一种室温沥青混凝土及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水利水电工程技术领域，特别涉及一种室温沥青混凝土及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 沥青混凝土用作水利水电工程的防渗结构已有多年历史，目前较常用的是碾压式 沥青混凝土，但碾压式沥青混凝土是一种热沥青混凝土，沥青加热温度一般为150~170°C， 骨料加热温度一般为170~200°C，因此，在生产和施工过程中要消耗大量能源。
[0003] 采用沥青液化剂与沥青拌和可以生产出室温沥青，例如中国专利201010189089.2 公开了一种拌和型室温沥青液化剂，该液化剂能够生产出室温沥青。利用室温沥青生产沥 青混凝土具有烟气排放少、施工简便、节能环保、施工效率高、缩短工期和降低成本等特点， 目前室温沥青混凝土在沥青混凝土路面铺筑等道路工程中得到了应用，但常规室温沥青混 凝土存在孔隙率大、防渗性差等问题，不能满足用于水利水电工程防渗结构的要求。
【发明内容】
[0004] 针对上述室温沥青混凝土孔隙率大、防渗性差等问题，本发明提供了一种能用于 水利水电工程防渗结构的室温沥青混凝土及其制备方法。
[0005] 本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种室温沥青混凝土。该室温沥青混凝 土由以下重量百分比的原料制备而成：16mm 2粒径>9 · 5mm的骨料8~13%、9.5mm 2粒径> 4· 75mm的骨料 16~21 %、4 · 75mm 2 粒径>2 · 36mm的骨料25~26%、2 · 36mm 2 粒径>0 · 075_ 的骨料38~40 %、粒径< 0.075mm的填料为6.0 % ;油石比为6.5~7.0 %，所述的油石比表示 室温沥青重量与前述骨料和填料总重量之比；所述的骨料为花岗岩、灰岩或白云岩中的至 少一种;所述的填料由水泥和矿粉组成;所述的矿粉为花岗岩粉、灰岩粉或白云岩粉中的至 少一种。
[0006] 优选的，上述室温沥青混凝土由以下重量百分比的原料制备而成：16mm2粒径> 9 · 5mm的骨料8 %、9 · 5mm 2 粒径 >4 · 75mm的骨料20 %、4 · 75mm 2 粒径 > 2 · 36mm的骨料26 %、 2.36mm 2粒径>0.075mm的骨料40%、粒径< 0.075mm的填料为6.0% ;油石比为6.7% ;所述 的骨料、矿粉均为花岗岩。
[0007] 优选的，上述室温沥青混凝土由以下重量百分比的原料制备而成：16mm2粒径> 9 · 5mm的骨料 10 %、9 · 5mm 2 粒径 >4 · 75mm的骨料21 %、4 · 75mm 2 粒径 > 2 · 36mm的骨料25 %、 2.36mm 2粒径>0.075mm的骨料38%、粒径< 0.075mm的填料为6.0% ;油石比为6.7% ;所述 的骨料、矿粉均为花岗岩。
[0008] 优选的，上述室温沥青混凝土由以下重量百分比的原料制备而成：16mm2粒径> 9 · 5mm的骨料 13 %、9 · 5mm 2 粒径 >4 · 75mm的骨料 16 %、4 · 75mm 2 粒径 > 2 · 36mm的骨料25 %、 2.36mm 2粒径>0.075mm的骨料40%、粒径< 0.075mm的填料为6.0% ;油石比为6.6% ;所述 的骨料、矿粉均为灰岩。
[0009] 优选的，上述室温沥青混凝土由以下重量百分比的原料制备而成：16mm2粒径> 9 · 5mm的骨料 12 %、9 · 5mm 2 粒径 >4 · 75mm的骨料 17 %、4 · 75mm 2 粒径 > 2 · 36mm的骨料25 %、 2.36mm 2粒径>0.075mm的骨料40%、粒径< 0.075mm的填料为6.0% ;油石比为6.6% ;所述 的骨料、矿粉均为灰岩。
