一种聚合物钢渣水泥混凝土制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚合物钢渣水泥混凝土制备方法，包括：制备成聚苯硫醚乳液；再将5‑30重量份水泥，10‑40重量份钢渣，14‑26重量份砂，10‑30份碎石，钢渣重量的0‑3‰的减水剂，聚苯基硫醚树脂重量的0‑3%的消泡剂，10‑25重量份聚苯硫醚乳液，和15‑25重量份水，按先固体材料后液体材料的顺序置于搅拌容器内，拌和均匀后，制备完成聚合物钢渣水泥混凝土。本发明专利技术制备的聚合物钢渣混凝土降低了碱含量和氯离子含量，增强了抗折强度、抗压强度和折压比，强度增加的同时韧性也获得明显的提高，还具有较强的耐磨耗性能，应用在路面和桥面铺装可获得较好的耐久性。

A Preparation Method of Polymer Steel Slag Cement Concrete

The invention discloses a preparation method of polymer steel slag cement concrete, comprising: preparation of polyphenylene sulfide emulsion; 5 to 30 weight cement, 10 to 40 weight steel slag, 14 to 26 weight sand, 10 30 30 gravel, steel slag weight 0 0 3 3 water reducing agent, polyphenyl sulfide resin weight 0 0 0 foam defoamer, 0 weight weight polyphenylene sulfide emulsion, and weight of Water is placed in a mixing vessel in the order of solid material before liquid material. After mixing uniformly, polymer steel slag cement concrete is prepared. The polymer steel slag concrete prepared by the invention reduces the alkali content and chloride ion content, enhances the flexural strength, compressive strength and compressive ratio, increases the strength while improving the toughness, and also has strong wear resistance, and can obtain better durability when applied to pavement of pavement and bridge deck.

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物钢渣水泥混凝土制备方法
专利技术属于道路和桥梁工程领域，具体是一种聚合物钢渣水泥混凝土及其制备方法，能够在保证该材料其他主要路用性能技术指标不降低的条件下，较为显著提高混凝土路面或桥面的耐磨耗性能。
技术介绍
在一些道路的特殊区域，如路线曲线半径较小，公交站台，或隧道路面、长大纵坡等易发生拥包推移的路面，其路面表面承受横向力和剪切应力的反复作用，常出现路面表面横向的永久变形，具体表现为波浪、拥包和推移，进而导致安全性和耐磨性能下降，从而导致交通事故，造成人员伤亡和经济损失，尤其是在长大陡坡、小半径急转弯、重载交通等特殊路段。而常规的方法是对路面换用水泥混凝土路面，对于这些特殊区域水泥混凝土路面会因刚度过大导致抗折强度不足进而导致易发生开裂，且路面表面的耐磨耗性能会大幅下降，严重影响路面的使用效果，严重时会引起安全事故。混凝土是世界上最大宗的建筑材料，主要由胶凝材料、粗细骨料与水拌合而成，其中骨料占据了混凝土绝大部分体积，骨料性能的优劣对混凝土的各项性能有着直接和显著的影响。近年来，中国每年消耗的天然砂石骨料高达数十亿吨，部分地区供求关系的不平衡也导致砂石骨料的价格不断提升，此外，对砂石的过量开采与长途运输已经对环境造成了严重的影响。综上所述，寻求优良砂石骨料的替代品已经是我们面对的一个不可忽视的问题。与此同时，中国目前搁置钢渣的量达到了180×107吨，并且现在还在以每年几百万吨的速度增长。