CN115959853A - 一种高强高性能混凝土路面砖掺合料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于路面砖材料领域，公开了一种高强高性能混凝土路面砖掺合料及其制备方法，掺合料包括以下质量百分含量的原料组分：10％‑20％硅灰、30％‑50％微珠、15％‑30％重钙粉、2％‑8％滑石粉、1％‑2％减水剂、1％‑3％胶粉、0.1％‑0.2％淀粉醚以及5％‑10％吸声减震材料；其中，所述掺合料能够以10％‑40％的质量百分含量等质量替代部分水泥用于生产C60强度等级以上的混凝土路面砖。本掺合料可大幅度提高混凝土路面砖的抗折抗压强度，同时还可减少混凝土路面砖的粘模和空洞，并提高耐磨性，吸声减震性能优异，可用于车行道路面。
Description
技术领域
本申请涉及路面砖材料领域，具体涉及一种高强高性能混凝土路面砖掺合料及其制备方法。
背景技术
当前港口、堆场上较多采用混凝土路面砖铺面，因其具有分散路面应力、生产质量可控、易于施工以及维修方便等优势。但目前C60强度等级以上高强路面砖实际生产时质量控制难度较大、产品性能仍有待提升，例如压制成型脱模后外观出现蜂窝狗洞、粘模、掉角的现象，且水泥骨料粘结松散，以及硬化后强度、耐磨性不满足设计要求。
现有的制备C60强度等级以上高强路面砖技术手段较为单一，路面砖产品性能参差不齐。如授权专利CN109796174A采用水泥、粉煤灰、煤矸石和天然砂压制成型得到的路面砖抗压强度为37～53MPa；授权专利CN 112794690 A采用废石粉、脱硫石膏、钢渣和铝渣在1200～1300℃煅烧得到的硫铝酸盐胶凝材料制备的路面砖可达到C40的强度水平；授权专利CN 108996963 A采用0.075mm以下花岗岩细石粉、0.075～0.15mm的花岗岩细骨料以及5～9.5mm的花岗岩制备的路面砖强度大于40MPa。现有路面砖的制备均是集中在利用固废材料制备C60强度等级以下的路面砖，虽然可以实现固废资源化利用，但难以用于港口码头等对路面砖性能要求较高的场合。古茂金(古茂金，肖承辉，毛戬.高强度联锁块混凝土配制技术[J].中国港湾建设，2012(6)：3.)采用440～480kg/m3的纯水泥、河砂、石屑粉和碎石制备的路面砖强度大于60MPa；刘春艳(刘春艳，张旭春，贺阳，等.联锁块特干硬性混凝土配制技术研究[J].建材世界，2019，40(3)：5.)、孙立强等(孙立强.成型工艺参数对联锁块混凝土性能的影响[J].混凝土，2018(6)：4.)均是采用纯水泥制备C60高强路面砖，采用纯水泥制备路面砖既不符合国家低碳环保战略，性能上也较难有显著的提升，在路面砖低水胶比压实体系水泥未能充分水化，造成胶凝材料的浪费，水泥水化产生的氢氧化钙富集在水泥石-骨料界面过渡区富集，成为界面薄弱区。此外，混凝土路面砖路面行驶噪声大、车辆行驶较为颠簸、行驶舒适性差，也不利于路面砖路面推广应用于行车道。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本申请提出一种高强高性能混凝土路面砖掺合料及其制备方法，本申请制备的掺合料应用于混凝土地面砖中能够提高路面砖的抗压强度以及耐磨性，并降低路面砖路面行驶噪声。
掺合料包括以下质量百分含量的原料组分：10％-20％硅灰、30％-50％微珠、15％-30％重钙粉、2％-8％滑石粉、1％-2％减水剂、1％-3％胶粉、0.1％-0.2％淀粉醚以及5％-10％吸声减震材料；其中，所述掺合料能够以10％-40％的质量百分含量等质量替代部分水泥用于生产C60强度等级以上的混凝土路面砖。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述吸声减震材料包括废弃轮胎橡胶粉、玻化微珠、聚苯颗粒以及硅藻土，混合比例为(60％-75％)∶(10％-20％)∶(1％-3％)∶(10-20％)；所述废弃轮胎橡胶粉目数为80目-200目；所述玻化微珠和所述聚苯颗粒的尺寸小于3mm，所诉和玻化微珠的堆积密度为100-200kg/m3，所述聚苯颗粒的堆积密度10-20kg/m3；所述硅藻土的堆积密度为300-600kg/m3，其内孔体积400-900cm3/g。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述硅灰是硅铁灰和/或锆硅灰，所述硅灰的粒径范围为0.1-1μm，其二氧化硅含量大于93％，7d活性指数大于或等于105％，28d活性指数大于或等于115％；
所述微珠为粉煤灰微珠，D50为2-5μm，其7d活性指数大于或等于95％，28d活性指数大于或等于105％；
所述重钙粉为碳酸钙磨细而成，目数为400目-1250目。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述滑石粉为硅酸镁盐类矿物滑石族滑石磨细而成，目数为200-800目。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述减水剂为粉体聚羧酸减水剂。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述胶粉为可再分散乳胶粉，所述可再分散乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物、醋酸乙烯酯-乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-乙烯-丙烯酸酯共聚物以及醋酸乙烯酯一乙烯一甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述淀粉醚为阳离子淀粉、阴离子淀粉、羟丙基淀粉磷酸酯、羟丙基甘油双淀粉以及羟烷基淀粉中的一种或多种。
进一步具体地说，上述技术方案中，以质量百分含量计，所述掺合料还包括2％-6％可溶性钙盐，所述可溶性钙盐为氯化钙、甲酸钙、乙酸钙以及硝酸钙中的至少之一。
