一种超强耐冻抗水型人造路沿石及其制备方法
文献发布时间：2023-06-19 19:28:50
技术领域
本发明涉及一种路沿石(IPC分类号：C08G18/80)，尤其涉及一种超强耐冻抗水型人造路沿石及其制备方法。
背景技术
路沿石是设置在路面边缘的条块状物体，作为道路的边界，将道路与格力绿化带或人行道分开，既可以起到挡水、挡土等作用，也可以起到对道路的美观装饰作用。但是，目前部分路沿石5-6年就因侵蚀粉化严重，同时现有技术制备的人造路沿石等抗冻性，抗折强度等指标并不显著，不能满足东北地区的使用。
专利申请CN202111017593.9公开了一种磷石膏专用路沿石及其制备方法，采用了大量的磷石膏作为路沿石的基体材料，此申请制备的路沿石实现了磷化工的可持续发展，同时制备的路沿石具有良好的防水性能，耐腐蚀性能，但是在此申请中因使用了大量的磷石膏和铝硅酸盐类工业废渣，因此制备的路岩石的耐候性不佳，容易受侵蚀发生粉化。
因此，本发明通过石墨烯等纳米材料与水泥，砂石等原料的协同作用，增加了路沿石的抗渗性，抗压强度和抗折强度，同时，通过限定特定粒径，孔隙率的原料与氧化石墨烯的协同作用，大大的提升了路沿石的耐冻性和抗渗透性能，从而使制备的路沿石具有优异的耐候性能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种超强耐冻抗水型人造路沿石，按重量百分比计，原料至少包含：水泥10～15％，白水泥1～3％，碎石55～65％，黄砂5～10％，石英砂2～8％，颜料0.05～0.2％，增强助剂1～3％，水补充余量。
优选的，一种超强耐冻抗水型人造路沿石，按重量百分比计，原料至少包含：水泥11～13％，白水泥1～3％，碎石58～62％，黄砂6～10％，石英砂2～8％，彩色颜料0.05～0.2％，增强助剂1～3％，水补充余量。
作为一种优选的方案，所述水泥为硅酸盐水泥，硬硫铝酸盐水泥的一种或多种。
作为一种优选的方案，所述水泥为硅酸盐水泥，硬硫铝酸盐水泥的混合物。
作为一种优选的方案，所述硅酸盐水泥，硬硫铝酸盐水泥的重量比为(50～60)：(2～3)。
作为一种优选的方案，所述硅酸盐水泥，硬硫铝酸盐水泥的重量比为(54～56)：(2～3)。
作为一种优选的方案，所述硅酸盐水泥的比表面积为340～350m
作为一种优选的方案，所述普通硅酸盐水泥的比表面积为344m
作为一种优选的方案，所述硬硫铝酸盐水泥的比表面积为365～370m
作为一种优选的方案，所述硬硫铝酸盐水泥的比表面积为368m
作为一种优选的方案，所述白水泥的强度等级为P.Ⅱ42.5，所述白水泥的细度为350～450目。
作为一种优选的方案，所述白水泥购买自济南凤鸣化工有限公司。
作为一种优选的方案，所述水泥，白水泥的重量比为6：1。
作为一种优选的方案，所述碎石的粒径为4.5mm-26.5mm，堆积密度1300～1400kg/m
作为一种优选的方案，所述碎石的粒径为4.5mm-26.5mm，堆积密度1385kg/m
作为一种优选的方案，所述黄砂的细度模数3.0～2.3，表观密度2600～2700kg/m
作为一种优选的方案，所述石英砂的粒径为0.5～1mm，购买自凤阳明城矿产品有限公司。
作为一种优选的方案，所述颜料为氧化铁颜料、二氧化锰、氧化铬、钴蓝、群青蓝、炭黑、孔雀蓝、天津绿中的一种或多种。
作为一种优选的方案，所述增强助剂为石墨烯、碳纳米管、氧化石墨烯等一种或多种。
作为一种优选的方案，所述增强助剂为氧化石墨烯，厚度为3.4～8nm，片层直径为10～50nm，层数为5～10，可市售，例如苏州碳丰石墨烯科技有限公司。
作为一种优选的方案，所述水泥，增强助剂的重量比为(5.5～6.5)：1。
作为一种优选的方案，所述水泥，增强助剂的重量比为6：1。
有益效果：
1.本发明通过限定重量比为(54～56)：(2～3)的硅酸盐水泥和硬硫铝酸盐水泥与氧化石墨烯的协同作用，并且当水泥和氧化石墨烯的重量比为(5.5～6.5)：1时，在有效地改善路沿石的抗折强度的同时，也提高了路沿石的抗压强度。
2.本发明通过限定厚度为3.4～8nm，片层直径为10～50nm的氧化石墨烯，可以掺入填充水泥基体中的微观孔隙，促使路沿石的内部结构更加致密均匀，从而提高了路沿石的抗压强度。
3.本发明通过限定添加适量的平均粒径为350～450目的白水泥，在保证路沿石的强度的同时，也有效地降低染色过程中对染色颜料的用量，控制综合成本，可以实现工业化生产。
4.本发明通过限定45～50％孔隙率的碎石，以及细度模数为3.0～2.3的黄砂与氧化石墨烯的协同作用，可以填充了路沿石的空隙结构，降低了路沿石的渗透性，进而改善了路沿石的抗冻性。
5.本发明通过制备的路沿石工艺简单，成本低，同时具有优异的抗渗性，抗压强度和抗折强度。
具体实施方式
实施例
实施例1
