CN111995332A - 一种路基边沟rpc盖板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种路基边沟RPC盖板及其制备方法，该盖板包括如下重量份的原料组分：100‑150份水泥、60‑80份硅灰、40‑50份砂、3‑6份增强纤维、0.2‑0.8份减水剂、0.1‑0.6份消泡剂、0.3‑0.8份膨胀剂和200‑300份水；本发明的膨胀剂中膨胀率高，碱含量低，强度高，稳定性好，掺入到活性粉末混凝土中，提高活性粉末混凝土早期膨胀率，填充活性粉末混凝土内部间隙，且后期仍保持微弱的膨胀型，能够补偿活性粉末混凝土的冷缩，不断填充活性粉末混凝土内部间隙，结构致密，从而提高了活性粉末混凝土盖板的耐久性。

Description

一种路基边沟RPC盖板及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种路基边沟RPC盖板及其制备方法。
背景技术
边沟是连接路基边坡与路外侧部分的枢纽，充当沟通的“桥梁”，因此起到了极为重要的作用。首先，边沟排出了来自路面、坡面的降水，维持了路基稳定性，其次，为了安全考虑，边沟上方需要盖板盖住，不仅能使降水顺利排出，而且还能起到美观的作用。
RPC具有极其优越的性能，RPC即活性粉末混凝土，是继高强、高性能混凝土之后，在90年代中期通过采用常规的水泥等材料开发出的水泥基材料，是DSP材料与纤维增强材料复合而成的高性能混凝土，目前，RPC盖板得到广泛的应用。但在实际应用中，边沟RPC盖板透水能力差，易造成公路积水，影响行车安全，且RPC盖板耐久性比较差，无法满足长时间高强度使用要求，而抗压强度与抗折强度仍需进一步提高。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，而提供一种路基边沟RPC盖板及其制备方法。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种路基边沟RPC盖板，其包括如下重量份的原料组分：
水泥 100-150份，
硅灰 60-80份，
砂 40-50份，
增强纤维 3-6份，
减水剂 0.2-0.8份，
消泡剂 0.1-0.6份，
膨胀剂 0.3-0.8份，
水 200-300份。
优选地，水泥选自普通硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥，比表面积不小于400m2/kg。
优选地，硅灰中二氧化硅的含量大于99%，平均粒径为0.1-0.3μm，表观密度为100-200kg/m3。由于硅灰颗粒具有良好的球形，起到很好的润滑作用，从而提高流变特性。
优选地，砂选自重量比为30:40的20-40目的砂和50-70目的砂。
优选地，所述增强纤维为镀铜微丝钢纤维与聚乙烯纤维重量比1：1的混合物，所述镀铜微丝钢纤维长度为10-15mm，直径为0.3-0.38mm；所述聚乙烯纤维的直径为10-45μm，长度为9-24mm，长径比＞200，断裂延伸率为2-3%，抗拉强度为2000MPa -3000MPa。
本发明通过加入超高分子量聚乙烯纤维，起到增韧混凝土基体作用，使该混凝土能够产生连续细而密的裂缝，再复配镀铜微丝钢纤维，镀铜微丝钢纤维能够与水泥骨料具有较强的粘结性，显著提高RPC盖板的抗折强度和耐久性，且二者的尺寸限定对结果具有较大影响，如聚乙烯纤维，若纤维长径比过大，容易造成纤维拉断，若长径比不足，容易造成纤维拔出，均不能使混凝土产生连续的细密裂缝，难以与镀铜微丝钢纤维较好的结合，共同发挥增强增韧混凝土基体的作用。
