CN107044082B - 一种环保型陶粒混凝土融冰化雪路面及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种环保型陶粒混凝土融冰化雪路面及制备方法，环保型陶粒混凝土融冰化雪路面的结构为：普通水泥混凝土路面结构层上面设有聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层，聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层上面为陶粒水泥混凝土路面功能层；所述的聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层由水泥、丁苯胶乳聚合物、水按照质量比混合而成；所述的陶粒水泥混凝土路面功能层为由陶粒作为部分骨料的水泥混凝土材料制做而成。一旦出现降雪结冰恶劣气象灾害，可主动、及时、有效地融冰化雪，无需中断交通，保证车辆通行安全，避免人工撒布工业盐对环境造成的危害，并且节约了道路养护的费用。

Description

一种环保型陶粒混凝土融冰化雪路面及制备方法
技术领域
本发明属于交通运输工程中公路工程领域，具体是一种环保型陶粒混凝土融冰化雪路面及制备方法。
背景技术
在公路工程中积雪结冰等恶劣气象灾害导致路面抗滑性能下降，从而引发各种交通事故，造成重大的人员伤亡和经济损伤，以及严重的负面社会影响。而传统的手段是在路面表面撒布融雪剂，该方法具有一定的滞后性，需要中断交通，不能及时有效地防治路面积雪结冰的现象，并且常用的融雪剂为工业盐对环境造成严重的影响，而环保型融雪剂价格昂贵，采用人工撒布的方式进行作业，会造成极大的浪费。有鉴于此，采用环保型陶粒混凝土路面不仅可以做到及时有效地融冰化雪，无需中断交通，而且采用环保型融雪剂制作，对环境无污染，并且避免了人工撒布方式造成的浪费，节约养护费用。
发明内容
本发明的目的是解决现阶段采用人工撒布融雪剂的弊端，提供一种环保型陶粒混凝土融冰化雪路面及制备方法。达到及时、主动地融冰化雪的，无需中断交通，减少氯盐类物质的使用，保护道路周围的环境，并节约养护费用。
本发明的技术方案为：一种环保型陶粒混凝土融冰化雪路面结构为：普通水泥混凝土路面结构层上面设有聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层，聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层上面为陶粒水泥混凝土路面功能层；所述的聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层由水泥、丁苯胶乳聚合物（固体质量）、水按照质量比为3：0.5~1：1混合而成；所述的陶粒水泥混凝土路面功能层为由陶粒作为部分骨料的水泥混凝土材料制做而成。
制备方法：
1）陶粒水泥混凝土骨料的制备：
（1）首先将融雪剂与水按照质量比为20~50：100制备混合溶液；
（2）将制作完成的混合溶液与陶粒粉按照质量比10~30：100制备陶粒混合料；
（3）将陶粒混合料制备成10~20mm的球状颗粒；
（4）将球状颗粒在自然条件下风干48小时，或者在105℃条件下烘干12小时；
（5）将球状陶粒放入高温炉内，温度设置为400℃，由低温到高温慢慢升至400℃后，持续20~30分钟；
（6）然后将温度设置为1000~1200℃进行焙烧，焙烧时间控制在20~30分钟，得陶粒水泥混凝土骨料；
2）融冰化雪路面的制备：
（1）做好普通水泥混凝土路面结构层1，保持其表面洁净无杂物；
（2）在普通水泥混凝土路面结构层上铺设模板5，模板应高出普通水泥混凝土路面结构层1cm，模板内侧垂直于行车道方向的宽度与普通水泥混凝土路面结构层宽度一致，模板固定牢固；
（3）固定好模板之后，在模板内、普通水泥混凝土路面结构层1上面注入1cm聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层2，采用滚轴7将聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层2压平；
（4）在模板5上紧接着铺设模板6，模板6与模板5对齐，模板6高出模板5的高度为4cm；
（5）将含融雪剂陶粒4与路用石料按照质量比20~50：100的比例混合而成，作为制备水泥混凝土材料的混合骨料待用；
