一种严寒地区的沥青混凝土

文档序号:162817 发布日期:2021-10-29 浏览:44次 >En<

阅读说明:本技术 一种严寒地区的沥青混凝土 (Asphalt concrete for severe cold areas ) 是由 陈素芬 于 2021-08-16 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种严寒地区的沥青混凝土,涉及建筑材料技术领域。其中沥青混凝土,以重量份计,包括以下原料:水泥:60份-80份,粉煤灰:15份-30份,碎石:10份-20份,石油沥青:8份-12份,磷灰石矿粉:5份-10份,抗寒剂:3份-10份,聚羧酸系减水剂:3份-7份;其中抗寒剂包括聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯及氟橡胶,其中四者之间的质量比为1:3:5:2。其中原料预混合方法如下:(1)准备上述原料;(2)将石油沥青、磷灰石矿粉进行预热,预热后与水泥进行预混合,得到混合剂;(3)将上述混合剂降温,加入粉煤灰、碎石、抗寒剂及聚羧酸系减水剂进行二次搅拌,冷却至室温,装袋,即可。制备的沥青混凝土具有优异的抗冻融效果。(The invention discloses asphalt concrete for severe cold areas, and relates to the technical field of building materials. The asphalt concrete comprises the following raw materials in parts by weight: cement: 60-80 parts of fly ash: 15-30 parts of macadam: 10-20 parts of petroleum asphalt: 8-12 parts of apatite mineral powder: 5-10 parts of cold-resistant agent: 3-10 parts of polycarboxylic acid water reducing agent: 3-7 parts of a stabilizer; the cold-resistant agent comprises polyethylene glycol, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate and fluororubber, wherein the mass ratio of the polyethylene glycol to the polyacrylonitrile to the polymethyl methacrylate is 1: 3: 5: 2. the raw material premixing method comprises the following steps: (1) preparing the raw materials; (2) preheating petroleum asphalt and apatite mineral powder, and premixing the preheated petroleum asphalt and apatite mineral powder with cement to obtain a mixing agent; (3) and cooling the mixture, adding the fly ash, the broken stone, the cold-resistant agent and the polycarboxylic acid water reducing agent, stirring for the second time, cooling to room temperature, and bagging. The prepared asphalt concrete has excellent freeze-thaw resistance.)

一种严寒地区的沥青混凝土

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域,特别是涉及一种严寒地区的沥青混凝土。

背景技术

混凝土材料具有价格低廉、施工方便、承载力强等特点,在工程建设中得到了广泛的应用,是用量最大的建筑材料。近几十年来,由于混凝土耐久性不良而导致结构过早失效的事故在国内外屡见不鲜。在寒冷地区,冻融循环破坏是混凝土结构破坏的主要形式。我国混凝土结构不仅在“三北”地区存在混凝土结构冻融破坏现象,在气候比较温和,但冬天仍然出现冰冻的华东、华中(如山东、安徽、江苏、湖北等地)和海拔较高的高原(内蒙古高原、青藏高原等)地区依然存在混凝土结构的冻融破坏现象。

例如,中国发明专利,申请号:CN201510245034.1,公开号:CN104846737A,公开了一种季节冻土区高速公路桥梁伸缩缝柔性抗冻融处理方法,其方法具体如下:凿除原锚固区破损混凝土,清除原混凝土材料,浇注高性能耐磨蚀混凝土,边梁毛勒伸缩缝间柔性充填材料,嵌缝材料初凝时间3~5小时,固结时间25~30天,处理结束。上述专利给出了针对传统混凝土进行修复的方式,但修复成本较高、时间周期长,不利于公路交通的及时恢复,且多次修补后造成公路表面的坑坑洼洼。

发明内容

本发明的目的是提供一种严寒地区的沥青混凝土,在传统沥青混凝土的基础上,引入抗寒剂,其中抗寒剂包括聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、氟橡胶四种物质,相互之间协同增效,可有效提升沥青混凝土在严寒地区的抗冻融效果。

为了实现上述目的,本发明提供一种严寒地区的沥青混凝土,以重量份计,包括以下原料:

水泥:60份-80份,

粉煤灰:15份-30份,

碎石:10份-20份,

石油沥青:8份-12份,

磷灰石矿粉:5份-10份,

抗寒剂:3份-10份,

聚羧酸系减水剂:3份-7份;

其中抗寒剂包括聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯及氟橡胶,其中聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、氟橡胶四者之间的质量比为1:3:5:2。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

以重量份计,包括以下原料:

