CN109437783A - 一种钢渣透水路面制品及其制备方法 - Google Patents

一种钢渣透水路面制品及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钢渣透水路面制品，包括面层和底层，所述面层的原料包括滚筒渣细集料、面层水泥、微硅粉、憎水剂和水，所述滚筒渣细集料和面层水泥的重量比为65‑75：25‑35，所述微硅粉、憎水剂、水为适量；所述底层的原料包括滚筒渣粗集料、底层水泥、石屑、微硅粉和水，所述滚筒渣粗集料、底层水泥、石屑的重量比为60‑70：13‑18：12‑27，所述微硅粉和水为适量。通过改变水泥种类和利用微硅粉、憎水剂作为外加剂的方法，充分与碱性物质进行反应，并增加后期防护，从而杜绝和降低钢渣路面制品泛霜可能性。微硅粉与碱性析出物质进行反应形成硅酸凝胶，可以增加界面结合力，从而提高制品强度。

Description

一种钢渣透水路面制品及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料的技术领域，特别是涉及一种钢渣透水路面制品及其制备方法。
背景技术
在路面铺装行业，因路面制品材料内可溶性盐碱和水泥水化产物(Ca(OH)2)等物质随温度、湿度等外部环境的变化，在吸收水分、水分迁移、水分蒸发过程中随着物理、化学变化的所生成氢氧化物、碳酸盐，或其他碱盐溶液比较容易在混凝土表面渗出“霜盐”而结霜。
钢渣路面制品表面泛霜原因有两种：
泛霜原因一：电炉滚筒渣造成泛霜
在电炉滚筒渣的化学全分析中发现其化学成分中CaO、SiO2含量较高，其主要表现形式为活性矿物C3S和C2S。因活性矿物C3S和C2S的存在，使得电炉滚筒渣具有泛碱性，具体反应公式如下：
硅酸三钙水化反应公式：3CaO.SiO2+nH2O＝xCaO.SiO2.yH2O+(3-x)Ca(OH)2
硅酸二钙水化反应公式：2CaO.SiO2+nH2O＝xCaO.SiO2.yH2O+(2-x)Ca(OH)2
硅酸二钙的水化反应比硅酸三钙慢得多，至28d龄期仅水化20％左右，凝结硬化缓慢，但氢氧化钙的生成量也较硅酸三钙少。通过对泛霜原因的分析可知，Ca(OH)2与空气中的CO2反应，生成CaCO3沉积在混凝土的表面上或是水蒸发后析出Ca(OH)2晶体都成白色，也就是“霜”。因此，电炉滚筒渣本身就具有潜在的“泛霜”可能性，而且因为硅酸二钙的存在，使得泛霜周期更长，处理更困难。
泛霜原因二：普通硅酸盐水泥造成泛霜
水泥的水化硬化过程中，C3S、C2S水化反应生成凝胶的同时，析出大量的Ca(OH)2，其原理与电炉滚筒渣一致，也存在“泛霜”可能性。
有些硅酸盐水泥中的碱性氧化物含量过高，对应的水泥基路面制品原材料加水搅拌后，会形成大量游离的Na+、K+，Na+、K+会和水泥中的CaSO4反应形成Na2SO4、K2SO4等水溶性盐，这些水溶性盐会以水为载体迁移到制品表面，并随着水蒸发而析出白霜状物质。
在路面铺装过程中，因结霜现象产生会造成路面制品表面存在较严重的色差，且对整体铺装质量产生影响，严重时会造成工程返工或退换货等情况。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种钢渣透水路面制品，从两个泛霜可能性开展解决研究，从根本上杜绝或减弱钢渣路面制品表面泛霜的可能性，从而提高产品美观性和铺装质量。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种钢渣透水路面制品，包括面层和底层，所述面层的原料包括滚筒渣细集料、面层水泥、微硅粉、憎水剂和水，所述滚筒渣细集料和面层水泥的重量比为65-75：25-35，所述微硅粉、憎水剂、水为适量；所述底层的原料包括滚筒渣粗集料、底层水泥、石屑、微硅粉和水，所述滚筒渣粗集料、底层水泥、石屑的重量比为60-70：13-18：12-27，所述微硅粉和水为适量。
