路面用高强度环保混凝土及其制备方法与流程

1.本发明涉及混凝土领域，尤其是涉及一种路面用高强度环保混凝土及其制备方法。


背景技术：

2.道路是交通发展的关键，路面通常分为沥青路面与混凝土路面，混凝土路面作为高级路面，具有平整、承载能力高的优点。
3.混凝土路面主要由混凝土拌和料经养护固化而形成，混凝土主要包括水泥、骨料及外加剂，通过水泥水化形成胶凝材料，从而将骨料粘结形成具有较高强度的固体材料，从而形成混凝土路面。
4.但是，随着物流行业的发展，运输量日益增多，增加单辆车负载重量是提高物流行业利润的重要手段之一，然而，虽然混凝土材料具有较高强度，但仍然难以满足日益发展的物流运输所需，目前，为了避免货车载重过大而突破混凝土路面抗压能力的极限从而导致混凝土路面开裂破损，为了保护混凝土路面不受破坏，只能通过限制了货车的载重量的方式，这同时也就限制了物流行业的发展，从而也就限制了经济的发展，因此，还有改善空间。


技术实现要素：

5.为了提高路面的承载能力，本技术提供一种路面用高强度环保混凝土及其制备方法。
6.本技术提供的一种路面用高强度环保混凝土采用如下的技术方案：
7.第一方面，本技术提供一种路面用高强度环保混凝土，采用如下的技术方案：
8.一种路面用高强度环保混凝土，由混凝土拌和料浇筑而成，所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：
9.水100份；
10.水泥288-290份；
11.粉煤灰25-25.5份；
12.骨料1330-1340份；
13.海绵骨针13.3-13.5份；
14.外加剂5.9-6份；
15.所述骨料为天然细骨料与再生粗骨料的复配。
16.通过采用上述技术方案，通过在混凝土拌和料中加入海绵骨针，使得制得的路面用高强度环保混凝土具有更高的强度，在受到压力时不易开裂破损，从而通过路面用高强度环保混凝土制得的混凝土路面能承受更大的负载，从而使得道路的承载能力提高，减少了对物流运输的限制，有助于经济发展。
17.海绵骨针，是指海绵的骨架，属于一种玻璃纤维状的硅质骨针，海绵骨针并非完全密实的结构，其本身具有用于运输营养的通道，因此，海绵骨针可吸收水分，而由于海绵骨
针本身的直径只有15μm左右，会使得海绵骨针混合在混凝土拌和料中时，除水分外的其他物质难进入海绵骨针中，而水泥在水化的过程中会产生大量的氢氧化钙，氢氧化钙是一种六方板状晶体，强度很低，稳定性较差，而氢氧化钙主要在水分聚集的地方富集，普通的混凝土固化的过程中，水泥石与集料的界面处含水量较大，会使得氢氧化钙易于在水泥石与集料的界面处富集，从而成为混凝土材料的薄弱环节，而海绵骨针的加入后，水分被大量吸收至海绵骨针中，游离的氢氧化钙就容易在海绵骨针中富集，由于氢氧化钙会溶于水中，因此溶解的氢氧化钙能逐步向含水量高的海绵骨针富集，而在水分蒸发后，氢氧化钙就会残留在海绵骨针中，此时，由于海绵骨针具有非常高的强度，通过海绵骨针补强混凝土结构以抵消氢氧化钙强度低所带来的负面影响，而且还减少了水泥石与集料界面处的薄弱环节，使得混凝土材料从整体上具有更高的强度。
18.而且，海绵骨针直径非常小，特别容易插入细微裂缝中，对细微裂缝的补强效果极佳，尤其是对于具有大量细微裂缝的再生骨料，具有较佳的补强作用。
19.再生骨料由于是通过破碎的手段制得的骨料，表面会遍布细纹，而通过海绵骨针的补强，使得再生骨料结构稳定，强度较高，从而使得制得的混凝土具有更高的强度，而且消耗了建筑垃圾等废弃物，减少了环境污染，较为环保。
20.细骨料采用天然细骨料而粗骨料材料再生粗骨料，使得海绵骨针易于对再生粗骨料进行补强，而细骨料由于粒径较小，海绵骨针的补强效果会下降，因此，仅采用再生粗骨料能更好地保障制得的混凝土的强度，质量更佳。
21.优选的，所述再生骨料为废旧橡胶颗粒、废旧混凝土颗粒的复配。
22.通过采用上述技术方案，通过废旧橡胶颗粒的加入，在混凝土受力时，通过橡胶的形变，可以吸收部分能量，使得负载的能力更不易破坏混凝土结构，使得混凝土路面不易开裂破损，质量更佳。
23.优选的，所述废旧橡胶颗粒、废旧混凝土颗粒的质量比例为1：5。
24.通过采用上述技术方案，通过特定的比例选择，抗压强度较高，同时混凝土保持较好的刚性，制成路面是更为平整，行车体验更佳，由混凝土制成的路面质量较佳。
25.优选的，所述天然细骨料与再生粗骨料的质量比例为1：2。