水泥:65份-72份,

粉煤灰:18份-25份,

碎石:12份-17份,

石油沥青:8份-12份,

磷灰石矿粉:5份-10份,

抗寒剂:4份-7份,

聚羧酸系减水剂:3份-7份;

其中抗寒剂包括聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯及氟橡胶,其中聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、氟橡胶四者之间的质量比为1:3:5:2。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

以重量份计,包括以下原料:

水泥:70份,

粉煤灰:21份,

碎石:15份,

石油沥青:10份,

磷灰石矿粉:8份,

抗寒剂:6份,

聚羧酸系减水剂:5份;

其中抗寒剂包括聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯及氟橡胶,其中聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、氟橡胶四者之间的质量比为1:3:5:2。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的水泥为P.O 42.5R硅酸盐水泥;

所述的粉煤灰为III级,45μm筛余不大于45%;

所述的碎石的粒径为0.5mm。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的石油沥青的指标如下:

针入度为65,延伸度为167.3,软化点为51.5;

所述的石油沥青采购自广州诚涞化工科技有限公司,其产品标准为GB/T 494-2010建筑石油沥青;

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的磷灰石矿粉的细度为100目;

所述的聚羧酸系减水剂采购自山东万山化工有限公司,其型号为FDN-C。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的严寒地区的沥青混凝土的原料预混合方法如下:

(1)准备水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂及聚羧酸系减水剂,待用;

(2)将石油沥青、磷灰石矿粉进行预热,预热后与水泥进行预混合,得到混合剂,待用;

(3)将上述混合剂降温至80℃,加入粉煤灰、碎石、抗寒剂及聚羧酸系减水剂进行二次搅拌,冷却至室温,装袋,即可。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(1)中水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂、聚羧酸系减水剂的贮存温度为10℃-15℃,其环境空气湿度范围为40%-60%。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(2)中预热的温度为150℃;

步骤(2)中预混的转速为200r/min;

步骤(2)中预混的温度为120℃。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(3)中二次搅拌的温度为55℃;

步骤(3)中二次搅拌的转速为600r/min。

上述技术方案所提供的严寒地区的沥青混凝土,具有以下有益效果:

(1)与现有技术相比,经测试,制备的沥青混凝土可用于严寒地区,在抗冻融性能实验中,300次冻融循环实验和10万次冰冻疲劳实验表明,各项实验参数均出现显著性差异;

(2)沥青混凝土中抗寒剂组分起到关键性作用,提升沥青混凝土的抗冻融效果,具体来说,改善混凝土的内部结构,且提升沥青与水泥之间的凝结性,并利于气泡结构的形成,提升混凝土的蓄热能力,以便达到抗冻融效果。

具体实施方式

下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例的严寒地区的沥青混凝土,以重量份计,包括以下原料:

水泥:60份,

粉煤灰:30份,

碎石:10份,

石油沥青:12份,

磷灰石矿粉:5份,

抗寒剂:10份,

聚羧酸系减水剂:3份;

其中抗寒剂包括聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯及氟橡胶,其中聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、氟橡胶四者之间的质量比为1:3:5:2。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的水泥为P.O 42.5R硅酸盐水泥;

所述的粉煤灰为III级,45μm筛余不大于45%;

所述的碎石的粒径为0.5mm。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的石油沥青的指标如下:

针入度为65,延伸度为167.3,软化点为51.5;

所述的石油沥青采购自广州诚涞化工科技有限公司,其产品标准为GB/T 494-2010建筑石油沥青;

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的磷灰石矿粉的细度为100目;

所述的聚羧酸系减水剂采购自山东万山化工有限公司,其型号为FDN-C。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的严寒地区的沥青混凝土的原料预混合方法如下:

(1)准备水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂及聚羧酸系减水剂,待用;

(2)将石油沥青、磷灰石矿粉进行预热,预热后与水泥进行预混合,得到混合剂,待用;

(3)将上述混合剂降温至80℃,加入粉煤灰、碎石、抗寒剂及聚羧酸系减水剂进行二次搅拌,冷却至室温,装袋,即可。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(1)中水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂、聚羧酸系减水剂的贮存温度为10℃,其环境空气湿度范围为40%。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(2)中预热的温度为150℃;

步骤(2)中预混的转速为200r/min;

步骤(2)中预混的温度为120℃。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(3)中二次搅拌的温度为55℃;

步骤(3)中二次搅拌的转速为600r/min。

实施例2

本实施例的严寒地区的沥青混凝土,以重量份计,包括以下原料:

水泥:80份,

粉煤灰:15份,

碎石:20份,

石油沥青:8份,

磷灰石矿粉:10份,

抗寒剂:3份,

聚羧酸系减水剂:7份;

