CN111593627A - 一种基于固废材料的透水混凝土砖路面系统及其铺设方法 - Google Patents

一种基于固废材料的透水混凝土砖路面系统及其铺设方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于固废材料的透水混凝土砖路面系统及其铺设方法,属于透水混凝土砖技术领域。本发明提供的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统,由上到下依次包括:透水混凝土砖面层、找平层、基层和垫层;所述透水混凝土砖面层包括透水混凝土砖上面层和透水混凝土砖下面层;透水混凝土砖上面层包括第一辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水;透水混凝土砖下面层包括第二辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水;找平层包括沙子、水泥和水;基层包括镍铁渣、花岗岩废石料、水泥和水;垫层包括粉煤灰和镍铁渣和水。本发明提供的路面系统的强度、抗冻性、耐磨性及透水性良好。

Description

一种基于固废材料的透水混凝土砖路面系统及其铺设方法
技术领域
本发明涉及路面系统领域,具体涉及一种基于固废材料的透水混凝土砖路面系统及其铺设方法。
背景技术
随着我国城市化进程的加快,城市内的硬化面积比例逐渐增大,随之而来的是市内排水系统的压力日益增大。目前,减轻市内排水系统的压力主要途径为增加透水的场地或者是道路采用透水性混凝土进行浇筑或铺设,其中道路表面的透水层对于排水效果起着关键作用。目前,透水层一般由透水混凝土路面砖铺设而成,透水混凝土路面砖包括水泥透水性混凝土制品和高分子透水性混凝土制品。高分子透水性混凝土制品是采用单粒级粗骨料、以沥青或高分子树脂胶结铺设而成,这种材料强度高,但是其对温度变化敏感、耐侯性差、易老化、成本也高,实际应用的较少。水泥透水性混凝土路面砖是采用单粒级粗骨料,以水泥为胶结料,无砂或少砂而铺设的大孔混凝土制品,该材料硬化后一般会有10~30%的连通孔隙,其透水性良好,但是其强度不够理想。
发明内容
鉴于此,本发明的目的在于提供一种基于固废材料的透水混凝砖土路面系统及其铺设方法。本发明提供的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统的强度和透水性优异。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种基于固废材料的透水混凝土砖路面系统,由上到下依次包括:透水混凝土砖上面层、透水混凝土砖下面层、找平层、基层和垫层;
所述透水上砖面层由包括第一辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水的原料形成;所述第一辉绿岩废石料的粒径为3~5mm;
所述透水混凝土砖下面层由包括第二辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水的原料形成;所述第二辉绿岩废石料的粒径为5~10mm;
所述找平层由包括沙子和水泥的原料形成;
所述基层由包括镍铁渣、花岗岩废石料、水泥和水的原料形成;
所述垫层由包括粉煤灰、镍铁渣和水的原料形成。
优选的,所述透水混凝土砖上面层中第一辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水的质量比为(1600~1700):(200~350):(8~9.5):(100~170)。
优选的,所述透水混凝土砖下面层中第二辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水的质量比为(1600~1700):(200~350):(8~9.5):(100~170)。
优选的,所述基层中镍铁渣、花岗岩废石料、水泥和水的质量比为 (30~45):(38~50):(12~17):(4~7)。
优选的,所述垫层中粉煤灰、镍铁渣和水的质量比为(2~3):(7~8): (1.5~2.5)。
优选的,所述垫层的厚度为45~55mm;
所述基层的厚度为145~155mm;
所述找平层的厚度为18~22mm;
所述透水混凝土砖下面层的厚度为145~155mm;
所述透水混凝土砖上面层的厚度为28~33mm。
所述的基于固废材料的透水混凝砖土路面系统,其特征在于,所述基层和垫层中镍铁渣的粒径独立地≤20mm。
优选的,所述基层和垫层中花岗岩废石料的粒径独立地为5~20mm。
优选的,所述增强剂包括SQSJ-TS-I。
本发明还提供了上述技术方案所述基于固废材料的透水混凝土砖路面系统的铺设方法,包括以下步骤:
将粉煤灰、镍铁渣和水混合后铺设在路基表面,在路基表面形成垫层;
将镍铁渣、花岗岩废石料、水泥和水混合后铺设在所述垫层表面,在垫层表面形成基层;
将水泥、沙子和水混合后铺设在所述基层表面,在基层表面形成找平层;
