本發明專利涉及道路板制備的,具體而言,涉及基于超高強道路板的改性輕細集料制備方法。
背景技術:
1、uhpc混凝土作為一種水泥基復合材料,憑借其高強、高耐久性等優點,廣泛應用于具有特殊功能要求的建筑結構,其主要通過適當的原材料選擇和科學的配合比設計使結構內部達到致密狀態,從而獲得優異的性能。例如,利用超高的強度實現大跨度橋梁的輕量化、利用超高的抗沖磨性能實現泄水道、排砂洞、泄洪洞和溢洪道等水工建筑物的表面防護以及特殊路段需道路板拼接的部位。然而,超高性能混凝土也存在一些缺點。由于不使用粗骨料,水泥用量相對較高,不僅抗折能力和延性較低,且其成本遠高于普通混凝土,同時原材料開采和加工過程會帶來許多環境污染。
2、隨著uhpc材料的不斷發展,逐漸應用到各行各業,在道路建設領域應用也技術逐漸成熟。uhpc材料抗壓強度、耐久性遠遠高于普通混凝土,而其抗彎拉性能卻不能和抗壓強度成比例增加,雖然傳統的加筋方式可以增強抗彎拉性能得到提升,但鋼筋不能和uhpc材料形成有效的協同受力,出現uhpc道路板出現韌性不足,甚至產生大跨徑裂縫的現象,導致uhpc道路板類構件的應用受到一定程度上的限制。可見,如何解決道路板構件自重,同時提高道路板類構件的抗裂性能、剛度和韌性之間的協同效應,進而增強耐久性能等問題顯得尤為重要。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供基于超高強道路板的改性輕細集料制備方法,旨在解決現有技術中,道路板耐久性能難以保證的問題。
2、本發明是這樣實現的,基于超高強道路板的改性輕細集料制備方法,包括以下制備步驟:
3、1)、通過破碎機將陶粒破碎為破碎料,再將所述破碎料通過篩分機篩分為大于設定粒徑的粗料以及小于等于設定粒徑的破碎陶粒;
4、所述篩分機包括機體,所述機體中具有內腔,所述內腔中設有固定布置的篩分籠,所述篩分籠中具有籠腔,所述篩分籠將籠腔中的粗料破碎為破碎陶粒、并將籠腔中的破碎陶粒篩分出籠腔進入內腔中;
5、2)、按照設定比例,依次將破碎陶粒、丙烯酸丁酯、丙烯酸二甲酯以及去離子水加入攪拌機中攪拌均勻,形成第一混合料;
6、3)、按照設定比例,往所述第一混合料中加入偶氮二異丁腈,攪拌均勻形成第二混合料;
7、4)、對所述第二混合料真空干燥,形成所述改性輕細集料。
8、可選的,按照組分質量比例,所述破碎陶粒、丙烯酸丁酯、丙烯酸二甲酯、去離子水以及偶氮二異丁腈的質量比是1∶(0.03-0.05)∶(0.03-0.05)∶(0.06-0.10)∶(0.03-0.05)。
9、可選的,在所述步驟1)中,所述破碎陶粒的粒徑小于4.75mm。
10、可選的,在所述步驟1)中,所述陶粒為破碎頁巖陶粒、粉煤灰陶粒或污泥陶粒的其中一種。
11、可選的,在所述步驟3)中,控制溫度在75℃-80℃攪拌均勻形成第二混合料。
12、可選的,在所述步驟4)中,將所述第二混合料置于50℃-60℃下進行真空干燥,再常溫冷卻,形成所述改性輕細集料。
13、可選的,在所述步驟2)中,通過真空攪拌機真空拌合形成所述第一混合料;在所述步驟3)中,通過所述真空攪拌機真空拌合形成所述第二混合料。
14、可選的,在所述步驟1)中,所述粗料通過破碎機二次破碎。
15、可選的,在所述步驟1)中,所述破碎機的底部形成有破碎出料口,所述破碎出料口朝向篩分機布置,所述機體的頂部具有篩分入料口,所述破碎出料口與篩分入料口連通,所述篩分機將破碎料篩分為粗料以及破碎陶粒;
