CN114315260A - 仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于混凝土路缘石技术领域，具体涉及一种仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石及其制备方法。所述的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石：包括外涂抹层和内结构层，内结构层包括以下重量份数的原料：水泥，砂，天然骨料A，天然骨料B，再生骨料A，再生骨料，聚丙烯纤维，水；外涂抹层包括以下重量份数的原料：真石漆、石墨氮化碳份、铝酸锶夜光材料、清漆份。本发明提供一种仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石，具有美化道路、净化空气、经济环保以及较高的抗压强度的特点；本发明还提供其制备方法。
Description
技术领域
本发明属于混凝土路缘石技术领域，具体涉及一种仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石及其制备方法。
背景技术
路缘石又叫道牙子，一般设在人行道与机动车道之间、公路的中央分隔带边缘、行车道右侧边缘或路肩外侧边缘。路缘石起到了分离人群与车辆、诱导视线、集中排水等作用。随着城市化进程的加快，路缘石的使用量日益增加，在环保理念的指引下，再生混凝土路缘石开始逐渐得到认可。然而较普通路缘石相比，再生混凝土路缘石的强度低，外观上没有天然大理石路缘石美观。随着人们生活水平的改善，汽车行驶频率和汽车数量均大幅度增加。汽车产生了大量尾气，污染空气。另外，路缘石高出路面并位于护栏外侧。司机若由于疲劳或紧急避让车辆，尤其在夜间护栏上有明显的反光标志，而路缘石上却没有，司机看不清楚路缘石位置的情况下，很容易出现撞击路缘石现象，因此路缘石的综合强度决定了后期的维护成本。
因此，针对天然石材路缘石自然资源消耗大、混凝土路缘石强度低、空气污染严重以及路缘石对于夜间行车的危害等问题，对路缘石进行外观美化、警示作用、增加吸收尾气功能的改进优化显得迫在眉睫。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石，具有美化道路、净化空气、经济环保以及较高的抗压强度的特点；本发明还提供其制备方法。
本发明所述的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石：包括外涂抹层和内结构层，内结构层包括以下重量份数的原料：水泥4.86-4.88份，砂6.12-6.14份，天然骨料A 1.706-1.708份，天然骨料B3.982-3.984份，再生骨料A 1.25-1.45份，再生骨料B3.14-3.16份，聚丙烯纤维0.01-0.015份，水1.94-1.96份；外涂抹层包括以下重量份数的原料：真石漆0.345-0.348份、石墨氮化碳0.008-0.012份、铝酸锶夜光材料0.008-0.012份、清漆0.005～0.025份。
优选地，外涂抹层厚度为5～20mm，更进一步的厚度为5～15mm，内结构层厚度为100～200mm，内结构层为C30～C40纤维再生混凝土；外涂抹层的logo处涂抹清漆、铝酸锶夜光材料和类石墨相氮化碳的混合物，铝酸锶夜光材料是一种自发光材料；石墨相氮化碳材料是一种吸收汽车尾气的材料。
优选地，水泥的强度等级≥42.5MPa。
优选地，砂的粒径为0.15～4.75mm，且细度模数为2.3～3.0，优选河砂。
优选地，天然骨料A为粒径5-10mm的建筑固废再生粗骨料；天然骨料B为粒径10-20mm的建筑固废再生粗骨料。
优选地，再生骨料A粒径为5-10mm；再生骨料B粒径为10-20mm。
优选地，铝酸锶夜光材料的尺寸为600-1000目。清漆良好的耐磨性和防水性，可以对铝酸锶夜光材料和石墨相氮化碳起到很好的保护作用。
所述的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备Logo形状的塑料模具；
(2)制备内结构层：将砂、天然骨料A、天然骨料B、再生骨料A、再生骨料B混合干拌30-40s，再加入水泥干拌30s-40s，继续加水湿混搅拌60-120s，加入聚丙烯纤维，继续搅拌60-120s，得到坍落度为150～200mm的再生混凝土；然后将其注入路缘石模具，在再生混凝土初凝前，将logo形状的塑料模具嵌入其中，在初凝后拿出塑料模具，养护完后抛光打磨，得到内结构层；
(3)首先将Logo形状的塑料模具放于内结构层上，然后喷涂真石漆，取下Logo形状的塑料模具，在logo形状凹槽处依次涂抹清漆、铝酸锶夜光材料和石墨氮化碳的混合物，待风干后，得到仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石。