将第二辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水混合后铺设,得到透水混凝土砖下面层;将第一辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水混合后铺设在所述透水混凝土砖下面层的表面,得到透水混凝土砖;
将透水混凝土砖铺设在所述找平层的表面,在找平层表面形成透水混凝土砖面层,得到基于固废材料的透水混凝土砖路面系统。
本发明提供了一种基于固废材料的透水混凝土砖路面系统,由上到下依次包括:透水混凝土砖、找平层、基层和垫层;所述透水混凝土砖包括透水混凝土砖上面层和透水混凝土砖下面层:上面层由包括第一辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水的原料形成;所述第一辉绿岩废石料的粒径为3~5mm;所述透水混凝土砖下面层由包括第二辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水的原料形成;所述第二辉绿岩废石料的粒径为5~10mm;所述找平层由包括沙子、水泥和水的原料形成;所述基层由包括镍铁渣、花岗岩废石料、水泥和水的原料形成;所述垫层由包括粉煤灰、镍铁渣和水的原料形成。本发明得到的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统其强度、耐磨性、抗冻性和透水性良好;本发明提供的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统能够缓解热岛效应。
而且本发明提供的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统以水泥、沙子、工业废渣(粉煤灰和镍铁渣)以及尾矿(花岗岩废石料和辉绿岩废石料)为原料,提高了固废材料的利用率,能够有效减少由于工业废渣堆积带来的占地和污染问题,增加了筑路建材来源,可以有效缓解道路建设对开山采石的需求,进而改善由于开采石料所造成的环境生态破坏问题;同时大大降低了基于固废材料的透水混凝土砖路面系统的成本。
如本发明实施例结果所示,基于固废材料的透水混凝土砖路面系统的耐磨性<35,透水系数>0.52mm/s,抗冻性(在-25摄氏度下50次循环冻融后抗压强度损失率)50次冻融循环后质量损失率为0.81~1.12%,孔隙率为11~17%,强度等级达C40以上,其28天的抗压强度为48.25~54.19MPa,28天的抗折强度为6.79~8.91MPa。
附图说明
图1为基于固废材料的透水混凝土砖路面系统的示意图,其中,1透水混凝土砖上面层、2为透水混凝土砖下面层、3为找平层、4为基层,5为垫层。
具体实施方式
本发明提供了一种基于固废材料的透水混凝土砖路面系统,其结构示意图如图1所示,由下到上依次包括:1-透水混凝土砖上面层、2-透水混凝土砖下面层、3-找平层、4-基层和5-垫层;
所述透水混凝土砖上面层由包括第一辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水的原料形成;所述第一辉绿岩废石料的粒径为3~5mm;
所述透水混凝土砖下面层由包括第二辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水的原料形成;所述第二辉绿岩废石料的粒径为5~10mm;
所述找平层由包括沙子、水泥和水的原料形成;
所述基层由包括镍铁渣、花岗岩废石料、水泥和水的原料形成;
所述垫层由包括粉煤灰、镍铁渣和水的原料形成。
在本发明中,若无特殊说明,所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
在本发明中,所述透水混凝土砖上面层由包括第一辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水的原料形成。
在本发明中,所述第一辉绿岩废石料的组成优选包括以下质量百分含量的组分:SiO245~51%、Al2O315~20%、Fe2O312~17%、CaO 9~11%和MgO 4~7%。本发明对于所述第一辉绿岩废石料优选来源没有特殊限定,采用采石场对原石材经过开发利用后废弃的辉绿岩石料即可;所述第一辉绿岩废石料的密度优选为300~400kg/m3,更优选为350kg/m3,抗压强度优选为 160~180MPa,更优选为170MPa,抗拉强度优选为4.5~5.4MPa,更优选为5MPa。在本发明中,所述第一辉绿岩废石料的粒径优选为3.5~4.5mm,进一步优选为3.5~4mm。在本发明中,所述水泥优选为普通硅酸盐水泥,所述水泥优选为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。在本发明中,所述增强剂优选为SQSJ-TS-I(圣清中科新奥生态环境科技有限公司)。
