一种耐久路面结构混凝土材料及制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种耐久路面结构混凝土材料，按照重量分数包括如下成分：水泥混凝土100～160份，垫层粒料30～50份，掺入微料20～30份，高效活性矿物掺料40～60份，高效减水剂10～24份，耐久性改善剂20～30份，碱性化合物30～44份，聚合物乳液25～35份，混杂复合纤维10～30份，混合杂料30～60份，级配集料50～70份，本发明专利技术还公开了一种耐久路面结构混凝土材料的制备工艺，将原料分为底层基料添加组料、改性组料和辅助成型组料三组材料，并通过依次加工和有序加工混合的方式制得最终的成品材料，有效改善路面耐久性、抗压强度和防渗漏性能，同时通过合理的养护方式提高路面成型质量，有效延长路面的使用寿命。

A durable pavement structure concrete material and its preparation technology

The invention discloses a durable pavement structure concrete material. According to the weight fraction, it comprises the following components: 100~160 cement concrete, 30~50 parts of bedding aggregate, 20~30 parts mixed with micro materials, 40~60 active active mineral admixtures, 10~24 high efficiency water reducing agents, 20~30 durability modifiers, 30~44 alkaline compounds, 25~35 polymer emulsion, and hybrid composite fibers. The invention also discloses a preparation process of durable pavement structural concrete material, which divides raw materials into three groups: bottom base material adding component, modified component and auxiliary forming component. The final product material is prepared by sequential processing and sequential processing and mixing, thus effectively improving pavement durability and compression resistance. Strength and anti-seepage performance, at the same time through reasonable maintenance methods to improve the pavement forming quality, effectively prolong the service life of the pavement.

