CN107503260A - 一种预制装配式混凝土路面结构 - Google Patents

一种预制装配式混凝土路面结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种预制装配式混凝土路面结构，它包括若干个混凝土道路模块，所述的混凝土道路模块四个角均留有正方形的缺口，每一个角均形成企口，相邻的两个企口之间具有通孔，一个混凝土道路模块形成四个通孔，包括两个横向通孔和两个纵向通孔，所述的混凝土道路模块与横向连接轴和纵向连接轴配合使用。本发明采用混凝土道路模块拼装而成，其特别是能够快速的拼装铺路，安装速度快。

Description

一种预制装配式混凝土路面结构
技术领域
本发明涉及一种预制装配式混凝土路面结构。
背景技术
目前社会兴建大量各种等级的道路，其中很大一部分是混凝土道路。目前国内混凝土道路主要采用现浇混凝土施工工艺，需要现场支模板，绑扎钢筋，浇筑混凝土，混凝土养护等施工过程。现浇混凝土生产工艺存在弊端主要如下：
生产效率低，耗费大量的人力资源，施工周期长。现场施工主要采用人工作业，产品质量不易保证。对环境污染大，现场浇筑混凝土产生噪音，污水，废料等环境污染。路面拆除或废弃时，路面材料形成建筑垃圾，无法重复使用，造成资源浪费。施工受气候影响大。雨季和寒冷季节不利施工，造成季节性停工期较长。因此，现浇混凝土道路的以上缺点，已成为制约混凝土道路工业化发展的瓶颈。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供一种预制装配式混凝土路面结构，能够快速拼装铺路，并且具有非常好的抗剪切效果。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种预制装配式混凝土路面结构，其特征在于，它包括若干个混凝土道路模块，所述的混凝土道路模块四个角均留有正方形的缺口，每一个角均形成企口，相邻的两个企口之间具有通孔，一个混凝土道路模块形成四个通孔，包括两个横向通孔和两个纵向通孔。
所述的混凝土道路模块表面具有起吊凹槽，起吊凹槽上有起吊栓。
混凝土道路模块与横向连接轴和纵向连接轴配合使用，其中横向连接轴和纵向连接轴的半径与横向通孔和纵向通孔半径相当，使得横向连接轴和纵向连接轴能够插入横向通孔和纵向通孔中， 纵向纵向连接轴两端为半阶梯状，缺口在上，其端部具有销孔，
横向纵向连接轴两端为半阶梯状，缺口在下，其端部具有销孔，使得横向纵向连接轴端部能够与纵向纵向连接轴的端部配合， 其两个销孔在同一竖直线上形成一个企口销孔，这样每一个混凝土道路模块的四个角的企口处均有企口销孔。
四块混凝土道路模块两两拼接，其中间的中心位置会形成四个企口汇合的矩形，举行内具有四个企口销孔，四个企口销孔通过矩形固定板固定连接，所述的矩形固定板包括面板和固定销，固定销与面板一体浇筑，所述的固定销有四个，位置与企口销孔相对应，使得四个固定销与企口销孔配合连接，面板与四个企口汇合的矩形形状一致，使得矩形固定板放入四个企口汇合的矩形时，能够将四块混凝土道路模块对应位置固定。
所述的混凝土道路模块采用高强度抗冻混凝土浇筑而成。
本发明采用混凝土道路模块拼装而成，其特别是能够快速的拼装铺路，最大的特点是每一个混凝土道路模块包括横向通孔和纵向通孔， 通过横向连接轴连接纵向连接轴形成四个企口销孔，相邻的混凝土道路模块的企口销孔均相邻，通过矩形固定板将相邻的企口销孔固定连接，即能快速的固定两个相邻的混凝土道路模块，安装速度快，由于混凝土道路模之间的连接方式实质是销轴的铰接连接，其抗剪应力效果好。
附图说明
图1为本发明结构图。
图2是混凝土道路模块结构图。
图3是横向连接轴与纵向连接轴连接结构图。
图4为本发明俯视图。
图中：1、混凝土道路模块，2、企口，3、纵向通孔，4、横向通孔，5、起吊栓，6、矩形固定板，7、横向连接轴，8、纵向连接轴，9、上销孔，10、下销孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，一种预制装配式混凝土路面结构，其特征在于，它包括若干个混凝土道路模块1，所述的混凝土道路模块四个角均留有正方形的缺口，每一个角均形成企口2，相邻的两个企口之间具有通孔，一个混凝土道路模块形成四个通孔，包括两个横向通孔4和两个纵向通孔3。