其中抗寒剂包括聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯及氟橡胶,其中聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、氟橡胶四者之间的质量比为1:3:5:2。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的水泥为P.O 42.5R硅酸盐水泥;

所述的粉煤灰为III级,45μm筛余不大于45%;

所述的碎石的粒径为0.5mm。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的石油沥青的指标如下:

针入度为65,延伸度为167.3,软化点为51.5;

所述的石油沥青采购自广州诚涞化工科技有限公司,其产品标准为GB/T 494-2010建筑石油沥青;

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的磷灰石矿粉的细度为100目;

所述的聚羧酸系减水剂采购自山东万山化工有限公司,其型号为FDN-C。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的严寒地区的沥青混凝土的原料预混合方法如下:

(1)准备水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂及聚羧酸系减水剂,待用;

(2)将石油沥青、磷灰石矿粉进行预热,预热后与水泥进行预混合,得到混合剂,待用;

(3)将上述混合剂降温至80℃,加入粉煤灰、碎石、抗寒剂及聚羧酸系减水剂进行二次搅拌,冷却至室温,装袋,即可。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(1)中水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂、聚羧酸系减水剂的贮存温度为15℃,其环境空气湿度范围为60%。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(2)中预热的温度为150℃;

步骤(2)中预混的转速为200r/min;

步骤(2)中预混的温度为120℃。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(3)中二次搅拌的温度为55℃;

步骤(3)中二次搅拌的转速为600r/min。

实施例3

本实施例的严寒地区的沥青混凝土,以重量份计,包括以下原料:

水泥:65份,

粉煤灰:25份,

碎石:12份,

石油沥青:12份,

磷灰石矿粉:5份,

抗寒剂:7份,

聚羧酸系减水剂:3份;

其中抗寒剂包括聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯及氟橡胶,其中聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、氟橡胶四者之间的质量比为1:3:5:2。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的水泥为P.O 42.5R硅酸盐水泥;

所述的粉煤灰为III级,45μm筛余不大于45%;

所述的碎石的粒径为0.5mm。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的石油沥青的指标如下:

针入度为65,延伸度为167.3,软化点为51.5;

所述的石油沥青采购自广州诚涞化工科技有限公司,其产品标准为GB/T 494-2010建筑石油沥青;

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的磷灰石矿粉的细度为100目;

所述的聚羧酸系减水剂采购自山东万山化工有限公司,其型号为FDN-C。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的严寒地区的沥青混凝土的原料预混合方法如下:

(1)准备水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂及聚羧酸系减水剂,待用;

(2)将石油沥青、磷灰石矿粉进行预热,预热后与水泥进行预混合,得到混合剂,待用;

(3)将上述混合剂降温至80℃,加入粉煤灰、碎石、抗寒剂及聚羧酸系减水剂进行二次搅拌,冷却至室温,装袋,即可。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(1)中水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂、聚羧酸系减水剂的贮存温度为10℃,其环境空气湿度范围为60%。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(2)中预热的温度为150℃;

步骤(2)中预混的转速为200r/min;

步骤(2)中预混的温度为120℃。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(3)中二次搅拌的温度为55℃;

步骤(3)中二次搅拌的转速为600r/min。

实施例4

本实施例的严寒地区的沥青混凝土,以重量份计,包括以下原料:

水泥:72份,

粉煤灰:18份,

碎石:17份,

石油沥青:8份,

磷灰石矿粉:10份,

抗寒剂:4份,

聚羧酸系减水剂:7份;

其中抗寒剂包括聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯及氟橡胶,其中聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、氟橡胶四者之间的质量比为1:3:5:2。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的水泥为P.O 42.5R硅酸盐水泥;

所述的粉煤灰为III级,45μm筛余不大于45%;

所述的碎石的粒径为0.5mm。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的石油沥青的指标如下:

针入度为65,延伸度为167.3,软化点为51.5;

所述的石油沥青采购自广州诚涞化工科技有限公司,其产品标准为GB/T 494-2010建筑石油沥青;

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的磷灰石矿粉的细度为100目;

所述的聚羧酸系减水剂采购自山东万山化工有限公司,其型号为FDN-C。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的严寒地区的沥青混凝土的原料预混合方法如下:

(1)准备水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂及聚羧酸系减水剂,待用;

(2)将石油沥青、磷灰石矿粉进行预热,预热后与水泥进行预混合,得到混合剂,待用;

(3)将上述混合剂降温至80℃,加入粉煤灰、碎石、抗寒剂及聚羧酸系减水剂进行二次搅拌,冷却至室温,装袋,即可。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(1)中水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂、聚羧酸系减水剂的贮存温度为10℃-15℃,其环境空气湿度范围为40%-60%。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(2)中预热的温度为150℃;

