一种用于道路快速修复的抗冲耐磨混凝土及其制备工艺

技术领域

本发明涉及混凝土制备领域，具体涉及一种用于道路快速修复的抗冲耐磨混凝土及其制备工艺。

背景技术

混凝土，简称为"砼(tóng)"：是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称，通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程，混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大，道路在使用过程中，往往会由于环境、地理位置以及气候、交通荷载等因素，以及所用材料种类、施工工艺，设计等的不同，而产生各种各样的病害。常见的病害主要包括坑槽、车辙、裂缝、沉陷、松散、网裂、拥包等，如果这些道路病害不能进行及时修复，会在水、气候以及车轮碾压等作用下进一步恶化，直至道路路面丧失使用功能。

现有技术存在以下不足：现有的道路快速修复都是直接采用倒入混凝土进行修复，因此对混凝土的要求比较高，混凝土内的抗冲磨材料磨损率高，抗冲磨强度低，同时原材料成本高，在自然条件下会逐渐老化、开裂等缺点，常规的无机类抗冲磨材料也存在施工性能差，早期易开裂的缺点，且在混凝土制备过程中骨料的选择尤为重要，粗骨料作为混凝土配合比的组成要素之一，对混凝土的用水量、收缩和徐变能力、强度和过渡区品质都有重要影响。

因此，发明一种用于道路快速修复的抗冲耐磨混凝土及其制备工艺很有必要。

发明内容

为此，本发明提供一种用于道路快速修复的抗冲耐磨混凝土及其制备工艺，以解决现有的抗冲磨材料磨损率高，抗冲磨强度低，原材料成本高，在自然条件下会逐渐老化、开裂等缺点，常规的无机类抗冲磨材料也存在施工性能差，早期易开裂，骨料未加工影响混凝土性能的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于道路快速修复的抗冲耐磨混凝土，其原料包括以下成分：

水150-210份、水泥230-290份、粉煤灰70-90份、硅灰20-60份、中砂80-120份、骨料70-110份、丙烯纤维20-40份、膨胀剂10-30份、抗冲磨剂3-10份、聚羧酸高性能减水剂5-15份、缓凝剂7-13份。

优选的，所述抗冲磨剂组分为：SiO

一种用于道路快速修复的抗冲耐磨混凝土制备工艺，包括以下步骤：

S1、骨料加工：骨料选择含泥量小于0.5％的卵石和碎石，将卵石和碎石倒入粉碎筛选装置中进行粉碎并进行筛选，使粗骨料和细骨料筛选出来，用于混凝土的制备，细骨料的筛选粒径范围为0.15mm-5mm，粗骨料粒径5mm-31mm；

S2、混合搅拌：采用强制式双卧轴混凝土搅拌机，先将水泥、粉煤灰、硅灰、抗冲磨剂、膨胀剂、中砂、细骨料、部分水倒入搅拌机中进行搅拌并形成搅拌物；

S3、添加外加剂：待混凝土初步成型之后再次加入粗骨料，同时添加外加剂丙烯纤维、聚羧酸高性能减水剂、缓凝剂并持续搅拌，搅拌的过程中每隔一段时间倒入水，并使水与混凝土混合。

优选的，所述步骤S2中混合搅拌的时间控制在30-50min，搅拌转速控制在200r/min。

优选的，所述步骤S3水倒入的间隔时间控制在10-20min，使水胶比控制在0.38-0.42之间。

一种骨料粉碎筛选装置，包括壳体，所述壳体顶部固定设有粉碎室，所述粉碎室一侧固定设有护罩，所述粉碎室内部分别设有传动杆和转动杆，所述传动杆和转动杆两端均与粉碎室两侧壁通过轴承连接，所述传动杆和转动杆外部固定套设有粉碎辊，所述传动杆和转动杆外部均固定套设有齿轮，两个所述齿轮相啮合，所述传动杆贯穿护罩并与护罩通过轴承连接，所述护罩一侧固定设有第一电机，所述第一电机输出端与传动杆固定连接。