【技术实现步骤摘要】
一种耐久路面结构混凝土材料及制备工艺
本专利技术涉及道路建设
，具体为一种耐久路面结构混凝土材料及制备工艺。
技术介绍
高速公路属于高等级公路，中国交通部《公路工程技术标准》规定，高速公路指“能适应年平均昼夜小客车交通量为25000辆以上、专供汽车分道高速行驶、并全部控制出入的公路”。各国尽管对高速公路的命名不同，但都是专指有4车道以上、两向分隔行驶、完全控制出入口、全部采用立体交叉的公路。此外，有不少国家对部分控制出入口、非全部采用立体交叉的直达干线也称为高速公路。一般来说，高速公路能适应120公里/小时或者更高的速度，路面有4个以上车道的宽度。中间设置分隔带，采用沥青混凝土或水泥混凝土高级路面，设有齐全的标志、标线、信号及照明装置；禁止行人和非机动车在路上行走，与其他线路采用立体交叉、行人跨线桥或地道通过。从定义可以看出，一般来讲高速公路应符合下列4个条件：(1)只供汽车高速行驶；(2)设有多车道、中央分隔带，将往返交通完全隔开；(3)设有立体交叉口；(4)全线封闭，出入口控制，只准汽车在规定的一些立体交叉口进出公路。混凝土，是指由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作骨料；与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。现有的高速公路路面都是通过混凝土材料进行建设，但是，现有的高速公路路面混凝土主要存在以下缺陷：(1)常用的混凝土材料其耐久性较差，在外部的酸性条件下其内部结构不仅容易发生腐蚀，而且由于内部气体未完全去除，在施工之后成型材料中会残留大部分气泡间隙，长时间必然影响混凝土的使用寿命，出现侵蚀或者损坏的情况；(2)同时，传统混凝土材料的抗压强度、防渗透性等效果不理想，在实际使用过程中，很容易由于局部损坏而导致整体结构损坏，影响高速公路的长久使用。
技术实现思路
为了克服现有技术方案的不足，本专利技术提供一种耐久路面结构混凝土材料及制备工艺，通过一系列添加物，有效改善路面耐久性、抗压强度和防渗漏性能，同时通过合理的养护方式提高路面成型质量，有效延长路面的使用寿命，能有效的解决
技术介绍
提出的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种耐久路面结构混凝土材料，按照重量分数包括如下成分：水泥混凝土100～160份，垫层粒料30～50份，掺入微料20～30份，高效活性矿物掺料40～60份，高效减水剂10～24份，耐久性改善剂20～30份，碱性化合物30～44份，聚合物乳液25～35份，混杂复合纤维10～30份，混合杂料30～60份，级配集料50～70份。进一步地，所述高效活性矿物掺料的组成及制作方法为：取等质量硅灰、矿渣和粉煤灰混合成混合物并煅烧至300℃，之后过150um方孔筛，筛余量为8％以下，之后对筛出的混合物中降温冷却，并加入活性氧化镁、活性氧化铝与钡化合物混合，并研磨20～30min直至粉碎均匀。进一步地，所述混杂复合纤维包括质量比为3:2的聚脲纤维涂料和碳纤维，所述混合杂料包括20％微硅粉、30％细度模数为2.5的巴河河砂、30％相同比例且粒径分别为0.27～0.70mm和0.18～0.27mm的石英砂、20％相同比例且粒径为4.75～9.5mm的瓜米石和粒径为4.75～26.5mm的小分口石。本专利技术还提供了一种耐久路面结构混凝土材料的制备工艺，包括如下步骤：S100、对水泥混凝土、垫层粒料和级配集料预处理并混合得到底层基料，并将余下的原料分别制备成添加组料、改性组料和辅助成型组料三组材料；S200、对底层基料加水搅拌至粘稠状并加热直至有气泡冒出，加入添加组料搅拌并增大气压得到一次成料；S300、对制得的一次成料通过控制生成条件进行多级发育获得最终的成品材料。进一步地，所述步骤S100中底层基料的具体制作过程为：S101、分别对水泥混凝土、垫层粒料和级配集料加热至150℃以上，持续1h；S102、先将垫层粒料加入水泥混凝土中混合，并进行剪切搅拌得到初步均质物；S103、对得到的初步均质物中加入级配集料，增大至1.5倍搅拌转速再次剪切搅拌得到底层基料。进一步地，所述步骤S100中三个组分材料的制备工艺为：按照比例将混合杂料和高效活性矿物掺料混合，通入水蒸气持续加热并增大气压，直至温度上升至90℃以上，之后将掺入微料加入混合物中，持续搅拌30～40min并冷却至常温得到添加组料；将混杂复合纤维煅烧至500℃以上，并通过研磨机反复研磨至粉末状，冷却至室温后加入聚合物乳液反复搅拌均匀，持续通入氮气增大压强至2MPa，加热至95℃并蒸干10％的水分，之后加入碱性化合物反复搅拌直至形成砂浆状得到改性组料；将高效减水剂反复研磨至均匀粉末并过40um圆孔筛，将筛出的颗粒粉末加入到耐久性改善剂中，并加水混匀至粘稠状溶液得到辅助成型组料。进一步地，所述步骤S200具体过程为：将底层基料均匀倒入到封闭容器内部，并逐步加水搅拌至粘稠状，观察混合液表面无明显悬浮物即可；对混合液加热升高温度至90～95℃，观察混合液的情况，直至混合液表面均匀冒出气泡；对加热后的混合液中加入添加组料得到，同时持续通入氮气提高容器内部压强至1MPa，持续搅拌至均匀状得到一次成料。进一步地，在步骤S300中，多级发育的生成条件为通入碱性气体并调节PH至8以上，加入改性组料控制成型条件并混合搅拌得到二次成料，对得到的二次成料中加热并通入持续通入二氧化碳气体，加入成型组料后混匀即可得到成品材料。进一步地，所述步骤S300的具体过程为：S301、对制得的一次成料中持续通入碱性气体，检测一次成料的PH值直至达到8以上形成碱性环境，PH值以不超过8.5为最佳；S302、对一次成料进行持续搅拌保持活性状态，并将改性组料持续浸泡1h以上，并将浸泡之后的改性组料加入一次成料中均匀混合；S303、对一次成料和改性组料的混合物加热至90℃以上蒸干8～12％的水分得到二次成料。进一步地，多级发育具体方法为：对二次成料中加热至90℃以上，持续通入二氧化碳气体排除气泡中的气体，观察二次成料表面的情况直至无明显气泡产生，均匀加热成型组料，搅拌均匀即可得到成品材料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的混凝土材料中加入的一系列添加物，在保证混凝土功能的前提下，有效提高了成型路面的抗压强度、抗折强度、弯曲强度、防渗透性和耐久性，可以在不同的环境下保持良好的使用效果，其中添加的高效活性矿物掺料一方面抑制SO42-和其它有害离子的入侵，同时提高了混凝土成型后的物理性能，而且大大延长了整体路面的使用寿命。附图说明图1为本专利技术的制备工艺工作流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本专利技术提供了一种耐久路面结构混凝土材料，按照重量分数包括如下成分：水泥混凝土100份，垫层粒料30份，掺入微料20份，高效活性矿物掺料40份，高效减水剂10份，耐久性改善剂20份，碱性化合物30份，聚合物乳液25份，混杂复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐久路面结构混凝土材料，其特征在于，按照重量分数包括如下成分：水泥混凝土100～160份，垫层粒料30～50份，掺入微料20～30份，高效活性矿物掺料40～60份，高效减水剂10～24份，耐久性改善剂20～30份，碱性化合物30～44份，聚合物乳液25～35份，混杂复合纤维10～30份，混合杂料30～60份，级配集料50～70份。

