[發明專利]一種防凍裂路面施工材料及其應用

有效

• 申請號: 201610690883.2
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN106316251B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 王偉;郭蕾;湯文君;張繼榮;趙興光;張春元;王春英;朱曉峰;陳霞;林素婷;趙陽;湯淼;肖芳;張婷婷
• 申請（專利權）人: 聊城市黃河工程局
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B111/20;C04B111/76
• 代理公司: 宜昌市慧宜專利商標代理事務所(特殊普通合伙)42226
• 代理人: 彭婭

技術領域

本發明提供一種防凍裂路面施工材料及制備方法，并將其應用于路基材料中，以防止冬天路面裂破的現象。

背景技術

寒冷的冬天，空氣溫度常處于零下20多度以下的環境下，路面裂解主要原因有：（a）較大裂隙的存水問題不易解決，使路面常處于結冰狀態。（b）現場難以找到大型設備對大體量的路面進行檢測，使其大尺寸裂隙結冰。而在路面施工方面，路基材料的優選，以防治路面裂解，是亟待解決的問題。

發明內容

本發明在上述問題的基礎上提供一種防凍裂路面施工材料，該材料包括如下重量份的原料組成：水泥60-78份，石英風化砂10-20份，赤泥25-35份，生石灰15-30份，硫鐵礦燒渣粉0.5-1.2份，石膏5-10份，裂石劑12-30份，抑制劑2-6份及減水劑5-15份；其中，該防凍裂路面施工材料的干物料組份還包括水，水與干物料的質量比為0.55-0.65：1。

進一步優選為該材料包括如下重量份的原料組成：水泥65份，石英風化砂12份，赤泥28份，生石灰20份，硫鐵礦燒渣粉1.0份，石膏7份，裂石劑18份，抑制劑4份及減水劑12份；其中，該防凍裂路面施工材料的干物料組份還包括水，水與干物料的質量比為0.58：1。

所述的石膏為β型半水石膏與磷石膏以質量比為1：5-10混合物，粉碎后球磨至表面積為750㎡/kg。

所述的抑制劑為草酸、檸檬酸或苯磺酸與過氧化氫或過氧化鈉以質量比為5-8：1-3的混合物。

述的減水劑為聚氨酯、聚乙烯醇、木質磺酸鹽、甲基硅酸鈉、三聚氰胺中的任意一種。

所述的石英風化砂經球磨后比表面積為520-550㎡/kg；生石灰經球磨后比表面積為780-820㎡/kg；水泥經球磨后比表面積為400-430㎡/kg，赤泥經球磨后比表面積為800-850㎡/kg；硫鐵礦燒渣粉為硫鐵礦生產硫酸過程中排出的礦渣，其比表面積為800-850㎡/kg。

采用上述的材料，本發明還提供一種防凍裂路面施工材料的加工方法，包括如下步驟：

（1）將石英風化砂、石膏混合后，輸送至球磨機，將水以流量比為5:1加入球磨機，混磨10-30min，得到質量百分比濃度為50-60%的料漿；將水與硫鐵礦燒渣粉以質量比為8-10：1混合，攪拌得到硫鐵礦漿；

（2）將水泥、赤泥、生石灰粉、料漿、裂石劑、水加入攪拌罐中，混合，攪拌25-35min，加熱至40-50℃，停止加熱，往攪拌罐中加入硫鐵礦漿，繼續攪拌35-40min后，加入抑制劑及減水劑，升溫至60-80℃，攪拌30-50min后，在室溫為40-50℃的預養間內靜停，待漿料凝固，控制凝固物的膨脹率為12-15%（進一步優選為膨脹率控制為13%），即完成防凍裂路面施工材料的制備，即可進行施工。

本發明將上述中的防凍裂路面施工材料應用于寒冷地區路面施工上。所述的寒冷地區為冬天處于0~-40℃的路面。所述的寒冷地區為冬天平均溫度處于-20℃的路面。

本發明的優點在于：裂石劑和其他材料（水泥，石膏混合物等）配比而成的混合物，調節不同混合物的摻量，并用水調成漿液，使得漿液凝固后膨脹率大于水結成冰的膨脹率相同，即膨脹率為12-15%，同時滿足混合物凝固體大于冰的彈性模量，約700Mpa，將此混合物漿液填充于施工路基中，漿液凝固后將會對施工路基產生與水結成冰時對路基更小的劣化作用。在上述條件滿足的條件下，由于替代材料加入水泥、石英風化砂（該石英風化砂在路基的制備中主要起到提供硅質材料和骨架支撐作用，SiO₂與石灰和水泥中的CaO反應，在升溫條件下產生新的水化產物，使施工路基達到強度要求），赤泥（赤泥主要起到膠粘劑的作用，由于其粒度小，比表面積大，各個物料經混合后，穿插到物料之間的空隙中，使結合力更強），硫鐵礦燒渣粉（硫鐵礦燒渣粉是含有硅鋁基活性物質的廢棄物，它和鈦石膏中CaSO₄·2H₂O一起被電石渣激發發生化學反應。）

本發明采用赤泥、生石灰、硫鐵礦燒渣粉、石膏、裂石劑等改性材料中主要含有增強水泥、石英風化砂之間的粘度、加速復合材料中發生化學反應的成分。和鈦石膏本身含有的Fe(OH) ₃和Al(OH) ₃、CaSO₄等雜質一起通過吸附和交聯等形成復雜的膠結結構，從而大大增強復合材料的粘度，提高綜合性能和品質。且其受力環境多為多向受壓，使得路基材料變形破壞參數能保證在膨脹率為12-15%的條件下，膨脹材料不會發生自身的壓裂破壞。