一种大掺量钢渣微粉水泥复合砼路面施工方法
技术领域
本发明涉及路面施工方法，特别涉及一种大掺量钢渣微粉水泥复合砼路面施工方法。
背景技术
众所周知，钢渣是炼钢过程中的副产物，每炼1吨钢产生125-140千克钢渣，我国每年的钢渣产量在1亿吨左右。钢渣的种类繁多，成分、性能波动大，处理后的钢渣综合利用率约25%，大量的钢渣被废弃形成渣山，严重威胁环境生态安全，也日益成为钢铁行业生存和发展的瓶颈。
具中国环境公报统计，2018年我国产生冶金渣4.8亿吨，虽冶金渣综合利用率平均达到65%，但钢渣综合利用率仅约为25%，到目前为止，我国钢铁工业共产生冶金渣约45.8亿吨，其中钢渣占1/3，每年固体工业废钢渣的排放量5000多万吨，全国钢渣累积堆存量已达到18多亿吨，占地20多万亩，污染环境，浪费资源。钢渣微粉加工技术和设备研发已经被列入国家“十二五”期间冶金渣资源综合利用推广研发的重点领域，是冶金渣附加值产品加工技术的重点内容之一。据中钢协公布的数据，钢渣和高炉渣是钢铁行业排放量最大的冶金渣，产出率分别约为粗钢产量的14%和30%，但多年我国钢渣的总和利用率低，技术处理不能满足后期的深加工利用。目前，除了提取钢渣中的部分金属铁之外，大部分钢渣没有得到有效利用，这与工信部《大宗工业固体废物综合利用“十二五”规划》要求达到的75%的指标仍有很大差距，与发到国家综合利用率接近100%的水平更是相去甚远。
近几十年来，众多科研人员开展了钢渣预处理、钢渣细在水泥砼中的应用研究，钢渣粉在水泥砼中的应用得到了长足的进步，但总体上来讲，钢渣粉在水泥砼中的工程应用还不成熟，只是在水泥砼中的利用率还比较低。进入“十三五”，国家发改委、工信部和中国金属学会都把冶金渣，特别是转炉钢渣、电炉钢渣的综合利用作为重点，把“十三五”关于大宗固体废物的开发利用所涉及新的工程项目，给予资金支持，评选各种示范企业和工业园区建设等都在想钢渣开发利用产业倾斜。
钢渣中含有大量的渣钢、氧化钙、铁及氧化镁等可利用成分，因此，为使钢铁企业创造经济和环境效益，选择合适的处理工艺并将其用于道路铺筑中，开发其再利用价值具有非常长远的意义。有鉴于此，本申请的发明人经过深入研究，得到一种大掺量钢渣微粉水泥复合砼路面施工方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种大掺量钢渣微粉水泥复合砼路面施工方法，其能够在道路施工过程中实现较大掺量的钢渣微粉添加。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种大掺量钢渣微粉水泥复合砼路面施工方法，包括如下步骤：
S1、安装模板：按放线位置将模板放在基层上，两侧用钢钎打入基层来固定模板，钢钎间距设置为内侧1.0-1.5m，外侧0.5-1.0m；
S2、大掺量钢渣微粉水泥砼的拌和与运输：将水泥、钢渣微粉、碎石、机制砂和水采用混凝土搅拌机进行拌和，其中，水泥180-200重量份，钢渣微粉180-200重量份，机制砂1100-1150重量份，碎石700-800重量份，水140-160重量份，搅拌完成后，运至施工现场；
S3、摊铺振实：均铺后用插入式振捣器进行振捣；
S4、整修表面；
S5、接缝施工：在胀缝内浇灌填缝料，并加工出缩缝；
S6、养生与刻纹：覆盖养生薄膜，初凝前，进行刻纹。
进一步的改进，所述步骤S2中，所述钢渣微粉通过球磨得到，钢渣微粉的比表面积设置为400-500m2/kg，在球磨的过程中，加入活性激发剂。
