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CN113943128A - 一种抗裂型水泥稳定碎石及制备方法 - Google Patents

一种抗裂型水泥稳定碎石及制备方法 Download PDF

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CN113943128A CN202111281028.3A CN202111281028A CN113943128A CN 113943128 A CN113943128 A CN 113943128A CN 202111281028 A CN202111281028 A CN 202111281028A CN 113943128 A CN113943128 A CN 113943128A
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张竞方
张娱菲
陈紫璐
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Jiangsu Tuoding Environmental Protection Technology Co ltd
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Jiangsu Tuoding Environmental Protection Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种抗裂型水泥稳定碎石及制备方法，包括以下重量份的组分：级料88～94份、水泥2～5份、水3～6份、膨胀剂1～2份。膨胀剂为硫铝酸钙型膨胀剂。制备方法，包括以下步骤：集料制备：将所用的集料逐级筛分，得到级配碎石配制混合料；混合：将1～2重量份的膨胀剂倒入2～5重量份的水泥中混合均匀，将不同粒径的集料搅拌混合均匀；将加入膨胀剂的水泥倒入混合后的集料中，加入3～6重量份的水搅拌混合均匀得到抗裂型水泥稳定碎石成品。本发明通过膨胀剂降低水泥稳定碎石材料的收缩率，提高水泥稳定碎石材料的抗拉力能力，减少基层分裂。集料配比中降低0.6mm粒径以下的集料，使其接近低限，从而减小温缩干裂的产生。

