专利名称：在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在低温地区道路修建中使用的粉煤灰类复合浆料。
我国东北属于低温高寒地区，属典型的大陆性气候，温差大，导致路面因气候带来的病害严重。由于冬季的影响，如果采用水泥路面，因基层的材料受冻产生不均匀冻胀常常导致伸缩缝错位、凸起；如果采用沥青路面常常出现不同程度的开裂；并且还伴生春融季节里由于基层的软化和翻浆，面层出现网裂和龟纹，甚至形成搓板路面。这些问题严重地影响了交通和市容环境，加大了维修费用。
造成这种情况的主要原因是其筑路材料中固性物质特别是石灰质基层的配比不合理、物料的抗水性能和抗冻性能不好，满足不了现代交通的耐低温冻融的要求，同时传统工艺都是在路面施工时，利用推土机来回推进行拌料，这样物料无法混合均匀，致使形成的路基各部分强度差异过大，难以形成稳定强度的路面，使路面完工后很快就出现坑洼，因此带来车辆的颠簸，使坑洼很快的延车行轨迹绵延。严重破坏路面，给交通运输带来非常大的影响。
本发明的目的在于提供一种在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料，达到建筑材料材质均匀，提高路面质量、延长路面的使用寿命、有良好的抗低温开裂性能、通过化学添加剂促进其常温和低温下的早强，提高抗冻性、遇水稳定性和提高后期强度、缩短并简化养生期、实现快速施工和延长低温时可施工时间，完工速度快的目的。
本发明的目的是这样实现的方案1．一种在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料，其组成包括水、其固性物组成包括(重量比)石灰和粉煤灰，石灰和粉煤灰之间的比例为粉煤灰∶石灰=(70-80)∶(10-30)，浆料中加入氢氧化钠和/或碳酸钠和/或硅酸钠。
方案2．根据方案1所述的在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料，其中含有碎石、石灰、粉煤灰的固性混合物与碎石的重量比为碎石占(55-80)％，其余百分比为石灰、粉煤灰的固性混合物。
方案3．根据方案2所述的在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料，所述的粉煤灰∶石灰∶碎石的重量比例为36∶9∶55。
方案4．根据方案2所述的在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料，其组成还包括水泥，其组合物重量比为粉煤灰∶石灰∶碎石∶水泥=20∶8.5∶1.5∶70，用于高速公路时其中粉煤灰∶石灰∶水泥重量比调整为∶67∶28∶5。
方案5．根据方案1所述的在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料，其中还包括黄土，其组合物的重量比为粉煤灰∶石灰∶黄土=30∶12∶58，用于高速公路时，其组合物中粉煤灰和石灰之间的重量比调整为71∶29。
本发明的优点在于1．通过哈尔滨市红旗大街施工改造(被建设部评为国优工程)、“九路九桥”施工改造(已经通过四年考验)、哈尔滨动力广场的施工改造、哈尔滨学府路施工改造、小友谊路施工改造、哈尔滨二环路施工改造和哈尔滨机场高速公路的施工改造的多次试验，已经证明本发明所述的技术方案特别是方案1、方案2、方案3和方案4的方案(用于公路基层的配方)具有更稳定的低温抗裂性能、相当好的水稳定性，优良的冬眠性能和保温性，而且后期强度显著提高，有着非常优秀的施工和适用性能，明显提高了道路的质量，有效防治了冻害，施工速度明显提高，改善了交通环境，提高了经济效益和社会效益，减少了粉煤灰对环境的污染。
2．由于本产品的水不敏感性强，可以在雨季施工，提高并增加了每年的实际工作时间，加快了工程施工进度。可以和路面层同时养生，与使用传统材料的分步养生相比，可以提前通车几天甚至数十天，可以当年开工当年完工。不仅如此，本发明的材料打破了冻前1个月至1个半月禁止施工的规定，并可以降低成本10％左右。由于高速公路的提前贯通所带来的对国民经济的拉动将是非常巨大的，是很难用一个简单的数字来衡量的。
3．在混合料中加入氢氧化钠和/或碳酸钠和/或硅酸钠等物质或其混合物作为添加剂，彻底改变了原混合浆料早期强度低、施工进度慢的缺点，当加入的剂量为其他固性物质总量的1％时，有明显的常温与低温早强、防冻等效果，其7天常温强度比水泥的对比样高1.7倍以上，超过现有标准的3倍以上，低温时的低温强度也远远的超过了规定的标准，是水泥材料无法比拟的。由于加入了添加剂增大了激发物的离子浓度，降低了胶团的动电位，加速被激发物转化，促进晶体形成。而获得早强。由于激发过程中产生粘性物质，动活性增加。可节省碾压次数并可超密度压实，经检测，其密度可提高1％左右，各龄期的强度可再提高20％左右。
4．粉煤灰的利用是国家的一个治理环境污染的重要课题，仅哈尔滨市几个主要电厂每年产生的粉煤灰废渣就超过160万吨，造成大量废弃物难以处理。
本发明不但对于整治环境作出了贡献，还充分发挥的粉煤灰的性能，利用其主要成份为二氧化硅、三氧化二铝。作为工业废弃物的粉煤灰，是不溶、不硬的一种稳定物质，本发明将其与石灰(其中活性成份是氧化钙)或水泥相结合生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，凝结后产生高强度，一般情况下，施工30天后强度还会逐渐增高。并且粉煤灰中大部分是实心的、表面光滑的玻璃球体，部分是多孔炭粒的物理特性，因此其初期亲水性差、水化速度非常低，是一种非常好的防水建筑材料。将其与石灰混合用于建筑业真是物所长、变废为宝。
5．工厂化生产的浆体，其材质的均匀程度远高于在施工时由推土机反复推几次而得到的混合均匀程度。因此形成的路面强度均匀，稳定性好、使用寿命长、降低了维修费用。
