径小于200目的火山岩粉体。
上面对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种具有自动融雪功能的路面结构，其特征在于，自下而上依次包括原路面层、防水薄层、碎石层、沥青胶浆层和薄磨耗层。
2.根据权利要求1所述的一种具有自动融雪功能的路面结构，其特征在于，所述碎石层的厚度为1～3cm。
3.根据权利要求1所述的一种具有自动融雪功能的路面结构，其特征在于，所述薄磨耗层的厚度为1.5～2.5cm。
4.一种具有自动融雪功能的路面结构的修筑方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对将要铺设的路面进行清扫，先将路面灰尘吹净，再用高压水枪将路面冲洗干净；
(2)在清理完后的路面上均匀喷洒SBS改性沥青，制备防水薄层，其中，SBS改性沥青的单位面积喷洒量为0.8～1.2kg/m2；
(3)制备碎石层
(31)在步骤(2)得到的防水薄层上热喷SBS改性沥青，SBS改性沥青的喷洒量为0.9～1.1kg/m2，喷洒要求均匀、无露白、无油团堆积，SBS改性沥青的喷洒温度为175～180℃；
(32)撒布预拌碎石
(321)碎石预拌在沥青拌和楼进行，利用沥青拌和楼的除尘系统将碎石表面的灰尘清除，以增加改性沥青与碎石的粘结强度，碎石预拌中改性沥青用量为碎石总质量的0.2～0.3％，
(322)预拌碎石撒布量为7.4～7.8kg/m2，碎石的撒布面积占路面面积的80～85％，不重叠、不满铺；
(33)撒布预拌碎石后，立即用轻型轮胎压路机均匀碾压两遍，使碎石嵌入热沥青中即得到碎石层；
(4)制备沥青胶浆层
(41)分别将石灰岩矿石粉末和融雪盐化物分别过200目筛网，然后在105±5℃的烘箱中烘干至恒重，并保温1h；
(42)将沥青加热至170℃，然后以质量计按照沥青：石灰岩矿石粉末：融雪盐化物＝10：(4～5):(5～6)分次将石灰岩矿石粉末、融雪盐化物加入沥青中并用玻璃棒不断搅拌，混合均匀后得到沥青胶浆；
(43)热喷沥青胶浆
喷洒量为1.2～1.8kg/m2，喷洒均匀、无露白、无油团堆积现象的发生，喷洒温度为175～180℃；
(5)制备薄磨耗层
(51)混合料
采用间歇式沥青拌和机先将粗集料和细集料加热至180℃～190℃，干拌8～10s后,依次加入SBS改性沥青、矿粉和融雪盐化物,并在170℃～180℃下湿拌40～45s，即得到混合料，混合料的出场温度为175℃～185℃，其中：
SBS改性沥青加入前需先预热至165℃～175℃；
SBS改性沥青、粗集料、细集料、矿粉、融冰雪盐化物的质量比为6:65:23:2.5:3.5；
(52)摊铺混合料
将步骤(51)得到的混合料摊铺在步骤(4)得到的沥青胶浆层上，混合料的摊铺速度不超过2m/min，混合料的摊铺温度不低于165℃，
(53)碾压混合料
利用钢轮压路机或胶轮压路机对步骤(52)得到的路面进行压实，碾压过程中,初压温度不低于150℃,终压路表温度不低于120℃，摊铺完的沥青路面完全自然冷却至表面温度低于50℃后，即得到具有自动融雪功能的路面结构。
5.根据权利要求4所述的一种具有自动融雪功能的路面结构的修筑方法，其特征在于，步骤(41)融雪盐化物包括：
粒径小于200目的氧化钙粉体8～12wt％,
硅烷憎水剂8～10wt％,
粒径小于200目的氯化钙粉体32～50wt％，
余下为粒径小于200目的火山岩粉体。
6.根据权利要求4所述的一种具有自动融雪功能的路面结构的修筑方法，其特征在于，步骤(51)中粗集料是粒径大于2.36mm的玄武岩粗粉，步骤(51)中细集料是粒径小于2.36mm的玄武岩细粉。
7.根据权利要求4所述的一种具有自动融雪功能的路面结构的修筑方法，其特征在于，步骤(51)中的矿粉是石灰石矿粉或玄武岩矿粉或辉绿岩矿粉。
8.根据权利要求4所述的一种具有自动融雪功能的路面结构的修筑方法，其特征在于，步骤(51)融雪盐化物包括：
粒径小于200目的氧化钙粉体8～12wt％,
硅烷憎水剂8～10wt％,
粒径小于200目的氯化钙粉体32～50wt％，
余下为粒径小于200目的火山岩粉体。
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