优选地，减水剂为聚羧酸碱水剂，减水率为20-40%。减水剂的加入使得用水量降低，是保证混凝土力学性能的关键因素。
优选地，消泡剂为聚醚类消泡剂。
优选地，所述膨胀剂为改性的月桂醇聚氧乙烯醚，其改性方法为：将月桂醇聚氧乙烯醚溶解后，加入壳聚糖混合搅拌均匀，再向混合物中加入二氧化硅，搅拌均匀，冷冻干燥后，球磨粉碎，即得改性的月桂醇聚氧乙烯醚，其中壳聚糖、二氧化硅与月桂醇聚氧乙烯醚的重量份比为2-3:3-5:100。
优选地，路基边沟RPC盖板的制备方法包括如下步骤：
（1）、将水泥、硅灰、砂、增强纤维、消泡剂和膨胀剂搅拌均匀混合，得到混凝土拌合物；
（2）、在混凝土拌合物里加入减水剂和水，搅拌均匀，经600-800℃熔融2.5-3.5h得到混凝土浆料；
（3）、将混凝土浆料注入模具内振动成型，退火，冷却，并放入养护室内养护，养护温度为20-24℃，湿度大于等于95%，养护24h；
（4）、养护24h后的试件脱模，覆盖湿麻袋养护即可。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
第一、本发明增强纤维为镀铜微丝钢纤维与聚乙烯纤维的混合物，通过加入超高分子量聚乙烯纤维，起到增韧混凝土基体作用，使该混凝土能够产生连续细而密的裂缝，再复配镀铜微丝钢纤维，能够进入细而密的裂缝中，且镀铜微丝钢纤维能够与水泥骨料具有较强的粘结性，这显著提高RPC盖板的抗折强度和耐久性。
第二、本发明的膨胀剂采用经壳聚糖与二氧化硅改性的月桂醇聚氧乙烯醚，通过改性后，月桂醇聚氧乙烯醚分子表面包括二氧化硅，能够与水泥、硅灰等骨料更好的结合，有助于发挥膨胀效果，掺入到活性粉末混凝土中，提高活性粉末混凝土早期膨胀率，填充活性粉末混凝土内部间隙，且后期仍保持微弱的膨胀型，能够补偿活性粉末混凝土的冷缩，不断填充活性粉末混凝土内部间隙，结构致密，从而提高了活性粉末混凝土盖板的耐久性。
第三、本发明的制备方法工艺简单，生产过程容易控制，造价较低，维护成本低，用于工业领域时，具有良好的应用前景。另外，本发明的盖板能够加快雨水的流动，提高排水率，路面积水量较小。
具体实施方式
本发明提供了一种路基边沟RPC盖板。
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。应该理解的是，本发明实施例的制备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。
各实施例和对比例中的组分情况如表1所示。
表1 各实施例和对比例中组分的重量份数据
Figure 396786DEST_PATH_IMAGE002
实施例1：
本实施例的路基边沟RPC盖板的组分中，水泥为普通硅酸盐水泥，比表面积不小于400m2/kg。
硅灰中二氧化硅的含量大于99%，平均粒径为0.1μm，表观密度为100kg/m3。
砂选自重量比为30:40的20目的砂和50目的砂。
增强纤维为镀铜微丝钢纤维与聚乙烯纤维重量比1：1的混合物，其中，镀铜微丝钢纤维长度为10mm，直径为0.3mm，聚乙烯纤维直径为10μm，长度为9mm。
减水剂为聚羧酸碱水剂，减水率为20%。
消泡剂为聚醚类消泡剂。
膨胀剂为改性的月桂醇聚氧乙烯醚，其改性方法为：按重量份，将100份月桂醇聚氧乙烯醚溶解后，加入2份壳聚糖混合搅拌均匀，再向混合物中加入3份二氧化硅，搅拌均匀，冷冻干燥后，球磨粉碎，即得改性的月桂醇聚氧乙烯醚。
本实施例的路基边沟RPC盖板的制备方法包括如下步骤：
（1）、将水泥、硅灰、砂、增强纤维、消泡剂和膨胀剂搅拌均匀混合，得到混凝土拌合物；