我国对钢渣的利用率却只有30％左右，且主要用作回填材料，如何较好地利用残余钢渣是一个亟待解决的难题。将钢渣作为混凝土的骨料使用，是提高钢渣利用率的一个有效途径。由于钢渣中含有硅酸二钙、硅酸三钙以及铁铝酸盐等活性矿物质，具有水硬胶凝性，钢渣的加入可以增强水泥混凝土的水反应活性，同时，钢渣价格优廉，具有很大的市场优势。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种聚合物钢渣水泥混凝土制备方法，以解决现有道路或桥面耐磨耗性能不足的问题。为了解决上述问题，本专利技术的技术方案如下：一种聚合物钢渣水泥混凝土制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：A、制备聚苯硫醚乳液，聚苯硫醚乳液100份中包括37-56份聚苯基硫醚树脂和1.5-3.0份聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯，余者为水；B、按照以下配比准备原料，以总重量100份计，所述聚合物钢渣水泥混凝土的各原料重量份配比如下：水泥5-30，钢渣10-40，砂14-26，碎石10-30，聚苯硫醚乳液10-25，水15-25，另加上减水剂和消泡剂，其中减水剂为钢渣重量的0-3‰，消泡剂为聚苯基硫醚树脂重量的0-3％；C、将以上原料按照先固体材料后液体材料的顺序置于搅拌容器内，拌和均匀后，即制得聚合物钢渣水泥混凝土。进一步地，其中A的具体步骤为：1)、将水加热至60-90℃，将聚苯硫醚树脂粉缓缓加入其中；2)、然后加入聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯作为乳化剂，在均化器或超声分散仪的作用下制备成聚苯硫醚乳液。其中以总重量100份计，聚苯硫醚乳液各原料重量份配比如下：聚苯基硫醚树脂粉37-56，聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯1.5-3.0，水42-60。进一步地，所述制备方法还包括步骤D，制成后立即做坍落度测定，推荐坍落度为150±50mm。摊铺施工前应充分振捣。进一步地，其中水为普通自来水。进一步地，聚苯基硫醚树脂的主要成分为聚苯基硫醚，其纯度在60％以上，其杂质根据合成工艺的不同包含但不限于聚醚醚酮(PEEK)，聚砜(PSF)，聚酰亚胺(PI)，聚苯基硫醚树脂的相对密度为1.0-1.4g/cm3。上述聚苯基硫醚树脂的主要成分为聚苯基硫醚，其分子结构式为：其中聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯又名聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯。进一步地，所述的水泥为普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥。进一步地，所述钢渣为炼钢后排除的废渣，包括平炉或转炉钢渣。进一步地，所述砂为砂岩、石灰岩、玄武岩、辉绿岩、铝矿石细骨料，骨料最大粒径为0.6mm-2.36mm。进一步地，所述碎石为石灰岩、玄武岩、辉绿岩、或铝矿石细骨料，骨料最大粒径为2.36mm-9.5mm。所述减水剂为普通水泥混凝土采用的水剂或粉剂，若采用水剂，应使其有效成分达到上述重量份配比要求。钢渣密度较其他骨料大，加入减弱混凝土的流动性，为保证成品混凝土具有好的施工特性，需要依据钢渣的量加入减水剂。所述消泡剂与所用聚合物匹配使用，其有效用量应与聚苯硫醚乳液的有效成分相对应。由于聚苯硫醚中通常含有其他聚合物杂质如聚醚醚酮、聚砜等，不纯净的聚苯硫醚会带来其他不可预知的副反应，过程中会带来较大的表面张力，产生泡沫，为降低最终的混凝土成品内部空气率，需要依据聚苯硫醚的有效用量加入消泡剂。减水剂和消泡剂为现有技术，采用一般水泥减水剂和消泡剂即可，在此不再赘述。本专利技术的制备方法获得的聚合物钢渣水泥混凝土，具有较大的毛体积密度，凝结时间较基准混凝土略短，力学、耐久性能和普通混凝土基本接近，聚合物和钢渣的掺入改善了水泥混凝土的干缩性能，且后期强度稳定发展，且随着龄期增长，其增长率明显优于普通混凝土，且具有更低的碱含量和氯离子含量，增强了抗折强度、抗压强度和折压比，强度增加的同时韧性也获得明显的提高，还具有较强的耐磨耗性能，应用在路面和桥面铺装可获得较好的耐久性。具体实施方式下面的实施例和对比例将会进一步阐明本专利技术，但是应该说明，实例和对比例并非限制本专利技术的保护范围。其中，实施例1，2为不同的聚合物乳液组分掺配比例，实施例2和3为不同的混凝土配合比。对比例选用了是常用C30水泥混凝土。