进一步具体地说，上述技术方案中，以下质量百分含量，所述掺合料还包括1％-2％纤维，所述纤维为有机纤维和/或无机纤维；所述有机纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯醇纤维聚酰胺、聚酰亚胺纤维、芳香聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维以及聚乙烯纤维中的一种或多种，长度为3-6mm；所述无机纤维为碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、碳纳米管、石墨烯纳米纤维、碳纤维、玄武岩纤维以及氧化锆纤维中的至少之一。
本申请还提出一种上述任一项所述高强高性能混凝土路面砖掺合料的制备方法，将各原料按照质量百分含量预混形成掺合料产品。
与现有技术相比，本申请实施例具有以下有益效果：
(1)水泥、硅灰、微珠以及重钙粉等胶凝材料可相互填充，增加胶凝材料堆积密实度，硅灰和微珠均可与水泥水化生成的氢氧化钙发生二次水化，改善界面过渡区，增加水化硅酸钙凝胶的量，改善强度，重钙粉作为惰性掺合料可提高水泥水化有效水胶比，使水泥充分水化；此外，硅灰和微珠均为球状颗粒，颗粒摩擦小，且硅灰微珠以及重钙粉密度均比水泥低，浆体体积增大，混凝土较容易压制密实，因此可有效降低路面砖压制成型压力和振动时间等高能耗参数，提高生产效率，降低机器生产功率和损耗，同时减少路面砖蜂窝狗洞。
(2)采用不同密度、孔隙特征以及阻尼特性的的吸声减震材料复合，对不同频率的声波和振动进行分级吸收，拓宽路面砖的共振吸声频率；此外，通过加入橡胶粉、玻化微珠、聚苯颗粒以及硅藻土等固有振动频率较低的材料，增大路面砖与车辆之间的振动频率差，减少共振，同时此类材料具有一定的弹塑性特征，可以消耗振动能量，从而综合改善路面砖的吸声减震性能；硅藻土独特的微细多孔特征不仅具有较好的吸声性能，同时可以储存水分，为高强路面砖低水胶比压实体系提供内养护水，改善微观结构、减少微裂纹。
(3)胶粉可提升混凝土路面砖中水泥、硅灰、微珠以及重钙粉等胶凝材料与骨料的粘附力，从而提高强度；
(4)淀粉醚可提高混凝土路面砖压制后的定型能力，减少边角脱落；滑石粉具有显著的润滑效果，可改善路面砖脱模时的粘模。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限定本申请的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
本申请提出一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，掺合料包括以下质量百分含量的原料组分：10％-20％硅灰、30％-50％微珠、15％-30％重钙粉、2％-8％滑石粉、1％-2％减水剂、1％-3％胶粉、0.1％-0.2％淀粉醚以及5％-10％吸声减震材料；其中，掺合料能够以10％-40％的质量百分含量等质量替代部分水泥用于生产C60强度等级以上的混凝土路面砖，换言之，用于生产混凝土路面砖的水泥其10％-40％等质量替换为本申请的掺合料。
水泥、硅灰、微珠以及重钙粉等胶凝材料可相互填充，增加胶凝材料堆积密实度，硅灰和微珠均可与水泥水化生成的氢氧化钙发生二次水化，改善界面过渡区，增加水化硅酸钙凝胶的量，改善强度，重钙粉作为惰性掺合料可提高水泥水化有效水胶比，使水泥充分水化，硅灰、微珠以及重钙粉相互配合协同作用，共同提高路面砖的强度；此外，硅灰和微珠均为球状颗粒，颗粒摩擦小，且硅灰微珠以及重钙粉密度均比水泥低，浆体体积增大，混凝土较容易压制密实，因此可有效降低路面砖压制成型压力和振动时间等高能耗参数，提高生产效率，降低机器生产功率和损耗，同时减少路面砖蜂窝狗洞。
胶粉可提升混凝土路面砖中水泥、硅灰、微珠以及重钙粉等胶凝材料与骨料的粘附力，从而提高强度；可选的，高强高性能混凝土路面砖还可以加入吸水性树脂，吸水性树脂的加入可为高强路面砖低水胶比压实体系提供内养护水，改善微观结构、减少微裂纹，优选地，吸水性树脂目数为200-400目。
淀粉醚可提高混凝土路面砖压制后的定型能力，减少边角脱落；滑石粉具有显著的润滑效果，可改善路面砖脱模时的粘模。
减水剂直接混入掺合料，可避免减水率参差不齐的弊端。
本申请的掺合料能够以10％-40％的质量百分含量等质量替代部分水泥用于生产C60强度等级以上的混凝土路面砖，能够提高C60强度等级以上高强路面砖的产品性能。
在一些实施例中，所述吸声减震材料包括废弃轮胎橡胶粉、玻化微珠、聚苯颗粒以及硅藻土，混合比例为(60％-75％)∶(10％-20％)∶(1％-3％)∶(10-20％)；所述废弃轮胎橡胶粉目数为80目-200目；所述玻化微珠和所述聚苯颗粒的尺寸小于3mm，所诉和玻化微珠的堆积密度为100-200kg/m3，所述聚苯颗粒的堆积密度10-20kg/m3；所述硅藻土的堆积密度为300-600kg/m3，其内孔体积400-900cm3/g。
在一些实施例中，硅灰是硅铁灰和/或锆硅灰，硅灰的粒径范围为0.1-1μm，其二氧化硅含量大于93％，7d活性指数大于或等于105％，28d活性指数大于或等于115％；微珠为粉煤灰微珠，D50为2-5μm，其7d活性指数大于或等于95％，28d活性指数大于或等于105％；重钙粉为碳酸钙磨细而成，目数为400目-1250目。
在一些实施例中，滑石粉为硅酸镁盐类矿物滑石族滑石磨细而成，目数为200-800目。
在一些实施例中，减水剂为粉体聚羧酸减水剂，粉体聚羧酸减水剂直接混入掺合料，可减少了液体减水剂的储存与计量，且避免了市场上液体减水剂含固量不一以及减水率参差不齐的弊端。粉体聚羧酸减水剂是一种典型的高分子表面活性剂，具有较长的按特定方式排列的聚氧乙烯侧链和疏水基主链；分子主链上有强极性阴离子基团如羧基、磺酸基等；由于聚羧酸减水剂掺量低、减水率高、保坍性好、分子结构设计性强、绿色环保等优点。