（6）将混合骨料与水泥、水、砂按照2~3：1：0.3~0.4：1.5~2比例混合成陶粒水泥混凝土，将陶粒水泥混凝土注入到模板6内、聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层2上，并采用滚轴7将陶粒水泥混凝土压平，形成陶粒水泥混凝土路面功能层3；
（7）在陶粒水泥混凝土路面功能层3上按照200~300g/㎡喷洒路用混凝土缓凝剂，通常采用柠檬酸、葡萄糖酸钠等材料，待陶粒水泥混凝土路面功能层3表面温度与铺筑完成后时间的乘积为160~260（℃*h）时，轻轻除去喷洒缓凝剂的陶粒水泥混凝土路面功能层3表面的水泥浆体，使得混合骨料裸露，并拆除模板6和模板5；
（8）在陶粒水泥混凝土路面功能层3上覆盖塑料薄膜进行养生，养生期为28天，之后开放交通。
所述的融雪剂采用的氯化钙或氯化镁等可有效降低冰点的材料，融雪剂的选取以对环境和混凝土本身性能影响最小为原则，在市场上直接采购而得。
所述的模板为木质或铁制等具有一定刚度和强度的材料制成，表面平整，保证在施工过程中不发生变形。
所述的缓凝剂为延缓水泥混凝土凝结时间的外加剂，采用柠檬酸、葡萄糖酸钠等材料。
所述的滚轴为圆柱形，采用钢铁制作而成，表面光滑无坑槽。
本发明带来的有益效果是，将环保型融雪剂与陶粒混合制作成特殊的骨料，将含融雪剂陶粒的水泥混凝土摊铺成型为路面功能层，相当于将路面表面的冰点整体降低，一旦出现降雪结冰恶劣气象灾害，可主动、及时、有效地融冰化雪，无需中断交通，保证车辆通行安全，避免人工撒布工业盐对环境造成的危害，同时采用提前预制含融雪剂陶粒，可以有效提高环保型融雪剂的使用效率，节约道路养护费用。
附图说明
图1为本发明的环保型陶粒水泥混凝土融冰化雪路面结构示意图。
图2为本发明的模板铺设位置结构示意图。
图3为本发明的聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层铺筑示意图。
图4为本发明的陶粒水泥混凝土路面功能层铺筑示意图。
图中，1为普通水泥混凝土路面结构层，2聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层，3为陶粒水泥混凝土路面功能层，4为含融雪剂陶粒，5、6为模板，7为滚轴。
具体实施方式
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
本发明的环保型陶粒混凝土融冰化雪路面结构为：普通水泥混凝土路面结构层1的上面设有聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层2，聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层2的上面为陶粒水泥混凝土路面功能层3；所述的聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层由水泥、丁苯胶乳聚合物（固体质量）、水按照质量比为3：0.5~1：1混合而成；所述的陶粒水泥混凝土路面功能层由陶粒作为部分骨料的水泥混凝土材料制做而成。聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层2的厚度为1cm，陶粒水泥混凝土路面功能层3的厚度为4cm。各层厚度可根据实际情况适当增减。
制备方法实施例1：
1）陶粒水泥混凝土骨料的制备：
（1）首先将融雪剂与水按照质量比为20：100制备混合溶液，融雪剂采用的氯化钙；
（2）将制作完成的混合溶液与陶粒粉按照质量比10：100制备陶粒混合料；
（3）将陶粒混合料制备成10~20mm的球状颗粒；
（4）将球状颗粒在自然条件下风干48小时，或者在105℃条件下烘干12小时；
（5）将球状陶粒放入高温炉内，温度设置为400℃，由低温到高温慢慢升至400℃后，持续20~30分钟；
（6）然后将温度设置为1000~1200℃进行焙烧，焙烧时间控制在20~30分钟，得陶粒水泥混凝土骨料；
2）融冰化雪路面的制备：
（1）做好普通水泥混凝土路面结构层1，保持其表面洁净无杂物；
（2）在普通水泥混凝土路面结构层上铺设模板5，模板应高出普通水泥混凝土路面结构层1cm，模板内侧垂直于行车道方向的宽度与普通水泥混凝土路面结构层宽度一致，模板固定牢固；
（3）固定好模板之后，在模板内、普通水泥混凝土路面结构层1上面注入1cm聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层2，采用滚轴7将聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层2压平；