所述的混凝土道路模块表面具有起吊凹槽，起吊凹槽上有起吊栓5。
混凝土道路模块与横向连接轴7和纵向连接轴8配合使用，其中横向连接轴和纵向连接轴的半径与横向通孔和纵向通孔半径相当，使得横向连接轴和纵向连接轴能够插入横向通孔和纵向通孔中， 纵向连接轴两端为半阶梯状，缺口在上，其端部具有下销孔10，
横向连接轴两端为半阶梯状，缺口在下，其端部具有上销孔9，使得横向连接轴端部能够与纵向连接轴的端部配合， 其两个销孔即上销孔9和下销孔10在同一竖直线上形成一个企口销孔，这样每一个混凝土道路模块的四个角的企口处均有企口销孔。
四块混凝土道路模块两两拼接，其中间的中心位置会形成四个企口汇合的矩形，举行内具有四个企口销孔，四个企口销孔通过矩形固定板6固定连接，所述的矩形固定板包括面板和固定销，固定销与面板一体浇筑，所述的固定销有四个，位置与企口销孔相对应，使得四个固定销与企口销孔配合连接通过螺母能将固定销紧固，面板与四个企口汇合的矩形形状一致，使得矩形固定板放入四个企口汇合的矩形时，能够将四块混凝土道路模块对应位置固定。
为了能更好的适应寒冷环境，混凝土道路模块采用抗冻混凝土浇筑而成，
制备的高强度抗冻混凝土, 混凝土中掺入双性分散剂和马来酸酐活化剂后，活化剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面,而亲水基团指向水溶液,构成单分子或多分子层吸附膜。由于其定向吸附,使水泥胶粒表面带有相同符号的电荷,于是在同性相斥的作用下,不但能使水泥一水体系处于相对稳定的悬浮状态,而且,能使水泥在加水初期所形成的絮凝状结构分散解体,从而将絮凝结构内的水释放出来, 有效地降低混凝土液相冰点，达到抗冻的目的；通过加入偏高岭土和HZSM-5/膨润土纳米复合材料，严格控制了混凝土了水灰比，减少孔隙率，提高混凝土的密实性，从而使得混凝土的抗压性能得到极大地提高，改善了混凝土在冬季施工时混凝土的可泵性，减少了混凝土的泌水性和收缩值，抑制了有害裂纹的产生，显著提高了混凝土冬季施工的性能。
高强度抗冻混凝土其具体制备方法如下：
实施例1
一种高强度抗冻混凝土的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
将水泥300份、生石灰60份、骨料600份、活化剂2.5份和两性分散剂5.8份加入到300份水中搅拌混匀,控制浆体扩散度在18cm、,温度在45℃、,搅拌速率650r/min；
将上述步骤所得物料进行浇注，浇注后送进温度50℃、湿度60℃的静停室稠化3h；
稠化结束后，将物料进行脱模、切割得到所要求的规格尺寸的坯体，然后将坯体
送至蒸压釜进行蒸养2h，出釜后，自然养护一周得到最终的高强度抗冻混凝土。
其中两性分散剂制备方法如下：
步骤1、将1份丙烯酸、0.1份疏基乙酸和4份水混合得到混合溶液A,温度控制在25℃，将0.5份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和4.5份水混合得到丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液,将0.1份抗坏血酸和0.2份水混合得到抗坏血酸溶液,恒温磁力搅拌30min；
步骤2、将上述混合溶液A、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液及抗坏血酸溶液用去离子水稀释后,加入过量双氧水溶液搅拌20min；
步骤3、将上述步骤反应完的混合液水浴加热至60℃,在搅拌的条件下, 将25份烯丙基聚氧乙烯醚、0.1份过硫酸铵和30份水投入反应釜中,得到混合物B；
步骤4、将上述混合物B温度降至室温，然后向混合物B中分别滴加合溶液A、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液及抗坏血酸溶液，搅拌滴加2h，滴加结束后得到反应物C；
步骤5、然后将上述反应物C中加入10份丙醇、15份异丙醇,研磨20~30min,然后加入0.1份碳酸钠、0.1份苛性钠PH调节至5,得到两性分散剂；
