CN108558304A - 一种高抗滑长寿命超高性能混凝土路面道路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高性能低成本的UHPC材料，它由胶凝材料、粗细骨料、减水剂、增强增韧纤维和水混合制备得到；按重量份计，胶凝材料由以下组分组成：水泥85～100份、硅灰10～20份、超细矿物掺合料10～21份、磨细铜尾矿粉9～26份；细骨料为铜尾矿原矿28～35份、砂85～100份；粗骨料为碎石88～110份；磨细铜尾矿粉粒径在1‑100μm之间；铜尾矿原矿粒径在0.075mm～0.15mm之间；UHPC材料水胶比为0.15～0.20；减水剂用量为胶凝材料重量的1～1.5％；增强增韧纤维占UHPC材料总体积的2～5％。本发明的UHPC材料同时具有高性能和低成本的优点，并且能够有效解决废弃铜尾矿的资源再利用问题。本发明还提供一种以所述UHPC材料作为路面材料的道路，具有高抗滑性能和长寿命。

Description

一种高抗滑长寿命超高性能混凝土路面道路
技术领域
本发明涉及一种高抗滑长寿命超高性能混凝土路面道路。
背景技术
道路的使用安全主要取决于路面的抗滑能力，路面具有适当的抗滑能力能够保证路面与车轮间有良好的附着力以及行驶车辆具有较短的制动距离。在车辆行驶的过程中，路面与车辆轮胎之间的摩擦力就是路面的抗滑能力，路面抗滑能力是保障路面行驶安全的重要指标。调查研究表明，在不改变路面其它条件下，增大路面抗滑性能，使得车辆在路面上的制动距离越短，可以大幅降低交通事故发生率。
我国现有道路路面主要为沥青混凝土路面和水泥混凝土路面，这两种路面就材料本身材性而言，其抗滑性能都不是很理想，其中沥青混凝土路面相对更优，也是现在应用更广泛的。后来人们也会采取人为增大表面粗糙程度的方法来提高抗滑性能，主要方法有采用多孔水泥混凝土路面、露石水泥混凝土路面或在路面表面进行横向或纵向刻槽。结果显示这些方法能够有效地提高路面抗滑能力，同时它们产生的噪声值与沥青路面相当。但是这两种路面材料耐磨性、抗裂性并不好，在大交通流量和交通荷载的作用下，表面容易抛光，导致路面抗滑能力的急剧下降；同时这两种路面材料耐久性差，修复频率极高且修复难度大，都给道路交通带来了麻烦，给城市建设带来了难题。
超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete，简称UHPC)，因为一般需掺入钢纤维或高强聚合物纤维，也被称作超高性能纤维增强混凝土(Ultra-HighPerformance Fiber Reinforced Concrete，简称UHPFRC)。UHPC不同于传统的高强混凝土(HSC)和钢纤维混凝土(SFRC)，也不是传统意义“高性能混凝土(HPC)”的高强化，而是性能指标明确的新品种水泥基结构工程材料。UHPC较有代表性的定义或需要具备的特性如下：是一种组成材料颗粒的级配达到最佳的水泥基复合材料；水胶比小于0.25，含有较高比例的微细短钢纤维增强材料；抗压强度不低于150MPa；具有受拉状态的韧性，开裂后仍保持抗拉强度不低于5MPa(法国要求7MPa)；内部具有不连通孔结构，有很高抵抗气、液体浸入的能力，与传统混凝土和高性能混凝土(HPC)相比，耐久性可大幅度提高。
UHPC属于现代先进材料，创新了水泥基材料(混凝土或砂浆)与纤维、钢材(钢筋或高强预应力钢筋)的复合模式，大幅度提高了纤维和钢筋在混凝土中的强度利用效率，使水泥基结构材料的全面性能发生了跨越式进步。使用UHPC可以建造轻质高强和高韧性的结构，彻底改变混凝土结构“肥梁胖柱”状态；其结构所拥有的耐久性和工作寿命，远远超越钢、铝、塑料等其它所有结构材料。目前的研究认为，在自然环境中(除重化学腐蚀环境外)UHPC材料的工作寿命至少100年。日本规范中，UHPC结构的基准工作寿命为100年。UHPC为基材的路面也是UHPC的新应用，特别是用于路面罩面或修复工程中。
