專利名稱：一種利用沙漠砂修筑沙漠公路和場地的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種利用沙漠砂作集料修筑瀝青公路基層、簡易公路路體及各種生活和工作用場地的方法，涉及用化學(xué)方法固化沙漠砂，用來制做有承載能力的沙漠砂混凝土的技術(shù)領(lǐng)域。
本發(fā)明人曾于94年提出過名為《沙漠砂凝土的制造和使用方法》(公開號CN119173A)的專利申請。在該項(xiàng)申請中提出了以鈉水玻璃為膠結(jié)劑、以硅酸鹽水泥為硬化劑、以磷酸氫二鈉為緩凝劑來制造沙漠砂混凝土的化學(xué)配方和配比；并提出了先將緩凝劑溶液與硅酸鹽水泥混勻再與水玻璃一起攪拌成混合漿液，然后用穩(wěn)定土拌和機(jī)、強(qiáng)制式攪拌機(jī)和人工將水玻璃混合液與沙漠砂拌勻，最后用振動壓路機(jī)壓實(shí)成型的工藝方法。用這種方法筑路、修場地也確能造成有承載能力的混凝土板。但其缺點(diǎn)有三(1)養(yǎng)護(hù)條件不合理。整個(gè)混凝土板均具有氣硬性質(zhì)，但只有頂部的幾公分能在沙漠自然氣候條件下達(dá)到最佳硬化效果，下部被埋藏部分不能散失水分，甚至被沙漠地下水長期侵潤，只能處于初硬狀態(tài)。(2)緩凝劑使用效果不理想。磷酸氫二鈉作緩凝劑時(shí)，隨著其用量的增加，混凝土的初硬時(shí)間也隨之得到延緩，但延緩到30-40分鐘以后，如果繼續(xù)增加緩凝劑的用量，則會造成混凝土在幾晝夜內(nèi)都不能硬化的效果，而且即使后來發(fā)生了硬化，強(qiáng)度性能也會有較大幅度的降低。(3)工藝實(shí)施有困難。原專利申請中提供的工藝方法在小規(guī)模就地施工情況下沒有困難，但在大規(guī)模移動性施工條件下，要把幾百噸粘稠度很大的漿液拌合、嘖灑后，再與砂子攪拌均勻，在技術(shù)和設(shè)備方面的難度是相當(dāng)大的。因此，原專利申請中的這套配方和工藝用于筑路和修場地是有缺欠的。
本發(fā)明目的是提供一種利用沙漠砂修筑瀝青公路基層、簡易公路路體及各種生活和工作用場地的方法。用這種方法修筑的混凝土板的養(yǎng)護(hù)條件合理、緩凝劑使用效果良好、施工工藝簡便易行。
本項(xiàng)發(fā)明所采用的技術(shù)方案是將瀝青公路基層、簡易公路路體及各種生活和工作用場地分為上下兩層來修，下層為不含水玻璃的水硬性水泥混凝土，上層為氣硬性水泥水玻璃混凝土，上層厚度為3-10cm，下層厚度為5-30cm，具體施工方法為1、將設(shè)計(jì)體積和重量的沙漠砂與占沙漠砂重量4-12％的硅酸鹽水泥以及占硅酸鹽水泥重量30-150％的水用穩(wěn)定土拌和機(jī)或強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌合均勻，并刮出路拱；2、用振蕩式壓路機(jī)或振動式壓路機(jī)將上述1的拌合料壓實(shí)；3、將相當(dāng)于上層水泥重量0．01-8％的磷酸鈉或磷酸鉀、磷酸銨及磷酸氫二鈉溶于相當(dāng)于上層水泥重量50-150％的水中所組成的Ⅰ型改性液及由占上層水泥重量10-50％的、模數(shù)為2．5-3．5、比重為1．26-1．42的水玻璃溶液組成的Ⅱ型改性液分別地、一先一后地噴灑澆入上述1的拌合料的表層，并將它們與上層的其它部分拌和均勻，然后將上層再次刮平壓實(shí)；4、將相當(dāng)于上層水泥重量50-130％的、模數(shù)為2．5-3．5、比重為1．36-1．42的水玻璃溶液加入相當(dāng)于其所占體積30-200％的水中所組成的定型液均勻地噴灑澆入上層內(nèi)部。
本發(fā)明方法的優(yōu)異特點(diǎn)及其有益效果包括1、混凝土板的養(yǎng)護(hù)條件合理。由于將瀝青公路的基層、簡易沙漠公路路體及各種生活工作場地分為上下兩層來修，下層為不含水玻璃的水硬性水泥混凝土，直接與含地下水的潮濕沙漠砂接觸，可以長期得到地下水的侵潤和養(yǎng)護(hù)，能不斷隨養(yǎng)護(hù)齡期的增長而增加強(qiáng)度；上層為水玻璃和水泥共同組成的氣硬性混凝土層，能在沙漠炎熱干燥的氣候下得到有效養(yǎng)護(hù)，形成快硬、高強(qiáng)的硬化層。這與原專利申請中將水玻璃和水泥上下不分地通混通拌，在養(yǎng)護(hù)條件上有明顯改進(jìn)，整體強(qiáng)度有顯著增強(qiáng)。