在一些实施例中，胶粉为可再分散乳胶粉，可再分散乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物、醋酸乙烯酯-乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-乙烯-丙烯酸酯共聚物以及醋酸乙烯酯-乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种。
可再分散乳胶粉能够提高路面砖的抗渗性、抗冻性和耐热性，减少或彻底杜绝路面砖开裂问题。
在一些实施例中，淀粉醚为阳离子淀粉、阴离子淀粉、羟丙基淀粉磷酸酯、羟丙基甘油双淀粉以及羟烷基淀粉中的一种或多种。
在一些实施例中，以质量百分含量计，掺合料还包括2％-6％可溶性钙盐，可溶性钙盐为氯化钙、甲酸钙、乙酸钙以及硝酸钙中的至少之一。
可溶性钙盐可有效提升路面砖早期强度，同时游离的钙离子溶出后在路面砖表层碳化后可形成一层致密的碳酸钙外壳，从而有效提高路面砖的耐磨性。
在一些实施例中，以下质量百分含量，掺合料还包括1％-2％纤维，纤维的加入可进一步对路面砖进行增强增韧，纤维为有机纤维和/或无机纤维；有机纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯醇纤维聚酰胺、聚酰亚胺纤维、芳香聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维以及聚乙烯纤维中的一种或多种，长度为3-6mm，本申请纤维长度为3-6mm能够混凝土路面砖的提高抗弯强度、抗剪强度以及抗压强度；无机纤维为碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、碳纳米管、石墨烯纳米纤维、碳纤维、玄武岩纤维以及氧化锆纤维中的至少之一。
本申请还提出一种上述任一项高强高性能混凝土路面砖掺合料的制备方法，将各原料按照质量百分含量预混形成掺合料产品，制备得到的掺合料可以10％-40％的质量百分含量等质量替代水泥用于制备C60强度等级以上混凝土路面砖，可大幅度提高混凝土路面砖抗折抗压强度，同时还可以减少混凝土路面砖粘模和蜂窝狗洞以及提高耐磨性。
本申请还提出一种C60强度等级以上的混凝土路面砖的制备方法，包括将混凝土路面砖中水泥的10％-40％等质量替换为上述任一项掺合料。
以下结合具体实施例对本申请做进一步的说明。
实施例1
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计、包括20％硅灰、43％微珠、15％重钙粉、5％吸声减震材料、5.9％滑石粉、2％减水剂、1％胶粉、0.1％淀粉醚、6％可溶性钙盐以及2％纤维，其中吸声减震材料包括60％废弃轮胎橡胶粉、20％玻化微珠、2％聚苯颗粒以及18％硅藻土。
其中，硅灰为硅铁灰，二氧化硅含量93.6％，7d活性指数107％，28d活性指数118％；微珠7d活性指数98％，28d活性指数108％；重钙粉目数为1250目，滑石粉目数为800目，减水剂减水率为28％，胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，淀粉醚为羟丙基淀粉磷酸酯，可溶性钙盐为甲酸钙，纤维为6mm聚乙烯纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以10％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
实施例2
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括20％硅灰、40％微珠、24％重钙粉、6％吸声减震材料、3.8％滑石粉、2％减水剂、1％胶粉、0.2％淀粉醚、2％可溶性钙盐以及1％纤维，其中吸声减震材料包括70％废弃轮胎橡胶粉、10％玻化微珠、3％聚苯颗粒以及17％硅藻土。
其中，硅灰为硅铁灰，二氧化硅含量94.1％，7d活性指数106％，28d活性指数116％；微珠7d活性指数96％，28d活性指数107％；重钙粉目数为800目，滑石粉目数为600目，减水剂减水率为30％，胶粉为醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物，淀粉醚为羟丙基淀粉磷酸酯，可溶性钙盐为硝酸钙，纤维为6mm聚丙烯纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以20％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
实施例3
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括15％硅灰、40％微珠、24％重钙粉、8％吸声减震材料、3.8％滑石粉、1.5％减水剂、3％胶粉、0.2％淀粉醚、3％可溶性钙盐以及1.5％纤维，其中吸声减震材料包括75％废弃轮胎橡胶粉、10％玻化微珠、2％聚苯颗粒以及13％硅藻土。
其中，硅灰为锆铁硅灰，二氧化硅含量94.4％，7d活性指数107％，28d活性指数117％；微珠7d活性指数96％，28d活性指数107％；重钙粉目数为600目，滑石粉目数为400目，减水剂减水率为30％，胶粉为丙烯酸酯-苯乙烯共聚物，淀粉醚为阳离子淀粉，可溶性钙盐为氯化钙，纤维为3mm聚乙烯醇纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以30％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
实施例4
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括12％硅灰、40％微珠、25％重钙粉、10％吸声减震材料、4.9％滑石粉、1％减水剂、2％胶粉、0.1％淀粉醚、3％可溶性钙盐以及2％纤维，其中吸声减震材料包括60％废弃轮胎橡胶粉、20％玻化微珠、2％聚苯颗粒以及18％硅藻土。
