CN108049276A - 一种抗蚀道路的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗蚀道路的施工方法。这种施工方法包括以下步骤：1)施工场地准备；2)制备抗蚀水泥料浆；3)制备泡沫；4)制备抗蚀泡沫混凝土；5)抗蚀泡沫混凝土浇注；6)抗蚀泡沫混凝土养护。本发明利用粉煤灰和矿渣具有良好的混凝土活性矿物掺合料的特性，把其掺入到泡沫混凝土材料中，同时加入适当的外加剂，制成一种强度和耐硫酸盐侵蚀的能力均比普通硅酸盐水泥更好的抗蚀泡沫混凝土，并应用在公路高填方中，可以提高公路的使用年限和运行稳定性。

Description

一种抗蚀道路的施工方法
技术领域
本发明涉及一种抗蚀道路的施工方法。
背景技术
我国西部地区，地貌以山地为主，在山区修建高速公路，受到地形、地貌、水文地质条件的限制，不可避免的需要对原有路基进行高填方扩建施工；同时为了满足国家整体的规划要求，及更好的利用好开挖的土方资源，在进行高速公路改扩建时会越来越多的采用高填方路基的形式。在山区高等级公路中，填方和挖方路基占到80％，其中超过20m的高填方路堤不在少数。而随着国家政策的推动，交通建设发展迅速，在今后的高速公路改扩建中高路堤的结构形式无论是在数量上还是高度上，都将进一步提高，高路堤也将成为路基结构的主要形式。
在高填方路基区域，由于土体竖直压力较大，对其底部基槽承载力要求较高，而且往往由于工期较紧，无法给与其充足的自然沉降时间，致使新修道路容易在使用过程中出现不均匀沉降现象。而轻质泡沫混凝土重量比同体积的混凝土轻，约占20％～50％，可以大大减少相应压力及后期沉降，故采用轻质泡沫混凝土进行公路的高填方应用，可以大规模节省后期的维护成本和保证交通安全。
随着全球经济的发展和工业化进程的加快，每年都有大量的废渣排放，主要有粉煤灰、炉渣、高炉矿渣、钢渣、煤矸石、特种冶金渣、电石渣、锂渣、碱渣等。为了保护环境、变废为宝和保持可持续发展，世界各国水泥学者已开展了大量的研究工作并将取得大量的研究成果应用于水泥混凝土生产中。如在日本，目前仅在水泥生产中各种废弃物的利用率达到近40％。我国早在20世纪50年代就开始了对工业废渣的利用进行研究，目前对一些量大面广的工业废渣如粉煤灰、矿渣等的综合利用已经形成了一系列相当成熟的综合利用技术，并已广泛应用于水泥生产、混凝土掺合料和混凝土制品中，目前主要是用于增加混凝土的早强等性能，并没有充份发挥矿渣及粉煤灰的潜在活性性能。
发明内容
本发明的目的在于一种抗蚀道路的施工方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种抗蚀道路的施工方法，包括以下步骤：
1)施工场地准备：平整、清理施工场地，用模板分隔场地成若干块施工区域；
2)制备抗蚀水泥料浆：在搅拌机中，将水泥、矿粉、粉煤灰、硬脂酸钙、石膏、铝矾土、聚丙烯纤维和水混合，得到抗蚀水泥料浆；
3)制备泡沫：在发泡机中，将混凝土发泡剂和水混合配制发泡剂溶液，催生发泡剂溶液发泡，得到泡沫；
4)制备抗蚀泡沫混凝土：将抗蚀水泥料浆和泡沫混合，得到抗蚀泡沫混凝土；
5)抗蚀泡沫混凝土浇注：将抗蚀泡沫混凝土用管道泵送至施工区域，通过抗蚀泡沫混凝土的自流进行浇注；
6)抗蚀泡沫混凝土养护：待抗蚀泡沫混凝土终凝后，进行洒水养护。
步骤1)中，模板的高度<1m，每块施工区域的面积<400m2。
