CN1139694C

CN1139694C - 一种利用沙漠砂修筑沙漠公路和场地的方法

Info

Publication number: CN1139694C
Application number: CNB991111583A
Authority: CN
Inventors: 马瑞志; 倪亚范
Original assignee: Peking University
Current assignee: Peking University
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2004-02-25
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: CN1282821A

Abstract

一种利用沙漠砂修筑沙漠公路和场地的方法，其特征在于将公路基层、路体和场地分为上、下两层来修，下层为不含水玻璃的水硬性水泥混凝土，上层为气硬性水泥水玻璃混凝土。所采用的技术方法是：先将水泥、水和沙漠砂拌匀并压实，然后在表层分别地、一先一后地浇入由可溶性磷酸盐水溶液组成的I型改性液和由占上层水泥重量10-50%的水玻璃溶液组成的II型改性液。将它们与上层的其它部分拌和均匀后，再次进行刮平压实。最后将用水稀释过的水玻璃定型溶液啧洒浇入上层内部。本发明方法具有混凝土板的养护条件合理、整体强度高、成型速度快、施工工艺简便易行及成本低廉等优点。

Description

一种利用沙漠砂修筑沙漠公路和场地的方法

(一)技术领域。本发明为一种利用沙漠砂作集料修筑沥青公路基层、简易公路路体及各种生活和工作用场地的方法，涉及用化学方法固化沙漠砂，用来制做有承载能力的沙漠砂混凝土的技术领域。

(二)背景技术。本发明人曾于94年提出过名为《沙漠砂凝土的制造和使用方法》(公开号CN119173A)的专利申请。在该项申请中提出了以钠水玻璃为胶结剂、以硅酸盐水泥为硬化剂、以磷酸氢二钠为缓凝剂来制造沙漠砂混凝土的化学配方和配比；并提出了先将缓凝剂溶液与硅酸盐水泥混匀再与水玻璃一起搅拌成混合浆液，然后用稳定土拌和机、强制式搅拌机或人工将水玻璃混合液与沙漠砂拌匀，最后用振动压路机压实成型的工艺方法。用这种方法筑路、修场地也确能造成有承载能力的混凝土板。但其缺点有三：(1)养护条件不合理。整个混凝土板均具有气硬性质，但只有顶部的几公分能在沙漠自然气候条件下达到最佳硬化效果，下部被埋藏部分不能散失水分，甚至被沙漠地下水长期浸润，只能处于初硬状态。(2)缓凝剂使用效果不理想。磷酸氢二钠作缓凝剂时，随着其用量的增加，混凝土的初硬时间也随之得到延缓，但延缓到30-40分钟以后，如果继续增加缓凝剂的用量，则会造成混凝土在几昼夜内都不能硬化的效果，而且即使后来发生了硬化，强度性能也会有较大幅度的降低。(3)工艺实施有困难。原专利申请中提供的工艺方法在小规模就地施工情况下没有困难，但在大规模移动性施工条件下，要把几百吨粘稠度很大的浆液拌和、啧洒后，再与砂子搅拌均匀，在技术和设备方面的难度是相当大的。因此，原专利申请中的这套配方和工艺用于筑路和修场地是有缺欠的。

(三)发明内容。本发明目的是提供一种利用沙漠砂修筑沥青公路基层、简易公路路体及各种生活和工作用场地的方法。用这种方法修筑的混凝土板的养护条件合理、缓凝剂使用效果良好、施工工艺简便易行。

本项发明所采用的技术方案是将沥青公路基层、简易公路路体及各种生活和工作用场地分为上下两层来修，下层为不含水玻璃的水硬性水泥混凝土，上层为气硬性水泥水玻璃混凝土，上层厚度为3-10cm，下层厚度为5-30cm，具体施工方法为：

1、按设计施工混凝土板的尺寸和沙漠砂的比重算出沙漠砂的体积和重量，将沙漠砂与占沙漠砂重量4-12％的硅酸盐水泥以及占硅酸盐水泥重量30-150％的水，用稳定土拌和机或强制式搅拌机拌和均匀，并刮出路拱；

2、用振荡式压路机或振动式压路机将上述1的拌和料压实；

3、将相当于上层水泥重量0.01-8％的磷酸钠或磷酸钾、磷酸铵及磷酸氢二钠溶于相当于上层水泥重量50-150％的水中所组成的I型改性液及由占上层水泥重量10-50％的、模数为2.5-3.5、比重为1.26-1.42的水玻璃溶液组成的II型改性液分别地、一先一后地喷洒浇入上述1的拌和料的表层，并将它们与上层的其它部分拌和均匀，然后将上层再次刮平压实；

4、将相当于上层水泥重量50-130％、模数为2.5-3.5、比重为1.36-1.42的水玻璃溶液加入相当于其所占体积30-200％的水中所组成的定型液，均匀地喷洒浇入上层内部。