在本发明的一些实施方式中，所述面层和底层的重量比为0.8-1.2：3.8-4.2。
在本发明的一些实施方式中，所述面层中微硅粉的重量为面层水泥重量的0.5-1wt％，所述面层中憎水剂的重量为面层水泥重量的0.5-1wt％，所述面层中水的重量为面层总重量的10％-20％。
在本发明的一些实施方式中，所述底层中微硅粉的重量为底层水泥重量的1-1.5wt％，所述底层中水的重量为底层总重量的8％-18％。
在本发明的一些实施方式中，所述面层水泥和底层水泥均选自高铝酸盐水泥和/或白色硅酸盐水泥，优选选自42.5级高铝酸盐水泥或42.5级白色硅酸盐水泥。
在本发明的一些实施方式中，所述滚筒渣细集料选自电炉滚筒渣细集料和/或转炉滚筒渣细集料，所述滚筒渣粗集料选自电炉滚筒渣粗集料和/或转炉滚筒渣粗集料。
在本发明的一些实施方式中，所述钢渣透水路面制品包括以下条件的任一项或多项：
A1)所述滚筒渣细集料的粒径是1-3mm，优选为2-3mm；
A2)所述滚筒渣粗集料的粒径是5-10mm，优选为7-10mm；
A3)所述微硅粉的粒径为0.15-0.2μm，所述微硅粉中SiO2含量>85％；
A4)所述憎水剂选自有机硅憎水剂和/或硅烷基憎水剂，所述憎水剂的细度为80-100目，活性物质含量≥80％；
A5)所述石屑的粒径为0-5mm。
本发明的第二方面提供钢渣透水路面制品的制备方法，包括：滚筒渣细集料、面层水泥、微硅粉、憎水剂加水搅拌；滚筒渣粗集料、底层水泥、石屑、微硅粉加水搅拌；将搅拌后的物料压制成型、养护。
本发明的第三方面提供本发明第一方面钢渣透水路面制品在制备钢渣透水路面中的用途。
本发明的第四方面提供一种钢渣透水路面，由本发明第一方面的钢渣透水路面制品铺设而成。
附图说明
图1为本发明的钢渣透水路面制品制备方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明发明人经过大量探索实验，提供了一种钢渣透水路面制品，从两个泛霜可能性开展解决研究，采用滚筒渣、石屑、水泥以及微硅粉、憎水剂等外加剂作为原材料，经配合比配置后进行振动、加压、成型、养护，从根本上杜绝或减弱钢渣路面制品表面泛霜的可能性，从而提高产品美观性和铺装质量，在此基础上完成了本发明。
下面详细说明根据本发明的钢渣透水路面制品及其制备方法。
本发明的第一方面提供本发明一方面提供一种钢渣透水路面制品，包括面层和底层，所述面层的原料包括面料和水，所述面料包括滚筒渣细集料、面层水泥、微硅粉和憎水剂，所述滚筒渣细集料和面层水泥的重量比为65-75：25-35，所述微硅粉、憎水剂、水为适量；所述底层的原料包括底料和水，所述底料包括滚筒渣粗集料、底层水泥、石屑和微硅粉，所述滚筒渣粗集料、底层水泥、石屑的重量比为60-70：13-18：12-27，所述微硅粉和水为适量。
本发明的钢渣透水路面制品，所述面层和底层的重量比为0.8-1.2：3.8-4.2。
本发明的钢渣透水路面制品，所述面层中微硅粉的重量为面层水泥重量的0.5-1wt％，所述面层中憎水剂的重量为面层水泥重量的0.5-1wt％，所述面层中水的重量为面层总重量的10％-20％。
本发明的钢渣透水路面制品，所述底层中微硅粉的重量为底层水泥重量的1-1.5wt％，所述底层中水的重量为底层总重量的8％-18％。
本发明的钢渣透水路面制品，所述面层水泥和底层水泥均选自高铝酸盐水泥和/或白色硅酸盐水泥，优选选自42.5级高铝酸盐水泥或42.5级白色硅酸盐水泥。