步骤(2)中预混的转速为200r/min;

步骤(2)中预混的温度为120℃。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(3)中二次搅拌的温度为55℃;

步骤(3)中二次搅拌的转速为600r/min。

实施例5

本实施例的严寒地区的沥青混凝土,以重量份计,包括以下原料:

水泥:70份,

粉煤灰:21份,

碎石:15份,

石油沥青:10份,

磷灰石矿粉:8份,

抗寒剂:6份,

聚羧酸系减水剂:5份;

其中抗寒剂包括聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯及氟橡胶,其中聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、氟橡胶四者之间的质量比为1:3:5:2。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的水泥为P.O 42.5R硅酸盐水泥;

所述的粉煤灰为III级,45μm筛余不大于45%;

所述的碎石的粒径为0.5mm。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的石油沥青的指标如下:

针入度为65,延伸度为167.3,软化点为51.5;

所述的石油沥青采购自广州诚涞化工科技有限公司,其产品标准为GB/T 494-2010建筑石油沥青;

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的磷灰石矿粉的细度为100目;

所述的聚羧酸系减水剂采购自山东万山化工有限公司,其型号为FDN-C。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的严寒地区的沥青混凝土的原料预混合方法如下:

(1)准备水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂及聚羧酸系减水剂,待用;

(2)将石油沥青、磷灰石矿粉进行预热,预热后与水泥进行预混合,得到混合剂,待用;

(3)将上述混合剂降温至80℃,加入粉煤灰、碎石、抗寒剂及聚羧酸系减水剂进行二次搅拌,冷却至室温,装袋,即可。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(1)中水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂、聚羧酸系减水剂的贮存温度为10℃,其环境空气湿度范围为60%。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(2)中预热的温度为150℃;

步骤(2)中预混的转速为200r/min;

步骤(2)中预混的温度为120℃。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(3)中二次搅拌的温度为55℃;

步骤(3)中二次搅拌的转速为600r/min。

对比例1

本实施例的严寒地区的沥青混凝土,以重量份计,包括以下原料:

水泥:70份,

粉煤灰:21份,

碎石:15份,

石油沥青:10份,

磷灰石矿粉:8份,

抗寒剂:6份,

聚羧酸系减水剂:5份;

其中抗寒剂包括聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯及氟橡胶,其中聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、氟橡胶四者之间的质量比为1:1:1:1。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的水泥为P.O 42.5R硅酸盐水泥;

所述的粉煤灰为III级,45μm筛余不大于45%;

所述的碎石的粒径为0.5mm。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的石油沥青的指标如下:

针入度为65,延伸度为167.3,软化点为51.5;

所述的石油沥青采购自广州诚涞化工科技有限公司,其产品标准为GB/T 494-2010建筑石油沥青;

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的磷灰石矿粉的细度为100目;

所述的聚羧酸系减水剂采购自山东万山化工有限公司,其型号为FDN-C。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的严寒地区的沥青混凝土的原料预混合方法如下:

(1)准备水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂及聚羧酸系减水剂,待用;

(2)将石油沥青、磷灰石矿粉进行预热,预热后与水泥进行预混合,得到混合剂,待用;

(3)将上述混合剂降温至80℃,加入粉煤灰、碎石、抗寒剂及聚羧酸系减水剂进行二次搅拌,冷却至室温,装袋,即可。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(1)中水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂、聚羧酸系减水剂的贮存温度为10℃,其环境空气湿度范围为60%。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(2)中预热的温度为150℃;

步骤(2)中预混的转速为200r/min;

步骤(2)中预混的温度为120℃。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(3)中二次搅拌的温度为55℃;

步骤(3)中二次搅拌的转速为600r/min。

对比例2

本实施例的严寒地区的沥青混凝土,以重量份计,包括以下原料:

水泥:70份,

粉煤灰:21份,

碎石:15份,

石油沥青:10份,

磷灰石矿粉:8份,

抗寒剂:6份,

聚羧酸系减水剂:5份;

其中抗寒剂包括聚乙二醇、氟橡胶,其中聚乙二醇、氟橡胶两者之间的质量比为1:2。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的水泥为P.O 42.5R硅酸盐水泥;

所述的粉煤灰为III级,45μm筛余不大于45%;

所述的碎石的粒径为0.5mm。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的石油沥青的指标如下:

针入度为65,延伸度为167.3,软化点为51.5;

所述的石油沥青采购自广州诚涞化工科技有限公司,其产品标准为GB/T 494-2010建筑石油沥青;

