一种用于路面工程的新型耐磨混凝土及其制备方法与流程

本发明涉及路面工程，提供了一种用于路面工程的新型耐磨混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、随着国家经济的不断发展进步，国内的公路桥梁里程不断增加，公路交通流量与行车密度逐渐增加，路面车辆荷载趋向重型化。另外，大型机场、港口码头、重载设备生产存储场所，也对路面提出了更高的耐磨性、强度及抗老化等方面的要求。上述多种场合，普通混凝土路面难以长期使用，亟需优化改进。

2、在重载车辆较多的情况下，随着使用时间增长，常规混凝土路面的耐磨性、强度、抗氯离子侵蚀及抗碳化性能等较差的不足逐渐显现，路面结构在长期轮载重压反复的摩擦阻力作用下，混凝土产生不同程度的磨损劣化，影响着混凝土桥面行车性能的正常使用。

3、虽然，行业内技术人员在普通混凝土中加入了增强纤维、有机分子骨料等，但是产生的耐磨效果较差，而且成本较高，目前，也出现了一些向混凝土内掺入铁粉的试验，但是掺入的铁粉多为铁矿石简单加工形成，未经强度、耐磨性能优化工艺，产生的强度增加效果不大，而且，使用的铁粉中含有大量的氧化铁等杂质，铁粉本身未经防锈处理，影响了混凝土的粘结性能和强度，使用不可再生资源的铁矿石加工制造混凝土用铁粉，不但增加了混凝土的成本，而且也不利于环境保护。

技术实现思路

1、基于此，本发明提供了一种用于路面工程的新型耐磨混凝土，提高路面的耐磨性和结构强度，解决现有技术使用未经处理的铁粉而出现的粘结力、强度效果较差的问题，并实现降低生产成本、提高环境保护之目的。

2、为了达到上述目的，第一方面，本发明提供了一种用于路面工程的新型耐磨混凝土，配料包括水泥、水、砂子、石子及铁粉；所述铁粉为废弃的闸瓦摩擦件加工制作，配料的每100份混合物中包含以下重量份的原料：水泥为20.7～21份，砂子为23.8～27.6份，石子为42.3～43份，铁粉为2.8～4.4份，其余为水。

3、进一步的，所述铁粉的粒度范围为20目～80目。

4、进一步的，所述铁粉为配料过程中单独加入的单掺铁粉，优选的，铁粉与水泥的重量之比范围为1.1～1.7。

5、进一步的，在所述铁粉的加工制作过程中加入防锈增粘剂，以在新加工制作的铁粉表面形成状态稳定的防锈增粘剂膜，通过所述防锈增粘剂膜增强铁粉的防锈和粘结作用。

6、进一步的，所述防锈增粘剂包括但不限于环氧树脂、氯丁橡胶乳液或聚丙烯酸酯。

7、为了达到上述目的，第二方面，本发明提供了一种用于路面工程的新型耐磨混凝土的制备方法，包括步骤：

8、s100.以废弃的闸瓦摩擦件为原料，制作铁粉；

9、s200.称取设定重量的水泥和砂子，将水泥和砂子进行均匀搅拌，使其充分混合；

10、s300.将混合后的水泥和砂子与三分之一的铁粉继续搅拌，使铁粉与水泥、砂子充分混合；

11、s400.将石子加入，继续预搅拌；

12、s500.经预搅拌后，称取设定重量的水加入其中，继续搅拌；

13、s600.分两次将剩余的三分之二铁粉加入，继续搅拌；

14、s700.将新搅拌形成的混凝土料铺摊至路面，养护至指定龄期。

15、进一步的，用于路面工程的新型耐磨混凝土的制备方法包括，在铁粉的加工制作前和加工制作过程中分别进行防锈处理，步骤包括：

16、s110.进行废弃的闸瓦摩擦件除锈处理，除去所述闸瓦摩擦件表面锈迹；

17、s120.使用粉碎设备进行闸瓦摩擦件的初步粉碎；

18、s130.使用研磨设备进行初步粉碎后的闸瓦摩擦件的研磨，在研磨过程中，向研磨设备内喷洒水基防锈剂，在水基防锈剂浸润的环境下研磨形成铁粉。

19、进一步的，用于路面工程的新型耐磨混凝土的制备方法包括，进行铁粉的无氧烘干，在烘干过程中进行烘干的铁粉表面防锈增粘处理，向铁粉表面喷涂防锈增粘剂，在铁粉表面形成防锈增粘膜，步骤包括：

20、s160.通过氮气排出烘干设备内的氧气，在烘干设备内进行铁粉无氧烘干处理，除去铁粉表面水分；

21、s170.向烘干后的铁粉喷洒防锈增粘剂；

22、s180.进行混合料的搅拌、加热使得防锈增粘剂覆盖在铁粉表面；

23、s190.待混合料冷却后，进行混合料的烘干和再次研磨，得到设定粒度。

24、进一步的，用于路面工程的新型耐磨混凝土的制备方法包括，在所述混凝土配料搅拌过程中，控制混合搅拌温度与环境常温一致，搅拌完毕后，通过铺摊设备将新配置的混凝土铺摊至路面，常温养护至指定龄期。