所述的活化剂制备方法如下：
步骤1、按重量份将10份马来酸酐、6份烯丙基聚乙二醇、0.95份对甲基苯磺酸钠、15份二甲苯、0.25份对苯二酚加入第一反应装置充分搅拌，混合均匀，而后将混合溶液升温至50℃反应10h，其中升温速率1℃/min，冷却至室温，除去对苯二酚与二甲苯得到中间体溶液；
步骤2、 向第二反应装置中加入60份上述中间体溶液、7份甲基丙烯酸甲醋、6份甲基丙
烯磺酸钠、7份丙烯酰胺、35份乙二醇、0.5份过硫酸铵、0.5份过硫酸钠；
步骤3、 在氮气的保护下，充分搅拌,升温至80℃,升温速率为3℃/min,反应10h后冷却至室温,再用氢氧化钠调节PH值为8.0,干燥后得到活化剂；
所述的骨料制备方法如下：
将偏高岭土500份、粉煤灰72份和矿粉25份加水158份混合搅拌,搅拌过程中加入脱硫石膏和废料,控制浆体扩散度在32~40mm、,比重在1.5、,温度在40℃、,搅拌速率在130r/min,搅拌时间3h，得到骨料。
实施例2
将水泥300份、生石灰60份、骨料600份、活化剂1份和两性分散剂8份加入到300份水中搅拌混匀,控制浆体扩散度在18cm、,温度在45℃、,搅拌速率650r/min；
将上述步骤所得物料进行浇注，浇注后送进温度50℃、湿度60℃的静停室稠化3h；
稠化结束后，将物料进行脱模、切割得到所要求的规格尺寸的坯体，然后将坯体送至蒸压釜进行蒸养2h，出釜后，自然养护一周得到最终的高强度抗冻混凝土；
其余制备和实施例1相同。
实施例3
将水泥400份、生石灰10份、骨料500份、活化剂2.5份和两性分散剂5.8份加入到300份水中搅拌混匀,控制浆体扩散度在18cm、,温度在45℃、,搅拌速率650r/min；
将上述步骤所得物料进行浇注，浇注后送进温度50℃、湿度60℃的静停室稠化3h；
稠化结束后，将物料进行脱模、切割得到所要求的规格尺寸的坯体，然后将坯体送至蒸压釜进行蒸养2h，出釜后，自然养护一周得到最终的高强度抗冻混凝土；
其余制备和实施例1相同。
实施例4
将水泥500份、生石灰40份、骨料100份、活化剂2.5份和两性分散剂5.8份加入到300份水中搅拌混匀,控制浆体扩散度在18cm、,温度在45℃、,搅拌速率650r/min；
将上述步骤所得物料进行浇注，浇注后送进温度50℃、湿度60℃的静停室稠化3h；
稠化结束后，将物料进行脱模、切割得到所要求的规格尺寸的坯体，然后将坯体送至蒸压釜进行蒸养2h，出釜后，自然养护一周得到最终的高强度抗冻混凝土；
其余制备和实施例1相同。
实施例5
将水泥100份、生石灰60份、骨料100份、活化剂2.5份和两性分散剂5.8份加入到300份水中搅拌混匀,控制浆体扩散度在18cm、,温度在45℃、,搅拌速率650r/min；
将上述步骤所得物料进行浇注，浇注后送进温度50℃、湿度60℃的静停室稠化3h；
稠化结束后，将物料进行脱模、切割得到所要求的规格尺寸的坯体，然后将坯体送至蒸压釜进行蒸养2h，出釜后，自然养护一周得到最终的高强度抗冻混凝土；
其余制备和实施例1相同。
实施例6
将水泥300份、生石灰60份、骨料600份、活化剂2份和两性分散剂10份加入到300份水中搅拌混匀,控制浆体扩散度在18cm、,温度在45℃、,搅拌速率650r/min；
将上述步骤所得物料进行浇注，浇注后送进温度50℃、湿度60℃的静停室稠化3h；
稠化结束后，将物料进行脱模、切割得到所要求的规格尺寸的坯体，然后将坯体送至蒸压釜进行蒸养2h，出釜后，自然养护一周得到最终的高强度抗冻混凝土；
其余制备和实施例1相同。
实施例7
将水泥300份、生石灰100份、骨料200份、活化剂5份和两性分散剂5份加入到300份水中搅拌混匀,控制浆体扩散度在18cm、,温度在45℃、,搅拌速率650r/min；
将上述步骤所得物料进行浇注，浇注后送进温度50℃、湿度60℃的静停室稠化3h；
稠化结束后，将物料进行脱模、切割得到所要求的规格尺寸的坯体，然后将坯体送至蒸压釜进行蒸养2h，出釜后，自然养护一周得到最终的高强度抗冻混凝土；
其余制备和实施例1相同。
实施例8
将水泥300份、生石灰50份、骨料200份、活化剂2.5份和两性分散剂5.8份加入到300份水中搅拌混匀,控制浆体扩散度在18cm、,温度在45℃、,搅拌速率650r/min；