本发明的钢渣透水路面制品，所述滚筒渣细集料选自电炉滚筒渣细集料和/或转炉滚筒渣细集料，所述滚筒渣细集料的粒径是1-3mm，优选为2-3mm。所述电炉滚筒渣细集料原料经筛分制成，粒径是1-3mm，优选为2-3mm，区间筛分含量≥85％，游离氧化钙为零，莫氏硬度≥6，由上海中冶环境工程科技有限公司提供。所述转炉滚筒渣细集料原料经筛分制成，粒径是1-3mm，优选为2-3mm，区间筛分含量≥85％，游离氧化钙≤5％，莫氏硬度≥6，由上海中冶环境工程科技有限公司提供。
本发明的钢渣透水路面制品，所述滚筒渣粗集料选自电炉滚筒渣粗集料和/或转炉滚筒渣粗集料。所述滚筒渣粗集料的粒径是5-10mm，优选为7-10mm；所述电炉滚筒渣粗集料原料经过筛分制成，5-10mm，优选为7-10mm，游离氧化钙为零，莫氏硬度≥6，由上海中冶环境工程科技有限公司提供。所述转炉滚筒渣粗集料原料经筛分制成，5-10mm，优选为7-10mm，游离氧化钙≤5％，莫氏硬度≥6，由上海中冶环境工程科技有限公司提供。
本发明的钢渣透水路面制品，所述微硅粉的粒径为0.15-0.2μm，活性指数＞90％，SiO2含量>85％，由上海天恺建材科技有限公司提供。
本发明的钢渣透水路面制品，所述憎水剂选自有机硅憎水剂和/或硅烷基憎水剂。所述憎水剂的细度为80-100目，活性物质含量≥80％。
本发明的钢渣透水路面制品，所述石屑的粒径为0-5mm，烧失量≤8％，不含有影响混凝土性能的有害成分及其他夹杂物，由上海宝连华建材有限公司提供。
本发明第二方面提供钢渣透水路面制品的制备方法：
(a)面层搅拌：滚筒渣细集料在搅拌机搅拌10-15秒后，将称量好的水泥和微硅粉、憎水剂放入面料搅拌机进行均匀搅拌20-30秒，然后经自动加水装置进行匀速加水搅拌，搅拌总时间在60秒-80秒，该搅拌方式使得物料搅拌均匀，防止骨料结团产生；
(b)底层搅拌：滚筒渣粗集料和石屑在搅拌机搅拌20-30秒后，将称量好的水泥和微硅粉放入底料搅拌机进行均匀搅拌40-60秒，然后经自动加水装置进行匀速加水搅拌，搅拌总时间在90秒-110秒；
(c)将搅拌好的物料分别送入成型机面料和底料布料箱，开启机器进行制品压制成型，所用压制设备为虎牌4VS型压砖机。
压制时采用振幅2500-2800rpm，最终压缩92％-95％，液压装置压力10-14.5MPa，布料时间控制4-8秒，底料通过激振布料后进行中间压缩1.5s-2s一次，然后进行面料激振布料，最后进行最终压缩，经脱模、入养护窑养护。生产过程中将参数进行调整后，可实现全自动操作。养护条件设定在适度65-85％，温度25-30℃，养护时间在24小时以上。
本发明的第三方面提供本发明第一方面的钢渣透水路面制品在制备钢渣透水路面中的用途。
本发明的第四方面提供一种钢渣透水路面，由本发明第一方面的钢渣透水路面制品铺设而成。
本发明的特点：
首先，采用高铝酸盐水泥或白色硅酸盐水泥替代原用的普通硅酸盐水泥，从水泥方面降低水泥本身碱性释放的可能性；其次，利用在面料中增加微硅粉和憎水剂，使得面料中钢渣、水泥释放的碱性物质与微硅粉进行反应生成硅酸凝胶增加制品强度，并且利用憎水性强化后期与水的接触界面，形成一层保护膜。最后，在底料中增加微硅粉同样可以使得钢渣、水泥释放的碱性物质得以反应，增加制品强度。
通过以上改善，具体效果如下：
1、通过对钢渣、水泥碱性析出的物质分析，通过改变水泥种类和利用微硅粉、憎水剂作为外加剂的方法，充分与碱性物质进行反应，并增加后期防护，从而杜绝和降低钢渣路面制品泛霜可能性。
2、微硅粉与碱性析出物质进行反应形成硅酸凝胶，可以增加界面结合力，从而提高制品强度。
3、杜绝和降低钢渣路面制品泛霜可能性，可以提高路面制品的整体美观性，有益于产品推广应用。
