一种用于道路面层的煤矸石多孔水泥混凝土的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料领域，设及一种用于道路面层的煤杆石多孔水泥混凝±。
【背景技术】
[0002] 近年来，公路交通运输事业在我国得到了长足的发展，新材料、新结构、新工艺等 对公路建设起到了巨大的推动作用，公路通车里程逐年大幅提高。四通八达的交通带给人 们便利的同时也带来了严重的交通噪声污染与频繁的行车安全问题。多孔水泥混凝±材料 凭借其独特的骨架空隙结构，铺筑成排水性路面可显著提高道路排水效率、减小城市内溃 的可能性，并且能够提高汽车行驶的安全性和舒适性，吸收降低交通噪声。运种新型的混凝 ±材料非常环保，在强度等路用性能达到要求的同时，又具有一定的排水性能，缓解并降低 了传统路面对环境造成的不利影响。
[0003] 但是多孔水泥混凝±不同于普通水泥混凝±，是由骨料、浆体和空隙形成的骨 架-空隙结构，既要具备一定的空隙率，又要保证其作为路面结构组成部分的力学强度。然 而孔隙率与强度之间是此消彼长的关系，因此如何提高多孔水泥混凝上的强度，尤其是抗 弯拉强度一直是国内外研究的热点问题。
[0004] 煤杆石是煤矿生产过程中产生的废渣，是我国目前年排放量和累计存量最大的工 业废弃物之一，每年的排放量相当于当年煤炭产量的10%~15%，占中国工业固体废物排 放总量的40% W上。煤杆石的堆积排放，既浪费了国家资源，又占用了大量±地，使矿区的 生态环境受到严重的污染和破坏。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于道路面层的煤杆石 多孔水泥混凝±，该煤杆石多孔水泥混凝± W煤杆石为原料之一，并且孔隙率较大，抗弯拉 强度较高。
[0006] 为达到上述目的，本发明所述的用于道路面层的煤杆石多孔水泥混凝±由质量 份数为10~20份的水泥、70~85份的集料、0.05~0.2份的煤杆石粉、3~10份的水、 0. 05~0. 2份的减水剂、0. 3~1. 5份的改性剂乳液及0. 9~1. 8份的纤维增强材料制备 而成。 阳007] 水泥的质量份数、集料的质量份数、煤杆石粉的质量份数、水的质量份数、减水剂 的质量份数、改性剂乳液的质量份数及纤维增强材料的质量份数之和为100份。
[0008] 所述集料由玄武岩、花岗岩、石英岩、石灰岩及闪长岩中的一种与煤杆石按质量比 1:1组成。
[0009] 述集料由粒径分为10~16mm的集料及粒径为5~IOmm集料组成，其中粒径为 10~16mm的集料及粒径为5~IOmm的集料的质量百分数分别为26%及74%。
[0010] 改性剂乳液为簇甲基纤维素、芳族聚献与胺聚乙二醇中的一种或几种按任意比例 混合的混合物。
[0011] 纤维增强材料为聚乙締纤维。
[0012] 所述减水剂为聚簇酸系高效减水剂。
[0013] 本发明具有W下有益效果：
[0014] 本发明用于道路面层的煤杆石多孔水泥混凝±选用煤杆石作为骨料，不仅可W解 决煤杆石的环境污染问题，而且还能降低材料成本，可W广泛应用于我国大部分地区，有效 改善传统路面对环境造成的不利影响，并节约道路建设费用。经试验，采用本发明制备的煤 杆石多孔水泥混凝上，有效空隙率为15 %~30 %，28d抗压强度为15~40MPa，7d抗弯拉强 度为2. 0~7. OMPa,拌合物表观密度为1800~2500kg/m3,因此不仅满足较大的空隙率的要 求，并且满足煤杆石多孔水泥混凝±路面排水性能的要求，同时极大的提高了煤杆石多孔 水泥混凝±材料的力学性能，使其具有较大的抗压强度和抗弯拉强度，满足路面设计要求。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细描述，W下是对本发明的解释而不 是限定。