步骤2)中，水泥、矿粉、粉煤灰、硬脂酸钙、石膏、铝矾土和聚丙烯纤维的质量比为(38～42)：(115～125)：(58～62)：(8～12)：(1～3)：(3～5)：(3～5)；抗蚀水泥料浆的固含量为55～65wt％。
步骤2)中，矿粉和粉煤灰的粒径均为60～80μm。
步骤2)中，水泥为普通硅酸盐水泥，矿粉为高炉矿渣粉，粉煤灰为Ⅱ级F类粉煤灰。
步骤3)中，混凝土发泡剂与水的质量比1：(18～20)；催生发泡是通过空气压缩机催生发泡，空气压缩机的工作压力为0.7～0.9MPa；发泡倍率为发泡剂溶液体积的18～22倍。
步骤4)中，泡沫占抗蚀泡沫混凝土总体积的60～70％。
步骤4)中，抗蚀泡沫混凝土的湿密度控制在500kg/m3～600kg/m3。
步骤5)中，管道的出口与抗蚀泡沫混凝土的浇注面平齐。
步骤6)中，养护的时间不少于10天。
本发明的有益效果是：
本发明利用粉煤灰和矿渣具有良好的混凝土活性矿物掺合料的特性，把其掺入到泡沫混凝土材料中，同时加入适当的外加剂，制成一种强度和耐硫酸盐侵蚀的能力均比普通硅酸盐水泥更好的抗蚀泡沫混凝土，并应用在公路高填方中，可以提高公路的使用年限和运行稳定性。
具体实施方式
一种抗蚀道路的施工方法，包括以下步骤：
1)施工场地准备：平整、清理施工场地，用模板分隔场地成若干块施工区域；
2)制备抗蚀水泥料浆：在搅拌机中，将水泥、矿粉、粉煤灰、硬脂酸钙、石膏、铝矾土、聚丙烯纤维和水混合，得到抗蚀水泥料浆；
3)制备泡沫：在发泡机中，将混凝土发泡剂和水混合配制发泡剂溶液，催生发泡剂溶液发泡，得到泡沫；
4)制备抗蚀泡沫混凝土：将抗蚀水泥料浆和泡沫混合，得到抗蚀泡沫混凝土；
5)抗蚀泡沫混凝土浇注：将抗蚀泡沫混凝土用管道泵送至施工区域，通过抗蚀泡沫混凝土的自流进行浇注；
6)抗蚀泡沫混凝土养护：待抗蚀泡沫混凝土终凝后，进行洒水养护。
优选的，步骤1)中，模板的高度<1m，每块施工区域的面积<400m2。
优选的，步骤2)中，水泥、矿粉、粉煤灰、硬脂酸钙、石膏、铝矾土和聚丙烯纤维的质量比为(38～42)：(115～125)：(58～62)：(8～12)：(1～3)：(3～5)：(3～5)；抗蚀水泥料浆的固含量为55～65wt％；进一步优选的，步骤2)中，水泥、矿粉、粉煤灰、硬脂酸钙、石膏、铝矾土和聚丙烯纤维的质量比为40：120：60：10：2：4：4；抗蚀水泥料浆的固含量为60wt％。
优选的，步骤2)中，矿粉和粉煤灰的粒径均为60～80μm；进一步优选的，步骤2)中，矿粉和粉煤灰均为200目(74μm)。
优选的，步骤2)中，水泥为普通硅酸盐水泥，矿粉为高炉矿渣粉，粉煤灰为Ⅱ级F类粉煤灰。
优选的，步骤2)中，聚丙烯纤维的直径为10～25μm，长度为2.5～3.5mm。
优选的，步骤3)中，混凝土发泡剂与水的质量比1：(18～20)；催生发泡是通过空气压缩机催生发泡，空气压缩机的工作压力为0.7～0.9MPa；发泡倍率为发泡剂溶液体积的18～22倍；进一步优选的，步骤3)中，混凝土发泡剂与水的质量比1：19；空气压缩机的工作压力为0.8MPa；发泡倍率为发泡剂溶液体积的20倍。
进一步的，步骤3)中，混凝土发泡剂为泡沫轻质土制备使用的常规发泡剂，如松香酸皂类发泡剂、金属铝粉发泡剂、植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、树脂皂类发泡剂、水解血胶发泡剂、石油磺酸铝发泡剂等。
优选的，步骤4)中，泡沫占抗蚀泡沫混凝土总体积的60～70％。
优选的，步骤4)中，抗蚀泡沫混凝土的湿密度控制在500kg/m3～600kg/m3。