在本发明中,所述透水混凝土砖上面层中第一辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水的质量比优选为(1600~1700):(200~350):(8~9.5):(100~170),更优选为(1610~1690):(210~340):(8.2~9.4):(110~160),最优选为 (1620~1680):(210~330):(8.3~9.2):(110~155)。
在本发明中,所述透水混凝土砖上面层的厚度优选为28~33mm,更优选为30~32mm。
在本发明中,所述透水混凝土砖上面层的作用是将雨水渗透到透水混凝土砖下面层的同时实现对雨水中杂质的过滤,对地下水资源形成更有效的保护。
在本发明中,所述透水混凝土砖下面层由包括第二辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水的原料形成。本发明对于所述第二辉绿岩废石料的组成没有特殊限定,采用本领域熟知的辉绿岩废石料即可。在本发明中,所述第二辉绿岩废石料的粒径优选为6~9mm,进一步优选为7~8mm。在本发明中,所述水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。在本发明中,所述增强剂优选为 SQSJ-TS-I(圣清中科新奥生态环境科技有限公司)。
在本发明中,所述透水混凝土砖下面层中第二辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水的质量比优选为((1600~1700):(200~350):(8~9.5):(100~170),更优选为(71~75):(9~16):(0.35~0.45):(4.5~5.5),最优选为(72~74): (10~15):(0.35~0.4):(4.5~5)。
在本发明中,所述透水混凝土砖下面层的厚度优选为145~155mm,更优选为148~153mm。
在本发明中,所述透水透水混凝土砖下面层的作用是将雨水渗透到地下,以及承载由上层传递下来的垂直荷载。
在本发明中,所述找平层由包括沙子、水泥和水的原料形成。在本发明中,所述水泥优选为普通硅酸盐水泥,所述水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。在本发明中,所述水泥和沙子的质量比优选为1:(2.5~3),更优选为1:(2.6~2.8)。
在本发明中,所述找平层的厚度优选为18~22mm,更优选为19~20mm。
在本发明中,所述找平层是因垫层和基础层结构面存在高低不平或坡度而需要进行找平铺设,其作用是为了使透水混凝土砖路面更加平整。
在本发明中,所述基层由包括镍铁渣、花岗岩废石料、水泥和水的原料形成。
在本发明中,所述镍铁渣的组成优选为SiO230~54.5%、Fe2O36.4~32.7%、 MgO2.7~15.8%、CaO 1.5~12%和Al2O32.5~8.3%。在本发明中,所述镍铁渣和花岗岩废石料的粒径独立地优选为5~20mm,更优选为10~15mm。在本发明中,所述花岗岩废石料的来源优选为,优选采石场对原石材经过开发利用后废弃的花岗岩石料。
在本发明中,所述镍铁渣的堆存时间≥半年后再使用;所述镍铁渣的粉化率优选≤5%,所述镍铁渣的粒径优选≤20mm,更优选为5~20mm,压碎值优选≤30%。本发明采用的镍铁渣清洁,不含有害物质。在本发明中,所述花岗岩废石料的含泥量优选<1%,含沙量优选<10%,针片状颗粒含量优选 <15%,孔隙率优选为15~23%。在本发明中,所述基层中的水泥优选为普通硅酸盐水泥,所述水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。
在本发明中,所述基层中镍铁渣、花岗岩废石料、水泥和水的质量比优选为(30~45):(38~50):(12~17):(4~7),更优选为(34~42):(39~48): (13~16):(4.5~6.5),最优选为(36~40):(40~45):(14~15):(5~6)。
在本发明中,所述基层的厚度为145~155mm,更优选为147~152mm。
在本发明中,所述基层的作用主要是用来承受通过面层传递下来的垂直力,并把垂直力扩散到垫层和垫层下面的地基中。
在本发明中,所述垫层由包括粉煤灰、镍铁渣和水的原料形成。本发明对于所述粉煤灰的组成没有特殊限定,采用本领域熟知的粉煤灰即可;所述粉煤灰和镍铁渣的粒径优选独立为5~20mm,更优选独立为10~15mm。在本发明中,所述垫层中镍铁渣的组成和粒径优选选自上述技术方案所述基层中的镍铁渣组成和粒径,在此不再赘述。
在本发明中,所述垫层中粉煤灰、镍铁渣和水的质量比优选为(2~3): (7~8):(1.5~2.5),更优选为(2.2~3):(7~7.8):(1.8~2.2),最优选为(2.5~3):(7~7.5):(2~2.2)。
在本发明中,所述垫层的厚度优选为45~55mm,更优选为48~54mm。
在本发明中,所述垫层的作用是隔水、排水和防冻,用来改善基层的湿度和温度状况,以保证透水混凝土砖和基层的轻度和刚度的稳定性,使其不受冻胀和翻浆的影响。
