專利名稱：一種鋼渣水穩(wěn)基層材料的制作方法
一種鋼渣水穩(wěn)基層材料技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于新型建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種鋼渣水穩(wěn)基層材料。
技術(shù)背景
水穩(wěn)基層(水泥穩(wěn)定基層)具有良好的力學(xué)性能和板體性，其初期強(qiáng)度高并且強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)，其力學(xué)強(qiáng)度還可視工程需要進(jìn)行調(diào)整。其特點(diǎn)是強(qiáng)度高、水穩(wěn)性好、抗凍性好、耐沖刷、溫縮性和干縮性較小，是一種優(yōu)良的路面基層材料。因此，被廣泛地應(yīng)用于城市道路的路面結(jié)構(gòu)中，主要承接面層與碎石基層，起到保護(hù)道路的使用功能，延長(zhǎng)使用壽命的作用。目前，國(guó)內(nèi)水穩(wěn)基層主要指碎石水穩(wěn)基層，該基層為半剛性材料基層，可以用作高速公路、一級(jí)公路以及城市主干路和快速路的基層，它是浙青面層的下承層，是連接浙青面層與路基的紐帶，是車輛荷載的主要承擔(dān)者，其主要承擔(dān)浙青面層傳遞而來(lái)的行車垂直荷載， 并將荷載均勻地分散在路基中。
然而，水泥穩(wěn)定碎石料也有其與生俱來(lái)的缺點(diǎn)主要是脆性大，從而導(dǎo)致對(duì)溫度和濕度的敏感性強(qiáng)，易因溫度變化和濕度變化產(chǎn)生裂縫并反射到路面，導(dǎo)致路面強(qiáng)度和使用性能大大降低，產(chǎn)生裂縫。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型鋼渣道路水穩(wěn)基層工程材料，旨在提高水穩(wěn)基層力學(xué)性能、透水性能、開(kāi)拓鋼渣利用新途徑。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的新型道路鋼渣水穩(wěn)基層工程材料是利用鋼渣集料替代碎石用作骨料，與一定數(shù)量的膠凝材混合攪拌，通過(guò)嵌擠原理攤鋪壓實(shí)而形成的建筑材料。本發(fā)明中的鋼渣替代碎石用作骨料不是簡(jiǎn)單替代，而是通過(guò)級(jí)配研究形成具有一定孔隙率的碾壓性水穩(wěn)材料。主要利用鋼渣潛在表面活性和微觀多孔形態(tài)所具有的特性，提高水穩(wěn)基層板體性，透水性。并且利用鋼渣因含有微量游離氧化鈣，游離氧化鎂，而具有微膨脹性，用于水穩(wěn)基層材料可產(chǎn)生收縮補(bǔ)償，均衡基層應(yīng)力，避免裂縫產(chǎn)生，降低水穩(wěn)基層裂縫產(chǎn)生的可能性。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種鋼渣水穩(wěn)基層材料，其組分包括鋼渣、水泥、水和外加劑，其中所述鋼渣、水泥和水的重量配比為100 4-6 4-6所述外加劑為所述水泥重量的0.6-6%。
所述鋼渣選用15-20mm、5-15mm、3-5mm、0. 5-3mm四種粒徑規(guī)格，級(jí)配為
15-20mm 20-35wt% 5-15mm 30-40wt% 3-5mm 10_25wt% 0. 5-3mm 15-25wt%。
較佳的，所述鋼渣中f-CaO (游離氧化鈣)含量< 5wt%，f_MgO (游離氧化鎂)含量< 5wt%，S03含量< lwt%，且符合JGJ 52-2006《混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》 要求。
優(yōu)選的，所述鋼渣中f-CaO的含量為大于等于2. 0wt%且小于5wt%，f-MgO的含量為大于等于1.5wt%且小于5wt%。鋼渣中因含有微量游離氧化鈣，游離氧化鎂，而具有微膨脹性，因此，將其用于水穩(wěn)基層材料可產(chǎn)生收縮補(bǔ)償，均衡基層應(yīng)力，可避免裂縫產(chǎn)生。 經(jīng)大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果鋼渣中含有的f-CaO和f-MgO含量大于5wt%，則制作的透水鋼渣水穩(wěn)基層產(chǎn)生“鼓包”破損現(xiàn)象，主要因f-CaO和f-MgO水化反應(yīng)產(chǎn)生的膨脹力過(guò)大造成；如果鋼渣中f-CaO含量小于2. Owt%, f-MgO含量小于1. 5wt%，則經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀察發(fā)現(xiàn)， 制作的透水鋼渣水穩(wěn)基層產(chǎn)生裂縫，主要因?yàn)閒-CaO和f-MgO水化反應(yīng)產(chǎn)生的膨脹不足以抵消因溫度和濕度影響產(chǎn)生的裂縫。
