沥青水泥桩及其制备方法

摘要

本发明公开了一种沥青水泥桩及其制备方法，该制备方法包括：(1)将沥青和沥青改性剂热处理制得改性沥青；(2)将所述改性沥青、水泥、石子、沙子、聚苯醚、纳米四氧化三铁、水和减水剂混合制得混凝土；(3)将所述混凝土浇筑至钢筋骨架中，然后养护制得沥青水泥桩；其中，所述沥青改性剂为聚丁烯、氧化铝、过氧化二异丙苯和蒽油的混合物；相对于100重量份的所述聚丁烯，所述氧化铝的含量为20‑30重量份，所述过氧化二异丙苯的含量为40‑60重量份，所述蒽油的用量为15‑25重量份。通过该方法制备的沥青水泥桩具有优异的抗腐蚀性能，且抗压强度高。

权利要求

1.一种沥青水泥桩的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)将沥青和沥青改性剂热处理制得改性沥青；

(2)将所述改性沥青、水泥、石子、沙子、聚苯醚、纳米四氧化三铁、水和减水剂混合制得混凝土；

(3)将所述混凝土浇筑至钢筋骨架中，然后养护制得沥青水泥桩；

其中，所述沥青改性剂为聚丁烯、氧化铝、过氧化二异丙苯和蒽油的混合物；

相对于100重量份的所述聚丁烯，所述氧化铝的含量为20-30重量份，所述过氧化二异丙苯的含量为40-60重量份，所述蒽油的用量为15-25重量份；相对于100重量份的所述沥青，所述沥青改性剂的用量为45-65重量份；相对于100重量份的所述石子，所述改性沥青的用量为15-25重量份，所述水泥的用量为45-65重量份，所述沙子的用量为20-30重量份，所述聚苯醚的用量为12-16重量份，所述纳米四氧化三铁的用量为6-9重量份，所述水的用量为25-35重量份，所述减水剂的用量为1-4重量份。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(1)中，所述热处理的条件为：加热温度为120-180℃，加热时间为20-40min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述纳米四氧化三铁的粒径为300-500nm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述聚苯醚的重均分子量为8000-12000。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述减水剂为三聚氰胺类减水剂。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述养护的条件为：养护温度为25-40℃，养护时间为6-10d。

7.一种沥青水泥桩，其特征在于，所述沥青水泥桩是根据权利要求1-6中任意一项所述的方法制备而得。

说明书

沥青水泥桩及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及水泥桩制备领域，具体地，涉及一种沥青水泥桩及其制备方法。

背景技术

[0002] 水泥桩又称混凝土柱，是由钢筋和混凝土浇筑而成，水泥桩耐久性好，原材料廉价易得，抗压强度大，防火性能好，形状具有多样性，广泛的应用在建筑领域，如大棚的支撑柱，围栏和房屋组成部分等。

[0003] 目前，现有技术制备的水泥桩在强腐蚀性的环境下容易出现开裂甚至是断裂的现象，有很大的安全隐患。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种沥青水泥桩及其制备方法，通过该方法制备的沥青水泥桩具有优异的抗腐蚀性能，且抗压强度高。

[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种沥青水泥桩的制备方法，该制备方法包括：

[0006] (1)将沥青和沥青改性剂热处理制得改性沥青；

[0007] (2)将改性沥青、水泥、石子、沙子、聚苯醚、纳米四氧化三铁、水和减水剂混合制得混凝土；

[0008] (3)将混凝土浇筑至钢筋骨架中，然后养护制得沥青水泥桩；

[0009] 其中，沥青改性剂为聚丁烯、氧化铝、过氧化二异丙苯和蒽油的混合物；

[0010] 相对于100重量份的聚丁烯，氧化铝的含量为20-30重量份，过氧化二异丙苯的含量为40-60重量份，蒽油的用量为15-25重量份。

[0011] 本发明还提供了一种沥青水泥桩，该沥青水泥桩是通过上述方法制备而得。

[0012] 通过上述技术方案，本发明提供的沥青水泥桩是通过将沥青和沥青改性剂热处理制得改性沥青，然后将改性沥青和水泥、石子、沙子、聚苯醚、纳米四氧化三铁、水、减水剂混合制得混凝土，最后将混凝土浇筑至钢筋骨架中并养护制得的，在制备过程中，改性沥青、聚苯醚和纳米四氧化三铁之间发生了协同作用，使制得的沥青水泥桩具有优异的抗腐蚀性能，且抗压强度高；聚丁烯、氧化铝、过氧化二异丙苯和蒽油之间发生协同作用，使制得的改性沥青具有优异的抗腐蚀性能，且抗压强度高。