Description

一种抗裂型水泥稳定碎石及制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体是指一种抗裂型水泥稳定碎石及制备方法。
背景技术
基于水泥稳定碎石混合料承载能力强、刚度大、板体性好、施工工艺简单易控以及良好的温湿稳定性等优点，绝大多数已建或在建工程均采用水泥稳定碎石基层沥青路面结构形式。在大量的应用过程中发现，尽管传统的水泥稳定碎石混合料作为沥青路面基层具有很多优点，但同时也存在着难以解决的问题，其中最突出的问题就是其开裂所引起的沥青路面的早期损害问题。而这种开裂现象，不仅使得沥青面层出现反射裂缝，同时也将使路表下渗雨水逐步渗入路基结构层且难以排出，直接导致路面承载能力大幅度降低，而且在行车荷载及温度环境的复杂作用下，裂缝会急剧扩展，从而成为水泥稳定碎石应用于路面基层的致命缺陷。
水泥稳定碎石基层是一种半刚性质的材料，是由水、胶凝料和集料混合后组成的。半刚性材料的脆性很大，对温度具有很强的敏感度，容易产生温度性裂缝。在温度较低的情况下，水泥稳定碎石材料就会产生膨胀收缩的反应，同时出现路面翘曲的现象。当水泥稳定碎石材料上面的温度较下面的温度低时，由于材料的深度不一样，使得材料的收缩程度也不一样，最终就会导致路面板出现翘曲的现象，引发路面分裂。路面板并不是导致路面分裂的主要原因，材料温度的热胀冷缩应力才是导致路面分裂的重要因素。水泥的水化过程会放出很多的热能，而且水泥稳定碎石材料散热能力弱，再加上沥青表层有麻袋等杂物的覆盖，使得水泥稳定碎石材料内部的温度增加，从而产生膨胀的现象。而水泥稳定碎石材料外部的温度降低就会产生冷缩的效应。热胀冷缩的不断交替，形成巨大的拉应力，导致水泥稳定碎石表层的开裂。
所以，一种抗裂型水泥稳定碎石及制备方法成为人们亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是水泥稳定碎石易温缩开裂的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种抗裂型水泥稳定碎石，包括以下重量份的组分：级料88～94份、水泥2～5份、水3～6份、膨胀剂1～2份。
作为改进，所述级料的级配要求如下：
粒径小于31.5mm的集料占集料总质量的100％、粒径小于26.5mm的集料占集料总质量的94％～100％、粒径小于19.0mm的集料占集料总质量的80％～85％、粒径小于9.5mm的集料占集料总质量的45％～52％、粒径小于4.75mm的集料占集料总质量的25％～30％、粒径小于2.36mm的集料占集料总质量的15％～20％、粒径小于0.6mm的集料占集料总质量的6％～10％、粒径小于0.075mm的集料占集料总质量的1％～3％。
作为改进，所述膨胀剂为硫铝酸钙型膨胀剂。
作为改进，所述集料包括50～60％的建筑回收粉碎后的碎石和40～50％的常规碎石。
一种抗裂型水泥稳定碎石的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、集料制备：
将所用的集料按照全筛孔从0.075mm～31.5mm逐级筛分，得到具有如下级配范围的级配碎石配制混合料：
粒径小于31.5mm的集料占集料总质量的100％、粒径小于26.5mm的集料占集料总质量的94％～100％、粒径小于19.0mm的集料占集料总质量的80％～85％、粒径小于9.5mm的集料占集料总质量的45％～52％、粒径小于4.75mm的集料占集料总质量的25％～30％、粒径小于2.36mm的集料占集料总质量的15％～20％、粒径小于0.6mm的集料占集料总质量的6％～10％、粒径小于0.075mm的集料占集料总质量的1％～3％；
步骤2、混合：
将1～2重量份的膨胀剂倒入2～5重量份的水泥中混合均匀，将不同粒径的集料搅拌混合均匀；
步骤3、将加入膨胀剂的水泥倒入混合后的集料中，加入3～6重量份的水搅拌混合均匀得到抗裂型水泥稳定碎石成品。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明通过膨胀剂降低水泥稳定碎石材料的收缩率，提高水泥稳定碎石材料的抗拉力能力，减少基层分裂。集料配比中降低0.6mm粒径以下的集料，使其接近低限，从而减小温缩干裂的产生。采用建筑回收碎石和常规碎石作为集料，既保证水泥稳定碎石的强度，同时对建筑垃圾进行了再利用，降低生产成本，减少了环境污染。
具体实施方式
下面对本发明一种抗裂型水泥稳定碎石及制备方法做进一步的详细说明。
一种抗裂型水泥稳定碎石，包括以下重量份的组分：级料88～94份、水泥2～5份、水3～6份、膨胀剂1～2份。
所述级料的级配要求如下：
粒径小于31.5mm的集料占集料总质量的100％、粒径小于26.5mm的集料占集料总质量的94％～100％、粒径小于19.0mm的集料占集料总质量的80％～85％、粒径小于9.5mm的集料占集料总质量的45％～52％、粒径小于4.75mm的集料占集料总质量的25％～30％、粒径小于2.36mm的集料占集料总质量的15％～20％、粒径小于0.6mm的集料占集料总质量的6％～10％、粒径小于0.075mm的集料占集料总质量的1％～3％。
所述膨胀剂为硫铝酸钙型膨胀剂。
所述集料包括50～60％的建筑回收粉碎后的碎石和40～50％的常规碎石。
一种抗裂型水泥稳定碎石的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、集料制备：
将所用的集料按照全筛孔从0.075mm～31.5mm逐级筛分，得到具有如下级配范围的级配碎石配制混合料：
粒径小于31.5mm的集料占集料总质量的100％、粒径小于26.5mm的集料占集料总质量的94％～100％、粒径小于19.0mm的集料占集料总质量的80％～85％、粒径小于9.5mm的集料占集料总质量的45％～52％、粒径小于4.75mm的集料占集料总质量的25％～30％、粒径小于2.36mm的集料占集料总质量的15％～20％、粒径小于0.6mm的集料占集料总质量的6％～10％、粒径小于0.075mm的集料占集料总质量的1％～3％；