以下结合实施例进一步说明本发明的有益效果。
为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例进一步详细描述本发明。但是，应当理解的是，本发明的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限制本发明，且本发明的实施例并不局限于说明书中给出的实施例。实施例中未注明具体实验条件或操作条件的按常规条件制作，或按材料供应商推荐的条件制作。
此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
在下述实施例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均可商购获得。
本发明具体配方按重量比为：
实施例1：
面层：电炉滚筒渣细集料：59.5wt％，高铝酸盐水泥：25.05wt％，微硅粉：0.2wt％，有机硅憎水剂：0.25wt％，水：15wt％。
底层：高铝酸盐水泥：15.4wt％；电炉滚筒渣集料：60.2wt％；石屑：10.32wt％，微硅粉：0.08wt％，水：14wt％。
按照工艺流程进行均匀搅拌，将搅拌好的物料送入成型机布料箱，开启机器进行制品压制，所用压制设备为虎牌4VS型压砖机。所述面层与底层的重量比是0.8-1.2：3.8-4.2。
将压制好的制品送入养护窑养护，养护条件为温度25摄氏度，湿度65％，养护24小时出窑码垛。28天抗压强度51MPa。
实施例2：
面层：电炉滚筒渣细集料：63.75wt％，高铝酸盐水泥：20.88％，微硅粉:0.17wt％，有机硅憎水剂：0.2wt％，水：15wt％。
底层：高铝酸盐水泥：15.4wt％；电炉滚筒渣粗集料：60.2wt％；石屑：10.32wt％，微硅粉:0.08wt％，水：14wt％。
按照工艺流程进行均匀搅拌，将搅拌好的物料送入成型机布料箱，开启机器进行制品压制，所用压制设备为虎牌4VS型压砖机。所述面层与底层的重量比是0.8-1.2：3.8-4.2。
将压制好的制品送入养护窑养护，养护条件为温度25摄氏度，湿度65％，养护24小时出窑码垛。28天抗压强度48.7MPa。
实施例3：
面层：电炉滚筒渣细集料：55.25wt％，高铝酸盐水泥：29.22％，微硅粉:0.24wt％，有机硅憎水剂:0.29wt％，水15wt％。
底层：高铝酸盐水泥：15.4wt％；电炉滚筒渣粗集料：60.2wt％；石屑：10.32wt％，微硅粉：0.08wt％，水14wt％。
按照工艺流程进行均匀搅拌，将搅拌好的物料送入成型机布料箱，开启机器进行制品压制，所用压制设备为虎牌4VS型压砖机。所述面层与底层的重量比是0.8-1.2：3.8-4.2。
将压制好的制品送入养护窑养护，养护条件为温度25摄氏度，湿度65％，养护24小时出窑码垛。28天抗压强度53.4MPa。
对比例1：
面层：电炉滚筒渣细集料：55.25wt％，普通硅酸盐水泥：29.75％，水15wt％。
底层：普通硅酸盐水泥：15.48wt％；电炉滚筒渣粗集料：60.2wt％；石屑：10.32wt％，水14wt％。
按照工艺流程进行均匀搅拌，将搅拌好的物料送入成型机布料箱，开启机器进行制品压制，所用压制设备为虎牌4VS型压砖机。所述面层与底层的重量比是0.8-1.2：3.8-4.2。
将压制好的制品送入养护窑养护，养护条件为温度25摄氏度，湿度65％，养护24小时出窑码垛。28天抗压强度44.9MPa。
