一种高性能铺路垫层材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高性能铺路垫层材料及其制备方法，按配方，将水泥基料、活性混合材、粗骨料、石英砂、碱激发剂和水搅拌均匀，得到高性能铺路垫层材料；其中，水泥基料包括硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥或无水石膏中的至少一种。与现有技术相比，本发明专利技术使用硫铝酸盐水泥

【技术实现步骤摘要】
一种高性能铺路垫层材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及土木工程材料制备
，具体涉及一种高性能铺路垫层材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着市场经济快速发展，作为基础设施之一的公路事业也得到迅猛的发展。其中，路面垫层作为路面结构的重要组成部分，具有承载、防水和防冻等作用，其质量好坏会直接影响路基路面的承载能力与耐久性，进而影响到路面结构工程的稳定性以及安全性。
[0003]正常情况下，垫层材料的选择与路面材料大致相同，均需要具有高弹性模量，以抵御外力引起的变形，释放内部应力。在进行垫层施工时，会选用粗集料如矿石作为工程原料。这归因于矿石的强度大、耐磨性好、具有良好的防水性，是进行路面垫层施工原料的上上之选。为控制成本，目前低等级道路工程对垫层中矿石级配无要求；而高等级道路的建设对垫层质量要求较高，不仅需选用质量较好的矿石，级配分类也应布置合理。
[0004]为满足路面垫层的强度要求，保证物料具有较好的粘结性和体积稳定性等性能，除了对材料选择严格要求外，还要严格配置各种原料的配合比。目前常用的路面垫层材料是砂石垫层，其由硅酸盐水泥、碎石和砂等组成，具有较好的经济适用性。但该类砂石垫层粘结性能、体积稳定性不佳，路面后期存在沉陷破坏隐患。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种高性能铺路垫层材料及其制备方法。该铺路垫层材料以硫铝酸盐水泥
‑
硅酸盐水泥
‑
石膏三元体系作为水泥基料，辅以各类固废材料、级配砂石制备出高性能路面垫层材料；与普通路面垫层材料相比，该铺路垫层材料具有强度较高、粘结性能好和收缩小等优势，可适用于大部分路面垫层使用。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]本专利技术目的之一在于一种高性能铺路垫层材料，包括质量比为(40
‑
70):(80
‑
120)的水泥基料和活性混合材，以及其他组分；所述的水泥基料包括硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥或无水石膏中的至少一种。
[0008]进一步地，包括以下质量份的组分：水泥基料40～70份、活性混合材80～120份、粗骨料240
‑
720份、石英砂120
‑
360份、碱激发剂3～6份和水36～76份。
[0009]进一步地，所述的水泥基料由硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和无水石膏组成。
[0010]进一步地，所述的硫铝酸盐水泥质量占水泥基料总质量的5％～30％，若硫铝酸盐水泥过少则增强效果不明显，过多则不仅成本上升，也易引起后期强度倒缩现象；所述的无水石膏质量占水泥基料总质量的5％～25％，掺入石膏可促进水泥基料水化，若无水石膏量过少，则促进水化效果不明显；若无水石膏量过多，则导致体系过度膨胀破坏。
[0011]进一步地，所述的活性混合材包括粉煤灰和/或石灰石粉。
[0012]进一步地，所述的粉煤灰粒径范围约为600kg
·
m
‑3；所述的石灰石粉粒径范围约为500kg
·
m
‑3。
[0013]进一步地，所述的粗骨料包括碎石和/或钢渣。
[0014]进一步地，所述的粗骨料粒径在5～40mm之间且最大粒径不大于垫层厚度的三分之二。
[0015]进一步地，所述的碱激发剂包括氢氧化钠和/或硅酸钠。
[0016]本专利技术目的之二在于一种如上所述的高性能铺路垫层材料的制备方法，包括如下步骤：按配方，将水泥基料、活性混合材、粗骨料、石英砂、碱激发剂和水搅拌均匀，得到高性能铺路垫层材料。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0018](1)本专利技术使用硫铝酸盐水泥
‑
硅酸盐水泥
‑
石膏三元体系替代部分硅酸盐水泥，改善了路面垫层早期强度较低，易松动的问题。并且本专利技术使用较多固废材料，有效实现绿色节能、资源高效回收利用。