（4）在模板5上紧接着铺设模板6，模板6与模板5对齐，模板6高出模板5的高度为4cm，所述的模板为木质或铁制等具有一定刚度和强度的材料制成，表面平整，保证在施工过程中不发生变形；
（5）将含融雪剂陶粒4与路用石料按照质量比20：100的比例混合而成，作为制备水泥混凝土材料的混合骨料待用；
（6）将混合骨料与水泥、水、砂按照2.5：1：0.3：1.5比例混合成陶粒水泥混凝土，将陶粒水泥混凝土注入到模板6内、聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层2上，并采用滚轴7将陶粒水泥混凝土压平，形成陶粒水泥混凝土路面功能层3，所述的滚轴为圆柱形，采用钢铁制作而成，表面光滑无坑槽；
（7）在陶粒水泥混凝土路面功能层3上按照200~300g/㎡喷洒路用混凝土缓凝剂，采用柠檬酸、葡萄糖酸钠等材料，待陶粒水泥混凝土路面功能层3表面温度与铺筑完成后时间的乘积为160（℃*h）时，轻轻除去喷洒缓凝剂的陶粒水泥混凝土路面功能层3表面的水泥浆体，使得混合骨料裸露，并拆除模板6和模板5；
（8）在陶粒水泥混凝土路面功能层3上覆盖塑料薄膜进行养生，养生期为28天，之后开放交通。
制备方法实施例2：
1）陶粒水泥混凝土骨料的制备：
（1）首先将融雪剂与水按照质量比为40：100制备混合溶液，融雪剂采用的氯化镁；
（2）将制作完成的混合溶液与陶粒粉按照质量比20：100制备陶粒混合料；
（3）将陶粒混合料制备成10~20mm的球状颗粒；
（4）将球状颗粒在自然条件下风干48小时，或者在105℃条件下烘干12小时；
（5）将球状陶粒放入高温炉内，温度设置为400℃，由低温到高温慢慢升至400℃后，持续20~30分钟；
（6）然后将温度设置为1000~1200℃进行焙烧，焙烧时间控制在20~30分钟，得陶粒水泥混凝土骨料；
2）融冰化雪路面的制备：
（1）做好普通水泥混凝土路面结构层1，保持其表面洁净无杂物；
（2）在普通水泥混凝土路面结构层上铺设模板5，模板应高出普通水泥混凝土路面结构层1cm，模板内侧垂直于行车道方向的宽度与普通水泥混凝土路面结构层宽度一致，模板固定牢固；
（3）固定好模板之后，在模板内、普通水泥混凝土路面结构层1上面注入1cm聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层2，采用滚轴7将聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层2压平；
（4）在模板5上紧接着铺设模板6，模板6与模板5对齐，模板6高出模板5的高度为4cm，所述的模板为木质或铁制等具有一定刚度和强度的材料制成，表面平整，保证在施工过程中不发生变形；
（5）将含融雪剂陶粒4与路用石料按照质量比30：100的比例混合而成，作为制备水泥混凝土材料的混合骨料待用；
（6）将混合骨料与水泥、水、砂按照3：1：0.4：2比例混合成陶粒水泥混凝土，将陶粒水泥混凝土注入到模板6内、聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层2上，并采用滚轴7将陶粒水泥混凝土压平，形成陶粒水泥混凝土路面功能层3，所述的滚轴为圆柱形，采用钢铁制作而成，表面光滑无坑槽；
（7）在陶粒水泥混凝土路面功能层3上按照200~300g/㎡喷洒路用混凝土缓凝剂，采用柠檬酸、葡萄糖酸钠等材料，待陶粒水泥混凝土路面功能层3表面温度与铺筑完成后时间的乘积为200（℃*h）时，轻轻除去喷洒缓凝剂的陶粒水泥混凝土路面功能层3表面的水泥浆体，使得混合骨料裸露，并拆除模板6和模板5；
（8）在陶粒水泥混凝土路面功能层3上覆盖塑料薄膜进行养生，养生期为28天，之后开放交通。
制备方法实施例3：
1）陶粒水泥混凝土骨料的制备：
（1）首先将融雪剂与水按照质量比为50：100制备混合溶液，融雪剂采用的醋酸钾；
（2）将制作完成的混合溶液与陶粒粉按照质量比30：100制备陶粒混合料；
（3）将陶粒混合料制备成10~20mm的球状颗粒；
（4）将球状颗粒在自然条件下风干48小时，或者在105℃条件下烘干12小时；
（5）将球状陶粒放入高温炉内，温度设置为400℃，由低温到高温慢慢升至400℃后，持续20~30分钟；
（6）然后将温度设置为1000~1200℃进行焙烧，焙烧时间控制在20~30分钟，得陶粒水泥混凝土骨料；
2）融冰化雪路面的制备：
（1）做好普通水泥混凝土路面结构层1，保持其表面洁净无杂物；