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的磷灰石矿粉的细度为100目;

所述的聚羧酸系减水剂采购自山东万山化工有限公司,其型号为FDN-C。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的严寒地区的沥青混凝土的原料预混合方法如下:

(1)准备水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂及聚羧酸系减水剂,待用;

(2)将石油沥青、磷灰石矿粉进行预热,预热后与水泥进行预混合,得到混合剂,待用;

(3)将上述混合剂降温至80℃,加入粉煤灰、碎石、抗寒剂及聚羧酸系减水剂进行二次搅拌,冷却至室温,装袋,即可。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(1)中水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂、聚羧酸系减水剂的贮存温度为10℃,其环境空气湿度范围为60%。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(2)中预热的温度为150℃;

步骤(2)中预混的转速为200r/min;

步骤(2)中预混的温度为120℃。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(3)中二次搅拌的温度为55℃;

步骤(3)中二次搅拌的转速为600r/min。

对比例3

本实施例的严寒地区的沥青混凝土,以重量份计,包括以下原料:

水泥:70份,

粉煤灰:21份,

碎石:15份,

石油沥青:10份,

磷灰石矿粉:8份,

抗寒剂:6份,

聚羧酸系减水剂:5份;

其中抗寒剂包括聚乙二醇、聚丙烯腈,其中聚乙二醇、聚丙烯腈两者之间的质量比为1:3。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的水泥为P.O 42.5R硅酸盐水泥;

所述的粉煤灰为III级,45μm筛余不大于45%;

所述的碎石的粒径为0.5mm。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的石油沥青的指标如下:

针入度为65,延伸度为167.3,软化点为51.5;

所述的石油沥青采购自广州诚涞化工科技有限公司,其产品标准为GB/T 494-2010建筑石油沥青;

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的磷灰石矿粉的细度为100目;

所述的聚羧酸系减水剂采购自山东万山化工有限公司,其型号为FDN-C。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的严寒地区的沥青混凝土的原料预混合方法如下:

(1)准备水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂及聚羧酸系减水剂,待用;

(2)将石油沥青、磷灰石矿粉进行预热,预热后与水泥进行预混合,得到混合剂,待用;

(3)将上述混合剂降温至80℃,加入粉煤灰、碎石、抗寒剂及聚羧酸系减水剂进行二次搅拌,冷却至室温,装袋,即可。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(1)中水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂、聚羧酸系减水剂的贮存温度为10℃,其环境空气湿度范围为60%。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(2)中预热的温度为150℃;

步骤(2)中预混的转速为200r/min;

步骤(2)中预混的温度为120℃。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(3)中二次搅拌的温度为55℃;

步骤(3)中二次搅拌的转速为600r/min。

对比例4

本实施例的严寒地区的沥青混凝土,以重量份计,包括以下原料:

水泥:70份,

粉煤灰:21份,

碎石:15份,

石油沥青:10份,

磷灰石矿粉:8份,

抗寒剂:6份,

聚羧酸系减水剂:5份;

其中抗寒剂包括聚甲基丙烯酸甲酯及氟橡胶,其中聚甲基丙烯酸甲酯、氟橡胶两者者之间的质量比为5:2。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的水泥为P.O 42.5R硅酸盐水泥;

所述的粉煤灰为III级,45μm筛余不大于45%;

所述的碎石的粒径为0.5mm。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的石油沥青的指标如下:

针入度为65,延伸度为167.3,软化点为51.5;

所述的石油沥青采购自广州诚涞化工科技有限公司,其产品标准为GB/T 494-2010建筑石油沥青;

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的磷灰石矿粉的细度为100目;

所述的聚羧酸系减水剂采购自山东万山化工有限公司,其型号为FDN-C。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的严寒地区的沥青混凝土的原料预混合方法如下:

(1)准备水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂及聚羧酸系减水剂,待用;

(2)将石油沥青、磷灰石矿粉进行预热,预热后与水泥进行预混合,得到混合剂,待用;

(3)将上述混合剂降温至80℃,加入粉煤灰、碎石、抗寒剂及聚羧酸系减水剂进行二次搅拌,冷却至室温,装袋,即可。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(1)中水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、抗寒剂、聚羧酸系减水剂的贮存温度为10℃,其环境空气湿度范围为60%。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(2)中预热的温度为150℃;

步骤(2)中预混的转速为200r/min;

步骤(2)中预混的温度为120℃。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(3)中二次搅拌的温度为55℃;

步骤(3)中二次搅拌的转速为600r/min。

对比例5

本实施例的严寒地区的沥青混凝土,以重量份计,包括以下原料:

