【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種增強型隧道路面碾壓混凝土及其制備方法
[0001]本專利技術(shù)屬于建筑材料
，具體涉及一種增強型隧道路面碾壓混凝土及其制備方法。
技術(shù)介紹
[0002]碾壓混凝土屬于超干硬性混凝土，拌和物呈松散狀態(tài)無任何流動性，需經(jīng)振動碾壓密實成型，凝結(jié)硬化后具有混凝土的性能特征。碾壓混凝土具有水泥用量少、拌和成型效率高、施工速度快、養(yǎng)護周期短等特點，可有效縮短工期、降低造價。近年來，部分公路工程項目采用碾壓混凝土替代普通水泥混凝土，作為隧道基層路面結(jié)構(gòu)層。
[0003]然而，由于碾壓混凝土水泥用量少、用水量低，容易導(dǎo)致水化程度低、干燥收縮大等問題，進而造成碾壓混凝土抗彎拉強度不足、抗裂性能差等問題，已成為制約碾壓混凝土在路面大規(guī)模推廣應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸。目前鋼渣作為集料在碾壓混凝土中的應(yīng)用已有一定報道，但鋼渣多孔結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的吸水特性，更容易加劇碾壓混凝土抗彎拉強度不足、抗裂性能差等問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0004]本專利技術(shù)的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，提供一種增強型隧道路面碾壓混凝土，有效解決隧道路面碾壓混凝土抗彎拉強度低、抗裂性能差等技術(shù)難題；并可實現(xiàn)鋼渣等工業(yè)廢棄物在碾壓混凝土的高效資源化利用，具有重要的推廣應(yīng)用價值。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：
[0006]一種增強型隧道路面碾壓混凝土，各組分及其含量包括：水泥147
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193kg/m3，粉煤灰17
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22kg/m3，改性鋼渣細集料640
?>654kg/m3，改性鋼渣粗集料1492
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1526kg/m3，水95
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105kg/m3；所述改性鋼渣細集料和改性鋼渣粗集料分別將鋼渣細集料和鋼渣粗集料依次加入沸石粉分散液和納米二氧化硅凝膠中進行浸潤處理，再經(jīng)干燥而成。
[0007]上述方案中，所述改性鋼渣細集料和改性鋼渣粗集料的制備方法具體包括如下步驟：
[0008]1)將沸石粉與水混合，超聲處理，得沸石粉分散液；
[0009]2)將鋼渣粗集料或鋼渣集料加入沸石粉混分散液中，進行一次浸潤處理，取出晾干至飽和面干狀態(tài)；
[0010]3)將步驟1)所得鋼渣粗集料或鋼渣細集料加入納米二氧化硅凝膠中，進行二次浸潤處理，再次晾干至飽和面干狀態(tài)，即得所述改性鋼渣細集料或改性鋼渣粗集料。
[0011]上述方案中，所述沸石粉分散液中沸石粉的濃度為70～80wt％。
[0012]上述方案中，所述沸石粉的細度要求0.08mm的方孔篩篩余不超過8％，符合JG T 3048的相關(guān)性能要求。
[0013]上述方案中，所述納米二氧化硅凝膠的濃度為25
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40wt％，pH值9
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10，納米二氧化硅尺寸小于10nm。
[0014]上述方案中，所述一次浸潤處理時間為18～24h，二次浸潤時間為8～12h。
[0015]上述方案中，所述鋼渣細集料的粒徑為0
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4.75mm(不包括4.75mm)，細度模數(shù)2.9
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3.4，呈多孔結(jié)構(gòu)，吸水率為5％以下。
[0016]上述方案中，所述鋼渣粗集料由19～31.5mm粒級的顆粒、9.5～19mm粒級的顆粒(不包括19mm)和4.75～9.5mm粒級的顆粒(不包括9.5mm)按5:3:2～6:3:1的質(zhì)量比摻配得到；呈多孔結(jié)構(gòu)，壓碎值＜20％，針片狀含量＜10％，吸水率為5％以下。
[0017]上述方案中，所述水泥為P.O 42.5或P.II 42.5水泥，其比表面積為300～350m2/kg，C3A含量≤8％。
[0018]上述方案中，所述粉煤灰為F類I級或II級粉煤灰；其比表面積為300～500m2/kg，45μm篩余≤20％。
[0019]上述方案中，所述水可選用飲用水、河水或江水等。
[0020]上述一種增強型隧道路面碾壓混凝土的制備方法，包括如下步驟：
[0021]1)按配比稱取各原料，各原料及其含量包括：水泥147
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193kg/m3，粉煤灰17
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22kg/m3，改性鋼渣細集料640
?
