CN108625251A - 一种钢渣芯混凝土路沿石及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢渣芯混凝土路沿石及其制作方法，涉及建筑材料领域。包括一个混凝土外壳，在混凝土外壳内填充有钢渣芯；钢渣芯以钢渣、废旧橡胶颗粒为骨料，粉煤灰、水泥为胶凝材料；废旧橡胶颗粒是弹性胶体，能够有效的抑制钢渣混凝土的膨胀。制作钢渣芯模具与路沿石模具，向钢渣芯模具内填筑钢渣混合料，待钢渣芯成型后脱模；在路沿石模具底部铺设混凝土，放入已成型的钢渣芯，向模具与钢渣芯之间的空隙中浇筑混凝土，同时钢渣芯上表面也要覆盖一层混凝土，形成完整的混凝土外壳；二十四小时后脱模，进行标准养护。

Description

一种钢渣芯混凝土路沿石及其制作方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体而言，是一种钢渣芯混凝土的复合结构路沿石及其制作方法。

背景技术

路沿石是在路面上区分车行道、人行道、绿地、隔离带和道路其他部分的界线,起到保障行人、车辆交通安全和保证路面边缘整齐的作用。传统路沿石是用石料切割或者混凝土浇注成型的条块状物体。天然石材不可再生，而混凝土为原料制备的路沿石水泥消耗量大，成本高。因此需要寻找一种新材料来代替传统路沿石制备原料。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种以工业废渣为原材料制备的钢渣芯混凝土复合型路沿石以及制作方法，降低路沿石生产成本，节约天然石料，促进工业废渣资源化，具有良好的工程、经济、环保与社会效益。

本发明的技术方案如下：

一种钢渣芯混凝土路沿石，包括一个空心的混凝土外壳，在所述的混凝土外壳内填充有钢渣芯。

优选的，所述路沿石的混凝土外壳的内轮廓形状与路沿石的钢渣芯外轮廓形状相同。

优选的，所述路沿石的混凝土外壳的厚度为3-5cm，考虑混凝土是由砂石材料拌合而成的特点，外壳过薄不易形成平整的混凝土保护外壳，过厚则混凝土替代率不高，节约天然石材的效果不够显著。

优选的，所述路沿石的钢渣芯尺寸确定方法为：根据所建道路等级并参照《混凝土路沿石》规范选定所需路沿石的外部轮廓尺寸；确定钢渣芯混凝土路沿石其混凝土外壳的厚度；外部轮廓尺寸各边长减壳厚得钢渣芯的尺寸。

优选的，所述路沿石采用水泥和粉煤灰作为钢渣芯的胶凝材料，水泥与粉煤灰之间的比例为1:3-1:2。若水泥含量过多，强度高，但达不到节约成本的目的；若水泥含量过少，粉煤灰含量增加，则不能起到良好的粘结作用。并且当水泥的掺量大于胶凝材料的25％时，可以使得粉煤灰的活性得到完全的发挥。

优选的，所述路沿石采用粗钢渣、细钢渣作为钢渣芯集料，经试验测定，当粗钢渣与细钢渣的比例为5:5-6:4时钢渣芯强度处于较高水平。

优选的，所述路沿石采用废旧橡胶颗粒等体积代替5％-10％的细钢渣。废旧橡胶颗粒属于弹性胶体，将其作为集料的一部分添加到钢渣混凝土中，能够有效的抑制钢渣混凝土的膨胀，但胶体加入过多会导致钢渣混凝土强度达不到规范要求。

优选的，所述路沿石钢渣芯集料级配需满足骨架密实结构的要求，钢渣芯集料的比例为混合料的80％-85％左右，即胶凝材料与集料的比例为20:80-18:82。

优选的，所述路沿石外壳的混凝土强度依据道路等级按《混凝土路沿石》规范要求而定。

本发明提供一种钢渣芯混凝土复合结构路沿石的制作方法，主要包括以下步骤：

(1)采用塑料制作路沿石外模具与钢渣芯内模具，内外模具形状相同，尺寸依据不同工程具体而定；

(2)按设计配合比拌和钢渣芯混合料，钢渣芯内模具内侧涂油，浇筑钢渣芯混合料，振捣压实刮平，放置设定的时间，待钢渣芯成型后脱模；

(3)在路沿石外模具内侧涂油，拌和混凝土混合料，在模具底部铺设一定厚度的混凝土，放入制备成型的钢渣芯，向模具与钢渣芯之间的空隙中浇筑混凝土，同时钢渣芯上表面也要覆盖一层一定厚度的混凝土，振捣后冒浆抹平，形成完整的混凝土外壳；

(4)24小时后脱模，进行标准养护。

本发明的有益之处是：

1.本发明是以钢渣芯作填充芯，外浇混凝土为外壳制成的路沿石。钢渣芯替代传统混凝土内芯，粉煤灰作为胶凝材料替代部分水泥可减少水泥用量，粗细钢渣做骨料降低砂石材料的消耗，缓解天然石材紧张的现状。并且达到工业废料再利用的目的，解决了工业废料占用土地，污染环境的问题。废旧橡胶颗粒的加入，能够有效的抑制钢渣混凝土的膨胀。