现有技术中，CN107473658A公开了采用含粗骨料的UHPC铺设道路路面的方案，提高了路面的综合性能。但是现有技术的UHPC原材料中包括大量的水泥、粉煤灰掺合料、砂、钢纤维等价格昂贵的成分，使得UHPC具有高性能优点的同时也具有高成本的缺点，这种缺点导致UHPC应用推广受到限制。
因此，有必要研发一种同时具有高性能和低成本的混凝土路面材料及应用该材料铺设的路面。
发明内容
本发明的一个目的在于：使用具有性能优势且低成本的原料替代UHPC中掺量大、成本高的原材料，提供一种同时具有高性能和低成本的UHPC路面材料。
本发明的另一个目的在于：提供一种采用所述UHPC作为路面材料的高抗滑长寿命超高性能混凝土道路。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
首先，提供一种高性能低成本的UHPC材料，它由胶凝材料、粗细骨料、减水剂、增强增韧纤维和水混合制备得到；其特征在于，按重量份计，所述的胶凝材料由以下组分组成：水泥85～100份、硅灰10～20份、超细矿物掺合料10～21份、磨细铜尾矿粉9～26份；所述的细骨料为铜尾矿原矿28～35份、砂85～100份；所述的粗骨料为碎石88～110份；所述的磨细铜尾矿粉粒径在1-100μm之间；所述的铜尾矿原矿粒径在0.075mm～0.15mm之间；所述的UHPC材料水胶比为0.15～0.20；所述的减水剂用量为胶凝材料重量的1～1.5％；所述的增强增韧纤维占所述UHPC材料总体积的2～5％。
本发明中，所述的水泥可以是现有技术中各种能用于UHPC的水泥，例如：强度等级为525的普通硅酸盐水泥；所述的超细矿物掺合料可以选自粉煤灰、矿粉、石英粉等的一种或多种，优选粉煤灰；所述的砂可选的种类包括天然河砂、石英砂等；所述的碎石粒径在3～8mm；所述的减水剂可以选自现有技术中各种能用于UHPC的减水剂，例如粉剂或水剂聚羧酸减水剂；所述的增强增韧纤维可以选自现有技术中各种能用于UHPC的各种纤维，例如钢纤维、聚合物纤维、耐碱玻璃纤维、玄武岩纤维中的一种或多种。
本发明优选的一种UHPC材料中，按重量份计，所述的胶凝材料由以下组分组成：水泥100份、硅灰10～15份、超细矿物掺合料10～12份、磨细铜尾矿粉9～12份；所述的细骨料为铜尾矿原矿30～32份、砂100份；所述的粗骨料为碎石105～110份；所述的磨细铜尾矿粉的粒径在1～12μm。此时，粒径在1～12μm的磨细铜尾矿粉在所述胶凝材料中替代了42～54％的粉煤灰等矿粉作为超细矿物掺合料，同时所述的铜尾矿原矿则能够替代砂中细砂的50％以上，由此大大降低了原料成本。
本发明优选的另一种UHPC材料中，按重量份计，所述的胶凝材料由以下组分组成：水泥85～88份、硅灰10～15份、超细矿物掺合料16～18份、磨细铜尾矿粉12～15份；所述的细骨料为铜尾矿原矿30～32份、砂85～88份；所述的粗骨料为碎石88～100份；所述的磨细铜尾矿粉的粒径在10～100μm。此时，粒径在10～100μm的磨细铜尾矿粉在所述胶凝材料中替代了12～15％的水泥，同时所述的铜尾矿原矿则能够替代砂中细砂的50％以上，由此大大降低了原料成本。
本发明优选的再一种UHPC材料中，按重量份计，所述的胶凝材料由以下组分组成：水泥85～88份、硅灰10～15份、超细矿物掺合料10～12份、磨细铜尾矿粉21～26份；所述的细骨料为铜尾矿原矿30～32份、砂85～88份；所述的粗骨料为碎石95～110份；所述的磨细铜尾矿粉的粒径在1～100μm之间，其中小于10μm粒径的磨细铜尾矿粉占所述磨细铜尾矿粉总重量的35～50％。此时，粒径在1～10μm的磨细铜尾矿粉在所述胶凝材料中替代了42～54％的粉煤灰等矿粉作为超细矿物掺合料，粒径在10～100μm的磨细铜尾矿粉在所述胶凝材料中替代了12～15％的水泥，同时所述的铜尾矿原矿则能够替代砂中细砂的50％以上，由此大大降低了原料成本。