本发明方法的优异特点及其有益效果包括：

1、混凝土板的养护条件合理。由于将沥青公路的基层、简易沙漠公路路体及各种生活工作用场地分为上下两层来修，下层为不含水玻璃的水硬性水泥混凝土，直接与含地下水的潮湿沙漠砂接触，可以长期得到地下水的侵润和养护，能不断随养护龄期的增长而增加强度；上层为水玻璃和水泥共同组成的气硬性混凝土层，能在沙漠炎热干燥的气候下得到有效养护，形成快硬、高强的硬化层。这与原专利申请中将水玻璃和水泥上下不分地通混通拌，在养护条件上有明显改进，整体强度有显著增强。

2、改性液的使用效果良好。本发明使用了两种起缓凝作用的改性液，一种是由可溶性磷酸盐水溶液组成的I型改性液，另一种是由相当于上层水泥重量10-50％的水玻璃液的II型改性液。两种改性液各起着不同的作用，I型改性液起引导II型改性液渗入水泥拌合料的作用，而II型改性液则起着保证水玻璃定型液能顺利渗入压实后的上层内部的作用。水玻璃在和水泥拌和料直接接触时会迅速与水泥发生反应，形成顶面的硬结壳，从而不能渗入到拌和料中。先在水泥和沙漠砂的拌和料表面浇上一层可溶性磷酸盐的水溶液，就延缓了水玻璃和水泥发生反应硬化的时间，使水玻璃能顺利渗入到拌和料中。另外，通过搅拌以后，水玻璃将水泥中易与水玻璃发生快速反应的化学成分优先反应掉，并使反应物黏结在砂粒的表面上，不在砂粒之间形成化学胶结物，这就为最后灌入水玻璃定型溶液起到了良好的缓凝效果，使灌浆水玻璃能在1-2分钟内渗透到需要的深度。这两种缓凝剂的合理使用使混凝土板分上下两层施工成为可能，起到了关键性技术突破点的作用。

3、施工工艺简便易行。由于避免了水泥浆与水玻璃液提前混合的工艺程序，全部粉剂或液剂都直接拌入或浇入砂或砂与水泥的拌和料中。这样，就能用现有通用机械进行大规模施工，使施工艺简便易行。

4、成型速度快。定型液渗入压实后的拌合料中几分钟后便开始与水泥反应硬化，可允许立即通车。这个性质对修筑沙漠公路和场地来说是非常重要的，是许多相关技术极力想解决而一直未能解决的技术难题。本发明在这方面又取得了实质性进步和显著的效果。

5、由于下层不拌入水玻璃液，这就节省了水玻璃液的使用量，从而又进一步降低了经济成本。

(四)具体实施方式：

1、配方和配合比(单位kg/m²，厚度18cm)

(1)砂 296

(2)水泥 23.7

(3)含0.15kgNa₃PO₄·12H₂O的I型改性液 7.38

(4)作为II型改性液的水玻璃溶液 3.69

(5)作为定型液的水玻璃稀释溶液 13.28

2、工艺

(1)先将水于沙漠砂拌合一遍；

(2)再将水泥与湿的沙漠砂拌匀；

(3)将拌合料压实；

(4)喷洒I型改性液；

(5)浇入II型改性液；

(6)将上层8公分重新拌合一遍；

(7)再次将上层压实；

(8)浇入水玻璃定型液。

3、效果

(9)上、下层压实效果良好；

(10)定型水玻璃液渗入顺利；

(11)经10分钟后初硬。

Claims

一种利用沙漠砂修筑沙漠公路和场地的方法，其特征在于，所述的方法是将沥青公路基层、简易公路路体及各种生活和工作用场地分为上下两层来修，下层为不含水玻璃的水硬性水泥混凝土，上层为气硬性水泥水玻璃混凝土，上层厚度为3-10cm，下层厚度为5-30cm，具体施工方法为：

1、按设计施工混凝土板的尺寸和沙漠砂的比重算出沙漠砂的体积和重量，将沙漠砂与占沙漠砂重量4-12％的硅酸盐水泥以及占硅酸盐水泥重量30-150％的水，用稳定土拌和机或强制式搅拌机拌和均匀，并刮出路拱；
2、用振荡式压路机或振动式压路机将上述1的拌和料压实；
3、将相当于上层水泥重量0.01-8％的磷酸钠或磷酸钾、磷酸铵及磷酸氢二钠溶于相当于上层水泥重量50-150％的水中所组成的I型改性液及由占上层水泥重量10-50％的、模数为2.5-3.5、比重为1.26-1.42的水玻璃溶液组成的II型改性液分别地、一先一后地喷洒浇入上述1的拌和料的表层，并将它们与上层的其它部分拌和均匀，然后将上层再次刮平压实；
4、将相当于上层水泥重量50-130％、模数为2.5-3.5、比重为1.36-1.42的水玻璃溶液加入相当于其所占体积30-200％的水中所组成的定型液，均匀地喷洒浇入上层内部。