其中，硅灰为硅铁灰，二氧化硅含量95.2％，7d活性指数109％，28d活性指数121％；微珠7d活性指数97％，28d活性指数108％；重钙粉目数为400目，滑石粉目数为200目，减水剂减水率为35％，胶粉为苯乙烯-丁二烯共聚物，淀粉醚为阴离子淀粉，可溶性钙盐为乙酸钙，纤维为玄武岩纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以40％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
实施例5
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括10％硅灰、40％微珠、29％重钙粉、6％吸声减震材料、4.9％滑石粉、2％减水剂、1％胶粉、0.1％淀粉醚、5％可溶性钙盐以及2％纤维，其中吸声减震材料包括70％废弃轮胎橡胶粉、15％玻化微珠、3％聚苯颗粒以及12％硅藻土。
其中，硅灰为锆铁硅灰，二氧化硅含量93.2％，7d活性指数105％，28d活性指数115％；微珠7d活性指数95％，28d活性指数105％；重钙粉目数为800目，滑石粉目数为800目，减水剂减水率为25％，胶粉为乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯共聚物，淀粉醚为羟丙基甘油双淀粉，可溶性钙盐为甲酸钙，纤维为6mm聚乙烯纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以20％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
实施例6
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括14％硅灰、48％微珠、15％重钙粉、8％吸声减震材料、8％滑石粉、1.2％减水剂、1.2％胶粉、0.1％淀粉醚、2.5％可溶性钙盐以及2％纤维，其中吸声减震材料包括72％废弃轮胎橡胶粉、13％玻化微珠、2％聚苯颗粒以及13％硅藻土。
其中，硅灰为硅铁灰，二氧化硅含量94.7％，7d活性指数110％，28d活性指数116％；微珠7d活性指数96％，28d活性指数108％；重钙粉目数为1250目，滑石粉目数为200目，减水剂减水率为30％，胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物，淀粉醚为羟烷基淀粉，可溶性钙盐为氯化钙，纤维为6mm聚丙烯晴纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以30％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
对比例1
不掺加任何掺合料，直接采用纯水泥制备混凝土路面砖，见表1基准配合比。
对比例2
采用粉煤灰和矿粉作为掺合料等质量替代水泥，粉煤灰掺量为10％，矿粉掺量为20％。
对比例3
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括20％硅灰、43％微珠、21％重钙粉、5％吸声减震材料、5.9％滑石粉、2％减水剂、1％胶粉、0.1％淀粉醚、2％纤维，其中吸声减震材料包括60％废弃轮胎橡胶粉、20％玻化微珠、2％聚苯颗粒以及18％硅藻土。
其中，硅灰为硅铁灰，二氧化硅含量93.6％，7d活性指数107％，28d活性指数118％；微珠7d活性指数98％，28d活性指数108％；重钙粉目数为1250目，滑石粉目数为800目，减水剂减水率为28％，胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，淀粉醚为羟丙基淀粉磷酸酯，纤维为6mm聚乙烯纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以10％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
对比例4
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括15％硅灰、40％微珠、27％重钙粉、8％吸声减震材料、3.8％滑石粉、1.5％减水剂、0.2％淀粉醚、3％可溶性钙盐以及1.5％纤维，其中吸声减震材料包括75％废弃轮胎橡胶粉、10％玻化微珠、2％聚苯颗粒以及13％硅藻土。
其中，硅灰为锆铁硅灰，二氧化硅含量94.4％，7d活性指数107％，28d活性指数117％；微珠7d活性指数96％，28d活性指数107％；重钙粉目数为600目，滑石粉目数为400目，减水剂减水率为30％，淀粉醚为阳离子淀粉，可溶性钙盐为氯化钙，纤维为3mm聚乙烯醇纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以30％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
对比例5
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括14％硅灰、50％微珠、15％重钙粉、8％吸声减震材料、8％滑石粉、1.2％减水剂、1.2％胶粉、0.1％淀粉醚、2.5％可溶性钙盐，其中吸声减震材料包括72％废弃轮胎橡胶粉、13％玻化微珠、2％聚苯颗粒以及13％硅藻土。
其中，硅灰为硅铁灰，二氧化硅含量94.7％，7d活性指数110％，28d活性指数116％；微珠7d活性指数96％，28d活性指数108％；重钙粉目数为1250目，滑石粉目数为200目，减水剂减水率为30％，胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物，淀粉醚为羟烷基淀粉，可溶性钙盐为氯化钙。
