CN116396025A - 一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料及其制备工艺，涉及路基材料技术领域。该一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料及其制备工艺，包括混合原料：硅酸盐水泥5～6份、橡胶粉8～10份、石屑28～40份、碎石30～45份、再生骨料20～30份、水5～8份、氟石膏1～2份、柠檬酸渣1～2份的混合料。通过橡胶粉抵消水泥稳定碎石混合料在膨胀或者收缩时产生的部分载荷，从而达到增强抗弯拉强度的目的，并通过柠檬酸渣在硅酸三钙表面生成不溶性钙盐膜层，从而达到缓凝的作用，且通过氟石膏有利于使水泥水化，从而避免由于混合料凝固速度过快而不便于后续相应工序作业的情况。
Description
技术领域
本发明涉及路基材料技术领域，具体为一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料及其制备工艺。
背景技术
水泥稳定碎石混合料主要由几种粒径不同的粒料和灰浆体积组成，经铺设、压实和养护后可作为路面的基层或底基层，由于其利用粒料作为骨架，并配合灰浆体来填充空隙，从而使得压实度高，表面坚硬、耐用，且由于随龄期增加表面会结成板体，因此抗渗度和抗冻性较好，是一种性能较好的高级路面材料，常被用于高速或重要路段。
在使用水泥稳定碎石混合料时由于其成型后硬度高，故相对而言脆性较大，在部分昼夜温差大的地区会由于热胀冷缩而使路面出现翘曲现象，严重时可能导致路面出现温度性裂缝，从而降低道路使用寿命，此外砌路边石的时间不能太久，需要一次性成功，否则混合料凝固成型后路面坚硬，施工难度增加，敲凿时也易破坏混合料的整体性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料及其制备工艺及其制备工艺，解决了使用水泥稳定碎石混合料铺设路面后受温度影响大，抗弯拉强度低且凝固时间较短，不便于后续相应工序作业的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料，包括混合原料：硅酸盐水泥、橡胶粉、石屑、碎石、再生骨料、水、氟石膏和柠檬酸渣构成的混合料。
优选的，包括以下重量份的制备原料：硅酸盐水泥5～6份、橡胶粉8～10份、石屑28～40份、碎石30～45份、再生骨料20～30份、水5～8份、氟石膏1～2份、柠檬酸渣1～2份。
优选的，混合料的制备方法包括以下步骤：
S1.按照重量比选取相应的硅酸盐水泥、橡胶粉、石屑、碎石和再生骨料将其搅拌混合，硅酸盐水泥为可溶于水的粉料，向混合物内按照重量比加入水使粉料融化，再对其进行充分搅拌即可得到原料混合物A；
S2.按照重量比选取相应的氟石膏和柠檬酸渣，将其放置于辗压机内碾磨处理，获得粉状混合物并经过筛选机筛选过滤，即可得到缓凝混合物B；
S3.将缓凝混合物B加入原料混合物A中进行充分搅拌，待缓凝混合物B与原料混合物A完全混合后，能够得到水泥稳定碎石混合料成品。
优选的，所述S1步骤中加入橡胶粉搅拌前应保证橡胶粉经饱和氢氧化钠溶液浸泡5～7h，再对其进行冲洗烘干。
优选的，所述S1步骤中加入再生骨料搅拌前应保证再生骨料放置于质量浓度为1.2％的稀醋酸溶液中浸泡24h后捞出烘干。
优选的，所述S1步骤中硅酸盐水泥、橡胶粉、石屑、碎石和再生骨料所用的混合搅拌方式为：将用料加入搅拌机中进行充分混合，且搅拌机的搅拌速度设置为10～20rpm。
优选的，所述S2步骤中氟石膏和柠檬酸渣碾磨时加入钢厂脱硫石膏按1:1:1.5的质量比例进行混合。
优选的，所述S3步骤中混合料的搅拌温度应保证维持在5℃～30℃。
本发明提供了一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料及其制备工艺。具备以下有益效果：
本发明通过加入橡胶粉并利用橡胶的柔性，使水泥稳定碎石混合料在温度作用下膨胀或者收缩时产生滞后效应，进而利用橡胶粉变形能力强的特点抵消部分载荷，从而达到增强抗弯拉强度的目的，且为了改善橡胶粉与其他物质之间结合状况较差的情况，通过饱和氢氧化钠溶液浸泡以改变橡胶粉表面特性，从而增强橡胶粉与硅酸盐水泥、石屑、碎石、再生骨料之间的粘结性，避免出现加入橡胶粉后导致混合料的强度下降的情况。