本发明优选的方案中，所述的UHPC材料水胶比为0.18。
本发明优选的方案中，所述的减水剂用量为胶凝材料重量的1.1％。
本发明优选的方案中，所述的钢纤维占所述UHPC材料总体积的3％。
本发明最优选的一种实施方式中，所述的UHPC材料由由胶凝材料、粗细骨料、减水剂、钢纤维和水混合制备得到；其中，按重量份计，所述的胶凝材料由以下组分组成：水泥100份、硅灰15份、超细矿物掺合料11份、磨细铜尾矿粉10份；所述的细骨料为铜尾矿原矿32份、砂100份；所述的粗骨料为碎石105份；所述的磨细铜尾矿粉粒径在1-100μm之间；所述的UHPC材料水胶比为0.18；所述的减水剂用量为胶凝材料重量的1.1％；所述的钢纤维占所述UHPC材料总体积的3％。
此外，本发明进一步提供一种高抗滑长寿命超高性能混凝土路面道路，它由基层和铺设在所述基层上的面层构成；所述的面层为本发明所述的超高性能混凝土材料，且所述的面层上设置有纵向或横向均匀分布的凹槽。
本发明的混凝土路面道路的基层可以是普通混凝土或沥青混凝土。
本发明优选的混凝土路面道路，所述的面层厚度为15-150mm。
本发明优选的混凝土路面道路，所述凹槽宽度为3-6mm，深度为3-5mm，两条凹槽轴的中心间距为10-25mm。
本发明所述的混凝土路面道路，所述面层上的凹槽是在面层材料硬化前通过模具成型，或面层材料硬化后通过人工切槽形成。
本发明所述的混凝土路面道路，通过在表面进行凹槽处理，可以提高道路的使用寿命和抗滑能力，保证道路的行车安全以及高效、长久的使用能力。对于普通要求路面和城市道路路面采用纵向方式凹槽，可以有效地减少车辆行驶中带来的噪音；对于抗滑要求更高的坡道、收费站、加油站、公交站等路面采用横向方式凹槽，可以有效地保证行车安全。
目前我国铜尾矿库存量和增速非常大，但铜尾矿资源综合利用率非常低，废弃未利用的铜尾矿占用大量存储地，而且污染环境；与此同时，粉煤灰等矿物掺合料供给量不稳定，价格趋高，使混凝土的制备成本偏高。
本发明的UHPC材料使用低成本的铜尾矿原矿和/或磨细铜尾矿粉以大比例替代天然河砂等细骨料、矿物掺合料或水泥等胶凝材料组分，与现有技术相比，显著降低了UHPC材料的生产成本，而且有效地解决了废弃铜尾矿的资源回收再利用问题；与此同时，经过性能检测发现本发明这种UHPC材料综合性能达到甚至超过了现有的标准UHPC材料。本发明所述的混凝土路面道路采用本发明这种UHPC制作，不仅使路面具有UHPC所具有的优异的综合性能，更重要的是显著降低了施工用料的成本；此外，采用表面横向或纵向凹槽处理，路面具有极好的耐用耐久性能，大幅度提高路面罩面或修复材料的使用寿命；横向或纵向凹槽还大大提高了路面抗滑性能，其超过百年的使用寿命，也使其具有相对低的寿命周期成本。总之，本发明的混凝土路面在使用性能、工作寿命、抗滑性能等方面大幅度超越现有路面罩面或修复，广泛适用于各种气候环境条件下的城市道路、高速公路等，而且本发明的实施可以同时获得良好的经济效益和社会效益，市场潜力巨大，市场前景光明。
附图说明
图1为本发明实施例4的超高性能混凝土路面道路的横向凹槽示意图。
图2为本发明实施例5的超高性能混凝土路面道路的纵向凹槽示意图。
图3为本发明实施例4的混凝土路面纵截面或实施例5的混凝土路面横截面放大示意图。
附图中标号说明：
1-超高性能混凝土(UHPC)面层，2-道路基层，3-路面凹槽，4-钢筋或钢筋网，5-道路走向。
具体实施方式
实施例1
配制高性能低成本的UHPC材料，它由胶凝材料、粗细骨料、减水剂、增强增韧纤维和水混合制备得到；所述的UHPC材料水胶比为0.15；所述的减水剂用量为胶凝材料重量的1.0％；所述的增强增韧纤维占所述UHPC材料总体积的2％；
按重量份计，所述的胶凝材料及粗细骨料由以下组分组成：水泥100份、硅灰10份、超细矿物掺合料12份、磨细铜尾矿粉9份、铜尾矿原矿30份、砂100份、碎石100份；所述的磨细铜尾矿粉的粒径在1～12μm；所述的铜尾矿原矿粒径在0.075mm～0.15mm之间。