此掺合料各组分按比例预混后以30％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
对比例6
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括20％水泥、40％微珠、24％重钙粉、6％吸声减震材料、3.8％滑石粉、2％减水剂、1％胶粉、0.2％淀粉醚、2％可溶性钙盐以及1％纤维，其中吸声减震材料包括70％废弃轮胎橡胶粉、10％玻化微珠、3％聚苯颗粒以及17％硅藻土。
其中，硅灰为硅铁灰，二氧化硅含量94.1％，7d活性指数106％，28d活性指数116％；微珠7d活性指数96％，28d活性指数107％；重钙粉目数为800目，滑石粉目数为600目，减水剂减水率为30％，胶粉为醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物，淀粉醚为羟丙基淀粉磷酸酯，可溶性钙盐为硝酸钙，纤维为6mm聚丙烯纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以20％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
对比例7
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括20％硅灰、40％水泥、24％重钙粉、6％吸声减震材料、3.8％滑石粉、2％减水剂、1％胶粉、0.2％淀粉醚、2％可溶性钙盐以及1％纤维，其中吸声减震材料包括70％废弃轮胎橡胶粉、10％玻化微珠、3％聚苯颗粒以及17％硅藻土。
其中，硅灰为硅铁灰，二氧化硅含量94.1％，7d活性指数106％，28d活性指数116％；微珠7d活性指数96％，28d活性指数107％；重钙粉目数为800目，滑石粉目数为600目，减水剂减水率为30％，胶粉为醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物，淀粉醚为羟丙基淀粉磷酸酯，可溶性钙盐为硝酸钙，纤维为6mm聚丙烯纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以20％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
对比例8
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括20％硅灰、40％微珠、24％水泥、6％吸声减震材料、3.8％滑石粉、2％减水剂、1％胶粉、0.2％淀粉醚、2％可溶性钙盐以及1％纤维，其中吸声减震材料包括70％废弃轮胎橡胶粉、10％玻化微珠、3％聚苯颗粒以及17％硅藻土。
其中，硅灰为硅铁灰，二氧化硅含量94.1％，7d活性指数106％，28d活性指数116％；微珠7d活性指数96％，28d活性指数107％；重钙粉目数为800目，滑石粉目数为600目，减水剂减水率为30％，胶粉为醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物，淀粉醚为羟丙基淀粉磷酸酯，可溶性钙盐为硝酸钙，纤维为6mm聚丙烯纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以20％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
对比例9
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括15％硅灰、40％微珠、24％重钙粉、8％吸声减震材料、3.8％滑石粉、1.5％减水剂、3％胶粉、0.2％淀粉醚、3％可溶性钙盐以及1.5％纤维，其中吸声减震材料包括75％水泥、10％玻化微珠、2％聚苯颗粒以及13％硅藻土。
其中，硅灰为锆铁硅灰，二氧化硅含量94.4％，7d活性指数107％，28d活性指数117％；微珠7d活性指数96％，28d活性指数107％；重钙粉目数为600目，滑石粉目数为400目，减水剂减水率为30％，胶粉为丙烯酸酯-苯乙烯共聚物，淀粉醚为阳离子淀粉，可溶性钙盐为氯化钙，纤维为3mm聚乙烯醇纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以30％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
对比例10
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括15％硅灰、40％微珠、24％重钙粉、8％吸声减震材料、3.8％滑石粉、1.5％减水剂、3％胶粉、0.2％淀粉醚、3％可溶性钙盐以及1.5％纤维，其中吸声减震材料包括75％废弃轮胎橡胶粉、10％玻化微珠、2％聚苯颗粒以及13％硅藻土。
其中，硅灰为锆铁硅灰，二氧化硅含量94.4％，7d活性指数107％，28d活性指数117％；微珠7d活性指数96％，28d活性指数107％；重钙粉目数为600目，滑石粉目数为400目，减水剂减水率为30％，胶粉为丙烯酸酯-苯乙烯共聚物，淀粉醚为阳离子淀粉，可溶性钙盐为氯化钙，纤维为3mm聚乙烯醇纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以30％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
对比例11
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括15％硅灰、40％微珠、24％重钙粉、8％吸声减震材料、3.8％滑石粉、1.5％减水剂、3％胶粉、0.2％淀粉醚、3％可溶性钙盐以及1.5％纤维，其中吸声减震材料包括75％废弃轮胎橡胶粉、10％玻化微珠、2％水泥以及13％硅藻土。