本发明的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石采用梯度结构设计，设置内结构层和外涂抹层，其中内结构层是纤维再生混凝土，提高结构抵抗破坏和抗侵蚀的功能，有效延长路缘石的使用寿命；外涂抹层起到美化路缘石的外观和增加耐久性的作用；两层结构间紧密结合，共同起到满足路缘石功能要求的作用。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
(1)本发明制备的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石，外涂抹层和内结构层结合紧密，抗压强度高，达40MPa，满足建筑行业标准JC/T899-2016《混凝土路缘石》的要求；
(2)本发明制备的路缘石，组合结构路缘石外表面仿天然石材纹理，减少对天然石材的开采，同时内结构层采用建筑固废再生粗骨料替代传统的天然粗骨料，经济环保，符合可持续发展的要求；
(3)本发明制备的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石，美化道路，并通过吸收太阳光、灯光、车光来发光，辅助路灯照明和警示道路边界；
(4)本发明制备的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石，吸收汽车尾气，净化空气。
附图说明
图1是本发明制备的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石的示意图；
图2是本发明制备的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石的纵向剖面图；
图3是本发明制备的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石的横向剖面图；
图中：1、内结构层；2、外涂抹层；3、铝酸锶夜光材料；4、石墨氮化碳。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
所述的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用3D打印机，制备Logo形状的塑料模具；
(2)制备内结构层：将6.13kg河砂、1.707kg天然骨料A、3.983kg天然骨料B、1.35kg再生骨料A、3.15kg再生骨料B混合干拌30s，再加入4.87kg水泥干拌30s，继续加1.95kg水湿混搅拌60s，加入0.01kg聚丙烯纤维，继续搅拌60s，得到坍落度为180mm的再生混凝土；然后将其注入路缘石模具，在再生混凝土初凝前，将logo形状的塑料模具嵌入其中，在初凝后拿出塑料模具，养护完后抛光打磨，得到厚度为150mm的内结构层；
(3)首先将Logo形状的塑料模具放于内结构层上，然后喷涂0.348kg真石漆，取下Logo形状的塑料模具，在logo形状凹槽处依次涂抹0.01kg清漆、0.01kg的尺寸为600-800目的铝酸锶夜光材料和0.01kg石墨氮化碳的混合物，待风干后，外涂抹层厚度为10mm，得到仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石。
实施例2
所述的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用3D打印机，制备Logo形状的塑料模具；
(2)制备内结构层：将6.12kg河砂、1.706kg天然骨料A、3.982kg天然骨料B、1.25kg再生骨料A、3.14kg再生骨料B混合干拌30s，再加入4.86kg水泥干拌30s，继续加1.94kg水湿混搅拌60s，加入0.01kg聚丙烯纤维，继续搅拌60s，得到坍落度为150mm的再生混凝土；然后将其注入路缘石模具，在再生混凝土初凝前，将logo形状的塑料模具嵌入其中，在初凝后拿出塑料模具，养护完后抛光打磨，得到厚度为100mm的内结构层；
(3)首先将Logo形状的塑料模具放于内结构层上，然后喷涂0.345kg真石漆，取下Logo形状的塑料模具，在logo形状凹槽处依次涂抹0.012kg清漆、0.012kg的尺寸为1000目的铝酸锶夜光材料和0.012kg石墨氮化碳的混合物，待风干后，外涂抹层厚度10mm，得到仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石。
实施例3