进一步的改进，所述混凝土搅拌机包括支撑座、搅拌电机、搅拌轴、搅拌桶、搅拌叶片和加水装置，所述支撑座设于所述搅拌桶的底部用于支撑所述搅拌桶，所述搅拌桶的底部设有出料口，所述搅拌电机固定于所述搅拌桶的底部，所述搅拌轴的下端与所述搅拌电机连接且被所述搅拌电机驱动转动，所述搅拌轴的上端由下至上插入所述搅拌桶中，所述搅拌叶片设置有多个，多个所述搅拌叶片圆周分布设置于所述搅拌轴上，所述加水装置包括出液管、控制杆、抵顶弹簧、安装架、连接件、接触板和水箱，所述水箱固定于所述搅拌轴的顶端，所述出液管采用硬质材料制成，其纵向设于所述水箱的下部且连接所述水箱的内部，其侧部设有插孔，所述控制杆横向设置且其两端分别为控制端和密封端，所述控制杆的控制端连接所述连接件的上端，所述连接件的下端连接所述接触板，所述控制杆上设有抵顶台，所述接触板伸入所述搅拌桶中，所述安装架安装于所述水箱的下表面，其上设有安装通孔，所述控制杆穿过所述安装通孔，所述抵顶弹簧套设于所述控制杆上，其一端抵顶于所述抵顶台上，另一端抵顶于所述安装架上，在所述抵顶弹簧的作用下，所述控制杆的密封端插入所述插孔中封闭所述出液管。
进一步的改进，所述加水装置还包括密封块，所述密封块设于所述控制杆的密封端，所述密封块伸入所述出液管中。
进一步的改进，所述加水装置还包括抵顶架和抵顶螺栓，所述抵顶架固定于所述水箱的下部，所述抵顶架上设有抵顶螺孔，所述抵顶螺栓与所述抵顶螺孔相配合，所述抵顶螺栓抵顶于所述控制杆的控制端，所述抵顶螺栓的长度方向平行于所述控制杆的长度方向。
进一步的改进，所述安装架和所述抵顶架均设置为板状，所述连接件设置为杆状。
进一步的改进，所述加水装置还包括布水器，所述布水器包括连接器和多个布水管，所述连接器连接出液管的下端，所述多个布水管的上端连接所述连接器且以所述连接器为中心圆周均匀分布，所述布水管倾斜向下设置，所述连接器中空设置，所述出液管和所述布水管连接所述连接器的内部。
进一步的改进，所述布水器还包括与所述多个布水管一一对应设置的喷头，所述多个布水管中每一所述布水管的下端连接一个所述喷头，所述喷头的喷水方向朝向所述搅拌桶的中心位置。
与现有技术相比，本发明提供一种大掺量钢渣微粉水泥复合砼路面施工方法，其通过严格的实验得到了科学的原料配比，使得在路面铺筑过程中能够实现大掺量的钢渣微粉添加，有效提升了钢渣的利用率；进一步，本发明提供了一种混凝土搅拌机，其通过接触板与搅拌桶中的混凝土接触，将混凝土产生的阻力传递给控制杆，控制杆主要依靠抵顶弹簧的作用封闭出液管，当混凝土产生的阻力大于抵顶弹簧提供的弹力时，拉动控制杆退出插孔，使得出液管开放，水箱中的水经由出液管进入搅拌桶中，实现加水工作，在上述过程中，出液管的通断主要依靠混凝土所产生的阻力来进行控制，当混凝土加水量不够时，其阻力较大，使得出液管打开，进行加水工作，当混凝土的加水量足够时，其产生的阻力减小，使得出液管封闭，停止加水工作，从而实现了自动加水的操作，并且由于加水装置只有接触板和连接件与混凝土接触，其他部件不与混凝土接触，能够避免混凝土对加水装置联动的影响，使得加水装置具有较好的工作稳定性和较长的使用寿命。
附图说明
图1是本发明涉及一种大掺量钢渣微粉水泥复合砼路面施工方法的工艺流程图。
图2是本发明涉及一种大掺量钢渣微粉水泥复合砼路面施工方法所运用的混凝土搅拌机的结构示意图。
图3是本发明涉及一种大掺量钢渣微粉水泥复合砼路面施工方法所运用的混凝土搅拌机的加水装置的不带布水器的结构示意图。
图4 是本发明涉及一种大掺量钢渣微粉水泥复合砼路面施工方法所运用的混凝土搅拌机的加水装置的布水器的结构示意图。
图中
支撑座-11；搅拌轴-13；搅拌桶-14；搅拌叶片-15；出液管-21；插孔-211；控制杆-22；控制端-221；密封端-222；抵顶台-223；抵顶弹簧-23；安装架-24；连接件-25；接触板-26；水箱-27；抵顶架-28；抵顶螺栓-29；连接器-31；布水管-32；喷头-33。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例一：
如图1所示，一种大掺量钢渣微粉水泥复合砼路面施工方法，包括如下步骤：
S1、安装模板：按放线位置将模板放在基层上，两侧用钢钎打入基层来固定模板，钢钎间距设置为内侧1.0m，外侧0.5m；