优选的，所述壳体内部分别设有往复丝杆和方形杆，所述往复丝杆和方形杆两端均与壳体两侧壁通过轴承连接，所述往复丝杆外部套设有筛分盒，所述筛分盒一侧固定连接有卡块，所述卡块底部设有轴承座，所述轴承座与往复丝杆通过滚珠螺母副连接，所述往复丝杆底部固定连接有限位杆，所述限位杆贯穿轴承座，所述限位杆两端与壳体侧壁固定连接，所述轴承座与卡块相扣合，所述筛分盒一侧开设有方槽，所述方槽侧壁轴承连接有多个滚轴，所述滚轴与方形杆相接触。

优选的，所述壳体一侧固定设有方形盒，所述方形盒内部分别设有传动轴和转动轴，所述传动轴和转动轴两端均与方形盒侧壁通过轴承连接，所述方形盒一侧开设有滑槽，所述传动轴和转动轴外部分别固定套设有第一缺口齿轮和第二缺口齿轮，所述第一缺口齿轮与第二缺口齿轮相啮合，所述第二缺口齿轮底部固定连接有击打杆，所述击打杆底部固定连接有击打锤，所述击打杆贯穿滑槽，所述方形盒一侧固定连接有第四电机，所述第四电机输出端与传动轴固定连接。

优选的，所述壳体底部四角均固定连接有支撑腿，所述壳体底部固定开设有第一漏槽和第二漏槽，所述第一漏槽和第二漏槽底部均固定连接有第二出口和第一出口，所述壳体一侧分别固定连接有第二电机和第三电机，所述第二电机和第三电机输出端分别与方形杆和往复丝杆固定连接，所述壳体内部固定设有缓冲块，所述壳体内部侧壁固定连接有多个伸缩杆，所述伸缩杆外部固定套设有弹簧，所述伸缩杆一侧固定连接有缓冲垫。

一种骨料粉碎筛选装置使用方法，具体步骤如下：

S1、粉碎：将骨料倒入粉碎室中并启动第一电机，第一电机带动传动杆转动，传动杆转动并带动齿轮转动，齿轮转动并带动转动杆上的齿轮转动，使传动杆和转动杆一起转动，传动杆和转动杆一起转动并带动粉碎辊转动，粉碎辊转动并将骨料进行粉碎；

S2、细骨料筛选：被粉碎后的骨料落入筛分盒内，启动第三电机，第三电机带动往复丝杆转动，往复丝杆转动带动轴承座做往复移动，轴承座移动并带动卡块移动，卡块移动并带动筛分盒移动，筛分盒来回移动并将骨料进行筛选，使细骨料落入第一漏槽内，筛分盒移动时方槽内侧的滚轴在方形杆外侧滚动，方便筛分盒移动；

S3、粗骨料筛选：待骨料粉碎完成，同时细骨料筛选完成后，启动第二电机，第二电机带动方形杆转动，方形杆带动筛分盒转动，筛分盒转动并与缓冲块接触，此时部分粗骨料会落入第二漏槽内，同时启动第四电机，第四电机带动传动轴转动，传动轴带动第一缺口齿轮转动，第一缺口齿轮转动并带动第二缺口齿轮转动，第二缺口齿轮转动并带动击打杆转动，使击打杆底部的击打锤敲打筛分盒，使筛分盒上的粗骨料落入第二漏槽内，同时卡在滤孔上的骨料击落，敲打完成后，第一缺口齿轮与第二缺口齿轮断开啮合，第二缺口齿轮受重力影响回落，使击打锤重新归位，击打锤与缓冲垫接触，弹簧和伸缩杆起到缓冲作用。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过添加抗冲磨剂，主要作用是改善拌合物工作性能，减少坍落度经时损失，激发粉煤灰潜在的火山灰活性，增加水化产物的生成量，提高大掺量粉煤灰混凝土的早期强度，抗冲磨剂中含有少量的减水剂成分，能够改善拌合物施工性能，抗冲磨剂含有一定量的缓凝剂成分，延缓水化温峰，增加抗冲磨外加剂与减水剂之间的相容性；

