一种大粒径抗裂水泥稳定料制造技术

本发明专利技术提供了一种大粒径抗裂水泥稳定料

【技术实现步骤摘要】
一种大粒径抗裂水泥稳定料、制备方法及应用方法


[0001]本专利技术涉及道路施工材料
，尤其是一种大粒径抗裂水泥稳定料
、
制备方法及应用方法
。

技术介绍

[0002]TBM
施工技术作为目前最为先进的隧洞施工技术，已被广泛应用于铁路
、
公路
、
水电水利等行业的隧洞工程施工中，相比较于钻爆法施工存在的施工质量控制难度大
、
施工机械化程度低
、
劳动力投入大
、
安全风险高
、
施工工期长
、
作业面环境差，容易对现场的施工和管理人员职业健康造成伤害，极易引发安全生产事故等缺点，
TBM
施工技术在质量
、
工期
、
安全
、
环境保护与文明施工方面表现出了突出优势
。
[0003]TBM
施工会产生大量的洞挖料，该洞挖料粒径较大，颗粒级配不连续
。
目前多数工程中
TBM
洞挖料被当作废料进行处理，处理会占用大面积土地进行堆放，既占用了土地资源，有时因处置不当还会形成安全隐患，而且会造成环境污染和生态破坏，若进行渣场治理又要增加工程费用
。
如果能将其合理利用，不但减少料渣占地面积，提高工程的经济效益，而且还保护了生态环境
。
[0004]另外，水泥稳定料因原材料和施工原因容易产生裂缝质量问题，裂缝产生会破坏路面结构的整体性，降低承载能力，降低道路使用质量，影响工程使用寿命，对行车安全造成危害，甚至失去交通能力，而维修会造成极大的经济负担
。
对大粒径水稳料，因室内击实试验仪器尺寸所限最大粒径不超过
40mm
，需要对原级配进行技术处理后方能进行击实试验，因而所得最大干密度较施工现场偏小，导致现场填筑碾压后压实度远远大于设计要求压实度，甚至出现超百现象，而实际压实度可能不合格，从而导致不能反映工程现场实际压实质量真实状况，进而容易诱发裂缝的产生，给工程建设留下质量隐患
。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的目的是：提供一种大粒径抗裂水泥稳定料
、
制备方法及应用方法，解决
TBM
洞挖料的处理问题以及公路基层或底基层水稳层容易产生裂缝质量问题
。
[0006]为实现本专利技术的目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种大粒径抗裂水泥稳定料，水泥稳定料包括水泥
、TBM
洞挖料
、
外掺细集料
、
外掺粗集料
、
聚丙烯纤维
、
镁质抗裂剂和水；水泥用量为
50
～
150kg/m3，
TBM
洞挖料用量为
1250
～
2500kg/m3，外掺细集料0～
1250kg/m3，外掺粗集料0～
1250kg/m3，聚丙烯纤维
0.05
～
0.10kg/m3，镁质抗裂剂用量为
1.0
～
4.5kg/m3，水的用量为
30
～
150kg/m3。
[0008]作为优选，所述大粒径抗裂水泥稳定料，水泥采用高镁道路硅酸盐水泥，强度等级为
32.5
，初凝时间大于
3h
，终凝时间大于
6h
且小于
10h
，比表面积不大于
350m2/kg
，
28d
干缩率不大于
0.10
％，碱含量不大于
0.6
％，氧化镁含量为
3.5
％～
5.0
％
。
水泥掺量为水泥质量与集料质量的比，水泥掺量为
3.0
％～
6.0
％
。
[0009]作为优选，所述镁质抗裂剂为水泥掺量的2％～3％
。
[0010]作为优选，所述聚丙烯纤维为塑料袋纤维制成品，长度不超过
3cm
，抗拉强度
≥600MPa
，弹模
≤400MPa。
聚丙烯纤维掺量为体积量的
0.05
％～
0.07
％
。
[0011]作为优选，所述
TBM
洞挖料为掘进机掘进而得，其饱和抗压强度不小于
80MPa
，粒径不大于
150mm
，含水率不大于3％
。TBM
洞挖料不进行深加工，仅进行筛分处理并按粒组堆存，粒组为＜
5mm、5mm
～
20mm、20mm
～
40mm、40mm
～
80mm、80mm
～
150mm。
[0012]作为优选，所述外掺细集料采用与
TBM
同属性母岩加工，或工程砂石系统加工，或外购砂石生产成品料而得；为中粗砂，含水率不大于5％
。
[0013]作为优选，所述外掺粗集料采用与
TBM
同属性母岩加工，或工程砂石系统加工，或外购砂石生产厂成品料而得