[00?0] 优选的，上述室温沥青混凝土由以下重量百分比的原料制备而成：16mm2粒径> 9 · 5mm的骨料8 %、9 · 5mm 2 粒径 >4 · 75mm的骨料20 %、4 · 75mm 2 粒径 > 2 · 36mm的骨料26 %、 2.36mm 2粒径>0.075mm的骨料40%、粒径< 0.075mm的填料为6.0% ;油石比为6.7% ;所述 的骨料、矿粉均为白云岩。
[0011] 优选的，上述室温沥青混凝土由以下重量百分比的原料制备而成：16mm 2粒径〉 9 · 5mm的骨料 10 %、9 · 5mm 2 粒径 >4 · 75mm的骨料21 %、4 · 75mm 2 粒径 > 2 · 36mm的骨料25 %、 2.36mm 2粒径>0.075mm的骨料38%、粒径< 0.075mm的填料为6.0% ;油石比为6.7% ;所述 的骨料、矿粉均为白云岩。
[0012] 优选的，上述室温沥青混凝土中，所述的填料由等重量的水泥和矿粉组成。
[0013] 本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述室温沥青混凝土的制备方法。该方 法包括以下步骤:骨料倒入搅拌容器后加热至不低于150°C并搅拌均匀，然后加入室温沥青 后混匀，再加入填料后混匀，然后排除水分即可。
[0014] 本发明选择并优化了室温沥青混凝土的各原料的粒度和添加比例，仅需对骨料加 热，在相对较低的温度即可与室温沥青混合制备而成，并且制备得到的室温沥青混凝土具 有力学强度高、适应变形能力强、抗渗性能好等优点，能够很好地用于水利水电工程的防渗 结构。
【附图说明】
[0015] 图1 一阶段级配比例与孔隙率关系
[0016] 图2二阶段级配比例与孔隙率关系 [0017]图3三阶段级配比例与孔隙率关系 [0018]图4四阶段级配比例与孔隙率关系
【具体实施方式】
[0019] -种室温沥青混凝土，由以下重量百分比的原料制备而成：粒径>9.5mm的 骨料8~13%、9.5mm2粒径>4.75mm的骨料16~21%、4.75mm2粒径>2.36_的骨料25~ 26%、2.36mm 2粒径>0.075mm的骨料38~40%，粒径< 0.075的填料为6.0% ;油石比为6.5 ~7.0%，所述的油石比表示沥青重量与前述骨料和填料总重量之比；所述的骨料为花岗 岩、灰岩或白云岩中的至少一种;所述的填料由水泥和矿粉组成;所述的矿粉为花岗岩粉、 灰岩粉或白云岩粉中的至少一种。
[0020] 优选的，上述室温沥青混凝土由以下重量百分比的原料制备而成：16mm2粒径> 9 · 5mm的骨料8 %、9 · 5mm 2 粒径 >4 · 75mm的骨料20 %、4 · 75mm 2 粒径 > 2 · 36mm的骨料26 %、 2.36mm 2粒径>0.075mm的骨料40%、粒径< 0.075mm的填料为6.0% ;油石比为6.7% ;所述 的骨料、矿粉均为花岗岩。
[0021] 优选的，上述室温沥青混凝土由以下重量百分比的原料制备而成：16mm2粒径> 9 · 5mm的骨料 10 %、9 · 5mm 2 粒径 > 4 · 75mm的骨料21 %、4 · 75mm 2 粒径 > 2 · 36mm的骨料25 %、 2.36mm 2粒径>0.075mm的骨料38 %、粒径< 0.075mm的填料为6.0 % ;油石比为6.7 % ;所述 的骨料、矿粉均为花岗岩。