S2、大掺量钢渣微粉水泥砼的拌和与运输：将水泥、钢渣微粉、碎石、机制砂和水采用混凝土搅拌机进行拌和，其中，水泥180重量份，钢渣微粉180重量份，机制砂1100重量份，碎石700重量份，水140重量份，搅拌完成后，运至施工现场，所述钢渣微粉通过球磨得到，钢渣微粉的比表面积设置为400 m2/kg，在球磨的过程中，加入活性激发剂；
S3、摊铺振实：均铺后用插入式振捣器进行振捣；
S4、整修表面；
S5、接缝施工：在胀缝内浇灌填缝料，并加工出缩缝；
S6、养生与刻纹：覆盖养生薄膜，初凝前，进行刻纹。
实施例二：
如图1所示，一种大掺量钢渣微粉水泥复合砼路面施工方法，包括如下步骤：
S1、安装模板：按放线位置将模板放在基层上，两侧用钢钎打入基层来固定模板，钢钎间距设置为内侧1.5m，外侧1.0m；
S2、大掺量钢渣微粉水泥砼的拌和与运输：将水泥、钢渣微粉、碎石、机制砂和水采用混凝土搅拌机进行拌和，其中，水泥200重量份，钢渣微粉200重量份，机制砂1150重量份，碎石800重量份，水160重量份，搅拌完成后，运至施工现场，所述钢渣微粉通过球磨得到，钢渣微粉的比表面积设置为500 m2/kg，在球磨的过程中，加入活性激发剂；
S3、摊铺振实：均铺后用插入式振捣器进行振捣；
S4、整修表面；
S5、接缝施工：在胀缝内浇灌填缝料，并加工出缩缝；
S6、养生与刻纹：覆盖养生薄膜，初凝前，进行刻纹。
实施例三：
如图1所示，一种大掺量钢渣微粉水泥复合砼路面施工方法，包括如下步骤：
S1、安装模板：按放线位置将模板放在基层上，两侧用钢钎打入基层来固定模板，钢钎间距设置为内侧1.2m，外侧0.8m；
S2、大掺量钢渣微粉水泥砼的拌和与运输：将水泥、钢渣微粉、碎石、机制砂和水采用混凝土搅拌机进行拌和，其中，水泥1900重量份，钢渣微粉190重量份，机制砂1121重量份，碎石747重量份，水152重量份，搅拌完成后，运至施工现场，所述钢渣微粉通过球磨得到，钢渣微粉的比表面积设置为450m2/kg，在球磨的过程中，加入活性激发剂；
S3、摊铺振实：均铺后用插入式振捣器进行振捣；
S4、整修表面；
S5、接缝施工：在胀缝内浇灌填缝料，并加工出缩缝；
S6、养生与刻纹：覆盖养生薄膜，初凝前，进行刻纹。
上述实施例提供的一种大掺量钢渣微粉水泥复合砼路面施工方法，其通过严格的实验得到了科学的原料配比，使得在路面铺筑过程中能够实现大掺量的钢渣微粉添加，有效提升了钢渣的利用率。
经试验研究发现，前期未经过球磨机研磨的钢渣微粉掺和激活剂与水泥的复合砼存在凝结时间长，不易脱模的问题，所以在上述各实施例中，均将钢渣进行球磨，并加入激活剂，有效缩短了凝结时间，降低了脱模的难度。
在钢渣微粉水泥复合砼路面的施工工艺中，由于掺和钢渣微粉后的水泥复合砼具有更高的和易性，坍落度也随之增大，因此，在拌和过程中，应严格把握好水的用量，特有如下设置。
如图2至图4所示，在上述实施例中，所述混凝土搅拌机包括支撑座11、搅拌电机、搅拌轴13、搅拌桶14、搅拌叶片15和加水装置，所述支撑座11设于所述搅拌桶14的底部用于支撑所述搅拌桶14，所述搅拌桶14的底部设有出料口，所述搅拌电机固定于所述搅拌桶14的底部，所述搅拌轴13的下端与所述搅拌电机连接且被所述搅拌电机驱动转动，所述搅拌轴13的上端由下至上插入所述搅拌桶14中，所述搅拌叶片15设置有多个，多个所述搅拌叶片15圆周分布设置于所述搅拌轴13上，所述加水装置包括出液管21、控制杆22、抵顶弹簧23、安装架24、连接件25、接触板26和水箱27，所述水箱27固定于所述搅拌轴13的顶端，所述出液管21采用硬质材料制成，其纵向设于所述水箱27的下部且连接所述水箱27的内部，其侧部设有插孔211，所述控制杆22横向设置且其两端分别为控制端221和密封端222，所述控制杆22的控制端221连接所述连接件25的上端，所述连接件25的下端连接所述接触板26，所述控制杆22上设有抵顶台223，所述接触板26伸入所述搅拌桶14中，所述安装架24安装于所述水箱27的下表面，其上设有安装通孔，所述控制杆22穿过所述安装通孔，所述抵顶弹簧23套设于所述控制杆22上，其一端抵顶于所述抵顶台223上，另一端抵顶于所述安装架24上，在所述抵顶弹簧23的作用下，所述控制杆22的密封端222插入所述插孔211中封闭所述出液管21。