26.通过采用上述技术方案，通过具体选择天然细骨料与再生粗骨料的配比，使得制得的混凝土结构强度更高，抗压能力更强，质量更佳。
27.优选的，所述天然骨料为细砂、中砂的复配。
28.通过采用上述技术方案，通过采用细砂与中砂复配，利用更好地填充间隙，使得制得的混凝土更为密实，从而更好地提高混凝土的强度，质量更佳。
29.优选的，所述细砂、中砂的质量比例为3.5：2.3。
30.通过采用上述技术方案，通过具体选择细砂与中砂的配比，制得的混凝土的密实度更高，抗压强度更强，支撑路面后的承载力更好。
31.优选的，所述海绵骨针为多轴骨针。
32.通过采用上述技术方案，通过采用多轴骨针，使得同一根海绵骨针与水泥的接触面积更大，而且受力时对水泥石的作用力有更多地受力方向，使得补强混凝土的效果更佳。
33.优选的，所述外加剂为葡萄糖酸钠、木质素磺酸钠、微硅粉、羟丙基甲基纤维素的复配。
34.通过采用上述技术方案，使得混凝土拌和料用水较少，加工性能优异，同时能更进一步提高制得的混凝土的强度，使得制得的混凝土具有更高的结构稳定性，从而使得制成的路面承载力更高，对物流行业具有更好的推进作用。
35.第二方面，本技术提供一种路面用高强度环保混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
36.一种上述的路面用高强度环保混凝土的制备方法，包括以下步骤：
37.步骤1)，将水泥、粉煤灰、骨料、海绵骨针混合均匀，形成预混物；
38.步骤2)，向预混物中加入水、外加剂，混合均匀，形成混凝土拌和料；
39.步骤3)，将混凝土拌和料浇筑至模具中，养护，脱模，得路面用高强度环保混凝土。
40.通过采用上述技术方案，通过先混合海绵骨针与骨料，使得海绵骨针更好地插入骨料缝隙中，补齐骨料的效果更佳，由于海绵骨针部分插入骨料中而部分被水泥石包裹，使得水泥石与骨料的连接力更强，使得制得的混凝土的强度更高，质量更好。
41.综上所述，本技术具有以下有益效果：
42.1、由于本技术通过在混凝土拌和料中加入海绵骨针，使得制得的路面用高强度环保混凝土具有更高的强度，在受到压力是不易开裂破损，从而通过路面用高强度环保混凝土制得的混凝土路面能承受更大的负载，从而使得道路的承载能力提高，减少了对物流运输的限制，有助于经济发展。
43.2、本技术中优选通过废旧橡胶颗粒的加入，在混凝土受力时，通过橡胶的形变，可以吸收部分能量，使得负载的能力更不易破坏混凝土结构，使得混凝土路面不易开裂破损，质量更佳。
44.3、本技术的方法，通过先混合海绵骨针与骨料，使得海绵骨针更好地插入骨料缝隙中，补齐骨料的效果更佳，由于海绵骨针部分插入骨料中而部分被水泥石包裹，使得水泥石与骨料的连接力更强，使得制得的混凝土的强度更高，质量更好。
具体实施方式
45.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
46.以下实施例及对比例中所用原料的来源信息详见表1。
47.表1
48.[0049][0050]
实施例1-3
[0051]
一种路面用高强度环保混凝土，由混凝土拌和料浇筑而成，混凝土拌和料包括以下组分：
[0052]
水、水泥、粉煤灰、骨料、海绵骨针、外加剂。
[0053]
骨料为天然细骨料与再生粗骨料的复配，天然细骨料与再生粗骨料的质量比例为1：2。
[0054]
天然细骨料为细砂、中砂的复配，细砂、中砂的质量比例为3.5：2.3。
[0055]
再生骨料为废旧橡胶颗粒、废旧混凝土颗粒的复配，废旧橡胶颗粒、废旧混凝土颗粒的质量比例为1：5，废旧橡胶颗粒的粒径范围为20-22mm，废旧混凝土颗粒的粒径范围为24-26mm。
[0056]
海绵骨针为多轴骨针。
[0057]
外加剂为葡萄糖酸钠。
[0058]
实施例1-3中，各组分的具体投入量(单位kg)详见表2。
[0059]
表2
[0060] 实施例1实施例2实施例3水100100100水泥288289290粉煤灰2525.325.5骨料133013351340海绵骨针13.313.413.5外加剂5.95.956
[0061]
实施例1-3中，路面用高强度环保混凝土的制备方法包括以下步骤：
[0062]
步骤1)，将水泥、粉煤灰、骨料、海绵骨针投入搅拌釜中，转速25r/min，搅拌10min，
混合均匀，形成预混物。
[0063]