其中，硅灰为锆铁硅灰，二氧化硅含量94.4％，7d活性指数107％，28d活性指数117％；微珠7d活性指数96％，28d活性指数107％；重钙粉目数为600目，滑石粉目数为400目，减水剂减水率为30％，胶粉为丙烯酸酯-苯乙烯共聚物，淀粉醚为阳离子淀粉，可溶性钙盐为氯化钙，纤维为3mm聚乙烯醇纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以30％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
对比例12
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括15％硅灰、40％微珠、24％重钙粉、8％吸声减震材料、3.8％滑石粉、1.5％减水剂、3％胶粉、0.2％淀粉醚、3％可溶性钙盐以及1.5％纤维，其中吸声减震材料包括75％废弃轮胎橡胶粉、10％玻化微珠、2％聚苯颗粒以及13％水泥。
其中，硅灰为锆铁硅灰，二氧化硅含量94.4％，7d活性指数107％，28d活性指数117％；微珠7d活性指数96％，28d活性指数107％；重钙粉目数为600目，滑石粉目数为400目，减水剂减水率为30％，胶粉为丙烯酸酯-苯乙烯共聚物，淀粉醚为阳离子淀粉，可溶性钙盐为氯化钙，纤维为3mm聚乙烯醇纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以30％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
对比例13
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括12％硅灰、40％微珠、25％重钙粉、10％吸声减震材料、4.9％滑石粉、1％减水剂、2％胶粉、0.1％淀粉醚、3％可溶性钙盐以及2％纤维，其中吸声减震材料包括58％废弃轮胎橡胶粉、20％玻化微珠、4％聚苯颗粒以及18％硅藻土。
其中，硅灰为硅铁灰，二氧化硅含量95.2％，7d活性指数109％，28d活性指数121％；微珠7d活性指数97％，28d活性指数108％；重钙粉目数为400目，滑石粉目数为200目，减水剂减水率为35％，胶粉为苯乙烯-丁二烯共聚物，淀粉醚为阴离子淀粉，可溶性钙盐为乙酸钙，纤维为玄武岩纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以40％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
对比例14
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括12％硅灰、40％微珠、25％重钙粉、10％吸声减震材料、4.9％滑石粉、1％减水剂、2％胶粉、0.1％淀粉醚、3％可溶性钙盐以及2％纤维，其中吸声减震材料包括62％废弃轮胎橡胶粉、20％玻化微珠以及18％硅藻土。
其中，硅灰为硅铁灰，二氧化硅含量95.2％，7d活性指数109％，28d活性指数121％；微珠7d活性指数97％，28d活性指数108％；重钙粉目数为400目，滑石粉目数为200目，减水剂减水率为35％，胶粉为苯乙烯-丁二烯共聚物，淀粉醚为阴离子淀粉，可溶性钙盐为乙酸钙，纤维为玄武岩纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以40％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
对比例15
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括12％硅灰、40％微珠、25％重钙粉、10％吸声减震材料、4.9％滑石粉、1％减水剂、2％胶粉、0.1％淀粉醚、3％可溶性钙盐以及2％纤维，其中吸声减震材料包括53％废弃轮胎橡胶粉、20％玻化微珠、2％聚苯颗粒以及25％硅藻土。
其中，硅灰为硅铁灰，二氧化硅含量95.2％，7d活性指数109％，28d活性指数121％；微珠7d活性指数97％，28d活性指数108％；重钙粉目数为400目，滑石粉目数为200目，减水剂减水率为35％，胶粉为苯乙烯-丁二烯共聚物，淀粉醚为阴离子淀粉，可溶性钙盐为乙酸钙，纤维为玄武岩纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以40％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
对比例16
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括12％硅灰、40％微珠、25％重钙粉、10％吸声减震材料、4.9％滑石粉、1％减水剂、2％胶粉、0.1％淀粉醚、3％可溶性钙盐以及2％纤维，其中吸声减震材料包括73％废弃轮胎橡胶粉、20％玻化微珠、2％聚苯颗粒以及5％硅藻土。
其中，硅灰为硅铁灰，二氧化硅含量95.2％，7d活性指数109％，28d活性指数121％；微珠7d活性指数97％，28d活性指数108％；重钙粉目数为400目，滑石粉目数为200目，减水剂减水率为35％，胶粉为苯乙烯-丁二烯共聚物，淀粉醚为阴离子淀粉，可溶性钙盐为乙酸钙，纤维为玄武岩纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以40％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
对比例17