水泥:70份,

粉煤灰:21份,

碎石:15份,

石油沥青:10份,

磷灰石矿粉:8份,

聚羧酸系减水剂:5份。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的水泥为P.O 42.5R硅酸盐水泥;

所述的粉煤灰为III级,45μm筛余不大于45%;

所述的碎石的粒径为0.5mm。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的石油沥青的指标如下:

针入度为65,延伸度为167.3,软化点为51.5;

所述的石油沥青采购自广州诚涞化工科技有限公司,其产品标准为GB/T 494-2010建筑石油沥青;

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的磷灰石矿粉的细度为100目;

所述的聚羧酸系减水剂采购自山东万山化工有限公司,其型号为FDN-C。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

所述的严寒地区的沥青混凝土的原料预混合方法如下:

(1)准备水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉及聚羧酸系减水剂,待用;

(2)将石油沥青、磷灰石矿粉进行预热,预热后与水泥进行预混合,得到混合剂,待用;

(3)将上述混合剂降温至80℃,加入粉煤灰、碎石及聚羧酸系减水剂进行二次搅拌,冷却至室温,装袋,即可。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(1)中水泥、粉煤灰、碎石、石油沥青、磷灰石矿粉、聚羧酸系减水剂的贮存温度为10℃,其环境空气湿度范围为60%。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(2)中预热的温度为150℃;

步骤(2)中预混的转速为200r/min;

步骤(2)中预混的温度为120℃。

上述所述的严寒地区的沥青混凝土中,

步骤(3)中二次搅拌的温度为55℃;

步骤(3)中二次搅拌的转速为600r/min。

对比例6

中国发明授权专利,申请号:CN201810231395.4,公开号:CN108358487A,公开了一种沥青混凝土填料及沥青混凝土,其技术方案如下:

“一种沥青混凝土填料,由以下重量份的原料制成:陶瓷废料粉末40份、高炉矿渣粉10份、石灰7份、水泥15份、十二烷基磺酸钠0.55份、硬脂酸0.4份。陶瓷废料粉末的比表面积≥280m2/kg,粒径为20-40μm,水分≤0.5%,烧失量≤0.02%。

一种沥青混凝土,由以下重量份的原料制成:沥青混凝土填料6份、沥青8份、粒径为5-30mm的粗集料65份,所述粗集料为砾石和河砂按质量比1:1混合而成、粒径为0.5-2mm的细集料25份,所述细集料为砾石和河砂按质量比1:3混合而成”。

对比例7

中国发明授权专利,申请号:CN201810230105.4,公开号:CN108358501A,公开了一种高强度沥青混凝土用改性剂及其制备与应用,其技术方案如下:

“一种高强度沥青混凝土用改性剂,由甲组份与乙组份组成,其中甲组份与乙组份的质量比为1:0.17;

甲组份由以下重量份百分比的原料组成:水性环氧树脂乳液92.8%、硅烷偶联剂改性纳米氧化铝3.7%、中空介孔二氧化硅微球3.3%、硅烷偶联剂KH560 0.2%。

其中,水性环氧树脂乳液为浙江安邦的AB-EP-20。

乙组份由以下重量百分比的原料组成:四乙烯五胺80%、去离子水20%。

上述高强度沥青混凝土用改性剂的原料预混合方法,包括以下步骤:

(1)制备甲组份:按配方比称取水性环氧树脂乳液、纳米氧化铝、中空介孔二氧化硅微球、硅烷偶联剂KH560,再将上述原料均转移至分散桶内,边搅拌边超声分散50min,包装;

(2)制备乙组份:按配方比称取四乙烯五胺和去离子水,搅拌混合均匀,包装;

(3)调配:对沥青混凝土进行改性时,依照甲组份与乙组份的质量比向调配桶内倒入甲组份与乙组份,搅拌均匀后进行使用”。

对比例8

中国发明授权专利,申请号:CN202010338776.X,公开号:CN111497014B,公开了一种沥青混凝土制备工艺,其技术方案如下:

“一种沥青混凝土制备工艺,具体的沥青混凝土制备工艺如下:

S1、砂浆砂石注入:将待需要搅拌的砂浆和砂石按照一定的比例混合放入至容料模块24的内部;

S2、混凝土搅拌:通过驱动电机21工作带动容料模块24内部的砂浆和砂石转动与搅拌单元4配合,实现砂浆和砂石充分混合成混凝土;

S3、液态沥青注入:将一定容积的液态沥青注入容料模块24内部;

S4、沥青混凝土搅拌:通过驱动电机21工作带动容料模块24内部的混凝土和沥青混合物转动与搅拌单元4配合,实现沥青和混凝土充分混合成沥青混凝土;