2、本发明通过加入柠檬酸渣和氟石膏，利用柠檬酸渣中的柠檬酸在硅酸三钙表面生成不溶性钙盐膜层，从而达到缓凝的作用，且由于氟石膏中含有部分碳酸钙和部分可溶盐，有利于使水泥水化，且可促进水泥强度发展，使水泥硬度进一步提高，此外为了避免氟石膏中三氧化硫对水泥质量造成影响，通过加入钢厂脱硫石膏对三氧化硫含量进行调整，达到减缓水泥稳定碎石混合料凝固速度，提升其强度的目的，从而避免由于混合料凝固速度过快而不便于后续相应工序作业的情况。
附图说明
图1为本发明的制作工艺流程图。
实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例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
本发明实施例提供一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料，包括混合原料：硅酸盐水泥、橡胶粉、石屑、碎石、再生骨料、水、氟石膏和柠檬酸渣构成的混合料。
包括以下重量份的制备原料：硅酸盐水泥5份、橡胶粉8份、石屑28份、碎石30份、再生骨料20份、水5份、氟石膏1份、柠檬酸渣1份。
混合料的制备方法包括以下步骤：
S1.按照重量比选取相应的硅酸盐水泥、橡胶粉、石屑、碎石和再生骨料将其搅拌混合，硅酸盐水泥为可溶于水的粉料，向混合物内按照重量比加入水使粉料融化，再对其进行充分搅拌即可得到原料混合物A，通过加入橡胶粉利用其柔性和变形能力使水泥稳定碎石混合料在温度作用下发生膨胀或者收缩时抵消部分载荷，从而产生滞后效应，防止在内部拉应力的作用下使水泥稳定碎石混合料出现裂缝，达到降低生产成本，提高道路使用寿命的效果；
S2.按照重量比选取相应的氟石膏和柠檬酸渣，将其放置于辗压机内碾磨处理，获得粉状混合物并经过筛选机筛选过滤，即可得到缓凝混合物B，利用柠檬酸渣中的柠檬酸在硅酸三钙表面生成不溶性钙盐膜层，从而达到缓凝的作用，使水泥稳定碎石混合料可较长时间保持塑性，方便浇注，提高施工效率，避免出现由于混合料凝固过快而使后续砌路边石的时间大幅缩短的情况，同时不会对水泥稳定碎石混合料其他各项性能造成不良影响，且由于氟石膏中含有部分碳酸钙和部分可溶盐，有利于使水泥水化，且可促进水泥强度发展，使水泥硬度进一步提高；
S3.将缓凝混合物B加入原料混合物A中进行充分搅拌，待缓凝混合物B与原料混合物A完全混合后，能够得到水泥稳定碎石混合料成品。
S1步骤中加入橡胶粉搅拌前应保证橡胶粉经饱和氢氧化钠溶液浸泡5h，再对其进行冲洗烘干，防止由于橡胶粉表面亲水性低而在水泥和碎石发生变形偏移时橡胶粉未同步变形，而使抵消效果大大降低。
S1步骤中加入再生骨料搅拌前应保证再生骨料放置于质量浓度为1.2％的稀醋酸溶液中浸泡24h后捞出烘干，再生骨料是指由废弃混凝土制备的骨料，使用再生骨料对于节约资源、保护环境有着重要意义，但由于再生骨料质量差异较大，且内部可能存在裂纹，为了提高安全性需要进行一定的强化处理。
S1步骤中硅酸盐水泥、橡胶粉、石屑、碎石和再生骨料所用的混合搅拌方式为：将用料加入搅拌机中进行充分混合，且搅拌机的搅拌速度设置为10rpm。
S2步骤中氟石膏和柠檬酸渣碾磨时加入钢厂脱硫石膏按1:1:1.5的质量比例进行混合，过多的三氧化硫会在水泥硬化后继续与水、铝酸三钙反应形成钙矾石，进而使硬化后的水泥继续膨胀，导致水泥结构被破坏，而氟石膏和柠檬酸渣中均含有三氧化硫故需要加入钢厂脱硫石膏控制三氧化硫含量。
S3步骤中混合料的搅拌温度应保证维持在20℃。
实施例
本发明实施例提供一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料，包括混合原料：硅酸盐水泥、橡胶粉、石屑、碎石、再生骨料、水、氟石膏和柠檬酸渣构成的混合料。
包括以下重量份的制备原料：硅酸盐水泥6份、橡胶粉10份、石屑40份、碎石45份、再生骨料30份、水8份、氟石膏2份、柠檬酸渣2份。
混合料的制备方法包括以下步骤：
S1.按照重量比选取相应的硅酸盐水泥、橡胶粉、石屑、碎石和再生骨料将其搅拌混合，硅酸盐水泥为可溶于水的粉料，向混合物内按照重量比加入水使粉料融化，再对其进行充分搅拌即可得到原料混合物A，通过加入橡胶粉利用其柔性和变形能力使水泥稳定碎石混合料在温度作用下发生膨胀或者收缩时抵消部分载荷，从而产生滞后效应，防止在内部拉应力的作用下使水泥稳定碎石混合料出现裂缝，达到降低生产成本，提高道路使用寿命的效果；