本发明的实施例1提供了一种超强耐冻抗水型人造路沿石，按重量百分比计，原料包含：水泥12％，白水泥2％，碎石60％，黄砂8％，石英砂5％，颜料0.1％，增强助剂2％，水补充余量。
本实施例中水泥为硅酸盐水泥，硬硫铝酸盐水泥的混合物。所述硅酸盐水泥，硬硫铝酸盐水泥的重量比为55：2。
本实施例中的普通硅酸盐水泥的比表面积为344m
本实施例中的硬硫铝酸盐水泥的比表面积为368m
本实施例中所述白水泥的强度等级为P.Ⅱ42.5级，所述白水泥的细度为400目，购买自白水泥购买自济南凤鸣化工有限公司。
本实施例中的碎石的堆积密度1385kg/m
本实施例中的所述黄砂购买自湖南洞庭湖产黄砂。
本实施例中的所述石英砂购买自凤阳明城矿产品有限公司。
本实施例中的颜料为孔雀蓝。
本实施例中的增强助剂为氧化石墨烯，购买自苏州碳丰石墨烯科技有限公司。
本实施例第二方面提供了超强耐冻抗水型人造路沿石制备方法，包括以下步骤：
(1)将增强助剂分散到总重量为1/2的水中，制备增强助剂分散液。
(2)将上述增强助剂分散液与剩余的水倒入搅拌锅中，并加入水泥，白水泥，碎石，黄砂，石英砂，颜料，得到混凝土拌合物。
(3)将混凝土拌合物注入模具并振捣密实，振捣后养护20天，脱模。
实施例2
本发明的实施例2提供了一种超强耐冻抗水型人造路沿石，按重量百分比计，原料包含：水泥13％，白水泥3％，碎石58％，黄砂3％，石英砂4％，颜料0.1％，增强助剂2％，水补充余量。
本实施例中水泥为硅酸盐水泥，硬硫铝酸盐水泥的混合物。所述硅酸盐水泥，硬硫铝酸盐水泥的重量比为55：2。
本实施例中的普通硅酸盐水泥的比表面积为344m
本实施例中的硬硫铝酸盐水泥的比表面积为368m
本实施例中所述白水泥的强度等级为P.Ⅱ42.5级，所述白水泥的细度为400目，购买自白水泥购买自济南凤鸣化工有限公司。
本实施例中的碎石的堆积密度1385kg/m
本实施例中的所述黄砂购买自湖南洞庭湖产黄砂。
本实施例中的所述石英砂购买自凤阳明城矿产品有限公司。
本实施例中的颜料为孔雀蓝。
本实施例中的增强助剂为氧化石墨烯，购买自苏州碳丰石墨烯科技有限公司。
本实施例第二方面提供了超强耐冻抗水型人造路沿石制备方法，包括以下步骤：
(1)将增强助剂分散到总重量为1/2的水中，制备增强助剂分散液。
(2)将上述增强助剂分散液与剩余的水倒入搅拌锅中，并加入水泥，白水泥，碎石，黄砂，石英砂，颜料，得到混凝土拌合物。
(3)将混凝土拌合物注入模具并振捣密实，振捣后养护20天，脱模。
实施例3
本发明的实施例3提供了一种超强耐冻抗水型人造路沿石，按重量百分比计，原料包含：水泥10％，白水泥1％，碎石55％，黄砂5％，石英砂8％，颜料0.2％，增强助剂3％，水补充余量。
本实施例中水泥为硅酸盐水泥，硬硫铝酸盐水泥的混合物。所述硅酸盐水泥，硬硫铝酸盐水泥的重量比为55：2。
本实施例中的普通硅酸盐水泥的比表面积为344m
本实施例中的硬硫铝酸盐水泥的比表面积为368m
本实施例中所述白水泥的强度等级为P.Ⅱ42.5级，所述白水泥的细度为400目，购买自白水泥购买自济南凤鸣化工有限公司。
本实施例中的碎石的堆积密度1385kg/m
本实施例中的所述黄砂购买自湖南洞庭湖产黄砂。
本实施例中的所述石英砂购买自凤阳明城矿产品有限公司。
本实施例中的颜料为孔雀蓝。
本实施例中的增强助剂为氧化石墨烯，购买自苏州碳丰石墨烯科技有限公司。
本实施例第二方面提供了超强耐冻抗水型人造路沿石制备方法，包括以下步骤：
(1)将增强助剂分散到总重量为1/2的水中，制备增强助剂分散液。
(2)将上述增强助剂分散液与剩余的水倒入搅拌锅中，并加入水泥，白水泥，碎石，黄砂，石英砂，颜料，得到混凝土拌合物。
(3)将混凝土拌合物注入模具并振捣密实，振捣后养护20天，脱模。
对比例1
对比例1的具体实施方式同实施例1；不同的是，对比例1中水泥的添加量为5％。
对比例2
对比例2的具体实施方式同实施例1；不同的是，对比例2中不添加氧化石墨烯。
性能测试：
(1)抗弯曲强度：《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2016进行测试。
(2)抗弯曲强度：按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2016进行测试。
(3)渗透性：采用GB/T50082-2009中渗水高度法制作混凝土试样，将混凝土试样安装在抗渗仪进行渗透试验，保证24h内水压恒定在1.15-1.25MPa之间，24h后劈裂试块，用钢尺测量水痕高度，重复6组，计算水痕高度平均值。
性能测试结果：
表1是实施例1～3和对比例1～3所制备手感涂料的性能测试结果。
表1
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