2、本发明通过将骨料进行粉碎筛选，骨料粒径较小时，水泥浆体与骨料界面过渡层周长和厚度较小，难以形成较大的缺陷，利于过渡层界面强度的提高，骨料下表面自由水不易集聚形成水膜，骨料出现缺陷的几率降低，同时无需刻意购买细骨料，降低混凝土制备的成本，使倒入道路上的混凝土快速凝固并对道路进行修复，使道路能快速投入使用，且提高道路的抗冲耐磨性、避免混凝土砂石流失。

附图说明

图1为本发明提供的整体结构示意图；

图2为本发明提供的壳体内部结构示意图；

图3为本发明提供的主视剖视图；

图4为本发明提供的图2中的A处放大图；

图5为本发明提供的图3中的B处放大图；

图6为本发明提供的图3中的C处放大图；

图7为本发明提供的图3中的D处放大图。

图中：1壳体、2第一电机、3护罩、4粉碎室、5齿轮、6第二电机、7第三电机、8第一出口、9第二出口、10支撑腿、11第四电机、12方形盒、13击打杆、14缓冲块、15筛分盒、16第一漏槽、17第二漏槽、18粉碎辊、19传动杆、20转动杆、21缓冲垫、22击打锤、23弹簧、24伸缩杆、25卡块、26轴承座、27往复丝杆、28限位杆、29第一缺口齿轮、30方槽、31传动轴、32第二缺口齿轮、33转动轴、34滑槽、35滚轴、36方形杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本发明提供如下技术方案：一种用于道路快速修复的抗冲耐磨混凝土，其原料包括以下成分：

水150份、水泥230份、粉煤灰70份、硅灰20份、中砂80份、骨料70份、丙烯纤维20份、膨胀剂10份、抗冲磨剂3份、聚羧酸高性能减水剂5份、缓凝剂7份，抗冲磨剂是一种复合型外加剂，主要作用是改善拌合物工作性能，减少坍落度经时损失，激发粉煤灰潜在的火山灰活性，增加水化产物的生成量，提高大掺量粉煤灰混凝土的早期强度，抗冲磨剂中含有少量的减水剂成分，能够改善拌合物施工性能，抗冲磨剂含有一定量的缓凝剂成分，延缓水化温峰，增加抗冲磨外加剂与减水剂之间的相容性。

进一步地，所述抗冲磨剂组分为：SiO

一种用于道路快速修复的抗冲耐磨混凝土制备工艺，包括以下步骤：

S1、骨料加工：骨料选择含泥量小于0.5％的卵石和碎石，将卵石和碎石倒入粉碎筛选装置中进行粉碎并进行筛选，使粗骨料和细骨料筛选出来，用于混凝土的制备，细骨料的筛选粒径范围为0.15mm-5mm，粗骨料粒径5mm-31mm；

S2、混合搅拌：采用强制式双卧轴混凝土搅拌机，先将水泥、粉煤灰、硅灰、抗冲磨剂、膨胀剂、中砂、细骨料、部分水倒入搅拌机中进行搅拌并形成搅拌物，混合搅拌的时间控制在30min，搅拌转速控制在200r/min；

S3、添加外加剂：待混凝土初步成型之后再次加入粗骨料，同时添加外加剂丙烯纤维、聚羧酸高性能减水剂、缓凝剂并持续搅拌，搅拌的过程中每隔一段时间倒入水，并使水与混凝土混合，水倒入的间隔时间控制在10min，使水胶比控制在0.38-0.42之间。

实施例2：

本发明提供如下技术方案：一种用于道路快速修复的抗冲耐磨混凝土，其原料包括以下成分：

水180份、水泥260份、粉煤灰80份、硅灰40份、中砂100份、骨料90份、丙烯纤维30份、膨胀剂20份、抗冲磨剂7份、聚羧酸高性能减水剂10份、缓凝剂10份，所述抗冲磨剂是一种复合型外加剂，主要作用是改善拌合物工作性能，减少坍落度经时损失，激发粉煤灰潜在的火山灰活性，增加水化产物的生成量，提高大掺量粉煤灰混凝土的早期强度，抗冲磨剂中含有少量的减水剂成分，能够改善拌合物施工性能，抗冲磨剂含有一定量的缓凝剂成分，延缓水化温峰，增加抗冲磨外加剂与减水剂之间的相容性。

