一种掺沥青铣刨料再生纤维混凝土及其制备方法与流程

1.本发明属于绿色筑路材料技术领域，特别涉及一种掺沥青铣刨料再生纤维混凝土及其制备方法。


背景技术：

2.《2020年交通运输行业发展统计公报》显示，截至2020年底全国公路总里程519.81万公里，养护里程514.40万公里，占公路总里程99.0％。沥青路面是我国高速公路的主要路面型式，在“以养护为主”时期需要及时对沥青路面进行预防性、经常性和周期性养护。在养护过程中，必然会产生大量的沥青路面铣刨料，不仅会占用大量场地，还会污染土壤和环境。因此，如何科学合理地处理沥青铣刨料成为亟待解决的问题。将沥青铣刨料作为天然碎石的替代品用于生产低标号水泥混凝土，就近用于临建工程的硬化场地、中分带封闭层、边沟盖板等附属设施，成为实现沥青铣刨料利用和缓解砂石困境的一种有效途径。
3.目前，针对含沥青铣刨料再生现浇砼的研究鲜有报道。然而，沥青铣刨料与天然碎石在外观形貌、物理力学指标方面存在很大的差异：
①
用于水泥混凝土的常用天然碎石为亲水性材料，有利于与水泥浆体的粘结，而沥青铣刨料表现往往粘有沥青，具有一定的憎水性，不利于与水泥浆体的粘结；
②
沥青铣刨料在铣刨过程中会造成碎石内部损伤产生微裂缝，其自身力学性能要远弱于天然碎石。沥青铣刨料的自身性能的缺陷会造成掺沥青铣刨料再生混凝土的强度大大降低，使得掺沥青铣刨料再生混凝土难以推广。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种掺沥青铣刨料再生纤维混凝土及其制备方法，该再生纤维混凝土强度高、成本低、绿色环保，有效地实现了废旧沥青铣刨料的资源化利用，经济、社会和环境效益显著。
5.本发明所述的掺沥青铣刨料再生纤维混凝土的各原料按质量份的配比为：水泥264-463份、水180-190份、细骨料619-679份、天然粗骨料0-928份、沥青铣刨料再生粗骨料232-1178份、硅灰0-16份、纤维2.7-8.1份、高效减水剂0.9-1.2份。优选的质量份配比为：水泥370-463份、水180-185份、细骨料619-647份、天然粗骨料567-805份、沥青铣刨料再生粗骨料345-678份、硅灰8-16份、纤维2.7-5.4份、高效减水剂0.9-1.2份。
6.所述的沥青铣刨料再生粗骨料的制备方法包括以下步骤：(1)对沥青路面进行铣刨；(2)将得到的沥青铣刨料进行筛分，分别取得5-10mm和10-20mm颗粒；(3)将5-10mm和10-20mm的颗粒按40:60的比例混合均匀，得到沥青铣刨料再生粗骨料。
7.所述的纤维为耐碱玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维中的一种或几种，纤维长度为12-16mm。
8.所述的高效减水剂为粉末状聚羧酸高效减水剂。
9.本发明所述的掺沥青铣刨料再生纤维混凝土的制备方法，包括以下步骤：
10.(1)先将称好的沥青铣刨料再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水泥、硅灰以及高效
减水剂依次加入到搅拌机，搅拌30s；
11.(2)再向步骤(1)的搅拌机中以均匀适中的速度加入纤维，边加入边搅拌，纤维全部加入的总时间不超60s；
12.(3)待纤维全部加入后，继续搅拌30s，然后再将水全部加入步骤(2)的搅拌机中，继续搅拌100-120s，形成新拌的掺沥青铣刨料再生纤维混凝土。
13.相对现有技术，本发明的技术方案具有以下有益效果：
14.(1)本发明的掺沥青铣刨料再生纤维混凝土具有强度高、成本低的优点；原材料中还掺入了纤维，有效提高了再生混凝土的抗折性能，延长了再生混凝土路面服役寿命。
15.(2)本发明的掺沥青铣刨料再生纤维混凝土生产过程简单，可沿路利用废旧沥青铣刨料生产现浇再生纤维混凝土，就近用于临建工程的硬化场地、中分带封闭层、边沟盖板等附属设施，实现道路固废的就地资源化利用。
