[发明专利]复合外加剂改性水泥稳定煤矸石混合料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合外加剂改性水泥稳定煤矸石混合料及其制备方法。该混合料由以下重量份数的原料制成：煤矸石粗集料55～65份、煤矸石细集料45～35份、水泥4～6份、粉煤灰11～15份、抗裂纤维0.02～0.04份、补强纤维0.02～0.04份、改善剂0.12～0.18份。本发明所述方法制备得到的复合外加剂改性水泥稳定煤矸石混合料路用性能优良、具有优异的抗压强度、抗裂性能和耐久性，对其应用于高等级路面基层具有重大意义；本发明复合外加剂改性水泥稳定煤矸石混合料属于无毒无腐蚀类复合材料，原材料来源广泛，成本低，生产过程环保节能，具有良好的经济、社会效益。

技术领域

本发明涉及道路工程材料技术领域，具体涉及一种复合外加剂改性水泥稳定煤矸石混合料及其制备方法。

背景技术

高速发展的道路工程建设需要大量的石料开采，随着石料的不断开采，其资源短缺问题日益突出。将煤矸石替代石料应用于道路工程建设既能解决石料短缺问题，又能解决因煤矸石堆积而引起环境污染问题。煤矸石集料具有类似岩石集料的物理性能，具有良好的承载能力，坚固性好，稳定性高等优点。然而，由于煤矸石具有较多的空隙及较差的耐久性，导致水泥稳定煤矸石混合料只能用于低等级道路上，不能大规模的使用。我国部分水泥稳定煤矸石混合料道路在建成运营后，容易出现收缩开裂现象，这大大缩短了道路的使用年限，导致该道路提前进入大修或改造期，造成了大量的经济损失。因此，开发一种新型改性水泥稳定煤矸石混合料来提高水泥稳定煤矸石混合料道路的基层承载能力、抗裂性能和耐久性，显得尤为关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新型改性水泥稳定煤矸石混合料及其制备方法，在保证水泥稳定煤矸石混合料的路用性能的同时，解决现有技术中路面基层收缩开裂严重和耐久性差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种复合外加剂改性水泥稳定煤矸石混合料，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：煤矸石粗集料55～65份，煤矸石粗集料45～35份、水泥4～6份、粉煤灰11～15份、抗裂纤维0.02～0.04份、补强纤维0.02～0.04份和改善剂0.12～0.18份。

优选的，所述复合外加剂改性水泥稳定煤矸石混合料由如下重量份数的原料制成：煤矸石粗集料60份、煤矸石细集料40份、水泥5份、粉煤灰13份、抗裂纤维0.03份、补强纤维0.03份、改善剂0.15份。

优选的，所述煤矸石集料全部由煤矸石组成，所述煤矸石集料满足《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20-2015）C-B-2级配要求。

优选的，所述粉煤灰为硅铝粉煤灰、高钙粉煤灰中的至少一种。

优选的，所述硅铝粉煤灰或高钙粉煤灰中SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃总含量≥70%，烧失量＜20%，所述硅铝粉煤灰或高钙粉煤灰粒径范围为0.3mm筛孔通过率≥90%，0.075mm筛孔通过率≥70%，硅铝粉煤灰或高钙粉煤灰比表面积≥2500cm²/g。

优选的，所述抗裂纤维为聚丙烯丝状纤维，单丝比重0.90～0.95，长度9～12mm，，直径0.030～0.045mm，抗拉强度＞450Mpa。

优选的，补强纤维为聚乙烯醇纤维、玄武岩纤维或至少其中一种。

优选的，所述聚乙烯醇纤维或玄武岩纤维长度7～10mm，直径0.014～0.025mm，抗拉强度＞1300Mpa。

优选的，所述改善剂纳米二氧化硅。

优选的，所述复合外加剂改性水泥稳定煤矸石混合料为骨架空隙结构。

上述复合外加剂改性水泥稳定煤矸石混合料的制备方法，包括下列步骤：