25、本发明提供的一种用于路面工程的新型耐磨混凝土及其制备方法的技术优势至少体现在：

26、第一方面，在新型耐磨混凝土的配料中，作为配料的水泥、水、砂子、石子及铁粉相配合，适当的铁粉的掺入能够在水泥净浆与骨料接触面形成过渡的缓冲区，减缓骨料与水泥砂浆之间的离析，提高骨料与砂浆的界面结合强度，减少混凝土缺陷，解决了砂浆与骨料的界面结合区较为薄弱，从而提高混凝土强度及耐磨性；

27、第二方面，在新型耐磨混凝土的制备过程中，首先将水泥和砂子进行均匀搅拌充分混合，然后将三分之一的铁粉继续搅拌，然后将石子加入，搅拌、加水，然后分两次将剩余的三分之二铁粉加入。这种配置方式，在加入石子之前，加入的三分之一铁粉形成铁粉与水泥、砂子的均匀混合；在加入石子之后，分两次加入的三分之二铁粉既能够粘裹于石子表面，又能够混合于水泥、砂子的细料中，从而兼顾石子作为骨料、水泥和砂子作为细料均与铁粉均匀混合的效果，提高形成的混凝土的耐磨性；

28、第三方面，闸瓦摩擦件具有较高的机械强度和耐磨性能的特性，本发明充分利用这一特性，回收废弃的闸瓦摩擦件作为原料生产的铁粉，所形成的铁粉在机械强度和耐磨性能方面远高于普通铁粉，作为耐磨料配置的新型耐磨混凝土的耐磨性远高于普通混凝土，并且解决了废旧闸瓦摩擦件处理的技术难题，降低了生产成本，具有较强的的环保和经济价值；

29、第四方面，在使用废弃的闸瓦摩擦件为原料制作铁粉过程中，对铁粉进行防锈处理，能够有效抑制铁粉在混凝土制备过程中生锈现象，从而避免了制备到铺摊至路面的过程中铁粉生锈而降低耐磨混凝土性能的问题的发生，有利于保持形成的路面的性能。

技术特征：

1.一种用于路面工程的新型耐磨混凝土，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的用于路面工程的新型耐磨混凝土，其特征在于：所述铁粉的粒度范围为20目～80目。

3.根据权利要求1所述的用于路面工程的新型耐磨混凝土，其特征在于：所述铁粉为配料过程中单独加入的单掺铁粉。

4.根据权利要求1所述的用于路面工程的新型耐磨混凝土，其特征在于：所述铁粉与水泥的重量之比范围为1.1～1.7。

5.根据权利要求1所述的用于路面工程的新型耐磨混凝土，其特征在于：在所述铁粉的加工制作过程中加入防锈增粘剂，以在新加工制作的铁粉表面形成状态稳定的防锈增粘剂膜，通过所述防锈增粘剂膜增强铁粉的防锈及粘结作用。

6.根据权利要求5所述的用于路面工程的新型耐磨混凝土，其特征在于：所述防锈增粘剂包括但不限于环氧树脂、氯丁橡胶乳液或聚丙烯酸酯。

7.一种用于路面工程的新型耐磨混凝土的制备方法，其特征在于，包括步骤：

8.根据权利要求7所述的用于路面工程的新型耐磨混凝土的制备方法，其特征在于，在铁粉的加工制作前和加工制作过程中分别进行防锈处理，步骤包括：

9.根据权利要求7或8所述的用于路面工程的新型耐磨混凝土的制备方法，其特征在于，进行铁粉的无氧烘干，在烘干过程中进行烘干的铁粉表面防锈增粘处理，向铁粉表面喷涂防锈增粘剂，在铁粉表面形成防锈增粘膜，步骤包括：

10.根据权利要求7所述的用于路面工程的新型耐磨混凝土的制备方法，其特征在于，在所述混凝土配料搅拌过程中，控制混合搅拌温度与环境常温一致，搅拌完毕后，通过铺摊设备将新配置的混凝土铺摊至路面，常温养护至指定龄期。

技术总结
本发明公开了一种用于路面工程的新型耐磨混凝土及其制备方法，配料包括水泥、水、砂子、石子及铁粉，所述铁粉为废弃的闸瓦摩擦件加工制作，配料的每100份混合物中包含以下重量份的原料：水泥为20.7～21份，砂子23.8～27.6份，石子42.3～43份，铁粉2.8～4.4份，其余为水；铁粉的掺入能够在水泥净浆与骨料接触面形成过渡的缓冲区，减缓骨料与水泥砂浆之间的离析，提高骨料与砂浆的界面结合强度，减少混凝土缺陷，从而提高混凝土强度及耐磨性，并且，所使用的铁粉为废弃的闸瓦摩擦件加工制作，具有较强的环保和经济价值。

技术研发人员：张广兴
受保护的技术使用者：中铁十八局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15