[发明专利]高性能抗分层路面橡胶混凝土

说明书

本发明高性能抗分层路面橡胶混凝土，组成原料为水泥、粉煤灰、河砂、橡胶集料、改性橡胶粉、钢渣粗集料、减水剂、增强助剂和水，具有承压能力强、高抗变形性、高韧性以及高耐久性的特点，可用于重载交通下的公路路面工程。

技术领域

本发明属于水泥基建筑材料技术领域，尤其涉及一种高性能抗分层路面橡胶混凝土，可用于重载交通下的公路路面工程。

背景技术

随着国家基础设施投资建设力度不断增加和国民对高效通勤需求不断扩大，市政道路和高速公路建设迅速，水泥混凝土由于强度高、原料廉价、刚度大，被作为我国道路、桥梁最主要的结构。

水泥混凝土的主要原料为水泥、掺合料组成的胶凝材料，砂石组成粗细骨料，以及减水剂、膨胀剂等功能助剂，水泥混凝土作为路面结构的主要强度来源来自于水泥的水化，水泥的主要活性矿物成分为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙，该活性组分与水发生水化反应，生成具有一定胶凝强度的水泥石胶凝体，将砂石骨料进行粘合，从而形成路面结构，但是，传统的水泥混凝土路面由于刚度大、变形性能小，非常容易导致路面裂缝产生，并且，水泥混凝土路面在服役过程中不耐磨，长久使用容易发生表面磨损，混凝土作为微观多孔材料，雨水等十分容易渗入路面结构内部，对于冬季气温低于0摄氏度的我国北方地区，混凝土经受多次冻融循环容易发生破坏，甚至断板。例如，目前用于路面材料的多为普通水泥混凝土，即素混凝土，每立方水泥混凝土各成分的重量：水泥：P·O42.5：375Kg～429Kg；中砂：720Kg～847Kg；石子：1066Kg～1080Kg。该材料存在三方面缺点：①在重载交通作用下，此种材料制成的路面板易发生断裂，即断板现象，影响道路行驶安全。②受混凝土自身性质影响，该材料受冻融环境、雨水浸泡侵蚀等影响，耐久性能大大下降。③受车辆碾压磨损，路面易出现多处表面破损且发生频率高，使维护成本增加。

随着城市化的不断发展，我国逐渐成为汽车消费大国，汽车废旧轮胎产量逐年增加，如何将废旧轮胎进行回收利用成为一个技术难题，近年来，将废旧橡胶轮胎进行破碎后用于公路路面铺装成为行业热点，目前形成的主要应用方式是将橡胶进行破碎后作为沥青改性剂或骨料应用于沥青混合料中，也有诸多研究人员和施工人员将橡胶颗粒直接或进行改性后作为骨料用于水泥混凝土道路的铺设。李宁以嵌锁密实水泥混凝土为基础，掺加粒径为0.42mm的废旧轮胎橡胶，使其不仅具有橡胶粉混凝土的优点，同时能够解决橡胶粉水泥混凝土强度不足问题，并通过橡胶粉表面处理使嵌锁密实水泥混凝土与橡胶粉水泥混凝土能够有效结合，采用橡胶粉等体积置换部分砂，分析橡胶粉掺量以及橡胶粉种类对水泥混凝土的抗压强度和抗弯拉强度的作用，试验结果表明:橡胶粉掺量和种类对混凝土的强度有显著的影响，总体是随着橡胶粉掺量的增加强度降低；专利文献CN107188488A公开了以水泥、橡胶粉、河砂、碎石、水、减水剂、钛酸酯偶联剂、橡胶胶乳、疏水改性纤维素、木质素、粒化高炉矿渣粉等原料制备的混凝土，具有抗折强度、抗冲击性、底板抗冲磨性、耐磨性、温缩性、干缩性、抗冻性、极限应变能力、降噪性、容重、抗腐蚀性等性能优于普通水泥混凝土路面；且后期养护费用低于普通水泥混凝土路面等特点，CN108033740A公开了一种高抗压强度橡胶集料混凝土，包括混凝土基料、橡胶集料、钢纤维、减水剂，混凝土基料包括纳米二氧化硅；其中，混凝土基料包括胶凝材料、石子和砂子，其质量比为0.9～1.1:0.6～0.9:1.4～1.8；胶凝材料包括水泥和纳米二氧化硅，流动性、保水性能良好，节约水泥熟料，制备过程简单、环保，易于施工；CN107602145A公开了一种高韧混凝土，原料包括石子、高分子纤维、水性丙烯酸、弹性橡胶颗粒、水泥、沙子、粉煤灰、稀释剂、明胶，由于高分子纤维不会产生自组装效应，所以高分子纤维是呈现网状的，避免车辆在行驶过程中，将其中的沙石骨料等向外带出。然而，现有技术橡胶混凝土仍然存在承压能力低、抗变形性差、成本高、工艺复杂、耐久性差，环保不足，橡胶易上浮等缺陷。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种高性能抗分层路面橡胶混凝土，通过调整混凝土原料组成，制备一种具有承压能力强、韧性高、抗变形性高以及高耐久性的匀质高性能橡胶混凝土材料。