。
其粒组为
5mm
～
20mm、20mm
～
40mm、40mm
～
80mm、80mm
～
150mm
，含水率不大于3％
。
[0014]本专利技术还提供一种制备方法，用于制备所述大粒径抗裂水泥稳定料，包括以下步骤：
[0015]确定水泥稳定料配合比中粗骨料比例
。
为了确定水泥稳定料中
5mm
～
20mm、20mm
～
40mm、40mm
～
80mm、80mm
～
150mm
各级粗骨料的最佳比例，给水泥稳定料配合比设计中粗骨料比例选择提供依据，按
《
公路集料试验规程
》JTGE42
‑
2005
进行粗骨料组合级配振实密度试验，密度最大值即为粗骨料的最佳比例
。
[0016]确定砂率
。
按照确定的粗骨料的最佳比例，掺加不同比例的细集料并拌和均匀，进行自然堆积密度试验，密度最大值即为最佳砂率
。
[0017]确定最大干密度
、
最优含水率
。
对试验用集料进行风干处理，按照确定的粗骨料比例及最佳砂率，分别掺加不同剂量水泥，以及不同的加水量，进行水泥稳定料的厂拌加工
。
不同加水量的应加水量
《
公路工程无机结合料稳定材料试验规程
》JTGE51
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种大粒径抗裂水泥稳定料，其特征在于：所述水泥稳定料应用于公路基层或底基层，水泥稳定料包括水泥
、TBM
洞挖料
、
外掺细集料
、
外掺粗集料
、
聚丙烯纤维
、
镁质抗裂剂和水；水泥用量为
50
～
150kg/m3，
TBM
洞挖料用量为
1250
～
2500kg/m3，外掺细集料0～
1250kg/m3
，外掺粗集料0～
1250kg/m3，聚丙烯纤维
0.05
～
0.10kg/m3，镁质抗裂剂用量为
1.0
～
4.5kg/m3，水的用量为
30
～
150kg/m3。2.
如权利要求1所述的一种大粒径抗裂水泥稳定料，其特征在于：所述应用于公路基层或底基层的水泥稳定料中，所述水泥采用高镁道路硅酸盐水泥，强度等级为
32.5
，初凝时间大于
3h
，终凝时间大于
6h
且小于
10h
，比表面积不大于
350m2/kg
，
28d
干缩率不大于
0.10
％，碱含量不大于
0.6
％，氧化镁含量为
3.5
％～
5.0
％；水泥掺量为水泥质量与集料质量的比，水泥掺量为
3.0
％～
6.0
％
。3.
如权利要求1所述的一种大粒径抗裂水泥稳定料，其特征在于：所述应用于公路基层或底基层的水泥稳定料中，所述镁质抗裂剂为水泥掺量的2％～3％
。4.
如权利要求1所述的一种大粒径抗裂水泥稳定料，其特征在于：所述应用于公路基层或底基层的水泥稳定料中，所述聚丙烯纤维为塑料袋纤维制成品，其长度不超过
3cm
，抗拉强度
≥600MPa
，弹模
≤400MPa
，聚丙烯纤维掺量为体积量的
0.05
％～
0.07
％
。5.
如权利要求1所述的一种大粒径抗裂水泥稳定料，其特征在于：所述
TBM
洞挖料为掘进机掘进而得，其饱和抗压强度不小于
80MPa
，粒径不大于
150mm
，含水率不大于3％；
TBM
洞挖料不进行深加工，仅进行筛分处理并按粒组堆存，粒组为＜
5mm、5mm
～
20mm、20mm
～
40mm、40mm
～
80mm、80mm
～
150mm。6.
如权利要求1所述的一种大粒径抗裂水泥稳定料，其特征在于：所述外掺细集料采用与
TBM
同属性母岩加工，或工程砂石系统加工，或外购砂石生产厂成品料而得；为中粗砂，含水率不大于5％
。7.
如权利要求1所述的一种大粒径抗裂水泥稳定料，其特征在于：所述外掺粗集料采用与
TBM
同属性母岩加工，或工程砂石系统加工，或外购砂石生产厂成品料而得；其粒组为
5mm
～
20mm、20mm
～
40mm、40mm
～
80mm、80mm
～
150mm
，含水率不大于3％
。8.
一种制备方法，用于制备如权利要求1～7任一项所述应用于公路基层或底基层的水泥稳定料，其特征在于，包括以下步骤：确定水泥...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁全纪，谢国帅，黄亚康，刘剑平，曹园章，王深圳，康璇，祁泽峰，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：