将上述步骤所得物料进行浇注，浇注后送进温度50℃、湿度60℃的静停室稠化3h；
稠化结束后，将物料进行脱模、切割得到所要求的规格尺寸的坯体，然后将坯体送至蒸压釜进行蒸养2h，出釜后，自然养护一周得到最终的高强度抗冻混凝土；
其余制备和实施例1相同。
实施例9
将水泥100份、生石灰100份、骨料300份、活化剂2.5份和两性分散剂5.8份加入到300份水中搅拌混匀,控制浆体扩散度在18cm、,温度在45℃、,搅拌速率650r/min；
将上述步骤所得物料进行浇注，浇注后送进温度50℃、湿度60℃的静停室稠化3h；
稠化结束后，将物料进行脱模、切割得到所要求的规格尺寸的坯体，然后将坯体送至蒸压釜进行蒸养2h，出釜后，自然养护一周得到最终的高强度抗冻混凝土；
其余制备和实施例1相同。
实施例10
将水泥600份、生石灰30份、骨料100份、活化剂15份和两性分散剂4份加入到300份水中搅拌混匀,控制浆体扩散度在18cm、,温度在45℃、,搅拌速率650r/min；
将上述步骤所得物料进行浇注，浇注后送进温度50℃、湿度60℃的静停室稠化3h；
稠化结束后，将物料进行脱模、切割得到所要求的规格尺寸的坯体，然后将坯体送至蒸压釜进行蒸养2h，出釜后，自然养护一周得到最终的高强度抗冻混凝土；
其余制备和实施例1相同。
实施例11
骨料制备方法如下：
将50份钙基膨润土加30份水浸泡制成钙基膨润土浆,再过孔径为2mm的筛，待过筛后的钙基膨润土浆在110℃下干燥至恒重后,再粉碎、过100目筛,得到钙基膨润土粉末，将50份HZSM-5沸石分子筛粉末与得到的钙基膨润土粉末混合,然后加入45份丙三醇融合剂搅拌均匀,于300℃下油浴2h，其间每间隔0.5搅匀一次，室温下静置1h以上,弃掉上清液,用超纯水洗净下层物质,然后在110℃下干燥至恒重，研磨后过100目筛，得到HZSM-5/膨润土纳米复合材料；
将偏高岭土450份、HZSM-5/膨润土纳米复合材料50份、粉煤灰72份和矿粉25份加水158份混合搅拌,搅拌过程中加入脱硫石膏和废料,控制浆体扩散度在32~40mm、,比重在1.5、,温度在40℃、,搅拌速率在130r/min,搅拌时间3h，得到骨料。
其余步骤配方与实施例1完全相同。
对照例1
与实施例1不同点在于：两性分散剂制备的步骤2中，将双氧水去除，加入过量的氢氧化钠溶液搅拌，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例2
与实施例1不同点在于：两性分散剂制备的步骤5中，将溶液调节至中性即PH=7，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例3
与实施例1不同点在于：活化剂制备的步骤1中，不再加入马来酸酐，而是加入聚二烯丙基二甲基铵氯化铵10份，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例4
与实施例1不同点在于：活化剂制备的步骤1中，加入30份马来酸酐、15份烯丙基聚乙二醇、3份对甲基苯磺酸钠、4份二甲苯、1份对苯二酚，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例5
与实施例1不同点在于：活化剂制备的步骤1中，加入5份马来酸酐、25份烯丙基聚乙二醇、13份对甲基苯磺酸钠、0.5份二甲苯、0.1份对苯二酚，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例6
与实施例11不同点在于：骨料的制备中，将偏高岭土450份、膨润土50份、粉煤灰72份和矿粉25份加水158份混合搅拌，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例7
与实施例1不同点在于：混凝土制备中，不再加入两性分散剂，即将水泥300份、生石灰60份、活化剂2.5份、加入到上述步骤10所得物料中搅拌混匀，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例8