所述的减水剂为粉剂聚羧酸减水剂；所述的增强增韧纤维为聚合物纤维；所述的水泥为强度等级为525的普通硅酸盐水泥；所述的超细矿物掺合料为粉煤灰、石英粉的混合物；所述的砂为天然河砂；所述的碎石粒径在3～8mm。
配制方法：将水泥、硅灰、超细矿物掺合料、磨细铜尾矿粉、铜尾矿原矿、砂、减水剂和水按上述比例拌和，搅拌均匀后，加入增强增韧纤维，得到UHPC拌和物。
本实施例中，粒径在1～12μm的磨细铜尾矿粉在所述胶凝材料中替代了至少42％的粉煤灰等矿粉作为超细矿物掺合料，同时粒径在0.075mm～0.15mm之间的铜尾矿原矿则替代了砂中细砂的50％以上，由此大大降低了原料成本。
实施例2
配制高性能低成本的UHPC材料，它由胶凝材料、粗细骨料、减水剂、增强增韧纤维和水混合制备得到；所述的UHPC材料水胶比为0.20；所述的减水剂用量为胶凝材料重量的1.5％；所述的增强增韧纤维占所述UHPC材料总体积的5％；
按重量份计，所述的胶凝材料及粗细骨料由以下组分组成：水泥85份、硅灰15份、超细矿物掺合料18份、磨细铜尾矿粉12份、铜尾矿原矿32份、砂88份、碎石100份；所述的磨细铜尾矿粉的粒径在10～100μm；所述的铜尾矿原矿粒径在0.075mm～0.15mm之间。
所述的减水剂为粉剂聚羧酸减水剂；所述的增强增韧纤维为耐碱玻璃纤维；所述的水泥为强度等级为525的普通硅酸盐水泥；所述的超细矿物掺合料为粉煤灰、矿粉的混合物；所述的砂为石英砂；所述的碎石粒径在3～8mm。
配制方法：将水泥、硅灰、超细矿物掺合料、磨细铜尾矿粉、铜尾矿原矿、砂、减水剂和水按上述比例拌和，搅拌均匀后，加入增强增韧纤维，得到UHPC拌和物。
本实施例中，粒径在10～100μm的磨细铜尾矿粉在所述胶凝材料中替代了15％的水泥，同时粒径在0.075mm～0.15mm之间的铜尾矿原矿则能够替代了砂中细砂的50％以上，由此大大降低了原料成本。
实施例3
配制高性能低成本的UHPC材料，它由胶凝材料、粗细骨料、减水剂、增强增韧纤维和水混合制备得到；所述的UHPC材料水胶比为0.18；所述的减水剂用量为胶凝材料重量的1.2％；所述的增强增韧纤维占所述UHPC材料总体积的3％；
按重量份计，所述的胶凝材料及粗细骨料由以下组分组成：水泥88份、硅灰10份、超细矿物掺合料12份、磨细铜尾矿粉25份、铜尾矿原矿30份、砂88份、碎石110份；所述的磨细铜尾矿粉的粒径在1～100μm之间，其中小于10μm粒径的磨细铜尾矿粉占所有磨细铜尾矿粉重量的50％；所述的铜尾矿原矿粒径在0.075mm～0.15mm之间。
所述的减水剂为粉剂聚羧酸减水剂；所述的增强增韧纤维为钢纤维；所述的水泥为强度等级为525的普通硅酸盐水泥；所述的超细矿物掺合料为粉煤灰、石英粉的混合物；所述的砂为天然河砂；所述的碎石粒径在3～8mm。
配制方法：将水泥、硅灰、超细矿物掺合料、磨细铜尾矿粉、铜尾矿原矿、砂、减水剂和水按上述比例拌和，搅拌均匀后，加入增强增韧纤维，得到UHPC拌和物。
本实施例中，粒径在10μm以下的磨细铜尾矿粉在所述胶凝材料中替代了至少51％的粉煤灰等矿粉作为超细矿物掺合料，粒径在10～100μm的磨细铜尾矿粉在所述胶凝材料中替代了至少12％的水泥；同时粒径在0.075mm～0.15mm之间的铜尾矿原矿则替代了砂中细砂的50％以上，由此大大降低了原料成本。
对比试验1
按照上述实施例1所述的胶凝材料、骨料、水和减水剂配制试验基体1，按照胶凝材料及骨料的以下比例配制对比基体1：水泥100份、硅灰10份、超细矿物掺合料21份、砂130份、碎石100份；
分别按照相同方法多次测定试验基体1和对比基体1的流动度和抗压强度，结果显示试验基体1的流动度与对比基体1水平相当，均在400-420mm(砂浆扩展度测试)之间；抗压强度与对比基体1水平相当，均在150MPa(100mm×100mm×100mm试件)以上；