16、所述篩分籠的頂部形成有所述篩分入料口,所述篩分籠的外周與內腔的側壁之間具有出料間隔;所述籠腔的中部設有多個轉動布置的轉動筒,多個所述轉動筒呈環繞狀布置,且包圍形成研磨區域,所述轉動筒的外周形成有多個筒研磨頭;
17、所述籠腔中設有分隔板,所述分隔板將籠腔分隔為上部區域以及下部區域,所述分隔板的中部形成有中部段,多個所述轉動筒布置在中部段上方,所述分隔板上形成有包圍中部段的環形段段,沿著所述分隔板徑向朝外的方向,所述環形段朝下傾斜延伸布置,所述篩分籠的外周與內腔的側壁之間設有多個出料管道,所述出料管道的末端設有粗料出料口,多個所述出料管道環繞篩分籠的周向布置,所述出料管道與環形段連通;
18、所述分隔板上形成有多個板篩孔,所述篩分籠上形成有多個籠篩孔,所述出料管道上形成有多個管篩孔;
19、所述破碎料通過篩分入料口進入上部區域中,所述破碎料中的破碎陶粒通過籠篩孔篩分至出料間隔中以及通過板篩孔篩分至下部區域中;所述破碎料中的粗料留置在上部區域中,位于研磨區域中的粗料由多個轉動筒研磨形成破碎陶粒后,通過板篩孔篩分至下部區域中,位于環形段中的粗料沿著環形段的傾斜方向朝下滾動至出料通道中。
20、可選的,所述篩分籠上設有驅動電機,所述驅動電機具有位于研磨區域中部的轉動軸,所述轉動軸的外周上形成有多個軸研磨頭,所述轉動軸的外周上還設有軸齒輪環,所述轉動頭的外周上套設有與軸齒輪環嚙合的筒齒輪環;
21、所述分隔板的底部設有驅動分隔板振動的振動器,所述分隔板的外周設有多個凸塊,多個所述凸塊沿著分隔板的周向間隔布置,所述籠腔的側壁上設有多個上下延伸布置的導槽,所述凸塊嵌入至導槽中;所述導槽中嵌有彈性塊,所述凸塊的底部抵壓在彈性塊的底部上,所述凸塊上設有上下貫穿的通孔,所述彈性塊的頂部具有朝上延伸形成的彈性條,所述彈性條穿過所述通孔;
22、在所述步驟1)中,通過所述轉動軸驅動轉動筒轉動,所述軸研磨頭與筒研磨頭將研磨區域中的粗料破碎;所述振動器驅動分隔板上下往復振動的過程中,所述凸塊沿著導槽上下移動,擠壓所述彈性塊上下變形;當所述分隔板傾斜時,所述彈性條受壓橫向變形,在彈力的作用下,所述彈性條復位變形,驅動所述分隔板復位呈水平狀。
23、與現有技術相比,本發明提供的基于超高強道路板的改性輕細集料制備方法,改性輕細集料可作為超高強道路板的原料,而改性輕細集料以輕質特性的破碎陶粒作為原料,在保證超高強道路板的自重前提下,為了增強超高強道路板的強度、抗收縮性及抗裂性,通過對輕細集料改性和使用,
24、首先通過丙烯酸丁酯和丙烯酸二甲酯與破碎陶粒混合攪拌,這些有機化合物能夠在陶粒表面形成一層薄膜,改善陶粒的表面性能,如提高表面硬度、耐磨性和防水性等。這種表面改性減少了混凝土的用水量,并且由于薄膜的存在,提高了集料與水泥漿體之間的黏結性,有助于減少混凝土內部的微裂縫和孔隙,從而提高混凝土的密實度和強度。
25、接著,加入的偶氮二異丁腈作為引發劑,促進了丙烯酸丁酯和丙烯酸二甲酯在陶粒表面的聚合反應,形成了穩定的表面改性層,增強了表面改性的效果,還提高了改性輕細集料的穩定性和耐久性。
26、并且在超高強道路板養護過程中,改性輕細集料在前期吸收的水分在養護后期形成內養護,這部分水分在混凝土硬化過程中逐漸釋放,與粉煤灰等摻合料發生二次水化反應,消耗了多余的ca(oh)2,并反應生成c-s-h凝膠填充在在顆粒空隙中以及微觀界面過渡區內,一方面提高了熟料基材料的強度,另一方面使得界面過渡區致密化程度增加,提高混凝土的抗收縮性和抗裂性能。