6．在实施方案中加入适当的水泥，可以起到早强的效果，可以减少基层的养护时间，减少收缩，避免裂纹，掺入水泥的比例不宜超过1.5-2％，超过后会使路面开裂情况返弹。
7．选定合理的碎石用量对使用强度影响很大。经多次试验研究，碎石量低于45％以下时，碎石的加入对于强度的增大效果不显著。在方案1中加入45％以下数量的碎石后，其7日和14日的强度几乎和没有加入碎石前没有变化。当碎石的添加达到或者超过55％时，7日强度没有变化，14日及14日以后强度显著增加。30日后强度仍然在明显增加。到3个月时，测试到的试块强度已经增加到30日强度的1.5-2倍!但是如果将碎石的量超过65％时，温度收缩率有所降低，到75％时趋于稳定。
8．本技术方案的前4项方案具有明显的抗冻性能。
冻融试验将养生30天的用本产品制成的样块在-20度冻4小时，取出，放入水中4小时，再放入-20度中……5次以后进行抗压试验，方案5强度损失很大，与已有技术样块几乎相近，其他4个方案几乎未受影响。
耐寒试验将以上样块置于-20度下连续30天，再在自然情况下养护30天或者60天测浸水抗压强度，其中仅方案5略优于已有技术样块，较未受长期冷冻的样块强度有所降低，含粉煤灰的其他4个方案的样块的强度没有降低。
养生期抗冻性能试验将自然环境养生14天后在-20度下冻30天，然后再养生75天。经测试，仅仅方案5的强度仅略高于未冻的同样方案未冻前试样，其他4个方案强度增长与同时采用本专利方案制作但未经冷冻的试样的强度增长相同。
因此，传统的施工应当在封冻前30天停止施工，采用本发明的方案，可以一直施工到封冻，因此延长了施工周期，提高了当年的完工数量。
9．由于粉煤灰的干缩系数和湿收缩系数低于普通的建筑材料，因此，含有粉煤灰的方案特别是前4个方案，在前面列举的应用实例中克服了冷冻、高温和干燥导致的干裂现象，取得了非常好的防收缩、防冻裂效果。
10．由于使用本产品的建筑路面强度发展理想，水稳定性和抗冻性大大提高，因此可以减薄基层厚度，并可考虑铺装沥青玛帝脂的碎石路面。
实施例1一种在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料，其中水以外的物质、特别是固体性物组成包括(重量比)石灰，其石灰和粉煤灰之间的比例为粉煤灰∶石灰=(70-80)∶(10-30)，浆料中加入氢氧化钠和/或碳酸钠和/或硅酸钠。
实施例2根据实施例1所述的在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料，其中还含有碎石，石灰、粉煤灰的固性混合物与碎石的重量比为碎石占(55-80)％。其余重量百分比为石灰、粉煤灰的固性混合物，该重量配比中其他的固性物不包含在100％之内。
实施例3根据实施例2所述的在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料，其中粉煤灰∶石灰∶碎石的重量比例为∶36∶9∶55。
实施例4根据实施例2所述的在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料，其组成还包括水泥，其组合物重量比为粉煤灰∶石灰∶碎石∶水泥=20∶8.5∶1.5∶70，用于高速公路时其中粉煤灰∶石灰∶水泥重量比调整为∶67∶28∶5。
实施例5根据实施例1所述的在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料，其中还包括黄土，其组合物的重量比为粉煤灰∶石灰∶黄土=30∶12∶58，用于高速公路时，其组合物中粉煤灰和石灰之间的重量比调整为71∶29。
权利要求
1．一种在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料，其组成包括水、其固性物组成包括(重量比)石灰，其特征是所述的石灰和粉煤灰之间的比例为粉煤灰∶石灰=(70-80)∶(10-30)，浆料中加入氢氧化钠和/或碳酸钠和/或硅酸钠。
2．根据权利要求1所述的在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料，其特征是其中含有碎石，石灰、粉煤灰的固性混合物与碎石的重量比为碎石占(55-80)％。
3．根据权利要求2所述的在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料，其特征是所述的粉煤灰∶石灰∶碎石的重量比例为∶36∶9∶55。
4．根据权利要求2所述的在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料，其特征是其组成还包括水泥，其组合物重量比为粉煤灰∶石灰∶碎石∶水泥=20∶8.5∶1.5∶70，用于高速公路时其中粉煤灰∶石灰∶水泥间的重量比调整为67∶28∶5。
5．根据权利要求1所述的在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料，其特征是其中还包括黄土，其组合物的重量比为粉煤灰∶石灰∶黄土=30∶12∶58。用于高速公路时，其组合物中粉煤灰和石灰之间的重量比调整为71∶29。
全文摘要
在低温地区道路中使用的粉煤灰类复合浆料。我国东北属于低温高寒地区,温差大,导致路面病害严重。本发明产品中:其组成包括:水、石灰,重量比为粉煤灰石灰=(70—80)∶(10—30)其中还可以含有碎石、石灰、粉煤灰的固性混合物与碎石的重量比为碎石占(55—80)%,浆料中加入氢氧化钠和/或碳酸钠和/或硅酸钠。本产品用于修建特级、普通高速公路,适用于雨季施工和抗冻路面、要求抗裂性能的路面和后期要求高强度的路面。
文档编号C04B28/02GK1285333SQ0010205
公开日2001年2月28日 申请日期2000年2月25日 优先权日1999年8月20日
发明者洪增兴 申请人:洪增兴