参照JC/T1024《外墙饰面砂浆》标准中对抗泛碱性检测方法，将实施例1-3和对比例1所做的制品放置在电控喷淋水装置下方，倾斜角为55°～65°，电控喷淋水装置流水位置与制品表面垂直，且高度在13cm～17cm，水流量为300ml/s，连续喷淋10min后将制品放置在电热鼓风干燥箱中烘干4h，温度控制在48℃～52℃。完成烘干后，取出试件冷却至室温，再连续喷淋10min。循环21次后，检查制品表面有无可见泛碱。
经检测，实施例1-3和对比例1进行抗泛碱检测，具体结果如下：
表1实施例1-3和对比例1的抗泛碱检测结果
序号 名称 抗泛碱性
1 实施例1 无可见泛碱
2 实施例2 无可见泛碱
3 实施例3 无可见泛碱
4 对比例1 有泛碱
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种钢渣透水路面制品，包括面层和底层，所述面层的原料包括滚筒渣细集料、面层水泥、微硅粉、憎水剂和水，所述滚筒渣细集料和面层水泥的重量比为65-75：25-35，所述微硅粉、憎水剂、水为适量；所述底层的原料包括滚筒渣粗集料、底层水泥、石屑、微硅粉和水，所述滚筒渣粗集料、底层水泥、石屑的重量比为60-70：13-18：12-27，所述微硅粉和水为适量。
2.根据权利要求1所述的钢渣透水路面制品，其特征在于，所述面层和底层的重量比为0.8-1.2：3.8-4.2。
3.根据权利要求1所述的钢渣透水路面制品，其特征在于，所述面层中微硅粉的重量为面层水泥重量的0.5-1wt％，所述面层中憎水剂的重量为面层水泥重量的0.5-1wt％，所述面层中水的重量为面层总重量的10％-20％。
4.根据权利要求1所述的钢渣透水路面制品，其特征在于，所述底层中微硅粉的重量为底层水泥重量的1-1.5wt％，所述底层中水的重量为底层总重量的8％-18％。
5.根据权利要求1所述的钢渣透水路面制品，其特征在于，所述面层水泥和底层水泥均选自高铝酸盐水泥和/或白色硅酸盐水泥，优选选自42.5级高铝酸盐水泥或42.5级白色硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1所述的钢渣透水路面制品，其特征在于，所述滚筒渣细集料选自电炉滚筒渣细集料和/或转炉滚筒渣细集料，所述滚筒渣粗集料选自电炉滚筒渣粗集料和/或转炉滚筒渣粗集料。
7.根据权利要求1所述的钢渣透水路面制品，其特征在于，所述钢渣透水路面制品包括以下条件的任一项或多项：
A1)所述滚筒渣细集料的粒径是1-3mm，优选为2-3mm；
A2)所述滚筒渣粗集料的粒径是5-10mm，优选为7-10mm；
A3)所述微硅粉的粒径为0.15-0.2μm，所述微硅粉中SiO2含量>85％；
A4)所述憎水剂选自有机硅憎水剂和/或硅烷基憎水剂，所述憎水剂的细度为80-100目，活性物质含量≥80％；
A5)所述石屑的粒径为0-5mm。
8.根据权利要求1-7所述的钢渣透水路面制品的制备方法，包括：滚筒渣细集料、面层水泥、微硅粉、憎水剂加水搅拌；滚筒渣粗集料、底层水泥、石屑、微硅粉加水搅拌；将搅拌后的物料压制成型、养护。
9.根据权利要求1-7任一项所述的钢渣透水路面制品在制备钢渣透水路面中的用途。
10.一种钢渣透水路面，由如权利要求1-7任一项所述的钢渣透水路面制品铺设而成。
CN201811475546.7A 2018-12-04 2018-12-04 一种钢渣透水路面制品及其制备方法 Pending CN109437783A (zh)

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Title
王宗昌: "《建筑工程施工质量控制与实例分析》", 31 January 2011, 中国电力出版社 *

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