（2）在普通水泥混凝土路面结构层上铺设模板5，模板应高出普通水泥混凝土路面结构层1cm，模板内侧垂直于行车道方向的宽度与普通水泥混凝土路面结构层宽度一致，模板固定牢固；
（3）固定好模板之后，在模板内、普通水泥混凝土路面结构层1上面注入1cm聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层2，采用滚轴7将聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层2压平；
（4）在模板5上紧接着铺设模板6，模板6与模板5对齐，模板6高出模板5的高度为4cm，所述的模板为木质或铁制等具有一定刚度和强度的材料制成，表面平整，保证在施工过程中不发生变形；
（5）将含融雪剂陶粒4与路用石料按照质量比50：100的比例混合而成，作为制备水泥混凝土材料的混合骨料待用；
（6）将混合骨料与水泥、水、砂按照3：1：0.4：2比例混合成陶粒水泥混凝土，将陶粒水泥混凝土注入到模板6内、聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层2上，并采用滚轴7将陶粒水泥混凝土压平，形成陶粒水泥混凝土路面功能层3，所述的滚轴为圆柱形，采用钢铁制作而成，表面光滑无坑槽；
（7）在陶粒水泥混凝土路面功能层3上按照200~300g/㎡喷洒路用混凝土缓凝剂，通常采用柠檬酸、葡萄糖酸钠等材料，待陶粒水泥混凝土路面功能层3表面温度与铺筑完成后时间的乘积为260（℃*h）时，轻轻除去喷洒缓凝剂的陶粒水泥混凝土路面功能层3表面的水泥浆体，使得混合骨料裸露，并拆除模板6和模板5；
（8）在陶粒水泥混凝土路面功能层3上覆盖塑料薄膜进行养生，养生期为28天，之后开放交通。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种环保型陶粒混凝土融冰化雪路面，其特征在于：环保型陶粒混凝土融冰化雪路面的结构为：普通水泥混凝土路面结构层上面设有聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层，聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层上面为陶粒水泥混凝土路面功能层；所述的聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层由水泥、丁苯胶乳聚合物、水按照质量比为3：0.5~1：1混合而成；所述的陶粒水泥混凝土路面功能层为由含融雪剂陶粒作为部分骨料的水泥混凝土材料制做而成；
所述的融冰化雪路面的制备方法为：
（1）做好普通水泥混凝土路面结构层（1），保持其表面洁净无杂物；
（2）在普通水泥混凝土路面结构层上铺设第一模板（5），第一模板（5）应高出普通水泥混凝土路面结构层（1）1cm，第一模板（5）内侧垂直于行车道方向的宽度与普通水泥混凝土路面结构层宽度一致，第一模板（5）固定牢固；
（3）固定好第一模板（5）之后，在第一模板（5）内、普通水泥混凝土路面结构层（1）上面注入1cm聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层（2），采用滚轴（7）将聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层（2）压平；
（4）在第一模板（5）上紧接着铺设第二模板（6），第二模板（6）与第一模板（5）对齐，第二模板（6）高出第一模板（5）的高度为4cm；
（5）将含融雪剂陶粒（4）与路用石料按照质量比20~50：100的比例混合而成，作为制备水泥混凝土材料的混合骨料待用；
（6）将混合骨料与水泥、水、砂按照2~3：1：0.3~0.4：1.5~2比例混合成陶粒水泥混凝土，将陶粒水泥混凝土注入到第二模板（6）内、聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层（2）上，并采用滚轴（7）将陶粒水泥混凝土压平，形成陶粒水泥混凝土路面功能层（3）；
（7）在陶粒水泥混凝土路面功能层（3）上按照200~300g/㎡喷洒路用混凝土缓凝剂，采用柠檬酸或葡萄糖酸钠，待陶粒水泥混凝土路面功能层（3）表面温度与铺筑完成后时间的乘积为160~260℃*h时，轻轻除去喷洒缓凝剂的陶粒水泥混凝土路面功能层（3）表面的水泥浆体，使得混合骨料裸露，并拆除第二模板（6）和第一模板（5）；