2.本发明以混凝土混合料为外壳。由于钢渣混合料凝固成型后外表粗糙且颜色过重，无法满足城市道路对路沿石美观性的要求，因而采用传统混凝土材料外包成壳，达到路沿石外表平整，颜色易于辨识的使用要求。

3.本发明采用塑料模具制作，模具易于定制，成本较低；复合结构路沿石制作工艺简单，生产效率高，便于大批量生产。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

附图1为本发明实例1、2的结构示意图。

附图2为本发明实例1、2的结构剖视示意图。

附图3位本发明内外模具使用示意图。

附图4为本发明实例1的路沿石混凝土外壳截面尺寸示意图。

附图5为本发明实例1的路沿石钢渣芯截面尺寸示意图。

附图6为本发明实例3的路沿石结构示意图

附图7为本发明实例3的路沿石截面尺寸示意图。

图中，1-1、2-1、7-1均为钢渣芯，1-2、2-2、7-2均为混凝土外壳，3-1为模具开口一侧，3-2为模具底部。

图中尺寸单位均为毫米。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在天然石材不可再生，而混凝土为原料制备的路沿石水泥消耗量大，成本高，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种钢渣芯混凝土路沿石及其制作方法。

钢渣是一种工业固体废物，是炼钢过程中排出的渣。目前国内钢铁企业产生的钢渣不能及时处理，致使大量钢渣占用土地，污染环境。由于钢渣本身具有密度大、强度高、耐磨耐久性好等优点，钢渣可以代替碎石和细骨料用于道路工程。

我国是第二大轮胎生产国，据统计我国废旧轮胎的已经达到3万吨以上，对环境也造成了严重污染。将废旧轮胎颗粒这种弹性胶体作为轻集料的一部分添加到钢渣混凝土中，一方面可以解决钢渣膨胀的问题，另一方面，能够将废旧轮胎橡胶颗粒进行回收利用，减少环境污染。

粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，不加处理就会产生扬尘，污染大气，若排入水系会造成河流淤塞。粉煤灰主要由一种黏土类火山灰质材料组成，具有一定的水硬活性，将粉煤灰与水泥配合在一起作为钢渣芯的胶凝材料，将粉煤灰转化为一种可再利用的资源，不仅解决了粉煤灰占用耕地和污染环境的问题，而且符合国家低碳绿色发展的要求。

本发明在充分利用上述材料的基础之上，研发一种比例合适的钢渣芯混合料，既可满足路沿石的强度要求，又可有效降低路沿石生产成本并促进工业废渣资源化。是解决传统路沿石原材料制约性的有效技术措施。

本申请的一种典型的实施方式中，如附图1、附图2所示，本发明为一种钢渣芯混凝土复合结构路沿石，具体结构包括钢渣混合料填充芯1-1(或者2-1)和混凝土外壳1-2(或者2-2)。其中混凝土外壳1-2(或者2-2)外包钢渣混合料内芯1-1(或者2-1)。

实施例1

如附图4所示，利用本发明所公开的制作方法，制得的H型路沿石的结构，所述路沿石的H型混凝土外壳的外边界尺寸为18cm×30cm×75cm，截面左侧为15cm×3cm的三角切面，并有一半径为2cm的圆弧角；混凝土外壳的壳厚为3cm。如附图5所示，钢渣芯形状为一截面为H型的长方体，尺寸为12cm×24cm×69cm，截面左侧为12cm×3cm的三角切面，并有一半径为2cm的圆弧角。

所述钢渣芯1-1采用水泥和粉煤灰作为钢渣芯的胶凝材料，水泥与粉煤灰之间的比例为1:2；采用粗钢渣、细钢渣作为钢渣芯骨料，粗钢渣与细钢渣的比例为6:4，并采用废旧橡胶颗粒等体积代替5％的细钢渣，以解决钢渣芯膨胀的问题；钢渣芯的胶凝材料与集料的比例为18:82，配合比是水泥：粉煤灰：粗钢渣：细钢渣为6:12:49.2:32.8；钢渣芯混合料最佳含水量为7.6％。

所述路沿石的混凝土外壳1-2的混凝土强度为C40，为提高混凝土的抗渗性能，添加1％的防渗剂。

实施例2

如附图4、附图5所示，利用本发明所公开的制作方法，制得的H型路沿石的结构，所述路沿石的H型混凝土外壳的外边界尺寸及钢渣芯尺寸均与实例1相同、混凝土外壳的壳厚为3cm。

所述钢渣芯1-1采用水泥和粉煤灰作为钢渣芯的胶凝材料，水泥与粉煤灰之间的比例为1:3；采用粗钢渣、细钢渣作为钢渣芯骨料，粗钢渣与细钢渣的比例为6:4，并采用废旧橡胶颗粒等体积代替5％的细钢渣，以解决钢渣芯膨胀的问题；钢渣芯的胶凝材料与集料的比例为1:4，配合比是水泥：粉煤灰：粗钢渣：细钢渣为5:15:48:32；钢渣芯混合料最佳含水量为7.8％。

