[发明专利]水泥基材料及其制备方法和应用

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别是涉及一种水泥基材料及其制备方法和应用。

背景技术

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。

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》(GB14685-2001)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。

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。

发明内容

基于此，本发明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。

具体技术方案如下：

本发明的第一方面，提供一种水泥基材料，按重量份计，包括如下原料组分：

所述细砂为粒径≤0.6mm、细度为1.4～1.6的石英砂。

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：

在其中一实施例中，所述水泥为硅酸盐水泥。

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。

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。

在其中一实施例中，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

所述减水剂为聚羧酸减水剂。