S5、沥青混凝土保温:通过容料模块24加热从而保持沥青混凝土的液态混合物状态,防止沥青混凝土在容料模块24内部发生凝结;

上述沥青混凝土制备工艺S1-S5步骤中的沥青混凝土制备需要由下支架1、驱动单元2、上支架3和搅拌单元4配合完成;其中:

所述的下支架1上端面设置有驱动单元2,驱动单元2的上端安装有搅拌单元4;且所述的搅拌单元4位于驱动单元2的内部;所述的搅拌单元4外壁通过均匀设置的上支架3与下支架1的上端面外壁相连接。

所述的驱动单元2包括驱动电机21、驱动齿轮22、齿轮环23和容料模块24;所述的驱动电机21的输出轴通过法兰安装有驱动齿轮22,所述的容料模块24外壁安装有齿轮环23,所述的齿轮环23通过活动连接方式安装在下支架1上,且齿轮环23与驱动齿轮22之间相互啮合;通过驱动电机21工作带动容料模块24进行周向转动,从而使得内部的混合物与搅拌单元4配合进行搅拌混合。

所述的容料模块24包括容料筒241、隔热棉242、发热板243、上固定筒244、排料管245、执行气缸246和挡料板247;所述的容料筒241内壁设置环形槽孔,所述的隔热棉242设置在容料筒241内壁的环形槽孔外侧壁上,位于容料筒241内壁的环形槽孔内侧壁设置有发热板243;所述的上固定筒244通过螺纹连接方式设置在容料筒241上端,且所述的上固定筒244上端设置有通孔,位于通孔的外壁通过活动连接方式均匀设置有滚珠;容料筒241的下端设置有排料管245,位于排料管245的内部通过销轴设置有挡料板247,且所述的挡料板247的下端与执行气缸246的顶端通过销轴相连接;所述的执行气缸246安装在排料管245的内壁上;通过发热板243加热提高内部混合物的温度,从而保持内部沥青的熔融状态,避免沥青凝结保证了沥青与混凝土之间的混合;且设置隔热棉242进一步的提高了容料筒241内部的保温效果。

所述的搅拌单元4包括锥形进料筒41、挡环42、阻料板43、辅助弹簧44、活动套筒45、限位弹簧46、搅拌模块47和辅助模块48;所述的锥形进料筒41侧壁设置有导孔,位于锥形进料筒41的内壁设置有挡环42,且位于挡环42下端的锥形进料筒41内壁通过铰链设置有阻料板43,所述的阻料板43通过设置的辅助弹簧44与锥形进料筒41的内壁相连接;锥形进料筒41的下端通过活动连接方式设置有活动套筒45,且所述的活动套筒45通过锥形进料筒41内部的限位弹簧46与锥形进料筒41相抵触;所述的搅拌单元4对称设置在活动套筒45的下端外壁上,位于两个所述的搅拌模块47的下端通过辅助模块48相连接;

所述的搅拌模块47包括矩形套筒471、辅助气缸472、搅拌棒473、连杆474、伸缩杆475和推环476;矩形套筒471的内部通过销轴均匀设置有搅拌棒473,且相邻搅拌棒473之间通过连杆474相连接,位于搅拌棒473的外壁套设有推环476,所述的推环476外壁与伸缩杆475的顶端相连接;所述的伸缩杆475安装在搅拌棒473上;所述的辅助气缸472安装在矩形套筒471的顶端内壁,且辅助气缸472的顶端与矩形套筒471内最上端的搅拌棒473后端相配合;所述的搅拌棒473外壁涂有不粘材料;通过在搅拌棒473外壁涂有不粘材料提高了搅拌棒473外壁的洁净度;充分降低了沥青混凝土粘附在搅拌棒473外壁提高了搅拌棒473的搅拌功能;通过辅助气缸472往复运动顶伸搅拌棒473的末端使得搅拌棒473上下振动;通过成排设置的搅拌棒473整体运动进而对内部的混合物进型上下搅动,从而促进了内部混合物的混合程度;且为了保证搅拌棒473外壁的洁净;通过伸缩杆475和推动推环476在搅拌棒473上运动从而保持搅拌棒473外壁的洁净;保证搅拌棒473下次对内部混合物的搅拌效果。

所述的辅助模块48包括辅助板481、执行电机482、执行辊483和扇板484;所述的辅助板481安装在矩形套筒471的下端,执行电机482通过电机座安装在辅助板481上,且执行电机482的输出轴通过联轴器与执行辊483的一端轴头相连接,执行辊483的另一端轴头通过轴承安装在执行电机482对侧的辅助板481上,所述的执行辊483外壁均匀设置有扇板484;通过执行电机482带动执行辊483周向转动在扇板484的作用下将内部的混合物进行上下翻动混合;促进了沥青与混凝土的混合程度;实现了内部混合物的充分搅拌”。