所述路沿石的混凝土外壳1-2的混凝土强度为C40，为提高混凝土的抗渗性能，添加1％的防渗剂。

实施例3

如附图6、附图7所示，利用本发明所公开的制作方法，制得的T型路沿石的结构，所述路沿石的T型混凝土外壳的外边界尺寸为15cm×35cm×50cm，截面左上角有一半径为1.5cm的圆弧角；混凝土外壳的壳厚为3cm。

如附图7所示，钢渣芯的截面尺寸为9cm×29cm，截面左上角有一半径为15cm的圆弧角，长44cm。

本实例路沿石各材料所占比例与实例1相同。上述实施中，不同的路沿石的制作方法是相近的，具体如下：

如附图1所示的钢渣芯混凝土路沿石的制作步骤为：

(1)采用塑料制作路沿石外模具与钢渣芯内模具，内外模具均为路沿石背部一侧开口的长方体结构；

(2)按设计配合比拌和钢渣芯混合料，钢渣芯内模具开口一侧3-1向上，在模具内侧涂油，浇筑钢渣芯混合料至与模具顶端齐平，振捣压实刮平，放置一定的时间，待钢渣芯成型后脱模；

具体的放置时间根据路路沿石的类型以及形状、尺寸等进行具体设定。

(3)在路沿石外模具内侧涂油，拌和混凝土混合料，在模具底部3-2铺设一定厚度的混凝土，放入制备成型的钢渣芯，向模具与钢渣芯之间的空隙中浇筑混凝土，同时钢渣芯上表面也要覆盖一层一定厚度的混凝土，振捣后冒浆抹平，形成完整的混凝土外壳；

混凝土外壳的厚度具体根据规范与所选路沿石的尺寸大小而定，路沿石尺寸较大时，混凝土外壳厚度也相对较厚，外壳厚度介于3-5cm之内。

(4)放置24小时，待混凝土初凝成型后脱模，进行标准养护。

本发明用新材料钢渣芯替代传统混凝土路沿石内芯，既节约大量砂石材料，同时达到工业废料再利用的目的。粉煤灰与水泥共同作为胶凝材料，与传统单一水泥情况相比，节约水泥用量。将废旧橡胶颗粒这种弹性胶体作为轻集料的一部分添加到钢渣混凝土中，能够有效的抑制钢渣混凝土的膨胀。

以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种钢渣芯混凝土路沿石，其特征在于，包括一个空心的混凝土外壳，在所述的混凝土外壳内填充有钢渣芯。

2.如权利要求1所述的钢渣芯混凝土路沿石，其特征在于，所述路沿石的混凝土外壳的内轮廓形状与路沿石的钢渣芯外轮廓形状相同。

3.如权利要求1所述的钢渣芯混凝土路沿石，其特征在于，所述路沿石的钢渣芯尺寸确定方法为：根据所建道路等级并参照《混凝土路沿石》规范选定所需路沿石的外部轮廓尺寸；确定钢渣芯混凝土路沿石其混凝土外壳的厚度；外部轮廓尺寸各边长减外壳厚得钢渣芯的尺寸。

4.如权利要求3所述的钢渣芯混凝土路沿石，其特征在于，所述路沿石采用水泥和粉煤灰作为钢渣芯的胶凝材料，水泥与粉煤灰之间的比例为1:3-1:2。

5.如权利要求3所述的钢渣芯混凝土路沿石，其特征在于，所述路沿石采用粗钢渣、细钢渣作为钢渣芯集料，粗钢渣与细钢渣的比例为5:5-6:4。

6.如权利要求5所述的钢渣芯混凝土路沿石，其特征在于，所述路沿石采用废旧橡胶颗粒等体积代替5％-10％的所述细钢渣。

7.如权利要求3所述的钢渣芯混凝土路沿石，其特征在于，所述路沿石钢渣芯集料级配需满足骨架密实结构的要求，钢渣芯集料的比例为混合料的80％-85％左右，即胶凝材料与集料的比例为20:80-18:82。

8.如权利要求3所述的钢渣芯混凝土路沿石，其特征在于，所述路沿石外壳的混凝土强度依据道路等级按《混凝土路沿石》规范要求而定。

9.如权利要求1-8所述的钢渣芯混凝土路沿石的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用塑料制作路沿石外模具与钢渣芯内模具，内外模具形状相同，大小依据所选路沿石尺寸具体而定；

(2)按设计配合比拌和钢渣芯混合料，钢渣芯内模具涂油，浇筑钢渣芯混合料，振捣压实刮平，放置一定的时间后成型后脱模；

(3)选定混凝土外壳的厚度，在路沿石外模具内涂油，拌和混凝土混合料，在模具底部铺设一层选定厚度的混凝土，放入制备成型的钢渣芯，向模具与钢渣芯之间的空隙中浇筑混凝土，同时钢渣芯上表面也要覆盖一层选定厚度的混凝土，振捣后冒浆抹平，形成完整的混凝土外壳；

(4)放置一定时间后脱模，进行标准养护。