步骤2)，向预混物中加入水、外加剂，转速35r/min，搅拌3min，混合均匀，形成混凝土拌和料。
[0064]
步骤3)，将混凝土拌和料浇筑至模具中，洒水养护5d，脱模，静止养护至28d，得路面用高强度环保混凝土。
[0065]
实施例4
[0066]
一种路面用高强度环保混凝土，与实施例2相比，区别仅在于：
[0067]
外加剂为葡萄糖酸钠、木质素磺酸钠、微硅粉、羟丙基甲基纤维素的复配，葡萄糖酸钠、木质素磺酸钠、微硅粉、羟丙基甲基纤维素的质量比例为1：0.2：0.5：0.3。
[0068]
实施例5
[0069]
一种路面用高强度环保混凝土，与实施例2相比，区别仅在于：
[0070]
废旧橡胶颗粒、废旧混凝土颗粒的质量比例为1：10。
[0071]
实施例6
[0072]
一种路面用高强度环保混凝土，与实施例2相比，区别仅在于：
[0073]
细砂、中砂的质量比例为3：2。
[0074]
实施例7
[0075]
一种路面用高强度环保混凝土，与实施例2相比，区别仅在于：
[0076]
海绵骨针为单轴骨针。
[0077]
对比例1
[0078]
一种路面用高强度环保混凝土，与实施例2相比，区别仅在于：
[0079]
采用细砂等量代替海绵骨针。
[0080]
对比例2
[0081]
一种路面用高强度环保混凝土，与实施例2相比，区别仅在于：
[0082]
采用细砂等量代替海绵骨针。
[0083]
采用天然碎石等量代替再生粗骨料。
[0084]
实验1
[0085]
根据《普通混凝土力学性能试验方法标准gb/t50081-2016》检测各实施例及对比例的混凝土拌和料所制备的试样的7天抗压强度、28天抗压强度、28天劈裂抗拉强度。
[0086]
实验1的具体检测数据详见表3。
[0087]
表3
[0088][0089]
根据表3中对比例1与对比例2的数据对比可得，当混凝土拌和料中未加入海绵骨针时，将天然碎石替换成由废旧橡胶颗粒与废旧混凝土颗粒复配而成的再生骨料后，制得的试样的抗压强度、劈裂抗拉强度均会有所下降，这主要是因为废旧混凝土颗粒在加工时是通过外力破碎以实现的，因此废旧混凝土颗粒表面会形成较多细纹，导致废旧混凝土颗粒的强度不及天然碎石的强度，从而使得制得的混凝土试样的强度有所下降。
[0090]
根据表3中对比例1与实施例2的数据对比可得，当混凝土拌和料中加入海绵骨针后，制得的混凝土试样的抗压强度、劈裂抗拉强度均有明显提升，这主要是因为海绵骨针本身充当了类似纤维的补强作用，当混凝土欲开裂时，通过海绵骨针受力来抵消作用力，同时由于海绵骨针吸收了水分，使得氢氧化钙在海绵骨针内富集，氢氧化钙形成沉淀后，虽然强度很低，但是由于此处主要靠海绵骨针自身提供补强效果，因此在海绵骨针中沉积的氢氧化钙不会影响到海绵骨针补强混凝土的作用，同时还减少了氢氧化钙在水泥石与骨料界面处的富集，减少了薄弱点，从而实现了混凝土的强度提升；另外，海绵骨针插入了再生骨料的细纹中，对再生骨料也产生了补强作用，从而进一步提高了混凝土的抗压强度，从而体现出混凝土试样抗压强度与劈裂抗拉强度均大幅提升的效果。
[0091]
根据实施例2与实施例4的数据对比可得，当外加剂由葡萄糖酸钠、木质素磺酸钠、微硅粉、羟丙基甲基纤维素复配而成后，制得的混凝土试样的抗压强度、劈裂抗拉强度均有所提升，这主要是由葡萄糖酸钠、木质素磺酸钠、微硅粉、羟丙基甲基纤维素配合，改善了混凝土内部结构，使得混凝土受力后，作用力分布更为均匀，从而更好地共同承受作用力，以减少局部开始破坏的可能，从而使得混凝土试样整体的抗压强度、劈裂抗拉强度得以提升。
[0092]
根据实施例2与实施例5的数据对比可得，当废旧橡胶颗粒、废旧混凝土颗粒以特定比例配合时，制得的试样的强度更高，证明在一定程度上添加橡胶填充，有助于缓冲吸收外力，从而使得混凝土更不易破坏。
[0093]
根据实施例2与实施例6的数据对比可得，当细砂与中砂以特定比例配合时，制得
的试样的强度更高，这主要是细砂与中砂的配比会影响混凝土的密实度，从而影响混凝土的强度。
[0094]
根据实施例2与实施例7的数据对比可得，当采用多轴骨针时，制得的试样的抗压强度、劈裂抗拉强度均更高，这主要是因为多轴骨针的受力方向更多，从而使得抵抗外力的效果更佳，以使补强的效果更好，使得混凝土的强度更高。本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。