本发明提供的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统的强度、耐磨性及透水性良好,能够缓解热岛效应。而且,本发明提供的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统以及粉煤灰、镍铁渣、花岗岩废石料和辉绿岩废石料等工业废渣和尾矿废石料作为主要原料,提高了固废材料的利用率,能够有效减少由于工业废渣堆积带来的占地和污染问题,增加了筑路建材来源,可以有效缓解道路建设对开山采石的需求,进而改善由于开采石料所造成的环境生态破坏问题;同时大大降低了基于固废材料的透水混凝土路面砖系统的成本。
本发明还提供了上述技术方案所述基于固废材料的透水混凝土砖路面系统的铺设方法,包括以下步骤:
将粉煤灰、镍铁渣和水混合后铺设在路基表面,在路基表面形成垫层;
将镍铁渣、花岗岩废石料、水泥和水混合后铺设在所述垫层表面,在垫层表面形成基层;
将水泥、沙子和水混合后铺设在所述基层表面,在基层表面形成找平层;
将第二辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水混合后铺设,得到透水混凝土砖下面层;将第一辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水混合后铺设在所述透水混凝土砖下面层的表面,得到透水混凝土砖;
将透水混凝土砖铺设在所述找平层的表面,在找平层表面形成透水混凝土砖面层,得到基于固废材料的透水混凝土砖路面系统。
本发明将粉煤灰和镍铁渣混合后铺设在路基表面,在路基表面形成垫层。在本发明中,所述的路基优选为素夯实土。
本发明对于所述粉煤灰和镍铁渣混合采用的设备没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的混合设备即可。本对于所述混合的时间没有特殊限定,能够将所述粉煤灰和镍铁渣混合均匀、色泽一致、级配符合要求、无明显离析现象即可。在本发明中,所述铺设的方式优选为分层铺设;所述分层铺设的每一层厚度优选为15~20mm。
在路基表面形成垫层后,本发明将镍铁渣、花岗岩废石料、水泥和水混合后铺设在所述垫层表面,在垫层表面形成基层。
本发明优选将所述镍铁渣和花岗岩废石料破碎和筛分后再进行混合。在本发明中,所述镍铁渣破碎后堆放时间优选≥半年,使其达到稳定状态后再使用。本发明对于所述破碎和筛分的方式没有特殊限定,能够保证所述镍铁渣和花岗岩废石料混合后的粒径符合要求(5~20mm)即可。本发明对于所述铺设的方式没有特殊限定,采用本领域熟知的铺设方式即可。
在垫层表面形成基层后,本发明将水泥和沙子混合后铺设在所述基层表面,在基层表面形成找平层。
本发明优选将沙子、水泥和水在搅拌厂混合好后运输到施工现场然后进行铺设,能够减少对环境的污染并调高施工效率。本发明对于所述混合的方式没有特殊限定,采用本领域熟知的混合方式即可,具体如搅拌混合。本发明对于所述铺设的方式没有特殊限定,采用本领域熟知的铺设方式即可。
本发明将第二辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水混合后铺设,得到透水混凝土砖下面层;将第一辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水混合后铺设在所述透水混凝土砖下面层的表面,得到透水混凝土砖。
在本发明中,透水混凝土砖优选在工厂中生产得到。在本发明中,所述透水混凝土砖的生产过程,优选包括以下步骤:将第二辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水混合后第一铺设到模具内,形成透水混凝土砖下面层;然后将第一辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水混合后第二铺设在透水混凝土砖下面层表面,得到透水混凝土砖。
在本发明中,所述模具优选具有上方开口的盒状结构,本发明对于所述模具的尺寸没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的透水混凝土砖用模具即可。在本发明中,所述透水混凝土砖下面层的厚度优选为145~155mm,更优选为148~153mm;所述透水混凝土砖下面层的厚度优选为28~33mm,更优选为30~32mm。
在本发明中,所述混合的方式优选为搅拌混合;本发明对于所述搅拌混合采用的设备没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的搅拌混合设备即可;本发明对于所述搅拌混合的速度和时间没有特殊限定,能够将原料混合均匀即可。
在本发明中,所述第一铺设和第二铺设的方式优选为浇筑。
所述第一铺设后,本发明优选还包括将所得透水混凝土砖下面层进行振动加压,所述振动加压的压力优选为8~10MPa,在下层透水混凝土砖初凝前进行后续的第二铺设。