S2.按照重量比选取相应的氟石膏和柠檬酸渣，将其放置于辗压机内碾磨处理，获得粉状混合物并经过筛选机筛选过滤，即可得到缓凝混合物B，利用柠檬酸渣中的柠檬酸在硅酸三钙表面生成不溶性钙盐膜层，从而达到缓凝的作用，使水泥稳定碎石混合料可较长时间保持塑性，方便浇注，提高施工效率，避免出现由于混合料凝固过快而使后续砌路边石的时间大幅缩短的情况，同时不会对水泥稳定碎石混合料其他各项性能造成不良影响，且由于氟石膏中含有部分碳酸钙和部分可溶盐，有利于使水泥水化，且可促进水泥强度发展，使水泥硬度进一步提高；
S3.将缓凝混合物B加入原料混合物A中进行充分搅拌，待缓凝混合物B与原料混合物A完全混合后，能够得到水泥稳定碎石混合料成品。
S1步骤中加入橡胶粉搅拌前应保证橡胶粉经饱和氢氧化钠溶液浸泡7h，再对其进行冲洗烘干，防止由于橡胶粉表面亲水性低而在水泥和碎石发生变形偏移时橡胶粉未同步变形，而使抵消效果大大降低。
S1步骤中加入再生骨料搅拌前应保证再生骨料放置于质量浓度为1.2％的稀醋酸溶液中浸泡24h后捞出烘干，再生骨料是指由废弃混凝土制备的骨料，使用再生骨料对于节约资源、保护环境有着重要意义，但由于再生骨料质量差异较大，且内部可能存在裂纹，为了提高安全性需要进行一定的强化处理。
S1步骤中硅酸盐水泥、橡胶粉、石屑、碎石和再生骨料所用的混合搅拌方式为：将用料加入搅拌机中进行充分混合，且搅拌机的搅拌速度设置为20rpm。
S2步骤中氟石膏和柠檬酸渣碾磨时加入钢厂脱硫石膏按1:1:1.5的质量比例进行混合，过多的三氧化硫会在水泥硬化后继续与水、铝酸三钙反应形成钙矾石，进而使硬化后的水泥继续膨胀，导致水泥结构被破坏，而氟石膏和柠檬酸渣中均含有三氧化硫故需要加入钢厂脱硫石膏控制三氧化硫含量。
S3步骤中混合料的搅拌温度应保证维持在20℃。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料，其特征在于：包括混合原料：硅酸盐水泥、橡胶粉、石屑、碎石、再生骨料、水、氟石膏和柠檬酸渣构成的混合料。
2.根据权利要求1所述的一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料，其特征在于：包括以下重量份的制备原料：硅酸盐水泥5～6份、橡胶粉8～10份、石屑28～40份、碎石30～45份、再生骨料20～30份、水5～8份、氟石膏1～2份、柠檬酸渣1～2份。
3.根据权利要求1所述的一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料的制备工艺，其特征在于：混合料的制备方法包括以下步骤：
S1.按照重量比选取相应的硅酸盐水泥、橡胶粉、石屑、碎石和再生骨料将其搅拌混合，硅酸盐水泥为可溶于水的粉料，向混合物内按照重量比加入水使粉料融化，再对其进行充分搅拌即可得到原料混合物A；
S2.按照重量比选取相应的氟石膏和柠檬酸渣，将其放置于辗压机内碾磨处理，获得粉状混合物并经过筛选机筛选过滤，即可得到缓凝混合物B；
S3.将缓凝混合物B加入原料混合物A中进行充分搅拌，待缓凝混合物B与原料混合物A完全混合后，能够得到水泥稳定碎石混合料成品。
4.根据权利要求3所述的一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料的制备工艺，其特征在于：所述S1步骤中加入橡胶粉搅拌前应保证橡胶粉经饱和氢氧化钠溶液浸泡5～7h，再对其进行冲洗烘干。
5.根据权利要求3所述的一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料的制备工艺，其特征在于：所述S1步骤中加入再生骨料搅拌前应保证再生骨料放置于质量浓度为1.2％的稀醋酸溶液中浸泡24h后捞出烘干。
6.根据权利要求3所述的一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料的制备工艺，其特征在于：所述S1步骤中硅酸盐水泥、橡胶粉、石屑、碎石和再生骨料所用的混合搅拌方式为：将用料加入搅拌机中进行充分混合，且搅拌机的搅拌速度设置为10～20rpm。
7.根据权利要求3所述的一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料的制备工艺，其特征在于：所述S2步骤中氟石膏和柠檬酸渣碾磨时加入钢厂脱硫石膏按1:1:1.5的质量比例进行混合。
8.根据权利要求3所述的一种抗弯拉强度高的水泥稳定碎石混合料的制备工艺，其特征在于：所述S3步骤中混合料的搅拌温度应保证维持在5℃～30℃。
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