再在上述试验基体1和对比基体1基础上分别掺2％体积的钢纤维，分别按照相同方法多次测定试验基体1和对比基体1的抗弯性能，结果显示，由于掺加铜尾矿原矿替代细砂且掺加1-12μm铜尾矿粉替代超细矿物掺合料，试验基体1掺钢纤维后抗弯强度均在20MPa(100mm×100mm×400mm试件)以上，较没有采用铜尾矿组分替代的对比基体1提高5～8MPa。对比试验2
按照上述实施例2所述的胶凝材料、骨料、水和减水剂配制试验基体2，按照胶凝材料及骨料的以下比例配制对比基体2：水泥97份、硅灰15份、超细矿物掺合料18份、砂120份、碎石100份；
分别按照相同方法多次测定试验基体2和对比基体2的流动度和抗压强度，结果显示试验基体2的流动度与对比基体2水平相当，均在400-420mm(砂浆扩展度测试)之间；抗压强度与对比基体2水平相当，均在150MPa(100mm×100mm×100mm试件)以上；
再在上述试验基体2和对比基体2基础上分别掺2％体积的钢纤维，分别按照相同方法多次测定试验基体2和对比基体2的抗弯性能，结果显示，由于掺加铜尾矿原矿替代细砂且掺加10～100μm铜尾矿粉替代水泥，试验基体2掺钢纤维后抗弯强度均在20MPa(100mm×100mm×400mm试件)以上，较没有采用铜尾矿组分替代的对比基体2提高5～8MPa。
对比试验3
按照上述实施例3所述的胶凝材料、骨料、水和减水剂配制试验基体3，按照胶凝材料及骨料的以下比例配制对比基体3的：水泥102份、硅灰10份、超细矿物掺合料23份、砂118份、碎石110份；
分别按照相同方法多次测定试验基体3和对比基体3的流动度和抗压强度，结果显示试验基体3的流动度与对比基体3水平相当，均在400-420mm(砂浆扩展度测试)之间；抗压强度与对比基体3水平相当，均在150MPa(100mm×100mm×100mm试件)以上；
再在上述试验基体3和对比基体3基础上分别掺2％体积的钢纤维，分别按照相同方法多次测定试验基体3和对比基体3的抗弯性能，结果显示，由于掺加铜尾矿原矿替代细砂、同时掺加1-12μm铜尾矿粉替代超细矿物掺合料、掺加10～100μm铜尾矿粉替代水泥，使得试验基体3掺钢纤维后抗弯强度均在20MPa(100mm×100mm×400mm试件)以上，较没有采用铜尾矿组分替代的对比基体3提高3～5MPa。
实施例4
配制超高性能混凝土(UHPC)材料，它由胶凝材料、粗细骨料、减水剂、增强增韧纤维和水混合制备得到；其胶凝材料及粗细骨料配合比为水泥：硅灰：超细矿物掺合料：磨细铜尾矿粉：铜尾矿原矿：砂：碎石为1：0.15：0.11：0.10：0.32：1：1.05(质量比)；水胶比为0.18，粉剂聚羧酸减水剂为胶凝材料的1.1％，镀铜微丝钢纤维占体积的3％。
UHPC材料配制方法：将水泥、硅灰、超细矿物掺合料、磨细铜尾矿粉、铜尾矿原矿、砂、高效减水剂、镀铜微丝钢纤维和水按上述比例拌和，搅拌均匀，得到UHPC拌和物。
标准养护28天后，性能测定显示：抗弯强度不低于15MPa(100mm×100mm×400mm试件)、抗压强度不低于150MPa(100mm×100mm×100mm试件)。
铺设普通路面，如图1所示，该路面由基层1和铺设在基层2上的面层1构成；面层1为本实施例所述的超高性能混凝土材料，如图3所示，其截面可见钢纤维4，且面层1上设置有与道路方向5垂直的横向均匀分布的凹槽3。
现场施工：将本实施例上述UHPC拌和物浇筑到路面上，20mm厚度；成型抹平后，盖上带有横向凸槽(凸槽宽度为5mm，深度为4mm，两条凸槽的中心间距为20mm)的模板，保湿养护1d后脱模(UHPC抗压强度达到40-60MPa)；脱模后即形成宽度为5mm，深度为4mm，槽中心间距为20mm的纵向凹槽(整体效果参见图1，截面结构参见图3)，即可通车使用。
用摆式摩擦系数测定仪测试其抗滑性能：测试摆值为150BPN，远大于竣工验收值45BPN。
实施例5