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括12％硅灰、40％微珠、25％重钙粉、10％吸声减震材料、4.9％滑石粉、1％减水剂、2％胶粉、0.1％淀粉醚、3％可溶性钙盐以及2％纤维，其中吸声减震材料包括55％废弃轮胎橡胶粉、25％玻化微珠、2％聚苯颗粒以及18％硅藻土。
其中，硅灰为硅铁灰，二氧化硅含量95.2％，7d活性指数109％，28d活性指数121％；微珠7d活性指数97％，28d活性指数108％；重钙粉目数为400目，滑石粉目数为200目，减水剂减水率为35％，胶粉为苯乙烯-丁二烯共聚物，淀粉醚为阴离子淀粉，可溶性钙盐为乙酸钙，纤维为玄武岩纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以40％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
对比例18
一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，以质量百分含量计，包括12％硅灰、40％微珠、25％重钙粉、10％吸声减震材料、4.9％滑石粉、1％减水剂、2％胶粉、0.1％淀粉醚、3％可溶性钙盐以及2％纤维，其中吸声减震材料包括75％废弃轮胎橡胶粉、5％玻化微珠、2％聚苯颗粒以及18％硅藻土。
其中，硅灰为硅铁灰，二氧化硅含量95.2％，7d活性指数109％，28d活性指数121％；微珠7d活性指数97％，28d活性指数108％；重钙粉目数为400目，滑石粉目数为200目，减水剂减水率为35％，胶粉为苯乙烯-丁二烯共聚物，淀粉醚为阴离子淀粉，可溶性钙盐为乙酸钙，纤维为玄武岩纤维。
此掺合料各组分按比例预混后以40％的比例等量质替代部分水泥生产混凝土路面砖。
C60混凝土路面砖配合比及制备工艺、性能测试方法：
C60混凝土路面砖为带面层路面砖，基层和面层基准配合比见表1和表2。
表1 C60混凝土路面砖基层基准配合比kg/m3
| 水泥 | 河砂-1 | 瓜子片 | 减水剂 | 水 |
| 500 | 1020 | 680 | 4 | 150 |
表2 C60混凝土路面砖面层基准配合比kg/m3
其中水泥为海螺52.5普通硅酸盐水泥；河砂-1为赣江中砂，细度模数2.6，河砂-2为河砂-1筛掉0.6mm以上颗粒；瓜子片为5-10mm石灰岩碎石；减水剂为聚羧酸高性能减水剂，含固量15％；水为自来水，实际生产时候用水量可根据材料干湿状态进行调整。采用福建群峰机械有限公司生产的QFS1300砌块成型机进行路面砖成型，成型压力18MPa、激振频率50HZ，振动时间10s，路面砖分两层振动压制成型。路面砖为矩形砖，尺寸为200mm×100mm×80mm。参照GB/T 28635-2012《混凝土路面砖》对路面砖外观、抗压强度、磨坑长度进行测试。
采用爱华AWA6122型智能电声测试仪测试路面砖的平均吸声系数，测试试件为圆柱体，直径为95mm。采用125HZ、250HZ、500HZ、1000HZ、2000HZ、4000HZ的6个频率的吸声系数的算数平均值来表示路面砖的平均吸声系数。参照文献(陈俊豪，曾晓辉，谢友均，龙广成，刘锦辉.橡胶自密实混凝土填充层结构减振性能研究[J/OL].建筑材料学报)中的冲击共振法测试、计算阻尼比表征路面砖的减震效果。
表3各实施例路面砖性能测试结果
表4对比例1-9路面砖性能测试结果
表5对比例10-18路面砖性能测试结果
实施例及对比例性能测试结果见表3、表4和表5，根据表3、表4和表5可知：与对比例1-2中纯水泥组和粉煤灰、矿粉双掺组相比，各实施例外观、抗压强度均有较明显的改善，与此同时磨坑长度减小，制砖机运行参数可相应减小，减少了路面砖批量生产对制砖机器的损耗，同时可节约用电。与对比例1相比，实施例1-4的抗压强度分别提高了15.3％、19.2％、24.2％、28.1％，磨坑长度降低了19.1％、28.4％、35.1％、60.8％，平均吸声系数提高了52.4％、76.2％、100％、142.9％，阻尼比提高了17.4％、23.9％、32.6％、43.5％。实施例3、实施例6与对比例2相比，抗压强度提高了20％、21.8％，磨坑长度降低了27.3％、33％；对比例3与实施例1相比，对比例3剔除了可溶性钙盐，其抗压强度降低4.6％、磨坑长度增大8％；对比例4与实施例3相比，对比例4剔除了胶粉，其抗压强度降低7.4％、磨坑长度增大4.3％；对比例6与实施例6相比，对比例6去掉了纤维，其抗压强度降低6％，磨坑长度增大9.1％；对比例7与实施例2相比，对比例7将掺合料中的硅灰换成了水泥，即减少了掺合料中的硅灰组分，其抗压强度降低17.6％，磨坑长度增大25.1％，其余制砖机运行参数均相应增大；对比例8与实施例2相比，对比例8将掺合料中的微珠换成了水泥，即减少了掺合料中的微珠，其抗压强度降低14.8％，磨坑长度增大15.9％，其余制砖机运行参数均相应增大；对比例9与实施例2相比，对比例9将掺合料中的钙粉换成了水泥，即减少了掺合料中的钙粉，其抗压强度降低9.8％，磨坑长度增大11.9％，其余制砖机运行参数均相应增大。对比例9与实施例3相比，对比例9将吸声减震材料中的废弃轮胎橡胶粉换成了水泥，即减少了吸声减震材料中的废弃轮胎橡胶粉，其平均吸声系数降低9.5％，阻尼比降低13.1％。
对比例10与实施例3相比，对比例10将吸声减震材料中的玻化微珠换成了水泥，即减少了吸声减震材料中的玻化微珠，其平均吸声系数降低11.9％，阻尼比降低9.8％
对比例11与实施例3相比，对比例11将吸声减震材料中的聚苯颗粒换成了水泥，即减少了吸声减震材料中的聚苯颗粒，其平均吸声系数降低14.2％，阻尼比降低11.4％
对比例12与实施例3相比，对比例12将吸声减震材料中的硅藻土换成了水泥，即减少了吸声减震材料中的硅藻土，其平均吸声系数降低23.8％，阻尼比降低6.6％，同时其抗压强度降低5.2％，磨坑长度增大4.8％
