一种路面基层材料及其制备方法

1.本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种路面基层材料及其制备方法。


背景技术：

2.我国每年都会进行不同程度的城镇化建设，建筑垃圾的产生是城镇化的过程中不可避免的情况之一，建筑垃圾的积累不仅给环境造成负担，也使市政管理工作变得更加困难。在房屋拆迁重建的过程中，产生了大量的废混凝土块、废砖、废钢筋、废电线电缆、废塑料制品等，在破碎运输的过程中都将产生大量经费并消耗大量人力、物力来完成这一过程，如果能在建筑垃圾处理的环节中将处理工作转化为再利用工作，将建筑垃圾在不同的工程中加以利用，就可以大范围的解决环境建筑垃圾处理造成的环境问题和市政管理问题。
3.为了响应国家号召，将环保、节能、减排、经济落到实处，从道路工程方向，从建筑垃圾再利用出发，对建筑垃圾应用在道路工程的合理性和最佳方案进行研究。城市建筑垃圾具有一定的多样性，其中主要包含混凝土块、黏土砖块、钢筋段、陶瓷碎片、生活附属有机物等，黏土砖块、混凝土块占据绝大部分。在建筑垃圾在道路施工中的再利用方面，绝大多数会选择废弃混凝土，因为房建的混凝土所用的石料往往为各项基本指标都较好的卵石本身强度很高，而且还有可能有未水化的水泥包裹在已水化的水泥结构中，这样在破碎后极有可能使之暴露出来，并在第二次用于道路结构中的过程中水化，起到增加结构强度的作用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种路面基层材料及其制备方法。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种路面基层材料，原料配方包括下列重量份的原料：多孔玄武岩碎石和再生细集料共90-110重量份、水泥3-5重量份、水7.5-9.5重量份；所述多孔玄武岩碎石和再生细集料由多孔玄武岩碎石和再生细集料按照9-91：91-9的质量比例构成的混合物。
6.优选的技术方案为：所述再生细集料由建筑垃圾粉碎后得到，粒径小于或等于4.75mm。
7.优选的技术方案为：所述多孔玄武岩碎石的粒径小于或等于19mm。
8.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种路面基层材料的制备方法，其特征在于：按照原料配方将干料中各原料按重量份数计量后，均匀搅拌混合，再加入水后均匀搅拌，得到路面基层材料。
9.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点是：
10.再生细集料作为建筑垃圾特别是混凝土的废弃物，有效处理对固废利用以及环境保护都具有重大意义。多孔玄武岩与再生细集料都是低价材料，用其做路面基层材料，造价低，节约成本，并且添加再生细集料，在后期可以提高水稳碎石材料的力学性能，因为本试验的再生细集料是火山灰质材料，它会与水泥中的化学物质发生火山灰反应，再生细集料
中含有大量的al2o3和sio2，会与水泥水化产物中的ca(oh)2发生反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，会提高水泥稳定碎石材料的力学性能。因此，再生细集料水泥稳定多孔玄武岩碎石具有重要的环保、经济社会效益。
具体实施方式
11.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
12.实施例1：一种路面基层材料及其制备方法
13.碎石100重量份、水泥4重量份、水7.69重量份，将干料中各组分按重量重量份数计量后，均匀搅拌混合，再加入水后均匀搅拌，得到普通水泥稳定碎石。
14.实施例2：一种路面基层材料及其制备方法
15.碎石100重量份(多孔玄武岩91重量份、再生细集料9重量份)、水泥4重量份、水8.41重量份，将干料中各组分按重量重量份数计量后，均匀搅拌混合，再加入水后均匀搅拌，得到普通水泥稳定碎石。
16.实施例3：一种路面基层材料及其制备方法
17.碎石100重量份(多孔玄武岩83重量份、再生细集料17重量份)、水泥4重量份、水8.52重量份，将干料中各组分按重量重量份数计量后，均匀搅拌混合，再加入水后均匀搅拌，得到普通水泥稳定碎石。
18.实施例4：一种路面基层材料及其制备方法
19.碎石100重量份(多孔玄武岩74重量份、再生细集料26重量份)、水泥4重量份、水8.68重量份，将干料中各组分按重量重量份数计量，均匀搅拌混合，再加入水后均匀搅拌，得到普通水泥稳定碎石。
20.实施例5：一种路面基层材料及其制备方法
21.碎石100重量份(多孔玄武岩66重量份、再生细集料34重量份)、水泥4重量份、水8.93重量份，将干料中各组分按重量重量份数计量后，均匀搅拌混合，再加入水后均匀搅拌，得到普通水泥稳定碎石。
22.实施例6：一种路面基层材料及其制备方法
23.碎石100重量份(多孔玄武岩57重量份、再生细集料43重量份)、水泥4重量份、水9.23重量份，将干料中各组分按重量重量份数计量后，均匀搅拌混合，再加入水后均匀搅拌，得到普通水泥稳定碎石。