所述的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用3D打印机，制备Logo形状的塑料模具；
(2)制备内结构层：将6.14kg河砂、1.708kg天然骨料A、3.984kg天然骨料B、1.45kg再生骨料A、3.16kg再生骨料B混合干拌30s，再加入4.88kg水泥干拌30s，继续加1.96kg水湿混搅拌60s，加入0.015kg聚丙烯纤维，继续搅拌60s，得到坍落度为200mm的再生混凝土；然后将其注入路缘石模具，在再生混凝土初凝前，将logo形状的塑料模具嵌入其中，在初凝后拿出塑料模具，养护完后抛光打磨，得到厚度为200mm的内结构层；
(3)首先将Logo形状的塑料模具放于内结构层上，然后喷涂0.348kg真石漆，取下Logo形状的塑料模具，在logo形状凹槽处依次涂抹0.01kg清漆、0.02kg的尺寸为1000目的铝酸锶夜光材料和0.012kg石墨氮化碳的混合物，待风干后，外涂抹层厚度为10mm，得到仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石。
对比例1
所述的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用3D打印机，制备Logo形状的塑料模具；
(2)制备内结构层：将6.13kg河砂、1.707kg天然骨料A、3.983kg天然骨料B、1.35kg再生骨料A、3.15kg再生骨料B混合干拌30s，再加入4.87kg水泥干拌30s，继续加1.95kg水湿混搅拌60s，加入0.01kg聚丙烯纤维，继续搅拌60s，得到坍落度为180mm的再生混凝土；然后将其注入路缘石模具，在再生混凝土初凝前，将logo形状的塑料模具嵌入其中，在初凝后拿出塑料模具，养护完后抛光打磨，得到厚度为150mm的内结构层；
(3)首先将Logo形状的塑料模具放于内结构层上，然后喷涂0.348kg真石漆，取下Logo形状的塑料模具，在logo形状凹槽处依次涂抹0.01kg清漆、0.01kg的尺寸为600-800目的铝酸锶夜光材料和0.01kg二氧化钛的混合物，待风干后，外涂抹层厚度为15mm，得到仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石。
将实施例1-3和对比例1制备的再生混凝土路缘石的内结构层，按照建筑行业标准JC/T899-2016《混凝土路缘石》检测其7d抗压强度、28天抗压强度和吸水率；检测结果如表1所示：
表1检测结果
| 项目 | 7d抗压强度/MPa | 28天抗压强度/MPa | 吸水率/％ |
| 实施例1 | 32.2 | 40.5 | 4.43 |
| 实施例2 | 33.1 | 39.6 | 4.38 |
| 实施例3 | 32.6 | 40.8 | 4.46 |
| 对比例1 | 34.2 | 41.8 | 4.42 |
将实施例1-3和对比例1制备的再生混凝土路缘石进行发光检测，检测其立体角、照度、余辉亮度；检测结果如表2所示，
其中，路缘石夜光材料的亮度和照度符合下列公式的关系：
L＝E/Ω
Ω＝ΔS/R2
E为辐射面的照度；Ω为照度计光度头面和发光面之间的立体角；ΔS为照度计光度头面的面积，R为照度计距离发光面之间的距离；
并且根据对实施例1-3和对比例1制得的路缘石进行检测，符合长余辉荧光物质的特性，长余辉荧光物质的发光余晖衰减过程符合下列公式的关系：
I＝At-n表示
I为激发停止时间t后的发光强度，A为激发刚停止时的发光强度，n为衰减常数；
立体角＝弧面/半径的平方.而弧面此时近似看做是该立体角圆锥对应的底面,即发光平面,照度计距离发光面之间的距离为半径,根据测量，发光面的面积ΔS为0.001256m2，照度计距离发光面之间的距离为0.04m，立体角(Ω＝ΔS/R2)为0.785cu.rd。
表2路缘石的发光检测结果
| 项目 | 立体角Ω | 照度lux | 余辉亮度cd/m<sup>2</sup> |
| 实施例1 | 0.785 | 7.4 | 9.426 |
| 实施例2 | 0.785 | 10.1 | 12.866 |
| 实施例3 | 0.785 | 9.5 | 12.102 |
| 对比例1 | 0.785 | 7.4 | 9.426 |
由表2可以看出,实施例1和实施例4的粒径尺寸为600-800目和实施例2的粒径尺寸为1000目的黄绿色稀土铝酸锶夜光材料分别与清漆按照质量比为1:1混合，搅拌均匀后放置于阳光下2小时，待充分吸收太阳光后，使用照度计测量其照度，粒径尺寸为600-800目的夜光材料照度(照度计直接测量)为7.4lux，计算其亮度为9.426cd/m2；而粒径尺寸为1000目的夜光材料照度为10.1lux，计算其亮度为12.866cd/m2；实施例3是将粒径尺寸为1000目的黄绿色稀土铝酸锶夜光材料分别与清漆按照质量比为1：2混合后，检测其照度为9.5lux，计算其亮度为12.102cd/m2。其中，1cd/m2有一根蜡烛的发光强度。