进一步地，所述抗冲磨剂组分为：SiO

一种用于道路快速修复的抗冲耐磨混凝土制备工艺，包括以下步骤：

S1、骨料加工：骨料选择含泥量小于0.5％的卵石和碎石，将卵石和碎石倒入粉碎筛选装置中进行粉碎并进行筛选，使粗骨料和细骨料筛选出来，用于混凝土的制备，细骨料的筛选粒径范围为0.15mm-5mm，粗骨料粒径5mm-31mm；

S2、混合搅拌：采用强制式双卧轴混凝土搅拌机，先将水泥、粉煤灰、硅灰、抗冲磨剂、膨胀剂、中砂、细骨料、部分水倒入搅拌机中进行搅拌并形成搅拌物，混合搅拌的时间控制在40min，搅拌转速控制在200r/min；

S3、添加外加剂：待混凝土初步成型之后再次加入粗骨料，同时添加外加剂丙烯纤维、聚羧酸高性能减水剂、缓凝剂并持续搅拌，搅拌的过程中每隔一段时间倒入水，并使水与混凝土混合，水倒入的间隔时间控制在15min，使水胶比控制在0.38-0.42之间。

实施列3：

本发明提供如下技术方案：一种用于道路快速修复的抗冲耐磨混凝土，其原料包括以下成分：

水210份、水泥290份、粉煤灰90份、硅灰60份、中砂80份、骨料110份、丙烯纤维40份、膨胀剂30份、抗冲磨剂10份、聚羧酸高性能减水剂15份、缓凝剂13份，所述抗冲磨剂是一种复合型外加剂，主要作用是改善拌合物工作性能，减少坍落度经时损失，激发粉煤灰潜在的火山灰活性，增加水化产物的生成量，提高大掺量粉煤灰混凝土的早期强度，抗冲磨剂中含有少量的减水剂成分，能够改善拌合物施工性能，抗冲磨剂含有一定量的缓凝剂成分，延缓水化温峰，增加抗冲磨外加剂与减水剂之间的相容性。

进一步地，所述抗冲磨剂组分为：SiO

一种用于道路快速修复的抗冲耐磨混凝土制备工艺，包括以下步骤：

S1、骨料加工：骨料选择含泥量小于0.5％的卵石和碎石，将卵石和碎石倒入粉碎筛选装置中进行粉碎并进行筛选，使粗骨料和细骨料筛选出来，用于混凝土的制备，细骨料的筛选粒径范围为0.15mm-5mm，粗骨料粒径5mm-31mm；

S2、混合搅拌：采用强制式双卧轴混凝土搅拌机，先将水泥、粉煤灰、硅灰、抗冲磨剂、膨胀剂、中砂、细骨料、部分水倒入搅拌机中进行搅拌并形成搅拌物，混合搅拌的时间控制在50min，搅拌转速控制在200r/min；

S3、添加外加剂：待混凝土初步成型之后再次加入粗骨料，同时添加外加剂丙烯纤维、聚羧酸高性能减水剂、缓凝剂并持续搅拌，搅拌的过程中每隔一段时间倒入水，并使水与混凝土混合，水倒入的间隔时间控制在30min，使水胶比控制在0.38-0.42之间。

分别取上述实施例1-3的方法，对所制得的用于道路快速修复的抗冲耐磨混凝土的抗压强度、抗冲磨强度、磨损率、收缩徐变偏移值、用水量进行检测，检测周期为7天，并得到以下数据：

由上表可知，实施例3中所得的混凝土具有良好的施工性能，混凝土硬化后抗冲磨强度较高，磨损率较小。

参照附图1-7，本发明提供的一种粉碎筛选装置，包括壳体1，所述壳体1顶部固定设有粉碎室4，所述粉碎室4一侧固定设有护罩3，所述粉碎室4内部分别设有传动杆19和转动杆20，所述传动杆19和转动杆20两端均与粉碎室4两侧壁通过轴承连接，所述传动杆19和转动杆20外部固定套设有粉碎辊18，所述传动杆19和转动杆20外部均固定套设有齿轮5，两个所述齿轮5相啮合，所述传动杆19贯穿护罩3并与护罩3通过轴承连接，所述护罩3一侧固定设有第一电机2，所述第一电机2输出端与传动杆19固定连接。