所述第二铺设后,本发明优选还包括将所得透水混凝土砖进行振动加压和养护,所述振动加压的压力优选为8~10MPa。本发明通过振动加压使得透水混凝土砖下面层和透水混凝土砖上面层充分粘结,形成一个整体。
在本发明中,所述养护前还包括将所得透水混凝土砖粗品脱模。本发明对于所述脱模的方法没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的脱模方法即可。
在本发明中,所述养护优选包括依次进行的蒸压养护和自然养护;所述蒸压养护优选在养护箱中进行;所述蒸压养护的时间优选为12h,更优选为 12h;所述自然养护的时间优选为28天。
得到找平层和透水混凝土砖后,本发明将透水混凝土砖铺设在所述找平层的表面,在找平层表面形成透水混凝土砖面层,得到基于固废材料的透水混凝土砖路面系统。
本发明提供的铺设方法,操作简单,生产效率高且成本低,适宜大规模生产。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明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。
实施例1
将粉煤灰、镍铁渣和水按照质量比为3:7:2混合后铺设在素夯实土路基表面,在路基表面形成垫层,其厚度为48mm;
分别将镍铁渣和花岗岩废石料破碎和筛分(粒径为5~20mm)后将所得破碎后的镍铁渣、花岗岩废石料、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥和水按照质量比为36:45:14:5混合后铺设在所述垫层表面,在垫层表面形成基层,其厚度为150mm;
将强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥、沙子和水按照质量比为1:3:0.5 混合后铺设在所述基层表面,在基层表面形成找平层,其厚度为20mm;
将辉绿岩废石料破碎和筛分(粒径为5~10mm)后,将所得破碎后的辉绿岩废石料、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥、增强剂SQSJ-TS-I和水按照质量比为1625:295:115:8.3混合后浇筑于模具中,以8MPa的压力振动压实,形成透水混凝土砖下面层(厚度为148mm);将辉绿岩破碎和筛分(粒径为3~5mm)后,将所得破碎后的将辉绿岩废石料、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥、增强剂SQSJ-TS-I和水按照质量比为1625:295:115:8.3混合后浇筑于透水混凝土砖下面层表面,在透水混凝土砖下面层形成透水混凝土砖上面层(厚度为30mm),以8MPa的压力振动压实后脱模,然后置于养护箱中蒸压养护12h,之后自然养护28天,得到透水混凝土砖;
将透水混凝土砖铺设在所述找平层的表面,在找平层表面形成透水混凝土砖面层,得到基于固废材料的透水混凝土路面砖系统。
实施例2
将粉煤灰、镍铁渣和水按照质量比为3:7:2混合后铺设在素夯实土路基表面,在路基表面形成垫层,其厚度为51mm;
分别将镍铁渣和花岗岩废石料破碎和筛分(粒径为5~20mm)后将所得破碎后的镍铁渣、花岗岩废石料、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥和水按照质量比为40:40:15:5混合后铺设在所述垫层表面,在垫层表面形成基层,其厚度为152mm;
将强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥、沙子和水按照质量比为1:3:0.5 混合后铺设在所述基层表面,在基层表面形成找平层,其厚度为19mm;
将辉绿岩废石料破碎和筛分(粒径为5~10mm)后,将所得破碎后的辉绿岩废石料、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥、增强剂SQSJ-TS-I和水按照质量比为1650:300:8.7:120混合后浇筑于模具中,以10MPa的压力振动压实,形成透水混凝土砖下面层(厚度为151mm);将辉绿岩破碎和筛分(粒径为3~5mm)后,将所得破碎后的将辉绿岩废石料、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥、增强剂SQSJ-TS-I和水按照质量比为1650:300:8.7:120混合后浇筑于透水混凝土砖下面层表面,在透水混凝土砖下面层形成透水混凝土砖上面层压养护12h,再自然养护28天,得到透水混凝土砖;
将透水混凝土砖铺设在所述找平层的表面,在找平层表面形成透水混凝土砖面层,得到基于固废材料的透水混凝土路面砖系统。
实施例3
将粉煤灰、镍铁渣和水按照质量比为3:7:2混合后铺设在素夯实土路基表面,在路基表面形成垫层,其厚度为50mm;