然后将实施例1-3和对比例1制备的路缘石对污染物的降解性能检测，检测步骤为：以甲基橙染料为污染物，将实施例1-3和对比例1的logo图案切出，分别置于1000mL浓度为40mg/L的甲基橙溶液中，遮光搅拌30min，将溶液放入暗箱中静置12h，然后将其放入光源下2.5h，在可见光下进行光催化性能测试，每隔30min用注射器取样10mL；将取出的样品在离心机下进行10min离心分离，取清液加入到玻璃比色皿中，用紫外分光光度计波长λ在462nm处测其吸光度，记录数据并通过以下公计算，结果如表3所示；。
D＝[(C0-Ct)/C0]×100％
＝[(A0-At)/A0]×100％
以上公式中，D为降解率，％；C0为光照前甲基橙的起始浓度mg/L；Ct为光照后降解给定时间后甲基橙的浓度mg/L；A0为光照前初始溶液吸光度；At为降解给定时间后的溶液吸光度。
表3检测结果
由表3可以看出，本发明的实施例1-3的配方中采用石墨氮化碳及其他原料配合使用时，对污染物的降解率高，而对比例1采用二氧化钛时，降解率低，对尾气吸收，以及净化空气效果好。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。
Claims (9)
1.一种仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石，其特征在于：包括外涂抹层和内结构层，内结构层包括以下重量份数的原料：水泥4.86-4.88份，砂6.12-6.14份，天然骨料A 1.706-1.708份，天然骨料B3.982-3.984份，再生骨料A 1.25-1.45份，再生骨料B3.14-3.16份，聚丙烯纤维0.01-0.015份，水1.94-1.96份；外涂抹层包括以下重量份数的原料：真石漆0.345-0.348份、石墨氮化碳0.008-0.012份、铝酸锶夜光材料0.008-0.012份、清漆0.005～0.025份。
2.根据权利要求1所述的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石，其特征在于：外涂抹层厚度为5～20mm，内结构层厚度为100～200mm。
3.根据权利要求1所述的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石，其特征在于：水泥的强度等级≥42.5MPa。
4.根据权利要求1所述的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石，其特征在于：砂的粒径为0.15～4.75mm，且细度模数为2.3～3.0。
5.根据权利要求1所述的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石，其特征在于：天然骨料A为粒径5-10mm的建筑固废再生粗骨料；天然骨料B为粒径10-20mm的建筑固废再生粗骨料。
6.根据权利要求1所述的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石，其特征在于：再生骨料A粒径为5-10mm；再生骨料B粒径为10-20mm。
7.根据权利要求1所述的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石，其特征在于：铝酸锶夜光材料的尺寸为600-1000目。
8.一种权利要求1-7任一项所述的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备Logo形状的塑料模具；
(2)制备内结构层：将砂、天然骨料A、天然骨料B、再生骨料A、再生骨料B混合干拌30-40s，再加入水泥干拌30s-40s，继续加水湿混搅拌60-120s，加入聚丙烯纤维，继续搅拌60-120s，得到再生混凝土；然后将其注入路缘石模具，在再生混凝土初凝前，将logo形状的塑料模具嵌入其中，在初凝后拿出塑料模具，养护完后抛光打磨，得到内结构层；
(3)首先将Logo形状的塑料模具放于内结构层上，然后喷涂真石漆，取下Logo形状的塑料模具，在logo形状凹槽处依次涂抹清漆、铝酸锶夜光材料和石墨氮化碳的混合物，待风干后，得到再生混凝土路缘石。
9.根据权利要求8所述的仿天然石材纹理的再生混凝土路缘石的制备方法，其特征在于：步骤(2)中得到的再生混凝土的坍落度为150～200mm。
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