优选的，步骤5)中，管道的出口与泡沫混凝土的浇注面平齐。
优选的，步骤6)中，养护的时间不少于10天；进一步优选的，步骤6)中，养护的时间为10～14天。
以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。
实施例：
1、施工场地准备
场地准备包括：场地平整，清扫场地垃圾及浮尘，清理场地中的浮土，以免影响浇注过后泡沫混凝土与基层的结合力，保持待处理场地干净、平整、坚固和干燥；天气干燥时对场地进行洒水预处理，润湿场地，至少洒两遍，以增加浇注层与基层的结合力，但基层表面不得有明显的积水，以防止基层因吸水过大而造成泡沫混凝土中的泡沫破裂；将施工场地用模板分隔成面积小于400m2的区域，并用模板支架固定模板，防止施工过程中泡沫混凝土的侧压力致使模板倒塌；模板高度根据每次施工需要调整，每次施工高度不超过1m。
2、制备抗蚀水泥料浆
按质量份，将40份质量的42.5级普通硅酸盐水泥、120份质量的200目Ⅱ级F类粉煤灰、60份200目高炉矿渣粉加入搅拌机中搅拌5～10分钟，搅拌转速控制在20～40r/min，以防止粉体搅拌时扬尘；在初步混合均匀的搅拌桶内加入10份硬脂酸钙、2份石膏、4份铝钒土和4份聚丙烯纤维(直径为10～25μm，长度为3mm)，开启搅拌机搅拌5分钟，搅拌均匀；加入160份质量的水，开启搅拌机继续搅拌10分钟，混合成浓度为60％的抗蚀水泥料浆。
另外，取市售的华润P·O 42.5级水泥与水合成浓度为60％的对比例水泥料浆，与实施例的抗蚀水泥料浆分别进行强度和膨胀率测试，强度测试的方法是：将实施例和对比例的浆体灌注在70.7*70.7*70.7mm标准三联试模中，每组样品浇注两组，试件在湿气常温养护1天、水中标准养28天，然后分别浸入自来水和5％的Na2SO4溶液中养护15周，测定其压强的平均值；膨胀率测试的方法是：将实施例和对比例的浆体灌注在40*40*160mm标准三联试模中，每组样品浇注两组，试件在湿气常温养护1天、水中标准养28天，然后分别浸入自来水和5％的Na2SO4溶液中养护15周，测定其膨胀率。对比例和实施例的测试结果如表1所示。
表1对比例和实施例的试件在不同侵蚀溶液中侵蚀后的测试结果
从表1的结果可以看出，由本发明制备得到的抗蚀胶凝材料，比普通42.5硅酸盐水泥在水和Na2SO4溶液中具有更强的耐久性。浸泡15周后，本发明实施例的胶凝材料其强度和膨胀率均低于对比例的普通水泥材料，所以本发明的胶凝材料比水泥有更好的耐蚀性。
3、制备泡沫
将发泡机的发泡剂进料管接到混凝土发泡剂中，同时接好发泡机的进水管，设定好稀释倍率为20，即发泡剂和水的质量比为1：19，配成发泡剂溶液。然后联接好空气压缩机，设定好空气压缩机的压强为0.8MPa，开始发泡，最终的发泡倍率为20倍，即按体积发泡剂溶液：泡沫＝1：20，泡沫直径为0.5～3mm。
4、制备抗蚀泡沫混凝土
将步骤2中制备好的抗蚀水泥料浆通过泵送管道匀速输送进发泡机的水泥料浆进料口，同时将制备好的泡沫输送进发泡机的搅拌仓进行搅拌，待两者混合均匀后，取混合好的抗蚀泡沫混凝土测量湿密度，控制湿密度在500kg/m3～600kg/m3之间，此时泡沫量占总泡沫混凝土体积的60％～70％。经检测，制备得到的抗蚀泡沫混凝土其流动度为340～350，可以实现自流输送。
5、抗蚀泡沫混凝土浇注