[0019](2)与普通硅酸盐水泥相比，掺入硫铝酸盐水泥和无水石膏可以有效抑制垫层收缩而导致的裂缝，增加体积稳定性。
附图说明
[0020]图1为实施例1
‑
3和对比例1中设计的高性能铺路垫层材料的收缩性能图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0022]一种高性能铺路垫层材料，包括以下质量份的组分：水泥基料40～70份、活性混合材80～120份、粗骨料240
‑
720份、石英砂120
‑
360份、碱激发剂3～6份和水36～76份。
[0023]所述的水泥基料由硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和无水石膏组成。所述的硫铝酸盐水泥质量占水泥基料总质量的5％～30％。所述的无水石膏质量占水泥基料总质量的5％～25％。所述的活性混合材包括粉煤灰和石灰石粉。所述的粗骨料包括碎石和钢渣。所述的碱激发剂包括氢氧化钠和/或硅酸钠。
[0024]其中，硫铝酸盐水泥为唐山北极熊建材有限公司生产的42.5低碱度硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥为广东云浮青州水泥有限公司生产的P
·
O 42.5普通硅酸盐水泥、无水石膏来自安徽省恒泰非金属材料公司；粉煤灰粒径范围约为600kg
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‑3，来自山东顺科建材科技有限公司；石灰石粉粒径范围约为500kg
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‑3，来自山东大和建材有限公司；碎石来自石家庄川新矿业有限公司；钢渣来自山东山科固废资源有限公司，碎石和钢渣的粒径在5～40mm之间且最大粒径不大于垫层厚度的三分之二。
[0025]实施例1
[0026]本实施例提供了一种高性能铺路垫层材料设计及制备方法，由以下质量份的组分组成：硫铝酸盐水泥5份，硅酸盐水泥20份，无水石膏5份，粉煤灰40份，石灰石粉40份，碎石120份，钢渣120份，石英砂120份，氢氧化钠3份，水36份。
[0027]按配方，将水泥基料、活性混合材、粗骨料、石英砂、碱激发剂和水搅拌均匀，得到高性能铺路垫层材料，主要性能指标见表1。
[0028]实施例2
[0029]本实施例提供了一种高性能铺路垫层材料设计及制备方法，由以下质量份的组分组成：硫铝酸盐水泥10份，硅酸盐水泥30份，无水石膏10份，粉煤灰60份，石灰石粉20份，碎石120份，钢渣240份，石英砂120份，氢氧化钠3份，水36份。
[0030]按配方，将水泥基料、活性混合材、粗骨料、石英砂、碱激发剂和水搅拌均匀，得到高性能铺路垫层材料，主要性能指标见表1。
[0031]实施例3
[0032]本实施例提供了一种高性能铺路垫层材料设计及制备方法，由以下质量份的组分组成：硫铝酸盐水泥10，硅酸盐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能铺路垫层材料，其特征在于，包括质量比为(40
‑
70):(80
‑
120)的水泥基料和活性混合材，以及其他组分；所述的水泥基料包括硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥或无水石膏中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种高性能铺路垫层材料，其特征在于，包括以下质量份的组分：水泥基料40～70份、活性混合材80～120份、粗骨料240
‑
720份、石英砂120
‑
360份、碱激发剂3～6份和水36～76份。3.根据权利要求2所述的一种高性能铺路垫层材料，其特征在于，所述的水泥基料由硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和无水石膏组成。4.根据权利要求3所述的一种高性能铺路垫层材料，其特征在于，所述的硫铝酸盐水泥质量占水泥基料总质量的5％～30％；所述的无水石膏质量占水泥基料总质量的5％～25％。5.根据权利要求2所述的一种高性能铺路垫层材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐玲琳，吴凯，郭君渊，肖建庄，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：