进一步地，所述壳体1内部分别设有往复丝杆27和方形杆36，所述往复丝杆27和方形杆36两端均与壳体1两侧壁通过轴承连接，所述往复丝杆27外部套设有筛分盒15，所述筛分盒15一侧固定连接有卡块25，所述卡块25底部设有轴承座26，所述轴承座26与往复丝杆27通过滚珠螺母副连接，所述往复丝杆27底部固定连接有限位杆28，所述限位杆28贯穿轴承座26，所述限位杆28两端与壳体1侧壁固定连接，所述轴承座26与卡块25相扣合，所述筛分盒15一侧开设有方槽30，所述方槽30侧壁轴承连接有多个滚轴35，所述滚轴35与方形杆36相接触。

进一步地，所述壳体1一侧固定设有方形盒12，所述方形盒12内部分别设有传动轴31和转动轴33，所述传动轴31和转动轴33两端均与方形盒12侧壁通过轴承连接，所述方形盒12一侧开设有滑槽34，所述传动轴31和转动轴33外部分别固定套设有第一缺口齿轮29和第二缺口齿轮32，所述第一缺口齿轮29与第二缺口齿轮32相啮合，所述第二缺口齿轮32底部固定连接有击打杆13，所述击打杆13底部固定连接有击打锤22，所述击打杆13贯穿滑槽34，所述方形盒12一侧固定连接有第四电机11，所述第四电机11输出端与传动轴31固定连接。

进一步地，所述壳体1底部四角均固定连接有支撑腿10，所述壳体1底部固定开设有第一漏槽16和第二漏槽17，所述第一漏槽16和第二漏槽17底部均固定连接有第二出口9和第一出口8，所述壳体1一侧分别固定连接有第二电机6和第三电机7，所述第二电机6和第三电机7输出端分别与方形杆36和往复丝杆27固定连接，所述壳体1内部固定设有缓冲块14，所述壳体1内部侧壁固定连接有多个伸缩杆24，所述伸缩杆24外部固定套设有弹簧23，所述伸缩杆24一侧固定连接有缓冲垫21。

一种骨料粉碎筛选装置使用方法，具体步骤如下：

S1、粉碎：将骨料倒入粉碎室4中并启动第一电机2，第一电机2带动传动杆19转动，传动杆19转动并带动齿轮5转动，齿轮5转动并带动转动杆20上的齿轮5转动，使传动杆19和转动杆20一起转动，传动杆19和转动杆20一起转动并带动粉碎辊18转动，粉碎辊18转动并将骨料进行粉碎；

S2、细骨料筛选：被粉碎后的骨料落入筛分盒15内，启动第三电机7，第三电机7带动往复丝杆27转动，往复丝杆27转动带动轴承座26做往复移动，轴承座26移动并带动卡块25移动，卡块25移动并带动筛分盒15移动，筛分盒15来回移动并将骨料进行筛选，使细骨料落入第一漏槽16内，筛分盒15移动时方槽30内侧的滚轴35在方形杆36外侧滚动，方便筛分盒15移动；

S3、粗骨料筛选：待骨料粉碎完成，同时细骨料筛选完成后，启动第二电机6，第二电机6带动方形杆36转动，方形杆36带动筛分盒15转动，筛分盒15转动并与缓冲块14接触，此时部分粗骨料会落入第二漏槽17内，同时启动第四电机11，第四电机11带动传动轴31转动，传动轴31带动第一缺口齿轮29转动，第一缺口齿轮29转动并带动第二缺口齿轮32转动，第二缺口齿轮32转动并带动击打杆13转动，使击打杆13底部的击打锤22敲打筛分盒15，使筛分盒15上的粗骨料落入第二漏槽17内，同时卡在滤孔上的骨料击落，敲打完成后，第一缺口齿轮29与第二缺口齿轮32断开啮合，第二缺口齿轮32受重力影响回落，使击打锤22重新归位，击打锤22与缓冲垫21接触，弹簧23和伸缩杆24起到缓冲作用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。