将混合好的抗蚀泡沫混凝土通过管道泵送到步骤1准备好的工作区，管道口与抗蚀泡沫混凝土的液面平齐，尽量减少抗蚀泡沫混凝土与空气的接触，防止消泡。待一个预定的工作区浇注高度达到设计高度后，可以提高管道口对泡沫混凝土进行整体扫平，然后停止供料，转移管道去下一个工作区，已浇注的工作区不用进行人工刮平。
6、抗蚀泡沫混凝土养护
抗蚀泡沫混凝土终凝后即开始洒水养护，防止泡沫混凝土表面失水干缩开裂。夏季时，每天洒水至少3次；冬季时，养护温度应控制在0～35℃。养护期限不得少于10天，可以适当延长到14天。经过养护后，其强度可达到1MPa以上，满足现场的施工要求。
本发明的优点如下：1、在本施工方法大量消耗了各种固体废弃物如矿粉、粉煤灰等，由于在公路高填方施工中，工程量非常巨大，动辄20万方或以上的体量，这样可以消耗大量的固体废弃物，解决环境保护的压力；2、本施工方法大量采用了固体废弃物，利用了矿粉、粉煤灰的活性，减少了对水泥的需求，也有利于对环境的保护，有利于可持续发展；3、本发明的泡沫混凝土还利用矿粉及粉煤灰的抗腐蚀作用，大大提高了公路的使用年限，提高公路运行的稳定性。

Claims (10)

1.一种抗蚀道路的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)施工场地准备：平整、清理施工场地，用模板分隔场地成若干块施工区域；
2)制备抗蚀水泥料浆：在搅拌机中，将水泥、矿粉、粉煤灰、硬脂酸钙、石膏、铝矾土、聚丙烯纤维和水混合，得到抗蚀水泥料浆；
3)制备泡沫：在发泡机中，将混凝土发泡剂和水混合配制发泡剂溶液，催生发泡剂溶液发泡，得到泡沫；
4)制备抗蚀泡沫混凝土：将抗蚀水泥料浆和泡沫混合，得到抗蚀泡沫混凝土；
5)抗蚀泡沫混凝土浇注：将抗蚀泡沫混凝土用管道泵送至施工区域，通过抗蚀泡沫混凝土的自流进行浇注；
6)抗蚀泡沫混凝土养护：待抗蚀泡沫混凝土终凝后，进行洒水养护。
2.根据权利要求1所述的一种抗蚀道路的施工方法，其特征在于：步骤1)中，模板的高度<1m，每块施工区域的面积<400m2。
3.根据权利要求1所述的一种抗蚀道路的施工方法，其特征在于：步骤2)中，水泥、矿粉、粉煤灰、硬脂酸钙、石膏、铝矾土和聚丙烯纤维的质量比为(38～42)：(115～125)：(58～62)：(8～12)：(1～3)：(3～5)：(3～5)；抗蚀水泥料浆的固含量为55～65wt％。
4.根据权利要求3所述的一种抗蚀道路的施工方法，其特征在于：步骤2)中，矿粉和粉煤灰的粒径均为60～80μm。
5.根据权利要求3所述的一种抗蚀道路的施工方法，其特征在于：步骤2)中，水泥为普通硅酸盐水泥，矿粉为高炉矿渣粉，粉煤灰为Ⅱ级F类粉煤灰。
6.根据权利要求1所述的一种抗蚀道路的施工方法，其特征在于：步骤3)中，混凝土发泡剂与水的质量比1：(18～20)；催生发泡是通过空气压缩机催生发泡，空气压缩机的工作压力为0.7～0.9MPa；发泡倍率为发泡剂溶液体积的18～22倍。
7.根据权利要求1所述的一种抗蚀道路的施工方法，其特征在于：步骤4)中，泡沫占抗蚀泡沫混凝土总体积的60～70％。
8.根据权利要求1所述的一种抗蚀道路的施工方法，其特征在于：步骤4)中，抗蚀泡沫混凝土的湿密度控制在500kg/m3～600kg/m3。
9.根据权利要求1所述的一种抗蚀道路的施工方法，其特征在于：步骤5)中，管道的出口与抗蚀泡沫混凝土的浇注面平齐。
10.根据权利要求1所述的一种抗蚀道路的施工方法，其特征在于：步骤6)中，养护的时间不少于10天。
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