[0022] 优选的，上述室温沥青混凝土由以下重量百分比的原料制备而成：16mm2粒径> 9 · 5mm的骨料 13 %、9 · 5mm 2 粒径 >4 · 75mm的骨料 16 %、4 · 75mm 2 粒径 > 2 · 36mm的骨料25 %、 2.36mm 2粒径>0.075mm的骨料40%、粒径< 0.075mm的填料为6.0% ;油石比为6.6% ;所述 的骨料、矿粉均为灰岩。
[0023] 优选的，上述室温沥青混凝土由以下重量百分比的原料制备而成：16mm2粒径> 9 · 5mm的骨料 12 %、9 · 5mm 2 粒径 >4 · 75mm的骨料 17 %、4 · 75mm 2 粒径 > 2 · 36mm的骨料25 %、 2.36mm 2粒径>0.075mm的骨料40%、粒径< 0.075mm的填料为6.0% ;油石比为6.6% ;所述 的骨料、矿粉均为灰岩。
[0024] 优选的，上述室温沥青混凝土由以下重量百分比的原料制备而成：16mm2粒径> 9 · 5mm的骨料8 %、9 · 5mm 2 粒径 >4 · 75mm的骨料20 %、4 · 75mm 2 粒径 > 2 · 36mm的骨料26 %、 2.36mm 2粒径>0.075mm的骨料40%、粒径< 0.075mm的填料为6.0% ;油石比为6.7% ;所述 的骨料、矿粉均为白云岩。
[0025] 优选的，上述室温沥青混凝土由以下重量百分比的原料制备而成：16mm2粒径> 9 · 5mm的骨料 10 %、9 · 5mm 2 粒径 >4 · 75mm的骨料21 %、4 · 75mm 2 粒径 > 2 · 36mm的骨料25 %、 2.36mm 2粒径>0.075mm的骨料38%、粒径< 0.075mm的填料为6.0% ;油石比为6.7% ;所述 的骨料、矿粉均为白云岩。
[0026]优选的，上述室温沥青混凝土中，所述的填料由等重量的水泥和矿粉组成。
[0027]同时，本发明还提供了上述水工室温沥青混凝土的制备方法，包括以下步骤:骨料 倒入搅拌容器后加热至不低于150 °C并搅拌均匀，然后加入室温沥青后混匀，再加入填料后 混匀，然后排除水分即可。
[0028] 试验例1室温沥青混凝土原料配合比
[0029] (1)对骨料进行分级组合捣实密度试验，确定骨料近似最佳级配。捣实密度试验以 骨料孔隙率为评价指标，对骨料中各粒径含量与骨料孔隙率之间的关系进行分析，以最紧 密堆积原则，来确定骨料的级配范围。捣实密度试验可分四阶段进行，一阶段首先对两种粒 径骨料进行试验，二阶段在一阶段基础上再加一种粒径的骨料，依次类推。试验过程中各粒 径段骨料比例采用表列比例的全排列组合方式。一阶段骨料粒径d(mm)为16 2 d> 13.2和 13.2 2 d> 9.5mm，设计比例见表1，捣实密度试验结果见图1。
[0030] 表1 一阶段骨料粒径设计比例
[0031]
[0032] 由图1可知，16 2 d> 13.2和13.2 2 d>9.5粒径段骨料比例从70: 30变化至40:60 时，孔隙率呈现下降趋势，当变化至30:70时，则孔隙率突然增大，且孔隙率明显大于前面4 种组合方式。因此，可以确定16 2 d>13.2和13.2 2 d>9.5粒径段骨料比例为40:60,在此基 础上进行二阶段捣实密度试验。二阶段骨料粒径为16 2 d>9.5和9.5 2 d>4.75,设计比例 见表2,捣实密度试验结果见图2。
[0033]表2二阶段骨料粒径设计比例
[0034]
[0035] 由图2可知，16 2 d>9.5和9.5 2 d>4.75粒径段骨料比例从70:30变化至50:50时， 孔隙率呈现下降趋势，当变化至50:50之后时，孔隙率逐渐增加，50:50的孔隙率明显小于前 后4种组合方式。因此，可以确定16 2 d>9.5和9.5 2 d>4.75粒径段骨料比例为50:50,在此 基础上进行三阶捣实密度试验。三阶段骨料粒径为16