16.(3)本发明的技术方案充分利用废旧沥青铣刨料作为试验原材料，既解决了沥青铣刨料长期堆积造成的土地资源浪费和污染，节约了天然碎石的开采和消耗，缓解了天然砂石供求矛盾。符合节能减排、绿色低碳可持续发展的要求。
具体实施方式
17.下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
18.实施例1-5中所用原料如下：
19.水泥为狮头牌p.o 42.5水泥；细骨料为天然河砂，属于中砂；天然粗骨料为5-20mm的连续级配石灰石碎石；沥青铣刨料再生粗骨料为繁大高速公路中修工程路面铣刨料筛分后分别取得5-10mm和10-20mm的再生碎石按40:60的比例混合均匀，得到沥青铣刨料再生粗骨料；纤维为耐碱玻璃纤维，长12mm；高效减水剂为粉末状聚羧酸高效减水剂，减水率为28％。
20.实施例1
21.一种掺沥青铣刨料再生纤维混凝土，由以下原料制成：水泥463kg、水185kg、细骨料619kg、天然粗骨料771kg、沥青铣刨料再生粗骨料330kg、纤维5.4kg和高效减水剂1.1kg。
22.上述原料配比的掺沥青铣刨料再生纤维混凝土的制备方法，具体步骤如下：
23.(1)先将称好的沥青铣刨料再生粗骨料、天然粗骨料、细骨料、水泥以及高效减水剂依次加入到搅拌机，搅拌30s；
24.(2)再向步骤(1)的搅拌机中以均匀适中的速度加入纤维，便加入边搅拌，纤维全部加入的总时间40s；
25.(3)待纤维全部加入后，继续搅拌30s，然后再将水溶液全部加入步骤(2)的搅拌机中，继续搅拌120s，形成新拌掺沥青铣刨料再生纤维混凝土。
26.实施例2
27.一种掺沥青铣刨料再生纤维混凝土，由以下原料制成：水泥370kg、水185kg、细骨料652kg、天然粗骨料928kg、沥青铣刨料再生粗骨料232kg、硅灰8kg、纤维2.7kg和高效减水剂0.95kg。
28.按实施例1步骤(1)-步骤(3)相同的制备方法制备得到掺沥青铣刨料再生纤维混凝土。
29.实施例3
30.一种掺沥青铣刨料再生纤维混凝土，由以下原料制成：水泥370kg、水185kg、细骨料647kg、天然粗骨料805kg、沥青铣刨料再生粗骨料345kg、硅灰12kg、纤维2.7kg和高效减水剂1.0kg。
31.按实施例1步骤(1)-步骤(3)相同的制备方法制备得到掺沥青铣刨料再生纤维混凝土。
32.实施例4
33.一种掺沥青铣刨料再生纤维混凝土，由以下原料制成：水泥370kg、水185kg、细骨料637kg、天然粗骨料567kg、沥青铣刨料再生粗骨料567kg、硅灰16kg、纤维5.4kg和高效减水剂1.0kg。
34.按实施例1步骤(1)-步骤(3)相同的制备方法制备得到掺沥青铣刨料再生纤维混凝土。
35.对比例1
36.制备一种普通纤维混凝土，由以下原料制成：水泥370kg、水185kg、细骨料663kg、天然粗骨料1178kg、纤维5.4kg和高效减水剂1.0kg。
37.将上述实施例1-4及对比例1所得的混凝土试件样品，分别进行28d抗压强度和28d抗折强度试验，试验结果如表1所示。从表1可以看出，本发明实施例1-4所得的掺沥青铣刨料再生纤维混凝土试件强度要高于对比例1所得的普通纤维混凝土。
38.表1实施例1-4和对比例1的混凝土试件力学性能
[0039][0040]
注：水灰比为水的质量与水泥和硅灰总质量的比。
[0041]
由上述实施例和对比例明显可知，通过本发明工艺能够使沥青铣刨料得到充分再利用，得到的再生纤维混凝土性能良好且成本低廉，这样的技术效果是先前所未预料到的。
[0042]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明申请保护的范围。在不脱离本发明的精神和原则的前提下，本发明还会有各种修改、替换以及改进等，这些变化均应包含在本发明的保护范围内。