（2）、在混凝土拌合物里加入减水剂和水，搅拌均匀，经600℃熔融2.5h得到混凝土浆料；
（3）、将混凝土浆料注入模具内振动成型，退火，冷却，并放入养护室内养护，养护温度为20℃，湿度大于等于95%，养护24h；
（4）、养护24h后的试件脱模，覆盖湿麻袋养护即可。
实施例2：
本实施例的路基边沟RPC盖板的组分中，水泥为粉煤灰硅酸盐水泥，比表面积不小于400m2/kg。
硅灰中二氧化硅的含量大于99%，平均粒径为0.2μm，表观密度为130kg/m3。
砂选自重量比为30:40的30目的砂和60目的砂。
增强纤维为镀铜微丝钢纤维与聚乙烯纤维重量比1：1的混合物，其中，镀铜微丝钢纤维长度为13mm，直径为0.4mm；聚乙烯纤维直径为25μm，长度为12mm。
减水剂为聚羧酸碱水剂，减水率为30%。
消泡剂为聚醚类消泡剂。
膨胀剂为改性的月桂醇聚氧乙烯醚，其改性方法为：按重量份，将100份月桂醇聚氧乙烯醚溶解后，加入2份壳聚糖混合搅拌均匀，再向混合物中加入4份二氧化硅，搅拌均匀，冷冻干燥后，球磨粉碎，即得改性的月桂醇聚氧乙烯醚。
本实施例的路基边沟RPC盖板的制备方法包括如下步骤：
（1）、将水泥、硅灰、砂、增强纤维、消泡剂和膨胀剂搅拌均匀混合，得到混凝土拌合物；
（2）、在混凝土拌合物里加入减水剂和水，搅拌均匀，经720℃熔融3h得到混凝土浆料；
（3）、将混凝土浆料注入模具内振动成型，退火，冷却，并放入养护室内养护，养护温度为23℃，湿度大于等于95%，养护24h；
（4）、养护24h后的试件脱模，覆盖湿麻袋养护即可。
实施例3：
本实施例的路基边沟RPC盖板的组分中，水泥为粉煤灰硅酸盐水泥，比表面积不小于400m2/kg。
硅灰中二氧化硅的含量大于99%，平均粒径为0.3μm，表观密度为200kg/m3。
砂选自重量比为30:40的40目的砂和70目的砂。
增强纤维为镀铜微丝钢纤维与聚乙烯纤维重量比1：1的混合物，其中，镀铜微丝钢纤维长度为15mm，直径为0.38mm，聚乙烯纤维直径为45μm，长度为24mm。
减水剂为聚羧酸碱水剂，减水率为40%。
消泡剂为聚醚类消泡剂。
膨胀剂为改性的月桂醇聚氧乙烯醚，其改性方法为：按重量份，将100份月桂醇聚氧乙烯醚溶解后，加入2份壳聚糖混合搅拌均匀，再向混合物中加入5份二氧化硅，搅拌均匀，冷冻干燥后，球磨粉碎，即得改性的月桂醇聚氧乙烯醚。
本实施例的路基边沟RPC盖板的制备方法包括如下步骤：
（1）、将水泥、硅灰、砂、增强纤维、消泡剂和膨胀剂搅拌均匀混合，得到混凝土拌合物；
（2）、在混凝土拌合物里加入减水剂和水，搅拌均匀，经800℃熔融3.5h得到混凝土浆料；
（3）、将混凝土浆料注入模具内振动成型，退火，冷却，并放入养护室内养护，养护温度为24℃，湿度大于等于95%，养护24h；
（4）、养护24h后的试件脱模，覆盖湿麻袋养护即可。
对比例1：
本对比例与实施例2相比，其不加入膨胀剂，其余均与实施例2相同。
对比例2：
本对比例与实施例2相比，其不加入增强纤维，其余均与实施例2相同。
对比例3：
本对比例与实施例2相比，其加入的增强纤维只有镀铜微丝钢纤维，其余均与实施例2相同。
对比例4：
本对比例与实施例2相比，其加入的膨胀剂为没有经过改性的月桂醇聚氧乙烯醚，其余均与实施例2相同。
按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2019）对实施例和对比例的路基边沟RPC盖板的力学性能和膨胀性能等各项性能指标进行测试，结果如下表2所示。
表2 实施例和对比例的盖板性能数据
Figure DEST_PATH_IMAGE004