步骤2、混合：
将1～2重量份的膨胀剂倒入2～5重量份的水泥中混合均匀，将不同粒径的集料搅拌混合均匀；
步骤3、将加入膨胀剂的水泥倒入混合后的集料中，加入3～6重量份的水搅拌混合均匀得到抗裂型水泥稳定碎石成品。
本发明一种抗裂型水泥稳定碎石及制备方法的具体实施过程如下：
实施例1：
取集料90份，水泥3份，水6份，膨胀剂1份；
集料中各粒径的组份如表1所示：
表1：集料中各粒径所对应的组分
Figure BDA0003330943550000031
按照上述配比进行搅拌混合，得到抗裂型水泥稳定碎石。
实施例2：
取集料90份，水泥3份，水6份，膨胀剂1份；
集料中各粒径的组份如表2所示：
表2：集料中各粒径所对应的组分
Figure BDA0003330943550000032
按照上述配比进行搅拌混合，得到抗裂型水泥稳定碎石。
实施例3：
取集料92份，水泥4份，水3份，膨胀剂1份；
集料中各粒径的组份如表3所示：
表3：集料中各粒径所对应的组分
Figure BDA0003330943550000041
按照上述配比进行搅拌混合，得到抗裂型水泥稳定碎石。
实施例4：
取集料92份，水泥4份，水3份，膨胀剂1份；
集料中各粒径的组份如表4所示：
表4：集料中各粒径所对应的组分
Figure BDA0003330943550000042
按照上述配比进行搅拌混合，得到抗裂型水泥稳定碎石。
实施例5：
取集料88份，水泥5份，水5份，膨胀剂2份；
集料中各粒径的组份如表5所示：
表5：集料中各粒径所对应的组分
Figure BDA0003330943550000043
按照上述配比进行搅拌混合，得到抗裂型水泥稳定碎石。
实施例6：
取集料88份，水泥5份，水5份，膨胀剂2份；
集料中各粒径的组份如表6所示：
表6：集料中各粒径所对应的组分
Figure BDA0003330943550000044
Figure BDA0003330943550000051
按照上述配比进行搅拌混合，得到抗裂型水泥稳定碎石。
实施例7：
取集料94份，水泥2份，水3份，膨胀剂1份；
集料中各粒径的组份如表7所示：
表7：集料中各粒径所对应的组分
Figure BDA0003330943550000052
按照上述配比进行搅拌混合，得到抗裂型水泥稳定碎石。
实施例8：
取集料94份，水泥2份，水3份，膨胀剂1份；
集料中各粒径的组份如表8所示：
表8：集料中各粒径所对应的组分
Figure BDA0003330943550000053
按照上述配比进行搅拌混合，得到抗裂型水泥稳定碎石。
将实施例1-8的抗裂型水泥稳定碎石进行性能测试，对比结果如表9和表10所示
表9：水泥稳定碎石的抗压强度
Figure BDA0003330943550000054
表10：水泥稳定碎石的平均温缩系数
Figure BDA0003330943550000055
Figure BDA0003330943550000061
通过表9和表10的实验数据可以看出，本发明通过增加膨胀剂、降低集料配比中0.6mm粒径以下的集料，使其接近低限，能够显著提升水泥稳定碎石的抗压强度，降低温缩系数，能够保证其在使用过程中更好的适应环境、温度的变化，进而提高路面的耐久性。采用建筑回收碎石和常规碎石作为集料，能够保证水泥稳定碎石的强度，同时对建筑垃圾进行了再利用，降低生产成本，减少了环境污染。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种抗裂型水泥稳定碎石，其特征在于：包括以下重量份的组分：级料88～94份、水泥2～5份、水3～6份、膨胀剂1～2份。
2.根据权利要求1所述的一种抗裂型水泥稳定碎石，其特征在于：所述级料的级配要求如下：粒径小于31.5mm的集料占集料总质量的100％、粒径小于26.5mm的集料占集料总质量的94％～100％、粒径小于19.0mm的集料占集料总质量的80％～85％、粒径小于9.5mm的集料占集料总质量的45％～52％、粒径小于4.75mm的集料占集料总质量的25％～30％、粒径小于2.36mm的集料占集料总质量的15％～20％、粒径小于0.6mm的集料占集料总质量的6％～10％、粒径小于0.075mm的集料占集料总质量的1％～3％。
3.根据权利要求1所述的一种抗裂型水泥稳定碎石，其特征在于：所述膨胀剂为硫铝酸钙型膨胀剂。
4.根据权利要求1所述的一种抗裂型水泥稳定碎石，其特征在于：所述集料包括50～60％的建筑回收粉碎后的碎石和40～50％的常规碎石。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的抗裂型水泥稳定碎石的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、集料制备：
将所用的集料按照全筛孔从0.075mm～31.5mm逐级筛分，得到具有如下级配范围的级配碎石配制混合料：
粒径小于31.5mm的集料占集料总质量的100％、粒径小于26.5mm的集料占集料总质量的94％～100％、粒径小于19.0mm的集料占集料总质量的80％～85％、粒径小于9.5mm的集料占集料总质量的45％～52％、粒径小于4.75mm的集料占集料总质量的25％～30％、粒径小于2.36mm的集料占集料总质量的15％～20％、粒径小于0.6mm的集料占集料总质量的6％～10％、粒径小于0.075mm的集料占集料总质量的1％～3％；
步骤2、混合：
将1～2重量份的膨胀剂倒入2～5重量份的水泥中混合均匀，将不同粒径的集料搅拌混合均匀；
步骤3、将加入膨胀剂的水泥倒入混合后的集料中，加入3～6重量份的水搅拌混合均匀得到抗裂型水泥稳定碎石成品。
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柴海成: ""膨胀剂对水泥稳定碎石温缩性能及干缩性能的影响研究"", 《路基工程》 *

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