与实施例1不同点在于：混凝土制备中，不再加入活化剂，即将水泥300份、生石灰60份、两性分散剂5.8份加入到上述步骤所得物料中搅拌混匀，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例9
与实施例1不同点在于：活化剂制备中，将20份马来酸酐、2份烯丙基聚乙二醇、5份对甲基苯磺酸钠、15份二甲苯、0.5份对苯二酚加入第一反应装置充分搅拌，混合均匀，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例10
与实施例1不同点在于：活化剂制备中，活化剂制备中，将10份马来酸酐、5份烯丙基聚乙二醇、2份对甲基苯磺酸钠、5份二甲苯、4份对苯二酚加入第一反应装置充分搅拌，混合均匀，其余步骤与实施例1完全相同。
选取制备得到的抗冻混凝土分别进行相关性能的测试,混凝土在200次冻融循环后的质量损失率（W/%）按照国家标准GB/T11973-1997检测而得，混凝土强度按照GB/T50081《《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行检验。
实验结果表明本发明提供的高强度抗冻混凝土具有优异的抗压抗冻性能，混凝土抗压性不变的情况下，质量损失率越大，说明抗冻性能越差，反之，抗冻性能越好； 实施例1到实施例10，分别改变混凝土中各个原料组成的配比，对混凝土抗冻性能和强度均有不同程度的影响，在活化剂和两性分散剂为1：2，其他配料用量固定时，抗冻效果最好,可见实施例1具有优异的性能，而其他实施例抗冻性能并不显著；对照例1和对照例2改变了碱液组成和混合液PH值，抗冻和抗压效果明显下降，说明双氧水和溶液碱性强度对混凝土内部孔隙结构产生较大影响；对照例3到对照例5改变活化剂马来酸酐和原料配比，抗冻效果也不好，说马酸酐和其他原料的用量对抗冻性能有重要影响；对照例6到例8改变了混凝土的使用原料和助剂，冻融损失率明显提高，说明纳米材料和活化剂、分散剂对其性能影响很大，对照例9和对照例10改变了活化剂的原料用量，抗冻性能变差，说明当活化剂原料用量过多或者过少，都会使混凝土抗冻性能变差；因此使用本发明制备的高强度混凝土有良好的抗冻效果。
实施例11发现骨料通过加入HZSM-5/膨润土纳米复合材料，大幅度降低了整体的冻融循环质量损失率。

Claims (5)

1.一种预制装配式混凝土路面结构，其特征在于，它包括若干个混凝土道路模块，所述的混凝土道路模块四个角均留有正方形的缺口，每一个角均形成企口，相邻的两个企口之间具有通孔，一个混凝土道路模块形成四个通孔，包括两个横向通孔和两个纵向通孔。
2.根据权利要求1所述的一种预制装配式混凝土路面结构，其特征在于，所述的混凝土道路模块表面具有起吊凹槽，起吊凹槽上有起吊栓。
3.根据权利要求1所述的一种预制装配式混凝土路面结构，其特征在于，所述的混凝土道路模块与横向连接轴和纵向连接轴配合使用，其中横向连接轴和纵向连接轴的半径与横向通孔和纵向通孔半径相当，使得横向连接轴和纵向连接轴能够插入横向通孔和纵向通孔中， 纵向纵向连接轴两端为半阶梯状，缺口在上，其端部具有销孔，
横向纵向连接轴两端为半阶梯状，缺口在下，其端部具有销孔，使得横向纵向连接轴端部能够与纵向纵向连接轴的端部配合， 其两个销孔在同一竖直线上形成一个企口销孔，这样每一个混凝土道路模块的四个角的企口处均有企口销孔。
4.根据权利要求3所述的一种预制装配式混凝土路面结构，其特征在于，所述的四块混凝土道路模块两两拼接，其中间的中心位置会形成四个企口汇合的矩形，举行内具有四个企口销孔，四个企口销孔通过矩形固定板固定连接，所述的矩形固定板包括面板和固定销，固定销与面板一体浇筑，所述的固定销有四个，位置与企口销孔相对应，使得四个固定销与企口销孔配合连接，面板与四个企口汇合的矩形形状一致，使得矩形固定板放入四个企口汇合的矩形时，能够将四块混凝土道路模块对应位置固定。
5.根据权利要求1所述的一种预制装配式混凝土路面结构，其特征在于，所述的混凝土道路模块采用高强度抗冻混凝土浇筑而成。
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