配制超高性能混凝土(UHPC)材料，它由胶凝材料、粗细骨料、粉剂聚羧酸减水剂、镀铜微丝钢纤维和水混合制备得到；其胶凝材料及粗细骨料配合比为水泥：硅灰：超细矿物掺合料：磨细铜尾矿粉：铜尾矿原矿：砂：碎石为1：0.15：0.11：0.10：0.32：1：1.05(质量比)，水胶比为0.18，粉剂聚羧酸减水剂为胶凝材料的1.1％，镀铜微丝钢纤维占体积的2％。
UHPC材料配制方法：将水泥、硅灰、超细矿物掺合料、磨细铜尾矿粉、铜尾矿原矿、砂、高效减水剂、镀铜微丝钢纤维和水拌和，搅拌均匀，得到UHPC拌和物。
标准养护28天后，性能测定显示：抗弯强度为23MPa(100mm×100mm×400mm试件)、抗压强度不低于150MPa(100mm×100mm×100mm试件)。
铺设坡道路面，如图2所示，该路面由基层1和铺设在基层2上的面层1构成；面层1为本实施例所述的超高性能混凝土材料，如图3所示，其截面可见钢纤维4，且面层1上设置有与道路方向5一致的纵向均匀分布的凹槽3。
现场施工：将本实施例上述UHPC拌和物浇筑到路面(坡道)，20mm厚度；成型抹平后，保湿养护1d后脱模(UHPC抗压强度达到40-60MPa)；脱模后开始人工纵向切槽，凹槽宽度为4mm，深度为3mm，槽中心间距为15mm(整体效果参见图2，截面结构参见图3)，即可通车使用。
用摆式摩擦系数测定仪测试其抗滑性能：测试摆值为100BPN，远大于竣工验收值45BPN。对比试验4
参照实施例5所述的UHPC材料配制方法配制对比材料5，区别在于胶凝材料及粗细骨料配合比为：硅灰:超细矿物掺合料:砂:碎石为：1:0.15:0.21:1.32:1.05(质量比)，按照相同方法养护28天后，性能测定显示：对比材料5抗压强度大于150MPa(100mm×100mm×100mm试件)，与实施例5所述的UHPC材料相当；抗弯强度为20MPa(100mm×100mm×400mm试件)，低于实施例5所述的UHPC材料。

Claims (10)

1.一种高性能低成本的UHPC材料，它由胶凝材料、粗骨料、细骨料、减水剂、增强增韧纤维和水混合制备得到；其特征在于，按重量份计，所述的胶凝材料由以下组分组成：水泥85～100份、硅灰10～20份、超细矿物掺合料10～21份和磨细铜尾矿粉9～26份；所述的细骨料为铜尾矿原矿28～35份和砂85～100份；所述的粗骨料为碎石88～110份；所述的磨细铜尾矿粉粒径在1-100μm之间；所述的铜尾矿原矿粒径在0.075mm～0.15mm之间；所述的UHPC材料水胶比为0.15～0.20；所述的减水剂用量为胶凝材料重量的1～1.5％；所述的增强增韧纤维占所述UHPC材料总体积的2～5％。
2.权利要求1所述的UHPC材料，其特征在于，按重量份计，所述的胶凝材料由以下组分组成：水泥100份、硅灰10～15份、超细矿物掺合料10～12份和磨细铜尾矿粉9～12份；所述的细骨料为铜尾矿原矿30～32份和砂100份；所述的粗骨料为碎石105～110份；所述的磨细铜尾矿粉的粒径在1～12μm。
3.权利要求1所述的UHPC材料，其特征在于，按重量份计，所述的胶凝材料由以下组分组成：水泥85～88份、硅灰10～15份、超细矿物掺合料16～18份和磨细铜尾矿粉12～15份；所述的细骨料为铜尾矿原矿30～32份和砂85～88份；所述的粗骨料为碎石88～100份；所述的磨细铜尾矿粉的粒径在10～100μm。
4.权利要求1所述的UHPC材料，其特征在于，按重量份计，所述的胶凝材料由以下组分组成：水泥85～88份、硅灰10～15份、超细矿物掺合料10～12份和磨细铜尾矿粉21～26份；所述的细骨料为铜尾矿原矿30～32份和砂85～88份；所述的粗骨料为碎石95～110份；所述的磨细铜尾矿粉的粒径在1～100μm之间，其中小于10μm粒径的磨细铜尾矿粉占所述磨细铜尾矿粉总重量的35～50％。
5.权利要求1-4任意一项所述的UHPC材料，其特征在于：所述的水胶比为0.18。