分别将镍铁渣和花岗岩废石料破碎和筛分(粒径为5~20mm)后将所得破碎后的镍铁渣、花岗岩废石料、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥和水按照质量比为40:40:15:5混合后铺设在所述垫层表面,在垫层表面形成基层,其厚度为147mm;
将强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥、沙子和水按照质量比为1:3:0.5 混合后铺设在所述基层表面,在基层表面形成找平层,其厚度为20mm;
将辉绿岩废石料破碎和筛分(粒径为5~10mm)后,将所得破碎后的辉绿岩废石料、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥、增强剂SQSJ-TS-I和水按照质量比为1675:325:9.2:155混合后浇筑于模具中,以9MPa的压力振动压实,形成透水混凝土砖下面层(厚度为149mm);将辉绿岩破碎和筛分(粒径为3~5mm)后,将所得破碎后的将辉绿岩废石料、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥、增强剂SQSJ-TS-I和水按照质量比为1675:325:9.2:155混合后浇筑于透水混凝土砖下面层表面,在透水混凝土砖下面层形成透水混凝土砖上面层(厚度为33mm),以9MPa的压力振动压实后脱模,然后置于养护箱中蒸压养护12h,再自然养护28天,得到透水混凝土砖;
将透水混凝土砖铺设在所述找平层的表面,在找平层表面形成透水混凝土砖面层,得到基于固废材料的透水混凝土路面砖系统。
实施例4
将粉煤灰、镍铁渣和水按照质量比为3:7:2混合后铺设在素夯实土路基表面,在路基表面形成垫层,其厚度为54mm;
分别将镍铁渣和花岗岩废石料破碎和筛分(粒径为5~20mm)后将所得破碎后的镍铁渣、花岗岩废石料、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥和水按照质量比为39:42:14:5混合后铺设在所述垫层表面,在垫层表面形成基层,其厚度为151mm;
将强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥、沙子和水按照质量比为1:3:0.5 混合后铺设在所述基层表面,在基层表面形成找平层,其厚度为22mm;
将辉绿岩废石料破碎和筛分(粒径为5~10mm)后,将所得破碎后的辉绿岩废石料、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥、增强剂SQSJ-TS-I和水按照质量比为1650:210:8.7:120混合后浇筑于模具中,以10MPa的压力振动压实,形成透水混凝土砖下面层(厚度为153mm);将辉绿岩破碎和筛分(粒径为3~5mm)后,将所得破碎后的将辉绿岩废石料、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥、增强剂SQSJ-TS-I和水按照质量比为1650:210:8.7:120混合后浇筑于透水混凝土砖下面层表面,在透水混凝土砖下面层形成透水混凝土砖上面层(厚度为30mm),以10MPa的压力振动压实后脱模,然后置于养护箱中蒸压养护12h,再自然养护28天,得到透水混凝土砖;
将透水混凝土砖铺设在所述找平层的表面,在找平层表面形成透水混凝土砖面层,得到基于固废材料的透水混凝土路面砖系统。
对比例1
按照实施例1的方法铺设多固废材料全透式透水混凝土砖路面系统,与实施例1的区别在于,用石灰代替透水混凝土砖面层中辉绿岩。
性能测试
对实施例1~4和对比例1铺设的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统进行性能测试,测试结果如表1所示。
抗折性试验:仪器选用DKZ-5000型电动抗折试验机,采用尺寸为 100mm×100mm×400mm的实施例1~4和对比例1制备的透水混凝土路面系统作为试件,一组试件5个,将制作好的试件,养护28天;取5个试件测试结果的平均值;
抗压性试验:仪器选用TY-300C型压力试验机,采用尺寸为100mm× 100mm×100mm的实施例1~4和对比例1制备的透水混凝土路面系统作为试件,一组试件5个,将制作好的试件,养护28天;取5个试件测试结果的平均值;
抗冻性试验:仪器选用CH-25-30P混凝土冻融试验机,采用尺寸为 150mm×150mm×150mm的实施例1~4和对比例1制备的透水混凝土路面系统作为试件,一组试件5个,将制作好的试件,在水浸泡4天,然后把试件捅放入冻融试验槽中,用循环的冷冻液对试件反复进行降温和升温,周期性地把试件内放的水进行冻结和融化;取5个试件测试结果的平均值;
耐磨性试验:仪器选用TM5-400型水泥胶砂耐磨性试验机,采用尺寸为100mm×100mm×100mm的实施例1~4和对比例1制备的透水混凝土路面系统作为试件,一组试件5个,将制作好的试件,养护28天;取5个试件测试结果的平均值。
表1基于固废材料的透水混凝土砖路面系统的性能测试结果