实施例6

选择实施例1-5制备的混凝土和对比例1-8制备的混凝土,参考如下的文献方法及国家标准,送至广东省建材产品质量检验中心进行检测。

(1)JGJ/T 12-2019严寒地区的沥青混凝土应用技术标准;

需要注意的是,本申请中实施例1-5的混凝土、对比例1-8的混凝土需要经过下述方法进行操作:

将预混合的沥青混凝土原料输送到搅拌罐中,并加水进行搅拌混匀,其中预混合的沥青混凝土原料与水之间的质量比为1:0.4。

需要注意的是,本申请中实施例1-5、对比例1-8中混凝土按照如下方式进行施工:

上述得到的混凝土从搅拌罐中倒出,并转移到模具中,接着进行养护,模具内混凝土室温下静置72h后再拆除模具,转移到工地的养护室内,控制养护室的温度为30℃,控制养护室的湿度为95%;养护的周期为28d,其中每隔7d进行混凝土表面的水的喷淋。

抗冻融性能测试:将上述混凝土块分别按照ASTM/C《混凝土快速冻融能力的标准试验方法》测试混凝土的抗冻融能力,并按照FB50010-2010《混凝土结构设计规范》测试混凝土的冰冻疲劳。

表1测试结构

如表1所示,与对比例1-8相比,在本申请中,实施例1-5制备的混凝土,抗冻性能优异,各项测试参数均优于现有技术,适用于东北地区、青藏高原等严寒地区;具体来说,制备的沥青混凝土,300次冻融循环实验表明,抗压强度损失率范围仅在15.6%-16.8%,动弹模量损失率范围仅在14.5%-15.2%,质量损失率范围仅在1.9%-2.2%,同时,10万次冰冻疲劳实验表明,抗折强度损失率范围仅在8.2%-8.9%。本申请在对比例1-5设置了对照,便于比对本申请重要组分带来效果上的显著性差异;具体来说,对比例1中聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、氟橡胶四者比例关系调整成1:1:1:1,我们在研究过程中发现上述四种物质之间起到协同增效的作用,具体可通过后续的四个对比例可以明显看出,此外,我们还做了其他比例关系的试验,例如聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、氟橡胶四者比例关系调整成1:1:5:5、1:1:5:2、1:3:1:1、1:3:1:2及3:5:2:1等等,但测试效果较差,相应的300次冻融循环实验表明,抗压强度损失率、动弹模量损失率、质量损失率平均上升的百分比值约为3.5、6.2、1.4,而相应的10万次冰冻疲劳实验表明,抗折强度损失率平均上升的百分比值为3.2,由此可见,改变上述抗寒剂四种物质之间的比例关系,会对抗冻融性能产生显著性的不利影响;对比例2、对比例3及对比例4中,针对上述抗寒剂的其中两种物质进行去除测试,也可以发现300次冻融循环实验数据与10万次冰冻疲劳实验数据均出现极大的升高,远比对比例1中比例关系的改变更严重,这表明了四种物质之间起到协同增效的作用,同时,我们还做了仅去除抗寒剂中一种物质的对比实验,例如仅仅去除聚乙二醇、仅仅去除聚丙烯腈、仅仅去除聚甲基丙烯酸甲酯或仅仅去除氟橡胶,但测试效果变得更差,相应的300次冻融循环实验表明,抗压强度损失率、动弹模量损失率、质量损失率平均上升的百分比值约为8.5、11.7、1.9,而相应的10万次冰冻疲劳实验表明,抗折强度损失率平均上升的百分比值为6.8;对比例5中,则完全没有添加抗寒剂,300次冻融循环实验与10万次冰冻疲劳实验均表现极差的数值。综合来说,本申请创造性引入抗寒剂,聚乙二醇、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、氟橡胶四者之间协同增效,改善混凝土的内部结构,且提升沥青与水泥之间的凝结性,并利于气泡结构的形成,提升混凝土的蓄热能力,以便达到抗冻融效果。

此外,对比例6-8中,整体效果均差于本申请实施例1-5的数据,推测原因可能如下:(1)单一使用高炉矿渣粉可能提高混凝土的强度,而对其抗冻效果提升甚微;(2)二氧化硅微球制作成本高、环氧树脂乳液在低温环境下表现差;(3)无法实现沥青与水泥之间的交互作用,以便形成储温立体结构。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

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