[0016] 对比例
[0017] 多孔水泥混凝± W水泥15. 5份、闪长岩79. 7份、水4. 6份及减水剂0. 2份为原料 制备而成。 阳〇1引 实施例一
[0019] 煤杆石多孔水泥混凝± W水泥15. 5份、闪长岩39. 85份、煤杆石39. 85份、水4. 6 份及减水剂0. 2份为原料制备而成。 W20] 实施例二
[0021] 煤杆石多孔水泥混凝± W水泥13. 54份、闪长岩39. 4份、煤杆石39. 4份、水4. 6 份、减水剂0. 2份、煤杆石粉1. 5份及改性剂乳液0. 46份为原料制备而成。 阳0巧 实施例S
[0023] 所述用于道路面层的煤杆石多孔水泥混凝± W水泥13. 54份、闪长岩39. 4份、煤 杆石39. 4份、水4. 6份、减水剂0. 2份、煤杆石粉1. 5份、改性剂乳液0. 46份、纤维增强材 料0. 9份为原料制备而成。
[0024] 下面对实施例1~3的样品和对比例的样品进行性能测试，测试试验包括抗压强 度试验、抗弯拉强度试验和孔隙率试验。多孔水泥混凝±揽拌完毕后，采用插捣法成型试 件，抹面后覆盖塑料薄膜，24小时后拆模放入溫度为20±2°C、相对湿度在95% W上的标准 养护室养护至28天龄期。
[0025] 如表1所示，各实施例的样品和对比例的样品的力学性能测试结果，包括弯曲性 能、抗压性能、孔隙率及折压比。从表1可W看出，对比例的抗压强度和抗弯拉强度均很小， 折压比仅为0. 102,说明其抗变形尤其是抗弯拉性能较差。实施例一，当用煤杆石替代部分 集料时，由于煤杆石强度较小，因此实施例一中的样品抗压强度和抗弯拉强度均有一定的 下降，但是实施例二和=中，当加入聚合物改性剂乳液、煤杆石粉和纤维增强材料后，样品 均具有很高的抗变形能力，其抗压、抗弯拉强度均能满足一般工程结构物的要求，尤其是实 施例=中加入纤维增强材料后，样品的折压比明显提高，解决了一直W来多孔水泥混凝± 抗弯拉强度较低的难题，且孔隙率仍满足排水要求。因此W本发明为原料制备的样品对应 的多孔水泥混凝±排水面层既提高了其力学性能尤其是抗弯拉强度，又可W解决煤杆石的 环境污染问题，而且还能降低材料成本，具有较强的技术优势。
[0026]表1
[0027]
阳0測实施例四
[0029] 本发明所述的用于道路面层的煤杆石多孔水泥混凝±由质量份数为20份的水 泥、70份的集料、0. 2份的煤杆石粉、6. 3份的水、0. 2份的聚簇酸系高效减水剂、1. 5份的簇 甲基纤维素及1. 8份的聚乙締纤维制备而成。
[0030] 所述集料由粒径分为10~16mm的集料及粒径为5~IOmm集料组成，其中粒径为 10~16mm的集料及粒径为5~IOmm的集料的质量百分数分别为26%及74%。
[0031] 实施例五
[0032] 本发明所述的用于道路面层的煤杆石多孔水泥混凝±由质量份数为10份的水 泥、85份的集料、0. 05份的煤杆石粉、3. 7份的水、0. 05份的聚簇酸系高效减水剂、0. 3份的 芳族聚献及0. 9份的聚乙締纤维制备而成。
[0033] 所述集料由花岗岩与煤杆石按质量比1:1组成。 W34] 所述集料由粒径分为10~16mm的集料及粒径为5~IOmm集料组成，其中10~ 16mm的集料及粒径为5~IOmm的集料的质量百分数分别为26%及74%。 W35] 实施例六
[0036] 本发明所述的用于道路面层的煤杆石多孔水泥混凝±由质量份数为15份的水 泥、79. 8份的集料、0. 1份的煤杆石粉、3份的水、0. 1份的聚簇酸系高效减水剂、1份的胺聚 乙二醇及1份的聚乙締纤维制备而成。
[0037] 所述集料由石英岩与煤杆石按质量比1:1组成。