由表1可知,本发明铺设的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统的耐磨性<35kg/m2,透水系数>0.52mm/s,抗冻性(在-25摄氏度下50次循环冻融后抗压强度损失率)50次冻融循环后质量损失率为0.81~1.12%,孔隙率为11~17%,强度等级达C40以上,其28天的抗压强度为50.25~54.19MPa, 28天的抗折强度为6.79~8.91MPa。表明本发明提供的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统的透水性、耐磨性抗冻性、抗压强度和抗折强度良好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于固废材料的透水混凝土砖路面系统,其特征在于,由上到下依次包括:透水混凝土砖面层、找平层、基层和垫层;
所述透水混凝土砖面层包括透水混凝土砖上面层和透水混凝土砖下面层;
所述透水混凝土砖上面层由包括第一辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水的原料形成;所述第一辉绿岩废石料的粒径为3~5mm;
所述透水混凝土砖下面层由包括第二辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水的原料形成;所述第二辉绿岩废石料的粒径为5~10mm;
所述找平层由包括沙子、水泥和水的原料形成;
所述基层由包括镍铁渣、花岗岩废石料、水泥和水的原料形成;
所述垫层由包括粉煤灰、镍铁渣和水的原料形成。
2.根据权利要求1所述的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统,其特征在于,所述透水混凝土砖上面层中第一辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水的质量比为(1600~1700):(200~350):(8~9.5):(100~170)。
3.根据权利要求1所述的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统,其特征在于,所述透水混凝土砖下面层中第二辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水的质量比为(1600~1700):(200~350):(8~9.5):(100~170)。
4.根据权利要求1所述的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统,其特征在于,所述基层中镍铁渣、花岗岩废石料、水泥和水的质量比为(30~45):(38~50):(12~17):(4~7)。
5.根据权利要求1所述的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统,其特征在于,所述垫层中粉煤灰、镍铁渣和水的质量比为(2~3):(7~8):(1.5~2.5)。
6.根据权利要求1~5任一项所述的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统,其特征在于,所述垫层的厚度为45~55mm;
所述基层的厚度为145~155mm;
所述找平层的厚度为18~22mm;
所述透水混凝土砖下面层的厚度为145~155mm;
所述透水混凝土砖上面层的厚度为28~33mm。
7.根据权利要求1~5任一项所述的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统,其特征在于,所述基层和垫层中镍铁渣的粒径独立地≤20mm。
8.根据权利要求1~5任一项所述的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统,其特征在于,所述基层和垫层中花岗岩废石料的粒径独立地为5~20mm。
9.根据权利要求1~3任一项所述的基于固废材料的透水混凝土砖路面系统,其特征在于,所述增强剂包括SQSJ-TS-I。
10.权利要求1~9任一项所述基于固废材料的透水混凝土砖路面系统的铺设方法,其特征在于,包括以下步骤:
将粉煤灰和镍铁渣混合后铺设在路基表面,在路基表面形成垫层;
将镍铁渣、花岗岩废石料、水泥和水混合后铺设在所述垫层表面,在垫层表面形成基层;
将水泥、沙子和水混合后铺设在所述基层表面,在基层表面形成找平层;
将第二辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水混合后铺设,得到透水混凝土砖下面层;将第一辉绿岩废石料、水泥、增强剂和水混合后铺设在所述透水混凝土砖下面层表面,得到透水混凝土砖;
将透水混凝土砖铺设在所述找平层的表面,在找平层表面形成透水混凝土砖面层,得到基于固废材料的透水混凝土砖路面系统。
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