2、改性液的使用效果良好。本發(fā)明使用了兩種起緩凝作用的改性液，一種是由可溶性磷酸鹽水溶液組成的Ⅰ型改性液，另一種是由相當(dāng)于上層水泥重量10-50％的水玻璃液組成的Ⅱ型改性液。兩種改性液各起著不同的作用，Ⅰ型改性液起引導(dǎo)Ⅱ型改性液滲入水泥拌合料的作用，而Ⅱ型改性液則起著保證水玻璃定型液能順利滲入壓實(shí)后的上層內(nèi)部的作用。水玻璃在和水泥拌和料直接接觸時(shí)會迅速與水泥發(fā)生反應(yīng)，形成頂面的硬結(jié)殼，從而不能滲入到拌和料中。先在水泥和沙漠砂的拌和料表面澆上一層可溶性磷酸鹽的水溶液，就延緩了水玻璃和水泥發(fā)生反應(yīng)硬化的時(shí)間，使水玻璃能順利滲入到拌合料中。另外，通過攪拌以后，水玻璃將水泥中易與水玻璃發(fā)生快速反應(yīng)的化學(xué)成分優(yōu)先反應(yīng)掉，并使反應(yīng)物粘結(jié)在砂粒的表面上，不發(fā)生粒間膠間作用，這就為最后灌入水玻璃定型溶液起到了良好的緩凝效果，使灌漿水玻璃液能在1-2分鐘內(nèi)滲透到需要的深度。這兩種緩凝劑的合理使用使混凝土板分上下兩層施工成為可能，起到了關(guān)鍵性技術(shù)突破點(diǎn)的作用。
3、施工工藝簡便易行。由于避免了水泥漿與水玻璃液提前混合的工藝程序，全部粉劑或液劑都直接拌入或澆入砂或砂與水泥的拌合料中。這樣，就能用現(xiàn)有通用機(jī)械進(jìn)行大規(guī)模施工，使施工程序簡便易行。
4、成型速度快。定型液滲入壓實(shí)后的拌合料中幾分鐘后便開始與水泥反應(yīng)硬化，可允許立即通車。這個(gè)性質(zhì)對修筑沙漠公路和場地來說是非常重要的，是許多相關(guān)技術(shù)極力想解決而一直未能解決的技術(shù)難題。本發(fā)明在這方面又取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步和顯著的效果。
5、由于下層不拌入水玻璃液，這就節(jié)省了水玻璃液的使用量，從而又進(jìn)一步降低了經(jīng)濟(jì)成本。
實(shí)施例1、配方和配合比(單位kg／m2，厚度18cm)(1)砂 296(2)水泥 23．7(3)含0．15kgNa3PO4·12H2O的Ⅰ型改性液 7．38(4)作為Ⅱ型改性液的水玻璃溶液 3．69(5)作為定型液的水玻璃稀釋溶液 13．282、工藝(1)先將水與沙漠砂拌合一遍；(2)再將水泥與濕的沙漠砂拌勻；(3)將拌合料壓實(shí)；(4)噴灑Ⅰ型改性液；(5)澆入Ⅱ型改性液；(6)將上層8公分重新拌合一遍；(7)再次將上層壓實(shí)；(8)澆入水玻璃定型液。3、效果(1)上、下層壓實(shí)效果良好；(2)定型水玻璃液滲入順利；(3)經(jīng)10分鐘后初硬。
權(quán)利要求
一種利用沙漠砂修筑沙漠公路和場地的方法，其特征在于，所述的方法是將瀝青公路基層、簡易公路路體及各種生活和工作用場地分為上下兩層來修，下層為不含水玻璃的水硬性水泥混凝土，上層為氣硬性水泥水玻璃混凝土，上層厚度為3-10cm，下層厚度為5-30cm，具體施工方法為1、將設(shè)計(jì)體積和重量的沙漠砂與占沙漠砂重量4-12％的硅酸鹽水泥以及占硅酸鹽水泥重量30-150％的水用穩(wěn)定土拌和機(jī)或強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌合均勻，并刮出路拱；
2.用振蕩式壓路機(jī)或振動式壓路機(jī)將上述1的拌合料壓實(shí)；
3.將相當(dāng)于上層水泥重量0．01-8％的磷酸鈉或磷酸鉀、磷酸銨及磷酸氫二鈉溶于相當(dāng)于上層水泥重量50-150％的水中所組成的1型改性液及由占上層水泥重量10-50％的、模數(shù)為2．5-3．5、比重為1．26-1．42的水玻璃溶液組成的Ⅱ型改性液分別地、一先一后地噴灑澆入上述1的拌合料的表層，并將它們與上層的其它部分拌和均勻，然后將上層再次刮平壓實(shí)；
4.將相當(dāng)于上層水泥重量50-130％的、模數(shù)為2．5-3．5、比重為1．36-1．42的水玻璃溶液加入相當(dāng)于其所占體積30-200％的水中所組成的定型液均勻地噴灑澆入上層內(nèi)部。
全文摘要
一種利用沙漠砂修筑沙漠公路和場地的方法,其特征在于將公路基層、路體和場地分為上、下兩層來修,下層為不含水玻璃的水硬性水泥混凝土,上層為氣硬性水泥水玻璃混凝土。所采用的技術(shù)方法是:先將水泥、水和沙漠砂拌勻并壓實(shí),然后在表層分別地、一先一后地澆入由可溶性磷酸鹽水溶液組成的Ⅰ型改性液和由占上層水泥重量10—50%的水玻璃溶液組成的Ⅱ型改性液。將它們與上層的其它部分拌和均勻后,再次進(jìn)行刮平壓實(shí)。最后將用水稀釋過的水玻璃定型溶液噴灑澆入上層內(nèi)部。本發(fā)明方法具有混凝土板的養(yǎng)護(hù)條件合理、整體強(qiáng)度高、成型速度快、施工工藝簡便易行及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C04B22/00GK1282821SQ99111158
公開日2001年2月7日 申請日期1999年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月28日
發(fā)明者馬瑞志, 倪亞范 申請人:北京大學(xué), 倪亞范