[0038] 所述集料由粒径分为10~16mm的集料及粒径为5~IOmm集料组成，其中粒径为 10~16mm的集料及粒径为5~IOmm的集料的质量百分数分别为26%及74%。
[0039] 实施例屯
[0040] 本发明所述的用于道路面层的煤杆石多孔水泥混凝±由质量份数为12份的水 泥、76. 02份的集料、0. 15份的煤杆石粉、10份的水、0. 13份的聚簇酸系高效减水剂、1. 2份 的簇甲基纤维素与芳族聚献按任意比例混合的混合物、W及1. 5份的聚乙締纤维制备而 成。
[0041] 所述集料由石灰岩与煤杆石按质量比1:1组成。
[0042] 所述集料由粒径分为10~16mm的集料及粒径为5~IOmm集料组成，其中粒径为 10~16mm的集料及粒径为5~IOmm的集料的质量百分数分别为26%及74%。 柳43] 实施例八
[0044] 本发明所述的用于道路面层的煤杆石多孔水泥混凝±由质量份数为13份的水 泥、80份的集料、0. 18份的煤杆石粉、3. 64份的水、0. 18份的聚簇酸系高效减水剂、1. 4份的 簇甲基纤维素、芳族聚献与胺聚乙二醇按任意比例混合的混合物、W及1. 6份的聚乙締纤 维制备而成。
[0045] 所述集料由闪长岩与煤杆石按质量比1:1组成。
[0046] 所述集料由粒径分为10~16mm的集料及粒径为5~IOmm集料组成，其中粒径为 10~16mm的集料及粒径为5~IOmm的集料的质量百分数分别为26%及74%。
[0047] 需要说明的是，在通过本发明制备用于道路面层的煤杆石多孔水泥混凝±，只需 将各原料揽拌混合均匀即可。
【主权项】
1. 一种用于道路面层的煤矸石多孔水泥混凝土，其特征在于，由质量份数为10~20份 的水泥、70~85份的集料、0. 05~0. 2份的煤矸石粉、3~10份的水、0. 05~0. 2份的减 水剂、0. 3~1. 5份的改性剂乳液及0. 9~1. 8份的纤维增强材料制备而成。2. 根据权利要求1所述的用于道路面层的煤矸石多孔水泥混凝土，其特征在于，水泥 的质量份数、集料的质量份数、煤矸石粉的质量份数、水的质量份数、减水剂的质量份数、改 性剂乳液的质量份数及纤维增强材料的质量份数之和为100份。3. 根据权利要求1所述的用于道路面层的煤矸石多孔水泥混凝土，其特征在于，所述 集料由玄武岩、花岗岩、石英岩、石灰岩及闪长岩中的一种与煤矸石按质量比1:1组成。4. 根据权利要求1所述的用于道路面层的煤矸石多孔水泥混凝土，其特征在于，所述 集料由粒径分为10~16mm的集料及粒径为5~10mm集料组成，其中粒径为10~16mm的 集料及粒径为5~10mm的集料的质量百分数分别为26%及74%。5. 根据权利要求1所述的用于道路面层的煤矸石多孔水泥混凝土，其特征在于，改性 剂乳液为羧甲基纤维素、芳族聚酞与胺聚乙二醇中的一种或几种按任意比例混合的混合 物。6. 根据权利要求1所述的用于道路面层的煤矸石多孔水泥混凝土，其特征在于，纤维 增强材料为聚乙烯纤维。7. 根据权利要求1所述的用于道路面层的煤矸石多孔水泥混凝土，其特征在于，所述 减水剂为聚羧酸系高效减水剂。
【专利摘要】本发明公开了一种用于道路面层的煤矸石多孔水泥混凝土，由质量份数为10～20份的水泥、70～85份的集料、0.05～0.2份的煤矸石粉、3～10份的水、0.05～0.2份的减水剂、0.3～1.5份的改性剂乳液及0.9～1.8份的纤维增强材料制备而成。本发明以煤矸石为原料之一，并且孔隙率较大，抗弯拉强度较高。
【IPC分类】C04B28/00, C04B18/12
【公开号】CN105294010
【申请号】CN201510766526
【发明人】郑木莲, 周娟兰, 王崇涛, 李宜锋
【申请人】长安大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月11日