【技术特征摘要】
1.一种耐久路面结构混凝土材料，其特征在于，按照重量分数包括如下成分：水泥混凝土100～160份，垫层粒料30～50份，掺入微料20～30份，高效活性矿物掺料40～60份，高效减水剂10～24份，耐久性改善剂20～30份，碱性化合物30～44份，聚合物乳液25～35份，混杂复合纤维10～30份，混合杂料30～60份，级配集料50～70份。2.根据权利要求1所述的一种耐久路面结构混凝土材料，其特征在于，所述高效活性矿物掺料的组成及制作方法为：取等质量硅灰、矿渣和粉煤灰混合成混合物并煅烧至300℃，之后过150um方孔筛，筛余量为8％以下，之后对筛出的混合物进行降温冷却，并加入活性氧化镁、活性氧化铝与钡化合物混合，并研磨20～30min直至粉碎均匀。3.根据权利要求1所述的一种耐久路面结构混凝土材料，其特征在于，所述混杂复合纤维包括质量比为3:2的聚脲纤维涂料和碳纤维，所述混合杂料包括20％微硅粉、30％细度模数为2.5的巴河河砂、30％相同比例且粒径分别为0.27～0.70mm和0.18～0.27mm的石英砂、20％相同比例且粒径为4.75～9.5mm的瓜米石和粒径为4.75～26.5mm的小分口石。4.一种耐久路面结构混凝土材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：S100、对水泥混凝土、垫层粒料和级配集料预处理并混合得到底层基料，并将余下的原料分别制备成添加组料、改性组料和辅助成型组料三组材料；S200、对底层基料加水搅拌至粘稠状并加热直至有气泡冒出，加入添加组料搅拌并增大气压得到一次成料；S300、对制得的一次成料通过控制生成条件进行多级发育获得最终的成品材料。5.根据权利要求4所述的一种耐久路面结构混凝土材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤S100中底层基料的具体制作过程为：S101、分别对水泥混凝土、垫层粒料和级配集料加热至150℃以上，持续1h；S102、先将垫层粒料加入水泥混凝土中混合，并进行剪切搅拌得到初步均质物；S103、对得到的初步均质物中加入级配集料，增大至1.5倍搅拌转速再次剪切搅拌得到底层基料。6.根据权利要求4所述的一种耐久路面结构混凝土材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤S100中三个组分材料的制备工艺为：按照...

【专利技术属性】
技术研发人员：和志，杨书宇，
申请(专利权)人：中国路桥工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11