由表2可知，本发明制备得到的路基边沟混凝土RPC盖板具备优异的抗压强度与抗折强度，且其竖向膨胀率也比较高。
相比实施例2，对比例1中,不加入膨胀剂，产品的竖向膨胀率显著降低，而抗压强度与抗折强度也有一定程度的减小；
相比实施例2，对比例2中,不加入增强纤维，产品的抗压强度与抗折强度显著降低，产品的竖向膨胀率也有一定程度的减小；
相比实施例2，对比例3中, 其加入的增强纤维只有镀铜微丝钢纤维时，产品的抗压强度与抗折强度具有较大幅度的降低，产品的竖向膨胀率也有一定程度的减小；
相比实施例2，对比例4中, 其加入的膨胀剂为没有经过改性的月桂醇聚氧乙烯醚，产品的竖向膨胀率具有较大幅度的降低，而抗压强度与抗折强度也有一定程度的减小。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术人员显然可以容易的对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种路基边沟RPC盖板，其特征在于：其包括如下重量份的原料组分：
水泥 100-150份，
硅灰 60-80份，
砂 40-50份，
增强纤维 3-6份，
减水剂 0.2-0.8份，
消泡剂 0.1-0.6份，
膨胀剂 0.3-0.8份，
水 200-300份。
2.根据权利要求1所述的路基边沟RPC盖板，其特征在于：所述水泥选自普通硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥，比表面积不小于400m2/kg。
3.根据权利要求1所述的路基边沟RPC盖板，其特征在于：所述硅灰中二氧化硅的含量大于99%，平均粒径为0.1-0.3μm，表观密度为100-200kg/m3。
4.根据权利要求1所述的路基边沟RPC盖板，其特征在于：所述砂选自重量比为30:40的20-40目的砂和50-70目的砂。
5.根据权利要求1所述的路基边沟RPC盖板，其特征在于：所述增强纤维为镀铜微丝钢纤维与聚乙烯纤维重量比1：1的混合物，所述镀铜微丝钢纤维长度为10-15mm，直径为0.3-0.38mm；所述聚乙烯纤维的直径为10-45μm，长度为9-24mm，长径比＞200，断裂延伸率为2-3%，抗拉强度为2000MPa -3000MPa。
6.根据权利要求1所述的路基边沟RPC盖板，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸碱水剂，减水率为20-40%。
7.根据权利要求1所述的路基边沟RPC盖板，其特征在于：所述消泡剂为聚醚类消泡剂。
8.根据权利要求1所述的路基边沟RPC盖板，其特征在于：所述膨胀剂为改性的月桂醇聚氧乙烯醚，其改性方法为：
将月桂醇聚氧乙烯醚溶解后，加入壳聚糖混合搅拌均匀，再向混合物中加入二氧化硅，搅拌均匀，冷冻干燥后，球磨粉碎，即得改性的月桂醇聚氧乙烯醚。
9.如权利要求1所述的路基边沟RPC盖板的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
（1）、将水泥、硅灰、砂、增强纤维、消泡剂和膨胀剂搅拌均匀混合，得到混凝土拌合物；
（2）、在所述混凝土拌合物里加入减水剂和水，搅拌均匀，经600-800℃熔融2.5-3.5h得到混凝土浆料；
（3）、将混凝土浆料注入模具内振动成型，退火，冷却，并放入养护室内养护，养护温度为20-24℃，湿度大于等于95%，养护24h；
（4）、养护24h后的试件脱模，覆盖湿麻袋养护即可。
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