一种黑色钢纤维混凝土的制作方法

1.本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种能够快速凝固、高强度的黑色钢纤维混凝土。


背景技术：

2.城市道路一般情况都使用沥青混凝土铺筑，但是随着时间的推移在车的荷载碾压、雨水的冲刷等外力作用下，会出现一系列的如面层松散、龟裂导致的坑洞、面层剥落等道路病害。这些道路的损坏不仅使道路的服务能力极速下降，而且还影响了城市交通的正常通行，如果发生在高速道路等一些高等级道路中还会引发一系列的交通事故。因此对于这些道路所出现的松散、坑洞、面层剥落等一系列道路病害都需要及时的进行修补。
3.城市道路上的检查井及井周经常出现破损、下沉及井周环裂、沉陷等多种形式病害,使道路正常使用功能下降,影响城市景观,甚至给行人、行车带来安全危害。造成这种现象的原因主要有以下两种:
4.a、井圈与路面产生不均匀沉降。
5.大多数城市道路都是柔性路面,由于和检查井井圈材质的不同,造成沉降不均匀而产生结构性破坏,致使周围路面破损。
6.b、井盖与颈脖间结构破坏。
7.通过多年研究发现，造成检查井及其周边路面下陷最主要的原因是井盖与颈脖间结构破坏，即普通混凝土的破坏。就普通混凝土而言施工荷载和交通荷载不会对其造成破坏，但在养护不到位的情况下施工下步，普通混凝土极易损坏且影响了砼强度的继续增长。
8.该部位的常规施工工艺一般为挖孔、稳井盖、支模板、浇筑砼、养护砼、摊铺沥青砼、碾压成型。普通砼需要较长时间养生和比较严格的保护，由于城市道路施工的综合环境因素的影响，实际施工中该砼往往得不到充分养护。得不到充分养护的砼在重型机械的压力作用下造成损坏，使该处砼或开裂或没有强度，放行后在行车荷载的作用下，该部位逐渐形成下陷。
9.常规检查井及其周边路面下陷修复工艺存在，修复时间长、影响道路通行、使用年限短、反复维修等问题。
10.现有的破损沥青路面或者检查井周边塌陷抢修时常规使用的工艺分别是：冷拌沥青和双快水泥。
11.这两种材料分别存在如下缺点：
12.冷拌沥青：冷拌沥青属于柔性材料，本身不具有强度，只能做表面修补，不能对检查井的基础进行加固，在对检查井周边进行修复时“治标不治本”，经常修复后很快就再次出现病害。在修复路面时需要用重型机械碾压，在修复中由于修复面积一般普遍比较小，存在着碾压不实，沥青粘和度不够，特别是雨后容易被车辆碾压后很快被压坏。
13.双快水泥：双快水泥属于刚性材料，具有收缩性，容易开裂，本身颜色与沥青路面存在明显色差，修复后很快就会破损。
14.综上所述，需要一种能够迅速凝固、高强早强，本身颜色与沥青路面颜色相差不大，耐久性好不易开裂的混凝土。


技术实现要素：

15.本发明的目的是提供一种能够快速凝固、高强度、耐久性好、不易开裂损坏的黑色钢纤维混凝土。
16.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
17.本发明提供一种黑色钢纤维混凝土，由以下重量百分比的原料制备而成：硫铝酸盐水泥：20～30％、骨料：30～40％、石英砂：30～40％、钢纤维：1～2％、pp纤维：0.1～0.3％、碳黑：0.2～0.5％、缓凝剂：0.1～0.3％、膨胀剂：0.5～1％、引气剂：0.2～0.5％、减水剂：0.08～0.12％、促凝剂：0.5-1％。
18.优选地，所述骨料采用粒径为5～8mm、10～15mm任一种的花岗岩石；
19.优选地，所述石英砂中70-120目的占比为15％～20％,8-16目的占比为20％-30％，4-8目占比为50％-60％：
20.优选地，所述钢纤维采用抗拉强度在800mpa以上的剪切长纹型钢纤维。
21.本发明还涉及一种黑色钢纤维混凝土的制备方法，具体步骤如下：
22.1、将上述原料混合形成混合料，然后加水，混合料与水的配合比为1:0.095；
23.2、采用强制搅拌罐对混合料和水进行搅拌混合。
24.本发明的有益效果在于：1、早强、高强：本发明属于硫铝酸盐水泥基材料，灌注后最终抗压强度在50mpa以上，可根据需要在半个小时内通车，与普通混凝土7天强度才能达到30mpa相比，大大缩短养护期；2、流动性好：其流动性为120mm以上，在施工时，不需人工振捣，就能完全填充空间，具有自流平、自密实等特性，且与井圈结实牢固；3、微膨胀：由于采用与水泥相配的膨胀剂以及加入钢纤维，浇注后，长期使用无收缩，浇注体与基础之间无收缩，不开裂，杜绝了下陷现象的发生，克服了现有路面维修后使用周期较短、需反复维修的通病；4、抗渗性好：本发明具有很好的抗渗性能，浇注后与周围牢固结合，保证了路面的稳定性；5、耐久性好：200万次疲劳试验，50次冻融坏境试验强度无明显变化。6、耐候性好：可在-40℃～100℃环境下使用，克服了现有路面在高温或低溫等环境下易开裂、破损等缺陷。7、低碱耐腐蚀：由于配料碱含量较低，耐腐蚀性能较好，特别适用于碱-集料反应有抑制要求的工程。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.一种黑色钢纤维混凝土，由以下重量百分比的原料制备而成：硫铝酸盐水泥：20～30％、骨料：30～40％、石英砂：30～40％、钢纤维：1～2％、pp纤维：0.1～0.3％、碳黑：0.2～0.5％、缓凝剂：0.1～0.3％、膨胀剂：0.5～1％、引气剂：0.2～0.5％、减水剂：0.08～0.12％、促凝剂：0.5-1％。
27.进一步，所述骨料采用粒径为5～8mm、10～15mm任一种的花岗岩石；
28.进一步，所述石英砂中70-120目的占比为15％～20％,8-16目的占比为20％-30％，4-8目占比为50％-60％：
29.进一步，所述钢纤维采用抗拉强度在800mpa以上的剪切长纹型钢纤维。
30.本发明主要用于城市道路应急抢修、桥梁支座加固、桥梁伸缩缝浇灌、检查井口加固、雨水篦子加固。施工完成后30min能达到强度要求，即可放行通车，最小程度减少了对交通的压力。修复后的路面与沥青混凝土同色，修旧如旧，修新如新，不影响道路的整体效果。
31.本发明相关试验：
32.强度试验：50次灌注测量1小时后的抗压强度均在20mpa以上；
33.流动性试验：50次灌注测量流动性均为120mm以上；
34.耐久性试验：200万次疲劳试验,强度均在49.8mpa以上；50次冻融坏境试验，强度均在50mpa以上；
35.耐候性试验：-40℃～100℃环境下1年使用无开裂、破损情况。
36.本发明的设计具有凝固迅速、高强早强、自流平、无收缩、抗渗透、耐磨损、抗冻融的优点。
37.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。