較佳的，所述水泥為32. 5普通硅酸鹽水泥。
較佳的，所述外加劑為高效緩凝阻裂劑，例如有機(jī)磺酸鹽HNF-6系外加劑。
本發(fā)明采用鋼渣替代碎石用作骨料，通過(guò)級(jí)配研究形成具有一定孔隙率的碾壓性水穩(wěn)材料。具體分析1、相比表面光滑的石材而言，鋼渣的表面活性利于與水泥的粘接，微觀多孔狀形態(tài)也使得骨料與水泥等粘結(jié)劑產(chǎn)生更好的粘結(jié)性，較普通碎石水穩(wěn)基層具有更好的板體性；2、鋼渣的微觀多孔形態(tài)可提高水穩(wěn)基層透水性能，避免水分阻隔在水穩(wěn)上層， 造成面層因車輛行駛而造成破壞，延長(zhǎng)道路使用壽命。
本發(fā)明的有益效果是
經(jīng)濟(jì)效益
①新型道路鋼渣水穩(wěn)基層具有一定的透水性能，可以作為“雨水滲透計(jì)劃”的基層解決方案。通過(guò)此基層，雨水可迅速滲入地下，防止面層與基層因雨水浸泡而加速道路損壞，提高道路使用壽命，增加經(jīng)濟(jì)效益；
②新型道路鋼渣水穩(wěn)基層利用鋼渣替代砂石，降低水穩(wěn)基層材料成本，使得該水穩(wěn)基層材料更具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)效益。
社會(huì)效益
①與傳統(tǒng)的碎石水穩(wěn)基層相比，新型道路鋼渣水穩(wěn)基層具有顯著的透水性能，有效改善透水道路的水循環(huán)功能，具有吸音、抑制城市熱島效應(yīng)的作用，促進(jìn)生態(tài)循環(huán)；
②新型道路鋼渣水穩(wěn)基層工程材料是環(huán)保產(chǎn)品，不但避免天然資源的開(kāi)采利用， 而且提高鋼渣廢棄資源的高附加值利用，一舉兩得；
③鋼渣用于水穩(wěn)基層替代石子等天然資源是是一種低能耗的體現(xiàn)。生產(chǎn)細(xì)骨料所耗能量較生產(chǎn)粗骨料消耗能量要高，因此“無(wú)砂石”水穩(wěn)基層工程材料是一種低耗產(chǎn)品。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1-3
表1材料實(shí)例配方(材料重量比)
權(quán)利要求
1.一種鋼渣水穩(wěn)基層材料，其組分包括鋼渣、水泥、水和外加劑，其中所述鋼渣、水泥和水的重量配比為100 4-6 4-6，所述外加劑為所述水泥重量的0.6-6%。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼渣水穩(wěn)基層材料，其特征在于，所述鋼渣選用15-20mm、 5-15mm、3-5mm、0. 5-3mm四種粒徑規(guī)格，級(jí)配為15-20mm 20-35wt%5-15mm 30-40wt%3-5mm 10_25wt%0. 5-3mm 15-25wt%。
3.如權(quán)利要求1所述的鋼渣水穩(wěn)基層材料，其特征在于，所述鋼渣中f-CaO含量 < 5wt%, f-MgO 含量< 5wt %，SO3 含量< Iwt %。
4.如權(quán)利要求1所述的鋼渣水穩(wěn)基層材料，其特征在于，所述鋼渣中f-CaO的含量為大于等于2. Owt%且小于5wt%，f-MgO的含量為大于等于1. 5wt%且小于5wt%。
5.如權(quán)利要求1所述的鋼渣水穩(wěn)基層材料，其特征在于，所述水泥為32.5普通硅酸鹽水泥。
6.如權(quán)利要求1-5任一所述的鋼渣水穩(wěn)基層材料，其特征在于，所述外加劑為高效緩凝阻裂劑。
7.如權(quán)利要求6所述的鋼渣水穩(wěn)基層材料，其特征在于，所述高效緩凝阻裂劑為有機(jī)磺酸鹽HNF-6系外加劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鋼渣水穩(wěn)基層材料，其組分包括鋼渣、水泥、水和外加劑，其中所述鋼渣、水泥和水的重量配比為1004-64-6，所述外加劑為所述水泥重量的0.6-6%。本發(fā)明是以級(jí)配鋼渣替代碎石作骨料，采用一定數(shù)量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙，按嵌擠原理攤鋪壓實(shí)。該種基層強(qiáng)度高，并且強(qiáng)度隨齡期增加很快結(jié)成板體，因而具有較高的強(qiáng)度，透水性和抗凍性，可用于道路基層施工。
文檔編號(hào)C04B18/14GK102491703SQ201110363918
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者劉國(guó)威, 楊剛, 武傳金, 王幼琴, 金強(qiáng) 申請(qǐng)人:中冶寶鋼技術(shù)服務(wù)有限公司