在上述设置下，混凝土搅拌机通过接触板26与搅拌桶14中的混凝土接触，将混凝土产生的阻力传递给控制杆22，控制杆22主要依靠抵顶弹簧23的作用封闭出液管21，当混凝土产生的阻力大于抵顶弹簧23提供的弹力时，拉动控制杆22退出插孔211，使得出液管21开放，水箱27中的水经由出液管21进入搅拌桶14中，实现加水工作，在上述过程中，出液管21的通断主要依靠混凝土所产生的阻力来进行控制，当混凝土加水量不够时，粘度较高，其阻力较大，使得出液管21打开，进行加水工作，当混凝土的加水量足够时，粘度较小，其产生的阻力减小，使得出液管21封闭，停止加水工作，从而实现了自动加水的操作，并且由于加水装置只有接触板26和连接件25与混凝土接触，其他部件不与混凝土接触，能够避免混凝土对加水装置联动的影响，使得加水装置具有较好的工作稳定性和较长的使用寿命。
上述装置除了解决自动加水的技术问题之外，还解决了由于原料中原本的含水量无法测定，所以导致无法通过人工加水来严格确定水灰比的问题，其并不是通过含水量来确定加水量，而是通过混凝土的粘稠度来确定加水量，而特定的水灰比的混凝土的粘度通过实验是可以确定的。
所述抵顶弹簧23应当根据相关的实验进行严格的选定，使得混凝土的最终水灰比确定为0.4左右。
为了使得所述控制杆22能够产生较好的密封效果，所述加水装置还包括密封块，所述密封块设于所述控制杆22的密封端222，所述密封块伸入所述出液管21中。
由于在混凝土搅拌的初期，其混合均匀度不够，所以可能导致接触板26的测量不准，所以此时应当关闭自动加水功能，为实现该操作，所述加水装置还包括抵顶架28和抵顶螺栓29，所述抵顶架28固定于所述水箱27的下部，所述抵顶架28上设有抵顶螺孔，所述抵顶螺栓29与所述抵顶螺孔相配合，所述抵顶螺栓29抵顶于所述控制杆22的控制端221，所述抵顶螺栓29的长度方向平行于所述控制杆22的长度方向。在上述结构设置下，当需要关闭自动加水功能时，转动所述抵顶螺栓29，抵顶于所述控制杆22的控制端221，使得控制杆22不能够退出所述插孔211，从而接触板26所产生的推力并不能推动控制杆22运动，即实现了自动加水功能的关闭；当需要开启自动加水功能时，转动所述抵顶螺栓29，使得抵顶螺栓29远离控制杆22的控制端221，控制杆22此时接受接触板26的控制，从而能够开启自动加水功能。
具体的，所述安装架24和所述抵顶架28均设置为板状，所述连接件25设置为杆状。
进一步，所述加水装置还包括布水器，所述布水器包括连接器31和多个布水管32，所述连接器31连接出液管21的下端，所述多个布水管32的上端连接所述连接器31且以所述连接器31为中心圆周均匀分布，所述布水管32倾斜向下设置，所述连接器31中空设置，所述出液管21和所述布水管32连接所述连接器31的内部。
在上述结构设置下，经由所述出液管21流出的水通过所述连接器31流向各个布水管32，然后经由各个布水管32流出，实现对搅拌桶14中的混凝土各个位置的均匀加水，能够有效提升加水均匀度，也能够显著提升混凝土搅拌的工作效率。
进一步，所述布水器还包括与所述多个布水管32一一对应设置的喷头33，所述多个布水管32中每一所述布水管32的下端连接一个所述喷头33，所述喷头33的喷水方向朝向所述搅拌桶14的中心位置。在上述结构设置下，各个喷头33都向混凝土中心方向喷水，使得水流具有较大的覆盖面，进一步提升加水的均匀性，所述喷头33优选设置为喷雾喷头33。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员理解和使用本发明，熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