通过以上实施例与对比例，对本专利技术进行详细的阐述。实施例1按下述方法制备聚合物钢渣水泥混凝土：将60重量份的水加热至60-90℃，再缓缓加入38重量份聚苯硫醚树脂粉适当搅拌，最后加入2重量份的聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯作为乳化剂，在均化器的作用下震荡约30min，制备成聚苯硫醚乳液。其后按表1进行混凝土配合比设计。表1配合比A实施例2按下述方法制备聚合物钢渣水泥混凝土：将50重量份的水加热至60-90℃，再缓缓加入48重量份聚苯硫醚树脂粉适当搅拌，最后加入2重量份的聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯作为乳化剂，在均化器的作用下约30min，制备成聚苯硫醚乳液。其后按表1进行混凝土配合比设计。实施例3按下述方法制备聚合物钢渣水泥混凝土：将50重量份的水加热至60-90℃，再缓缓加入48重量份聚苯硫醚树脂粉适当搅拌，最后加入2重量份的聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯作为乳化剂，在均化器的作用下震荡约30min，制备成聚苯硫醚乳液。其后按表2进行混凝土配合比设计。表2配合比B对比例按下述配合比制备常规道路用C30水泥混凝土：水：42.5普通水泥：砂子：石子配合比为：0.38：1：0.958：2.462，砂率：28％，水灰比：0.38。将所述实施例和对比例进行混凝土成型及养护，参照GB50164-2011《混凝土质量控制》检测混凝土碱含量和氯离子含量，28天后按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTGE30-2)测试其力学性能。试验结果如表3所示。表3实施例1-3和对比例的相关试验结果对比试验项目实施例1实施例2实施例3对比例碱含量(kg/m3)0.510.520.412.3氯离子含量(％)0.170.160.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物钢渣水泥混凝土制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：A、制备聚苯硫醚乳液，聚苯硫醚乳液100份中包括37‑56份聚苯基硫醚树脂和1.5‑3.0份聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯，余者为水；B、按照以下配比准备原料，以总重量100份计，所述聚合物钢渣水泥混凝土的各原料重量份配比如下：水泥 5‑30，钢渣 10‑40，砂 14‑26，碎石 10‑30，聚苯硫醚乳液 10‑25，水 15‑25，另加上减水剂和消泡剂，其中减水剂为钢渣重量的0‑3‰，消泡剂为聚苯基硫醚树脂重量的0‑3%；C、将以上原料按照先固体材料后液体材料的顺序置于搅拌容器内，拌和均匀后，即制得聚合物钢渣水泥混凝土。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物钢渣水泥混凝土制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：A、制备聚苯硫醚乳液，聚苯硫醚乳液100份中包括37-56份聚苯基硫醚树脂和1.5-3.0份聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯，余者为水；B、按照以下配比准备原料，以总重量100份计，所述聚合物钢渣水泥混凝土的各原料重量份配比如下：水泥5-30，钢渣10-40，砂14-26，碎石10-30，聚苯硫醚乳液10-25，水15-25，另加上减水剂和消泡剂，其中减水剂为钢渣重量的0-3‰，消泡剂为聚苯基硫醚树脂重量的0-3%；C、将以上原料按照先固体材料后液体材料的顺序置于搅拌容器内，拌和均匀后，即制得聚合物钢渣水泥混凝土。2.如权利要求1所述的一种聚合物钢渣水泥混凝土制备方法，其特征在于，A的具体步骤为：1）、将水加热至60-90℃，将聚苯硫醚树脂缓缓加入其中；2）、然后加入聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯作为乳...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄明，温学钧，史春华，
申请(专利权)人：上海市政工程设计研究总院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31