对比例13与实施例4相比，对比例13将吸声减震材料中的聚苯颗粒质量比例提高到4％、废弃轮胎橡胶粉质量比例降低到58％，路面砖抗压强度降低16.7％，磨坑长度增大24.2％。
对比例14与实施例4相比，对比例14将吸声减震材料中的聚苯颗粒质量比例降低到0％、废弃轮胎橡胶粉质量比例提高到62％，路面砖平均吸声系数降低7.8％，阻尼比降低12.1％。
对比例15与实施例4相比，对比例15将吸声减震材料中的硅藻土比例提高到25％、废弃轮胎橡胶粉质量比例降低到53％，路面砖抗压强度降低13.3％，磨坑长度增大20.6％。
对比例16与实施例4相比，对比例16将吸声减震材料中的硅藻土比例降低到5％、废弃轮胎橡胶粉质量比例提高到73％，路面砖平均吸声系数降低17.6％，阻尼比降低4.5％
对比例17与实施例4相比，对比例17将吸声减震材料中的玻化微珠比例提高到25％、废弃轮胎橡胶粉质量比例降低到55％，路面砖抗压强度降低18.0％，磨坑长度增大24.7％。
对比例18与实施例4相比，对比例18将吸声减震材料中的玻化微珠质量比例降低到5％、废弃轮胎橡胶粉质量比例提高到75％，路面砖平均吸声系数降低9.8％，阻尼比降低10.6％。
根据对比例7-9可知，本申请中将硅灰、微珠以及重钙粉中的任一项在掺合料中剔除均会明显降低混凝土路面砖的抗压强度，水泥、硅灰、微珠以及重钙粉等胶凝材料可相互填充，增加胶凝材料堆积密实度，硅灰和微珠均可与水泥水化生成的氢氧化钙发生二次水化，改善界面过渡区，增加水化硅酸钙凝胶的量，改善强度，重钙粉作为惰性掺合料可提高水泥水化有效水胶比，使水泥充分水化，因此中硅灰、微珠以及重钙粉在本申请的掺合料中缺一不可，三者结合相互协同作用，共同提高混凝土路面砖的强度。
根据对比例10-18可知，本申请中将废弃轮胎橡胶粉、玻化微珠、聚苯颗粒以及硅藻土中任一项在吸声减震材料中剔除均会明显降低路面砖的平均吸声系数和阻尼比；同时玻化微珠、聚苯颗粒以及硅藻土任何一种超过一定的比例均会明显降低路面砖的抗压强度和耐磨性，比例太少则会影响吸声减震性能。
以上所述实施方式仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种高强高性能混凝土路面砖掺合料，其特征在于，包括以下质量百分含量的原料组分：
其中，所述掺合料能够以原水泥10％-40％的含量等质量替代部分水泥用于生产C60强度等级以上的混凝土路面砖。
2.根据权利要求1所述的高强高性能混凝土路面砖掺合料，其特征在于，
所述吸声减震材料包括废弃轮胎橡胶粉、玻化微珠、聚苯颗粒以及硅藻土，混合比例为(60％-75％)∶(10％-20％)∶(1％-3％)∶(10-20％)；所述废弃轮胎橡胶粉目数为80目-200目；所述玻化微珠和所述聚苯颗粒的尺寸小于3mm，所述玻化微珠的堆积密度为100-200kg/m3，所述聚苯颗粒的堆积密度10-20kg/m3；所述硅藻土的堆积密度为300-600kg/m3，其内孔体积400-900cm3/g。
3.根据权利要求1所述的高强高性能混凝土路面砖掺合料，其特征在于，所述硅灰是硅铁灰和/或锆硅灰，所述硅灰的粒径范围为0.1-1μm，其二氧化硅含量大于93％，7d活性指数大于或等于105％，28d活性指数大于或等于115％；
所述微珠为粉煤灰微珠，D50为2-5μm，其7d活性指数大于或等于95％，28d活性指数大于或等于105％；
所述重钙粉为碳酸钙磨细而成，目数为400目-1250目。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高强高性能混凝土路面砖掺合料，其特征在于，所述减水剂为粉体聚羧酸减水剂。
5.根据权利要求1-3任一项所述的高强高性能混凝土路面砖掺合料，其特征在于，所述胶粉为可再分散乳胶粉，所述可再分散乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物、醋酸乙烯酯-乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-乙烯-丙烯酸酯共聚物以及醋酸乙烯酯-乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种。
6.根据权利要求1-3任一项所述的高强高性能混凝土路面砖掺合料，其特征在于，所述淀粉醚为阳离子淀粉、阴离子淀粉、羟丙基淀粉磷酸酯、羟丙基甘油双淀粉以及羟烷基淀粉中的一种或多种。
7.根据权利要求1-3任一项所述的高强高性能混凝土路面砖掺合料，其特征在于，所述滑石粉为硅酸镁盐类矿物滑石族滑石磨细而成，目数为200-800目。
8.根据权利要求1-3任一项所述的高强高性能混凝土路面砖掺合料，其特征在于，以质量百分含量计，所述掺合料还包括2％-6％可溶性钙盐，所述可溶性钙盐为氯化钙、甲酸钙、乙酸钙以及硝酸钙中的至少之一。
9.根据权利要求1-3任一项所述的高强高性能混凝土路面砖掺合料，其特征在于，以下质量百分含量，所述掺合料还包括1％-2％纤维，所述纤维为有机纤维和/或无机纤维；所述有机纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯醇纤维聚酰胺、聚酰亚胺纤维、芳香聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维以及聚乙烯纤维中的一种或多种，长度为3-6mm；所述无机纤维为碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、碳纳米管、石墨烯纳米纤维、碳纤维、玄武岩纤维以及氧化锆纤维中的至少之一。
10.一种权利要求1-9任一项所述高强高性能混凝土路面砖掺合料的制备方法，其特征在于，将各原料按照质量百分含量预混形成掺合料产品。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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