一种用于除冰的路面混凝土结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于除冰的路面混凝土结构及其制备方法，包括吸波混凝土，所述吸波混凝土的成分配合比包括：水泥：砂子：石子：石墨粉：钢纤维＝0.9～1.1：1.83～1.87：3.53～3.58：0.03～0.05：0.07～0.11，水灰比为0.51～0.55。在水泥、砂子和石子中掺入钢纤维和石墨粉，钢纤维是磁损耗型材料，而石墨是电损耗型材料，使本发明专利技术的混凝土结构具有非常好的吸波性能，并且钢纤维的掺入不仅可以混凝土的抗弯拉强度，还可以起到增韧阻裂的作用，而且在混凝土中掺加石墨和钢纤维，由于其作为粉料表面积较大，消耗水分较多且不参与水泥水化，导致混凝土振捣后表面浮浆较少，因此成型后表面粗糙、构造深度较大，抗滑性能好。抗滑性能好。抗滑性能好。

【技术实现步骤摘要】
一种用于除冰的路面混凝土结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及公路混凝土
，具体涉及一种用于除冰的路面混凝土结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]在中国北方及世界高纬度、高海拔地区，冬季气温往往极低，公路及机场等路面积雪结冰严重阻碍车辆等运输工具的正常通行。冬季路面积雪因车辆反复碾压、温度反复变化及掺杂泥土沙粒杂质的因素的影响，形成了质地坚硬、冻结牢固的冰层。该坚实冰雪层会严重降低了路表附着系数、减小轮胎与路面摩擦力、延长汽车安全制动距离，从而导致冰雪季节交通受阻、事故频发。
[0003]微波快速除冰技术是根据微波加热具有的效率高、均匀性好、选择性加热等优点，使微波穿透冰层后加热路面结构融化“路
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冰”界面处的冻结冰层，达到冰层和路面剥离的目的，然后采用机械等其他外力轻松清除冰层。但是由于传统的筑路材料对微波的吸收率较低，普通水泥及沥青路面，路表1cm范围仅可吸收微波能量的4％～5％，无法满足快速除冰需求。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种用于除冰的路面混凝土结构及其制备方法，解决目前筑路材料的吸收率较低的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于除冰的路面混凝土结构，包括吸波混凝土1，所述吸波混凝土1的成分配合比包括：水泥：砂子：石子：石墨粉：钢纤维＝0.9～1.1：1.83～1.87：3.53～3.58：0.03～0.05：0.07～0.11，水灰比为0.51～0.55。r/>[0006]进一步的，还包括普通混凝土，水泥：砂子：石子：石墨粉：钢纤维＝0.9～1.1：1.83～1.87：3.53～3.58：0.03～0.05：0.07～0.11组成吸波混凝土，所述普通混凝土铺设在基层上，吸波混凝土铺设在普通混凝土上。
[0007]进一步的，吸波混凝土的厚度为3cm。
[0008]进一步的，所述普通混凝土和吸波混凝土之间铺设有屏蔽金属丝网，所述普通混凝土和屏蔽金属丝网之间以及吸波混凝土和屏蔽金属丝网之间均通过粘结剂连接。
[0009]进一步的，所述屏蔽金属丝网采用镀锌铁丝网，所述粘结剂采用环氧树脂砂浆。
[0010]进一步的，所述屏蔽金属丝网的丝径为0.4cm。
[0011]本专利技术还提供一种用于除冰的路面混凝土结构的制备方法，包括以下过程，在车辙板试模中按比例倒入水泥、砂子、石子、石墨粉、钢纤维和水，然后进行搅拌，振捣成型静放后放置在养护室内养护。
[0012]进一步的，振捣成型后静放47～50h，拆除车辙板试模后用湿布覆盖放置在养护室内养护14d。
[0013]进一步的，在水泥、砂子、石子、石墨粉、钢纤维和水按比例倒入车辙板试模中时，
车辙板试模内铺设有普通混凝土，普通混凝土倒入车辙板试模内进行搅拌，在普通混凝土初凝成型时，在普通混凝土的表层涂刷粘结剂然后放置屏蔽金属丝网，在涂刷粘结剂，然后将水泥、砂子、石子、石墨粉、钢纤维和水按比例倒入车辙板试模中。
[0014]与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益效果：
[0015]本专利技术提供一种用于除冰的路面混凝土结构，在水泥、砂子和石子中掺入钢纤维和石墨粉，钢纤维是磁损耗型材料，而石墨是电损耗型材料，因此综合考虑混凝土电磁阻抗匹配与经济型，并且通过水泥：砂子：石子：石墨粉：钢纤维＝0.9～1.1：1.83～1.87：3.53～3.58：0.03～0.05：0.07～0.11，水灰比为0.51～0.55的配合比，使本专利技术的混凝土结构具有非常好的吸波性能，并且钢纤维的掺入不仅可以混凝土的抗弯拉强度，还可以起到增韧阻裂的作用，而且在混凝土中掺加石墨和钢纤维，由于其作为粉料表面积较大，消耗水分较多且不参与水泥水化，导致混凝土振捣后表面浮浆较少，因此成型后表面粗糙、构造深度较大，抗滑性能好。