654kg/m3，改性鋼渣粗集料1492
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1526kg/m3，水95
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105kg/m3；
[0022]2)將稱取的水泥、粉煤灰、改性鋼渣細集料、改性鋼渣粗集料、水倒入混凝土攪拌機中攪拌混合均勻，將所得混合料分層加入模具；其中加入一層混合料進行插搗處理；進行振動成型，即得所述增強型隧道路面碾壓混凝土。
[0023]上述方案中，所述振動成型步驟采用平板振動器。
[0024]本專利技術(shù)采用的原理為：
[0025]本專利技術(shù)首先采用沸石粉分散液浸潤鋼渣集料，填充鋼渣集料的內(nèi)部和外部孔隙，利用沸石粉內(nèi)在的格架狀結(jié)構(gòu)和親水特性(蓄水作用)，后期水化過程中沸石粉吸附的水能逐漸釋放出來，對水泥的水化起到自養(yǎng)護作用，降低收縮；同時為水泥和粉煤灰的水化反應(yīng)提供水分，提供膠凝材料的水化程度，提高碾壓混凝土強度；同時，在拌合和碾壓狀態(tài)下，鋼渣集料和沸石粉的組合結(jié)構(gòu)無法保持足夠穩(wěn)定，沸石粉容易從鋼渣孔隙分離，本專利技術(shù)進一步采用納米二氧化硅凝膠對鋼渣進行浸潤改性，可形成骨料表面成膜效應(yīng)，對孔隙中的沸石粉起到一定的暫時性封閉保護作用，強化沸石粉的孔隙填充效果，并可一定程度改善多孔鋼渣的吸水問題；此外，納米二氧化硅顆粒具有良好的火山灰活性，可迅速與水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)2反應(yīng)，生成膠結(jié)力強、比表面積大的C
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S
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H凝膠，不僅提高了碾壓混凝土強度，還可有效降低骨料表面的Ca(OH)2含量，使水泥漿體與骨料過渡區(qū)的結(jié)構(gòu)得以改善，有效提升混凝土漿體與鋼渣集料之間的結(jié)合性能，保證所得鋼渣集料基混凝土的整體性能；
[0026]此外，在拌合和碾壓狀態(tài)下，會有一部部分沸石粉進入碾壓混凝土基體，與水泥、粉煤灰配合填充不同尺寸的孔隙，可進一步提高碾壓混凝土的壓實度，提升碾壓混凝土的早期強度。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果為：
[0028]1)引入適量吸水率較大的工業(yè)廢棄物鋼渣集料作為“蓄水
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釋水”因子，形成物理和化學(xué)內(nèi)養(yǎng)護因子相結(jié)合、內(nèi)養(yǎng)護和外養(yǎng)護方式相結(jié)合的養(yǎng)護體系，減少碾壓混凝土收縮，提高抗裂性能；
[0029]2)納米二氧化硅凝膠的使用，在多孔鋼渣骨料表面形成了“保護膜”，解決了拌合和碾壓狀態(tài)下沸石粉容易從鋼渣集料孔隙分離的問題；納米二氧化硅顆粒還可以降低骨料
表面的Ca(OH)2含量，使水泥漿體與骨料過渡區(qū)的結(jié)構(gòu)得以改善，提升碾壓混凝土性能；
[0030]3)基于緊密堆積理論，從提高壓實度和水化程度兩方面入手，提升了粉料堆積密度，保障了后期水化用水需求，提高了強度。
具體實施方式
[0031]為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種增強型隧道路面碾壓混凝土，其特征在于，各組分及其含量包括：水泥147
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193kg/m3，粉煤灰17
?
22kg/m3，改性鋼渣細集料640
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654kg/m3，改性鋼渣粗集料1492
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1526kg/m3，水95
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105kg/m3；所述改性鋼渣細集料和改性鋼渣粗集料分別將鋼渣細集料和鋼渣粗集料依次加入沸石粉分散液和納米二氧化硅凝膠中進行浸潤處理，再經(jīng)干燥而成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強型隧道路面碾壓混凝土，其特征在于，所述改性鋼渣細集料和改性鋼渣粗集料的制備方法具體包括如下步驟：1)將沸石粉與水混合，超聲處理，得沸石粉分散液；2)將鋼渣粗集料或鋼渣集料加入沸石粉分散液中，進行一次浸潤處理，取出晾干至飽和面干狀態(tài)；3)將步驟1)所得鋼渣粗集料或鋼渣細集料加入納米二氧化硅凝膠中，進行二次浸潤處理，再次晾干至飽和面干狀態(tài)，即得所述改性鋼渣細集料或改性鋼渣粗集料。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增強型隧道路面碾壓混凝土，其特征在于，所述沸石粉分散液中沸石粉的濃度為70～80wt％；所述沸石粉0.08mm的方孔篩篩余不超過8％。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增強型隧道路面碾壓混凝土，其特征在于，所述納米二氧化硅凝膠的濃度為25
?
40wt％，pH值為9
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10；納米二氧化硅顆粒的尺寸小于10nm。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增強抗隧道路面碾壓混凝土，其特征在于，所述一次浸潤處理時間為18～24小時...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陽晏，劉小清，陳華，劉朝輝，沈峰，戈玉龍，何良玉，
申請(專利權(quán))人：湖北交投十淅高速公路有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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