水泥基材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种水泥基材料及其制备方法和应用。按重量份计，包括如下原料组分：水泥90～100份、粉煤灰12～18份、细砂60～65份、硅灰1～3份、膨胀剂0.5～2份、减水剂0.3～0.6份以及水25～30份；所述细砂为粒径≤0.6mm、细度为1.4～1.6的石英砂。本发明专利技术通过采用特定粒径与细度的石英砂作为细砂与其余各组分按照合理配比进行配合，制备的水泥基材料在保证材料强度的同时具有超高流动性，能够满足制备人造粗集料时的注浆需求和力学性能需求。此外，通过对原料各组分的配比进行合理调整，使得水泥基材料的混合级配得以优化，在满足材料性能要求的同时降低了制造成本，具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
水泥基材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及建筑材料领域，特别是涉及一种水泥基材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]沥青混合料是常用的路面铺筑材料，工程上常用的沥青混合料主要是由粗集料、细集料及填料等组成的符合规定级配的矿料与沥青结合拌和制备得到。其中，粗集料作为沥青混合料的主要成分之一，在公路建设中的消耗量巨大，工程所用的粗集料通常由自然界直接开采所得，然而天然石材不可再生，由此会面临资源受限的问题，并且开采过程中容易导致生态破坏。此外，工程所用开采得到的粗集料规格各异，料源复杂，生产工艺粗糙，加工方式原始，从而使粗集料的性能的均匀性难以控制。粗集料颗粒的变异性严重影响沥青混合料试验结果的重复性和再现性，例如马歇尔试验和车辙试验等，人们无法精确判定导致试验结果差异的原因，进而导致实验室间数据比对的失败，影响了沥青混合料设计的改进方向。因此，有必要探寻一种可再生的人造标准粗集料，解决上述问题。
[0003]近年来，可再生的人造粗集料的制备已成为国内外的研究热点。水泥基材料应用于制备人造粗集料具有工艺、设备简单的优点，但存在强度难以达标、流动性差、收缩明显等问题。一方面，制备人造粗集料的注浆过程需要水泥基材料具有超高流动性，前期研究发现流动度为290mm以上的水泥基材料才可完成人造粗集料的注浆过程，然而传统水泥基材料的流动度不超过250mm，难以满足注浆需求；另一方面，根据《建筑用卵石、碎石国家标准》(GB14685
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2001)的规定，在水饱和状态下，火成岩抗压强度应不低于80MPa，变质岩应不低于60MPa，水成岩应不低于30MPa，而用于沥青路面的集料，其强度要求更高，通常需达到90MPa及以上。可见，如何兼顾人造粗集料要求的强度和流动性，是水泥基材料其得以实践应用的前提。因此，有必要提供一种能够兼顾流动性和强度以满足人造粗集料的注浆需求和力学性能的水泥基材料。
[0004]此外，传统水泥基材料孔隙多、吸水率大，在实际应用中容易造成沥青路面的水损害的问题，且过多的孔隙会产生毛细作用，吸收更多沥青，导致实际应用中的造价增加。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术提供一种兼顾流动性和强度，能够更好地满足人造粗集料应用需求的水泥基材料及其制备方法和应用。
[0006]具体技术方案如下：
[0007]本专利技术的第一方面，提供一种水泥基材料，按重量份计，包括如下原料组分：
[0008][0009]所述细砂为粒径≤0.6mm、细度为1.4～1.6的石英砂。
[0010]在其中一实施例中，所述的水泥基材料，按重量份计，包括如下原料组分：
[0011][0012][0013]在其中一实施例中，所述水泥为硅酸盐水泥。
[0014]在其中一实施例中，所述硅酸盐水泥的强度为52.5R、62.5R或72.5R。
[0015]在其中一实施例中，所述硅灰中SiO2的含量≥98％，所述硅灰的粒径为0.1～0.3μm。
[0016]在其中一实施例中，所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰；及/或
[0017]所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂；及/或
[0018]所述减水剂为聚羧酸减水剂。
[0019]本专利技术的第二方面，提供上述水泥基材料的制备方法，包括如下步骤：
[0020]按重量份取所述水泥、粉煤灰、硅灰和膨胀剂混合，制备干粉材料；
[0021]按重量份将所述减水剂与水混合，制备混合溶液；
[0022]将所述混合溶液与所述干粉材料混合，制备凝胶材料；
[0023]将所述细砂与所述凝胶材料混合，制备所述水泥基材料。
[0024]在其中一实施例中，所述的水泥基材料的制备方法，还包括如下步骤：
[0025]将所述细砂与所述凝胶材料混合后，置于58～62℃恒温水浴中养生4～6天，制备所述水泥基材料。
[0026]本专利技术的第三方面，提供上述水泥基材料在制备建筑材料中的应用。
[0027]本专利技术的第四方面，提供一种人造粗集料，所述人造粗集料由上述水泥基材料制备得到。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0029]本专利技术通过在水泥基材料中采用特定粒径与细度的石英砂作为细砂与其余各组分按照合理配比进行配合，制备的水泥基材料在保证材料强度的同时具有超高流动性，能够满足制备人造粗集料时的注浆需求和力学性能需求。同时在研究过程中还发现，本专利技术通过对原料各组分的配比进行合理调整，使得水泥基材料的混合级配得以优化，减少孔隙、降低吸水率，在满足材料性能要求的同时降低了制造成本，具有良好的应用前景。
具体实施方式
[0030]为了便于理解本专利技术，下面将参照实施例对本专利技术进行更全面的描述，以下给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0031]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0032]本文所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”的可选范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。
[0033]本专利技术中，“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”、“第四方面”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。
[0034]本专利技术中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
[0035]本专利技术中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
[0036]本专利技术中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。
[0037]本专利技术提供一种水泥基材料，按重量份计，包括如下原料组分：
[0038][0039]所述细砂为粒径≤0.6mm、细度为1.4～1.6的石英砂。
[0040]在本专利技术中，为保证水泥砂浆的流动性以及注浆人造粗集料形态的完好性，选用细砂的细度不可过大，并且采用粒径较小的细本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥基材料，其特征在于，按重量份计，包括如下原料组分：所述细砂为粒径≤0.6mm、细度为1.4～1.6的石英砂。2.根据权利要求1所述的水泥基材料，其特征在于，按重量份计，包括如下原料组分：3.根据权利要求1所述的水泥基材料，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥。4.根据权利要求3所述的水泥基材料，其特征在于，所述硅酸盐水泥的强度为52.5R、62.5R或72.5R。5.根据权利要求1所述的水泥基材料，其特征在于，所述硅灰中SiO2的含量≥98％，所述硅灰的粒径为0.1～0.3μm。6.根据权利要求1～5任一项所述的水泥基材料，其特征在于，所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰；及/或所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂；及/或所述减水剂为聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟雄，王端宜，陈搏，花开慧，张肖宁，黄志勇，苏文正，贺军，陈伟杰，聂文，熊春龙，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：