6.权利要求1-4任意一项所述的UHPC材料，其特征在于：所述的减水剂用量为胶凝材料重量的1.1％。
7.权利要求1-4任意一项所述的UHPC材料，其特征在于：所述的钢纤维占所述UHPC材料总体积的3％。
8.权利要求1所述的UHPC材料，其特征在于：所述的UHPC材料由胶凝材料、粗骨料、细骨料、减水剂、钢纤维和水混合制备得到；其中，按重量份计，所述的胶凝材料由以下组分组成：水泥100份、硅灰15份、超细掺合料11份和磨细铜尾矿粉10份；所述的细骨料为铜尾矿原矿32份和砂100份；所述的粗骨料为碎石105份；所述的磨细铜尾矿粉粒径在1-100μm之间；所述的UHPC材料水胶比为0.18；所述的减水剂用量为胶凝材料重量的1.1％；所述的钢纤维占所述UHPC材料总体积的3％。
9.一种高抗滑长寿命超高性能混凝土路面道路，其特征在于：它由基层和铺设在所述基层上的面层构成；所述的面层为权利要求1所述的超高性能混凝土材料，且所述的面层上设置有纵向或横向均匀分布的凹槽。
10.权利要求9所述的道路，其特征在于：所述的面层厚度为15-150mm；所述凹槽宽度为3-6mm，深度为3-5mm，两条凹槽轴的中心间距为10-25mm。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109138310A (zh) * 2018-10-23 2019-01-04 黄贺明 一种表面含图案的超高韧性混凝土无机装饰板及其制备方法
CN109608103A (zh) * 2018-12-20 2019-04-12 河南科达东大国际工程有限公司 一种抗裂面平台面层和抗裂面平台加工方法
CN110759682A (zh) * 2019-11-29 2020-02-07 福州大学 一种环保型高韧性纤维增强水泥基复合材料及其制备方法
CN111335099A (zh) * 2020-03-12 2020-06-26 唐由之 一种基于机械咬合降低沥青路面层间滑移的施工方法
CN111636271A (zh) * 2020-06-12 2020-09-08 广西路桥工程集团有限公司 一种可循环利用的超高性能混凝土装配式临时路面结构
CN111732382A (zh) * 2020-05-26 2020-10-02 中建西部建设建材科学研究院有限公司 利用尾矿砂制成的补偿收缩型超高性能混凝土及制备方法
CN112125616A (zh) * 2019-06-24 2020-12-25 常州市建筑科学研究院集团股份有限公司 一种超高性能混凝土止滑坡道
CN113213847A (zh) * 2021-05-21 2021-08-06 武汉理工大学 一种铜尾矿基超高性能混凝土及其制备方法
CN114014574A (zh) * 2021-11-25 2022-02-08 中建商品混凝土有限公司 一种高硫铜尾矿渣的处理方法及利用所得改性铜尾矿制备的混凝土
CN114560660A (zh) * 2022-03-15 2022-05-31 安徽理工大学 一种利用铜尾砂制备的透水混凝土
CN114591046A (zh) * 2022-03-11 2022-06-07 北京建工新型建材有限责任公司 一种c80高强高性能机制砂混凝土及其制备方法
CN114804771A (zh) * 2022-06-14 2022-07-29 安徽理工大学 一种利用高活性超细铜尾砂水泥矿物掺合料制备的混凝土
CN114956722A (zh) * 2022-05-06 2022-08-30 安徽理工大学 一种利用超细铜尾砂制备的超高强混凝土

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102320803A (zh) * 2011-09-10 2012-01-18 中国十七冶集团有限公司 一种铁矿尾矿自密实混凝土及其制备方法