（8）在陶粒水泥混凝土路面功能层（3）上覆盖塑料薄膜进行养生，养生期为28天，之后开放交通；
所述的含融雪剂陶粒的制备方法为：
（1）首先将融雪剂与水按照质量比为20~50：100制备混合溶液；
（2）将制作完成的混合溶液与陶粒粉按照质量比10~30：100制备陶粒混合料；
（3）将陶粒混合料制备成10~20mm的球状颗粒；
（4）将球状颗粒在自然条件下风干48小时，或者在105℃条件下烘干12小时；
（5）将球状陶粒放入高温炉内，温度设置为400℃，由低温到高温慢慢升至400℃后，持续20~30分钟；
（6）然后将温度设置为1000~1200℃进行焙烧，焙烧时间控制在20~30分钟，得含融雪剂陶粒。
2.根据权利要求1所述的环保型陶粒混凝土融冰化雪路面，其特征在于：聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层（2）的厚度为1cm。
3.根据权利要求1所述的环保型陶粒混凝土融冰化雪路面，其特征在于：陶粒水泥混凝土路面功能层（3）的厚度为4cm。
4.根据权利要求1所述的环保型陶粒混凝土融冰化雪路面的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：
1）陶粒水泥混凝土骨料的制备：
（1）首先将融雪剂与水按照质量比为20~50：100制备混合溶液；
（2）将制作完成的混合溶液与陶粒粉按照质量比10~30：100制备陶粒混合料；
（3）将陶粒混合料制备成10~20mm的球状颗粒；
（4）将球状颗粒在自然条件下风干48小时，或者在105℃条件下烘干12小时；
（5）将球状陶粒放入高温炉内，温度设置为400℃，由低温到高温慢慢升至400℃后，持续20~30分钟；
（6）然后将温度设置为1000~1200℃进行焙烧，焙烧时间控制在20~30分钟，得含融雪剂陶粒；
2）融冰化雪路面的制备：
（1）做好普通水泥混凝土路面结构层（1），保持其表面洁净无杂物；
（2）在普通水泥混凝土路面结构层上铺设第一模板（5），第一模板（5）应高出普通水泥混凝土路面结构层（1）1cm，第一模板（5）内侧垂直于行车道方向的宽度与普通水泥混凝土路面结构层宽度一致，第一模板（5）固定牢固；
（3）固定好第一模板（5）之后，在第一模板（5）内、普通水泥混凝土路面结构层（1）上面注入1cm聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层（2），采用滚轴（7）将聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层（2）压平；
（4）在第一模板（5）上紧接着铺设第二模板（6），第二模板（6）与第一模板（5）对齐，第二模板（6）高出第一模板（5）的高度为4cm；
（5）将含融雪剂陶粒（4）与路用石料按照质量比20~50：100的比例混合而成，作为制备水泥混凝土材料的混合骨料待用；
（6）将混合骨料与水泥、水、砂按照2~3：1：0.3~0.4：1.5~2比例混合成陶粒水泥混凝土，将陶粒水泥混凝土注入到第二模板（6）内、聚合物改性水泥砂浆防渗粘结层（2）上，并采用滚轴（7）将陶粒水泥混凝土压平，形成陶粒水泥混凝土路面功能层（3）；
（7）在陶粒水泥混凝土路面功能层（3）上按照200~300g/㎡喷洒路用混凝土缓凝剂，采用柠檬酸或葡萄糖酸钠，待陶粒水泥混凝土路面功能层（3）表面温度与铺筑完成后时间的乘积为160~260℃*h时，轻轻除去喷洒缓凝剂的陶粒水泥混凝土路面功能层（3）表面的水泥浆体，使得混合骨料裸露，并拆除第二模板（6）和第一模板（5）；
（8）在陶粒水泥混凝土路面功能层（3）上覆盖塑料薄膜进行养生，养生期为28天，之后开放交通。
5.根据权利要求4所述的环保型陶粒混凝土融冰化雪路面的制备方法，其特征在于：所述的融雪剂采用的氯化钙或氯化镁这类可有效降低冰点的材料。
6.根据权利要求4所述的环保型陶粒混凝土融冰化雪路面的制备方法，其特征在于：所述的缓凝剂为延缓水泥混凝土凝结时间的外加剂，采用柠檬酸或葡萄糖酸钠。
7.根据权利要求4所述的环保型陶粒混凝土融冰化雪路面的制备方法，其特征在于：所述的第一模板（5）、第二模板（6）均采用木质或铁制这类具有一定刚度和强度的材料制成，表面平整，保证在施工过程中不发生变形。
8.根据权利要求4所述的环保型陶粒混凝土融冰化雪路面的制备方法，其特征在于：所述的滚轴（7）为圆柱形，采用钢铁制作而成，表面光滑无坑槽。
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