一种干硬性混凝土路缘石及其制备方法 |
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| 申请号 | CN202410081439.5 | 申请日 | 2024-01-19 | 公开(公告)号 | CN117964302A | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 山东金鹏交通能源科技有限公司; | 发明人 | 王先亮; 杨晓; 张文伦; 贾义卫; 孔德宝; 吴锋; 樊伟; 程志; 徐磊; 冯伟风; 张杰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种干硬性 混凝土 路缘石及其制备方法。本发明所述 干硬性混凝土 路缘石中组分包括 水 泥、 粉 煤 灰 、 铁 尾矿 砂、3～5mm铁尾 矿石 、5～8mm碎石、水、聚 羧酸 减水剂 及改性PVC热收缩膜粉，所述改性PVC热收缩膜粉由PVC热收缩膜尾料切割成碎片在液氮中充分浸润后，与铁尾矿砂混合，之后在干燥环境条件下球磨形成。本发明利用PVC热收缩膜本身在蒸养的高温条件下的收缩性能产生的收缩 力 抵抗蒸养过程中的热胀作用，并通过PVC颗粒大小、掺量的优化，以及蒸养 温度 的优化调整，省去了静停养护过程，且不需要对升温速率进行控制，极大的优化了蒸养过程中温度的控制需求，且保证了路缘石的性能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种干硬性混凝土路缘石，其特征在于，每立方米干硬性混凝土路缘石中各组分用量如下： |
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| 说明书全文 | 一种干硬性混凝土路缘石及其制备方法技术领域背景技术[0003] 在干硬性混凝土路缘石压制成型后，通常需要使用蒸养工艺来提高其早期强度和产品合格及出厂效率。蒸养工艺中的静停养护时间对混凝土的力学性能和耐久性产生会产生重要影响。静停养护主要是为了提高混凝土坯体的初始结构强度，从而使得其能够较好的抵御蒸养过程中的热胀作用，避免其对混凝土结构造成的不利影响。静停时间不足，会对混凝土强度增长产生极大的负面影响。但是静停时间延长会极大地增加蒸养时长，提高蒸养的成本，反而不利于生产效率的提升。因此，尽可能减少静停养护时间长度，加快升温速率是缩短蒸养时间，提高蒸养效率的主要方法。但是减少静停养护时间、加快升温速率就必须要解决蒸养过程中温度提高对混凝土结构带来的不利影响。目前常用的技术手段包括减少水灰比、提高混凝土密实度、采用膨胀程度较低的骨料等方法，但是这样不仅限制了干硬性混凝土路缘石的原材料种类，而且对其改善效果有效。 发明内容[0004] 针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种干硬性混凝土路缘石及其制备方法，可以免去静停养护时间且无须控制升温过程，极大程度的提高蒸养效率和路缘石生产效率。 [0005] 本发明提供了一种干硬性混凝土路缘石，每立方米干硬性混凝土路缘石中各组分用量如下： [0006] [0007] 所述改性PVC热收缩膜粉的制备方法为：将PVC热收缩膜尾料切割成宽度不高于2mm、长度不高于4mm的条状碎片，然后将其浸入液氮中，充分浸润后取出，与铁尾矿砂混合后，在干燥环境条件下快速球磨3～5min后，使其破碎粉末化，粒径不高于50μm，形成改性PVC热收缩膜粉；在液氮中浸泡后，PVC热收缩膜会快速变硬变脆，进一步将其与铁尾矿砂混合，在干燥环境条件下粉磨，会立马被磨成粉末；如果不经过液氮浸润，则热收缩膜具有较大的收缩性，无法粉磨成粉末状； [0008] 其中PVC热收缩膜尾料及铁尾矿砂的质量份数为： [0009] PVC热收缩膜尾料 1份， [0010] 铁尾矿砂 50～200份； [0011] 所述PVC热收缩膜尾料的厚度为0.02～0.05mm。 [0014] 所述碎石为符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52的相关规定。 [0015] 所述铁尾矿砂为符合现行国家标准《铁尾矿砂》GB/T 31288规定的细度模数为2.0～2.2的细砂，粒度太细，影响骨料级配，影响混凝土性能。 [0017] 本发明还提供了所述干硬性混凝土路缘石的制备方法，包括： [0018] (1)将改性PVC热收缩膜粉、水泥、粉煤灰、铁尾矿砂、铁尾矿石、碎石按上述配合比混合均匀，形成固体料A； [0019] (2)将聚羧酸减水剂与水同时加入上述固体料A中，搅拌均匀，形成混合湿混料B； [0020] (3)将步骤(2)中的湿混料B倒入模具，控制荷载为10～12MPa，压制成路缘石坯体； [0021] (4)将路缘石坯体放入蒸汽养护室进行养护，无须进行静停养护和升温条件设置，直接将坯体放置在温度控制在70～75℃的养护室内，蒸养6‑12h结束后取出后养护至28d，制备成干硬性混凝土路缘石。 [0022] 有益效果： [0023] 在混凝土进行蒸养过程中，一般采用膨胀较小的原材料，铁尾矿线性热胀高于石灰石质骨料，对混凝土蒸养过程结构稳定性不利，一般不使用。本发明为了减少蒸养升温过程中的热胀作用，实现铁尾矿在干硬性混凝土路缘石的利用，免去静停养护时间且无须控制升温过程，采用改性PVC热收缩膜粉作为抗热胀材料进行优化。利用PVC热收缩膜本身在蒸养的高温条件下的收缩性能产生的收缩力抵抗蒸养过程中的热胀作用。进一步，通过PVC颗粒大小、掺量的优化，以及蒸养温度的优化调整，省去了静停养护过程，且不需要对升温速率进行控制，极大的优化了蒸养过程中温度的控制需求，且保证了路缘石的性能。 具体实施方式[0024] 下面结合实施例对本发明做进一步的描述。 [0025] 实施例1： [0026] 一种干硬性混凝土路缘石，每立方米干硬性混凝土路缘石中各组分用量如下： [0027] [0028] [0029] 所述改性PVC热收缩膜粉制备方法为：将1份PVC热收缩膜尾料切割成宽度为2mm、长度为4mm的条状碎片，然后将其浸入液氮中，充分浸润后取出，与50份铁尾矿砂混合后，在干燥环境条件下快速球磨3min后，使其破碎粉末化，粒径为45μm，形成改性PVC热收缩膜粉。 [0030] 上述干硬性混凝土路缘石蒸养工艺为在73℃条件下，蒸汽养护9h，养护湿度为95％。在此条件下进行蒸养，获得路缘石。 [0031] 实施例2： [0032] 一种干硬性混凝土路缘石，每立方米所述干硬性混凝土路缘石中各组分用量如下： [0033] [0034] 所述改性PVC热收缩膜粉制备方法为：将1份PVC热收缩膜尾料切割成宽度2mm、长度2mm的条状碎片，然后将其浸入液氮中，充分浸润后取出，与铁尾矿砂200份混合后，在干燥环境条件下快速球磨5min后，使其破碎粉末化，平均粒径为20μm，形成改性PVC热收缩膜粉。 [0035] 上述干硬性混凝土路缘石蒸养工艺为在70℃条件下，蒸汽养护9h，养护湿度为95％。在此条件下进行蒸养，获得路缘石。 [0036] 实施例3： [0037] 一种干硬性混凝土路缘石，每立方米所述干硬性混凝土路缘石中各组分用量如下： [0038] [0039] 所述改性PVC热收缩膜粉制备方法为：将1份PVC热收缩膜尾料切割成宽度1mm、长度3mm的条状碎片，然后将其浸入液氮中，充分浸润后取出，与100份铁尾矿砂混合后，在干燥环境条件下快速球磨4min后，使其破碎粉末化，平均粒径35μm，形成改性PVC热收缩膜粉。 [0040] 上述干硬性混凝土路缘石蒸养工艺为在75℃条件下，蒸汽养护9h，养护湿度为95％。在此条件下进行蒸养，获得路缘石。 [0041] 对比例1 [0042] 与实施例3相同，区别在于不掺入改性PVC热收缩膜粉。 [0043] 对比例2 [0044] 与实施例3相同，区别在于掺入1.5kg/m3改性PVC热收缩膜粉。 [0045] 对比例3 [0046] 与实施例3相同，区别在于掺入的PVC粉不进行液氮和粉磨处理，仅经过切割后加入到干硬性混凝土中。 [0047] 对比例4 [0048] 与实施例3相同，区别在于蒸养温度为60℃。 [0049] 对比例5 [0050] 与实施例3相同，区别在于蒸养温度为80℃。 [0051] 对比例6 [0052] 与实施例3相同，区别在于恒温养护前先进行静停养护时间为4h。 [0053] 对比例7 [0054] 与实施例3相同，区别在于升温速率控制为5℃/h。 [0055] 对比例8 [0056] 与实施例3相同，区别在于升温速率控制为20℃/h。 [0057] 对比例9 [0058] 与实施例3相同，区别在于不掺入改性PVC热收缩膜粉，升温速率控制为5℃/h。 [0059] 对比例10 [0060] 与实施例3相同，区别在于不掺入改性PVC热收缩膜粉，升温速率控制为20℃/h。 [0061] 对比例11 [0063] 对比例12 [0064] 与实施例3相同，区别在于将PVC切割成尺寸为长2cm、宽1cm后，进行液氮冷却和粉磨，不与铁尾矿砂混合。 [0065] 对上述实施例和对比例的出窑抗压强度(指蒸养结束后从养护窑取出时的抗压强度)、28d抗压强度(从蒸养窑取出后，继续养护至28d的抗压强度)进行检测，其中抗压强度检测前应在试块达到养护龄期时，将试块从养护室取出，室温下放置1h后，从中间部分切割100*100*100mm的砌块，之后按GB/T 50081‑2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》的要求测试，指标如表1所示： [0066] 表1各实施例及对比例路缘石指标 [0067] [0068] [0069] 由表1中数据所示，从对比例1可以看出，不掺入改性PVC热收缩膜粉，在不进行静停养护的条件下，由于蒸养过程中本身的热胀作用，造成混凝土内部结构出现缺陷，产生微裂缝，使得混凝土出窑抗压强度、28d抗压强度均出现明显下降。 [0070] 从对比例2可以看出，掺入过量的PVC热收缩膜粉造成混凝土空隙增大，强度下降。且过量的热收缩膜收缩造成其结构出现过度收缩，也影响了混凝土结构的稳定性。 [0071] 从对比例3可以看出，仅将PVC热收缩膜尾料进行切割，不进行粉碎和粉磨处理，无法很好的起到对混凝土结构热胀作用的抵御。主要是因为，切割后，PVC尺寸较大，在混凝土中分布不均匀，无法较好的抵抗热胀作用的不利影响；当对热收缩膜进行粉末化处理后，其在骨料中分布均匀，能够均匀的抵抗铁尾矿砂和铁尾矿石热胀作用的不利影响。 [0072] 从对比例4可以看出，蒸养温度过低，造成PVC热收缩膜粉无法很好的实现热收缩，不足以抵抗热胀的不利影响；从对比例5也可以看出，蒸养温度过高，使得收缩过快，也对结构造成不利影响，只是影响略小。 [0073] 从对比例6可以看出，在蒸养时间确定的条件下，静停养护时间越长，那么恒温过程时间越短，在此条件下，其早期水化反应越慢，所以出窑抗压强过度较低，但是28d强度相对较高，但是依然低于采用改性PVC粉优化的路缘石。而且由于早期强度低，不利于生产效率的提升。 [0074] 从对比例7、对比例8、对比例9、对比例10可以看出，当进行升温控制时，采用不同的升温速率不影响混凝土性能，但是当不掺入PVC后，升温速率越高，其出窑抗压强度、28d抗压强度越小。这说明掺入改性PVC能够很好的抵御升温速率过快造成内外温差过大且水化反应剧烈程度不一致而对结构的不利影响，从而无须进行升温控制，极大地简化了蒸养工艺。 [0075] 从实施例3和对比例11比较可以看出，当直接对液氮浸润过的PVC进行粉磨后，加入到骨料中，其性能提升并不明显。这是因为，粉磨后，PVC粉体的温度能够快速升高，颗粒之间易团聚，分散较为困难，从而使得加入路缘石中对骨料的约束作用减小，优化作用减弱。 [0076] 从实施例3和对比例12可以看出，当采用尺寸较大的PVC切割尺寸时，制备的路缘石性能偏低。这说明当切割前尺寸较大时，在短时间内无法粉磨成粒度足够细小的颗粒，而粉磨过程中PVC温度升高，柔韧性增加，使得其粉磨困难，并出现团聚等现象，导致其在路缘石中的分散性变差。 |
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