CN103741612A (zh) * 2014-01-23 2014-04-23 长安大学 一种隧道水泥混凝土反光路面及路面刻槽机
CN105198339A (zh) * 2015-10-28 2015-12-30 上海罗洋新材料科技有限公司 超高性能水泥基复合材料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102320803A (zh) * 2011-09-10 2012-01-18 中国十七冶集团有限公司 一种铁矿尾矿自密实混凝土及其制备方法
CN103741612A (zh) * 2014-01-23 2014-04-23 长安大学 一种隧道水泥混凝土反光路面及路面刻槽机
CN105198339A (zh) * 2015-10-28 2015-12-30 上海罗洋新材料科技有限公司 超高性能水泥基复合材料

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周婷婷等: "铜尾渣在水泥混凝土中资源化利用研究进展", 《混凝土》 *
汪绯等: "《建筑材料应用技术》", 31 October 2001, 黑龙江科学技术出版社 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109138310A (zh) * 2018-10-23 2019-01-04 黄贺明 一种表面含图案的超高韧性混凝土无机装饰板及其制备方法
CN109608103A (zh) * 2018-12-20 2019-04-12 河南科达东大国际工程有限公司 一种抗裂面平台面层和抗裂面平台加工方法
CN112125616B (zh) * 2019-06-24 2022-04-22 常州市建筑科学研究院集团股份有限公司 一种超高性能混凝土止滑坡道
CN112125616A (zh) * 2019-06-24 2020-12-25 常州市建筑科学研究院集团股份有限公司 一种超高性能混凝土止滑坡道
CN110759682A (zh) * 2019-11-29 2020-02-07 福州大学 一种环保型高韧性纤维增强水泥基复合材料及其制备方法
CN111335099A (zh) * 2020-03-12 2020-06-26 唐由之 一种基于机械咬合降低沥青路面层间滑移的施工方法
CN111732382A (zh) * 2020-05-26 2020-10-02 中建西部建设建材科学研究院有限公司 利用尾矿砂制成的补偿收缩型超高性能混凝土及制备方法
CN111636271A (zh) * 2020-06-12 2020-09-08 广西路桥工程集团有限公司 一种可循环利用的超高性能混凝土装配式临时路面结构
CN113213847A (zh) * 2021-05-21 2021-08-06 武汉理工大学 一种铜尾矿基超高性能混凝土及其制备方法
CN114014574A (zh) * 2021-11-25 2022-02-08 中建商品混凝土有限公司 一种高硫铜尾矿渣的处理方法及利用所得改性铜尾矿制备的混凝土
CN114591046A (zh) * 2022-03-11 2022-06-07 北京建工新型建材有限责任公司 一种c80高强高性能机制砂混凝土及其制备方法
CN114560660A (zh) * 2022-03-15 2022-05-31 安徽理工大学 一种利用铜尾砂制备的透水混凝土
CN114956722A (zh) * 2022-05-06 2022-08-30 安徽理工大学 一种利用超细铜尾砂制备的超高强混凝土
CN114804771A (zh) * 2022-06-14 2022-07-29 安徽理工大学 一种利用高活性超细铜尾砂水泥矿物掺合料制备的混凝土

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