[0016]进一步的，吸波混凝土的厚度为3cm为2.45GHz微波的中心波长的1/4，介质的厚度取为1/4波长的奇数倍可达到最佳的微波吸收效果。
[0017]进一步的，由于两层混凝土之间仍主要通过水泥水化黏结，与普通混凝土相比，层间界面处没有集料间嵌挤产生的剪切抵抗力。混凝土中加入钢纤维，在剪切试验过程中还会出现钢纤维的阻滞，因此表现出更高的抗剪强度，并且本专利技术在吸波混凝土与下承层混凝土间涂刷环氧树脂砂浆以增强层间粘结。
[0018]进一步的，为了减少工作微波能量的耗散，保证微波能量最大限度的在道面面板转化为热能，同时提高微波辐射的安全性，在普通混凝土和基层之间设置一层导电金属网，作为反射型微波屏蔽层，在微波自混凝土表面进入后首先被表层微波敏感成分吸收损耗转化为热量、然后在混凝土内部发生多次反射并被损耗，到达底面后原本要透射出去的微波经屏蔽层反射后继续回到混凝土内部传递。经底面反射的微波传递至表层被二次吸收损耗转化为热量，未被吸收的会从表面透射出去。
附图说明
[0019]图1为本专利技术中路面混凝土的断面结构示意图；
[0020]图2为本专利技术中路面混凝土结构的测点布置图；
[0021]图3为本专利技术中路面混凝土结构内部微波损耗路径示意图；
[0022]附图中：1
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吸波混凝土，2
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屏蔽金属丝网，3
‑
普通混凝土，4
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粘结剂。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。
[0024]如图1所示，本专利技术提供一种用于除冰的路面混凝土结构，从上至下依次包括3cm吸波混凝土1、屏蔽金属丝网2、5cm普通水泥混凝土3，优选的，屏蔽金属丝网2采用镀锌铁丝网材质的矩形网眼导电金属网。其中，微波频率有945MHz、2.54GHz、5.8GHz三个频段，本专利技术中3cm吸波混凝土考虑到微波法向入射时，介质的厚度取为1/4波长的奇数倍可达到最佳的微波吸收效果。考虑到微波加热设备使用的2.45GHz微波的中心波长约为12.24cm，即1/4波长为3.06cm，因此吸波层厚度按照3cm进行设计；在层间结合方面，为加强吸波混凝土1与
普通混凝土3的层间粘结，在普通混凝土3表面处理干净之后涂刷粘结剂4，优选的，粘结剂4采用环氧树脂砂浆。另一方面，为使普通混凝土3具有高反射低吸收的电磁屏蔽特点，研制的普通混凝土表面应与入射电磁波之间形成非阻抗匹配，大量电磁波在道面吸波下面板处形成主要反射，阻止其进入普通混凝土材料内部，依靠反射损耗提高普通混凝土的屏蔽效能，如图3所示为微波自混凝土表面进入后具体的传递路径及损耗方式，其首先被表层微波敏感成分吸收损耗转化为热量、然后在混凝土内部发生多次反射并被损耗，到达底面后原本要透射出去的微波经屏蔽层反射后继续回到混凝土内部传递。经底面反射的微波传递至表层被二次吸收损耗转化为热量，未被吸收的会从表面透射出去，因此，根据电磁屏蔽理论可知，可选择高电导率、高导磁性材料的导电金属网，使普通混凝土3具备高反射的屏蔽特征，本专利技术通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于除冰的路面混凝土结构，其特征在于，包括吸波混凝土(1)，所述吸波混凝土(1)的成分配合比包括：水泥：砂子：石子：石墨粉：钢纤维＝0.9～1.1：1.83～1.87：3.53～3.58：0.03～0.05：0.07～0.11，水灰比为0.51～0.55。2.根据权利要求1所述的一种用于除冰的路面混凝土结构，其特征在于，还包括普通混凝土(3)，所述普通混凝土(3)铺设在基层上，吸波混凝土(1)铺设在普通混凝土(3)上。3.根据权利要求2所述的一种用于除冰的路面混凝土结构，其特征在于，吸波混凝土(1)的厚度为3cm。4.根据权利要求2所述的一种用于除冰的路面混凝土结构，其特征在于，所述普通混凝土(3)和吸波混凝土(1)之间铺设有屏蔽金属丝网(2)，所述普通混凝土(3)和屏蔽金属丝网(2)之间以及吸波混凝土(1)和屏蔽金属丝网(2)之间均通过粘结剂(4)连接。5.根据权利要求4所述的一种用于除冰的路面混凝土结构，其特征在于，所述屏蔽金属丝网(2)采用镀锌铁丝网，所述粘结剂(4)采用环氧树脂砂浆。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：辛磊，赵静，邓玉缘，李美鑫，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：