24.25.实施例7：一种路面基层材料及其制备方法最佳替换率如下：再生细骨料替代率60％
[0026][0027]
实验数据
[0028]
一、无侧限抗压强度
[0029] 7天28天90天再生细骨料替代率0％3.43mpa4.46mpa5.29mpa再生细骨料替代率20％2.46mpa3.55mpa5.12mpa再生细骨料替代率40％3.04mpa3.91mpa5.35mpa再生细骨料替代率60％3.25mpa4.27mpa5.94mpa再生细骨料替代率80％2.97mpa3.58mpa5.41mpa再生细骨料替代率100％2.76mpa3.32mpa5.69mpa
[0030]
二、劈裂抗拉强度
[0031] 7天28天90天再生细骨料替代率0％0.44mpa0.47mpa0.54mpa再生细骨料替代率20％0.35mpa0.41mpa0.52mpa再生细骨料替代率40％0.39mpa0.43mpa0.58mpa再生细骨料替代率60％0.41mpa0.48mpa0.62mpa再生细骨料替代率80％0.39mpa0.41mpa0.55mpa再生细骨料替代率100％0.31mpa0.34mpa0.56mpa
[0032]
三、抗压回弹模量
[0033] 7天28天90天再生细骨料替代率0％897mpa1179mpa1251mpa再生细骨料替代率20％536mpa878mpa1204mpa再生细骨料替代率40％806mpa1043mpa1287mpa再生细骨料替代率60％834mpa969mpa1421mpa再生细骨料替代率80％763mpa898mpa1269mpa再生细骨料替代率100％615mpa806mpa1276mpa
[0034]
数据分析：
[0035]
从无侧限抗压强度结果显示，在7天的时候再生细骨料替代率0％的这组强度最高，达到3.43mpa，劈裂抗拉强度也是最高达到0.44mpa，抗压回弹模量也是最高达到897mpa，但随着龄期的延长，在90天的时候再生细骨料替代率60％的这组强度达到最高，为5.94mpa，劈裂抗拉强度也是最高达到0.62mpa，抗压回弹模量也是最高达到1421mpa，劈裂抗拉强度和抗压回弹模量结果同无侧限抗压强度规律一样。这是因为因为本试验的再生细集料是火山灰质材料，它会与水泥中的化学物质发生火山灰反应，在养护龄期后期，火山灰
反应会越来越剧烈，再生细集料中含有大量的al2o3和sio2，会与水泥水化产物中的ca(oh)2发生反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，会提高水泥稳定碎石材料的力学性能。
[0036]
结论：
[0037]
从上述结果可以看出：与没有添加再生细骨料水泥稳定碎石相比，没有添加再生骨料的水泥稳定碎石的早期性能要优于其他组，添加60％再生细骨料的水泥稳定碎石在后期具有更好的抗压强度、劈裂抗拉强度和较好的抗压回弹性能；随着养护龄期的增加，添加40％、60％、80％、100％的再生细骨料的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗压回弹模量会慢慢超过没有替代的水泥稳定碎石。可以看出，本发明所提出的一种再生细骨料水泥稳定碎石比传统多孔玄武岩水泥稳定碎石提高了其后期的性能，从而延长道路使用寿命。
[0038]
实施例8：一种路面基层材料及其制备方法
[0039]
一种路面基层材料，其原料配方按重量份数包括：组分按重量份数计包括：多孔玄武岩碎石和再生细集料共100重量份、水泥4重量份、水8重量份。
[0040]
所述水泥选自42.5级普通硅酸盐水泥。
[0041]
所述碎石为多孔玄武岩碎石经机械破碎、筛分制成的岩石颗粒；所述碎石的粒径≤19mm。
[0042]
所述废弃混凝土细集料最终粒径为0～4.75mm。
[0043]
将干料中各组分按重量份数计量后，均匀搅拌混合，再加入水后均匀搅拌，得到一种再生细集料水泥稳定碎石。
[0044]
1、本发明主要是利用废弃混凝土细集料做路面基层，保护环境，造价低。可以延长道路使用寿命，是相对于多孔玄武岩细集料水稳碎石材料用路面基层的。它们的粗集料都是多孔玄武岩。
[0045]
2、用部分废弃混凝土细集料与多孔玄武岩粗集料配制的路面基层材料的后期的力学性能，要比用多孔玄武岩细集料与多孔玄武岩粗集料配制的路面基层材料好，它的后期力学性能好，也就进而表示它的道路使用寿命要长。寿命长的好处：设计寿命延长，养护费用较低，在寿命周期内的总费用最经济；由于其不需要进行结构性大修，只进行表面养护维修，因此对交通的干扰很小，完全有可能避免交通全封闭；降低了公路的运营成本、提高了运营收益；维修间隔增大，相对维修的次数减少，对保护环境和减少环境污染也有重要的意义。
[0046]
以上所述者仅为用以解释本发明之较佳实施例，并非企图具以对本发明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之发明精神下所作有关本发明之任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护之范畴。