[发明专利]一种钢渣水稳基层材料

说明书

技术领域

本发明属于新型建筑材料领域，具体涉及一种钢渣水稳基层材料。

背景技术

水稳基层(水泥稳定基层)具有良好的力学性能和板体性，其初期强度高并且强度随龄期增长，其力学强度还可视工程需要进行调整。其特点是：强度高、水稳性好、抗冻性好、耐冲刷、温缩性和干缩性较小，是一种优良的路面基层材料。因此，被广泛地应用于城市道路的路面结构中，主要承接面层与碎石基层，起到保护道路的使用功能，延长使用寿命的作用。目前，国内水稳基层主要指碎石水稳基层，该基层为半刚性材料基层，可以用作高速公路、一级公路以及城市主干路和快速路的基层，它是沥青面层的下承层，是连接沥青面层与路基的纽带，是车辆荷载的主要承担者，其主要承担沥青面层传递而来的行车垂直荷载，并将荷载均匀地分散在路基中。

然而，水泥稳定碎石料也有其与生俱来的缺点：主要是脆性大，从而导致对温度和湿度的敏感性强，易因温度变化和湿度变化产生裂缝并反射到路面，导致路面强度和使用性能大大降低，产生裂缝。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型钢渣道路水稳基层工程材料，旨在提高水稳基层力学性能、透水性能、开拓钢渣利用新途径。

本发明是这样实现的：新型道路钢渣水稳基层工程材料是利用钢渣集料替代碎石用作骨料，与一定数量的胶凝材混合搅拌，通过嵌挤原理摊铺压实而形成的建筑材料。本发明中的钢渣替代碎石用作骨料不是简单替代，而是通过级配研究形成具有一定孔隙率的碾压性水稳材料。主要利用钢渣潜在表面活性和微观多孔形态所具有的特性，提高水稳基层板体性，透水性。并且利用钢渣因含有微量游离氧化钙，游离氧化镁，而具有微膨胀性，用于水稳基层材料可产生收缩补偿，均衡基层应力，避免裂缝产生，降低水稳基层裂缝产生的可能性。

本发明采用以下技术方案：

一种钢渣水稳基层材料，其组分包括钢渣、水泥、水和外加剂，其中：所述钢渣、水泥和水的重量配比为100∶4-6∶4-6所述外加剂为所述水泥重量的0.6-6％。

所述钢渣选用15-20mm、5-15mm、3-5mm、0.5-3mm四种粒径规格，级配为：

较佳的，所述钢渣中f-CaO(游离氧化钙)含量＜5wt％，f-MgO(游离氧化镁)含量＜5wt％，SO₃含量＜1wt％，且符合JGJ 52-2006《混凝土用砂、石质量及检验方法标准》要求。

优选的，所述钢渣中f-CaO的含量为大于等于2.0wt％且小于5wt％，f-MgO的含量为大于等于1.5wt％且小于5wt％。钢渣中因含有微量游离氧化钙，游离氧化镁，而具有微膨胀性，因此，将其用于水稳基层材料可产生收缩补偿，均衡基层应力，可避免裂缝产生。经大量试验发现，如果钢渣中含有的f-CaO和f-MgO含量大于5wt％，则制作的透水钢渣水稳基层产生“鼓包”破损现象，主要因f-CaO和f-MgO水化反应产生的膨胀力过大造成；如果钢渣中f-CaO含量小于2.0wt％，f-MgO含量小于1.5wt％，则经过一段时间的观察发现，制作的透水钢渣水稳基层产生裂缝，主要因为f-CaO和f-MgO水化反应产生的膨胀不足以抵消因温度和湿度影响产生的裂缝。

较佳的，所述水泥为32.5普通硅酸盐水泥。

较佳的，所述外加剂为高效缓凝阻裂剂，例如有机磺酸盐HNF-6系外加剂。

本发明采用钢渣替代碎石用作骨料，通过级配研究形成具有一定孔隙率的碾压性水稳材料。具体分析：1、相比表面光滑的石材而言，钢渣的表面活性利于与水泥的粘接，微观多孔状形态也使得骨料与水泥等粘结剂产生更好的粘结性，较普通碎石水稳基层具有更好的板体性；2、钢渣的微观多孔形态可提高水稳基层透水性能，避免水分阻隔在水稳上层，造成面层因车辆行驶而造成破坏，延长道路使用寿命。

本发明的有益效果是：

经济效益：

①新型道路钢渣水稳基层具有一定的透水性能，可以作为“雨水渗透计划”的基层解决方案。通过此基层，雨水可迅速渗入地下，防止面层与基层因雨水浸泡而加速道路损坏，提高道路使用寿命，增加经济效益；

②新型道路钢渣水稳基层利用钢渣替代砂石，降低水稳基层材料成本，使得该水稳基层材料更具有价格优势和经济效益。

社会效益：

①与传统的碎石水稳基层相比，新型道路钢渣水稳基层具有显著的透水性能，有效改善透水道路的水循环功能，具有吸音、抑制城市热岛效应的作用，促进生态循环；