[0013] 本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

[0014] 以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

[0015] 本发明提供了一种沥青水泥桩的制备方法，该制备方法包括：

[0016] (1)将沥青和沥青改性剂热处理制得改性沥青；

[0017] (2)将所述改性沥青、水泥、石子、沙子、聚苯醚、纳米四氧化三铁、水和减水剂混合制得混凝土；

[0018] (3)将所述混凝土浇筑至钢筋骨架中，然后养护制得沥青水泥桩；

[0019] 其中，所述沥青改性剂为聚丁烯、氧化铝、过氧化二异丙苯和蒽油的混合物；

[0020] 相对于100重量份的所述聚丁烯，所述氧化铝的含量为20-30重量份，所述过氧化二异丙苯的含量为40-60重量份，所述蒽油的用量为15-25重量份。

[0021] 在上述制备方法中，沥青改性剂的用量可以在宽的范围内选择，为了使制得的改性沥青具有更高的强度，优选地，相对于100重量份的沥青，沥青改性剂的用量为45-65重量份。

[0022] 当然，热处理反应的温度和时间均可以在宽的范围内选择，为了使改性反应进行的更快，优选地，在步骤(1)中，所述热处理的条件为：加热温度为120-180℃，加热时间为20-40min。

[0023] 同样的，在步骤(2)中，各组分的用量均可以在宽的范围内选择，为了使制得的沥青水泥桩具有更优异的抗腐蚀性能，优选地，相对于100重量份的石子，改性沥青的用量为15-25重量份，水泥的用量为45-65重量份，沙子的用量为20-30重量份，聚苯醚的用量为12-
16重量份，纳米四氧化三铁的用量为6-9，水的用量为25-35重量份，减水剂的用量为1-4重量份。

[0024] 当然，所述纳米四氧化三铁的粒径未做特别的限定，优选地，纳米四氧化三铁的粒径为300-500nm。

[0025] 同时，聚苯醚的重均分子量可以在宽的范围内选择，为了使制得的沥青水泥桩具有更高的抗压强度，优选地，聚苯醚的重均分子量为8000-12000。

[0026] 另外，减水剂的种类可以在宽的范围内选择，可以是木质素磺酸盐类减水剂，萘类减水剂，三聚氰胺类减水剂，氨基磺酸盐类减水剂，脂肪酸类水剂和聚羧酸盐类减水剂中的一种或多种，从减水效果考虑，优选地，减水剂为三聚氰胺类减水剂。

[0027] 在上述制备方法中，养护的温度和时间均可以在宽的范围内选择，为了使制得的沥青水泥桩具有更优异的抗腐蚀性能和更高的抗压强度，优选地，养护的条件为：养护温度为25-40℃，养护时间为6-10d。

[0028] 本发明还提供了一种沥青水泥桩，该沥青水泥桩是通过上述方法制备而得。

[0029] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，沥青水泥桩的抗压强度参数按照国家标准GB/T 50081-2002检测而得，具体参数如表1所示。

[0030] 实施例1

[0031] (1)在150℃下，将沥青、聚丁烯、氧化铝、过氧化二异丙苯和蒽油(重量比为100：25：6：13：5)混合并加热30min制得改性沥青；

[0032] (2)在25℃下，将改性沥青、水泥、石子、沙子、聚苯醚(重均分子量为10000)、纳米四氧化三铁(粒径为400nm)、水和三聚氰胺类减水剂(重量比为20：50：100：25：14：7：30：3)混合制得混凝土；

[0033] (3)将混凝土浇筑至钢筋骨架中，然后在35℃下养护8d制得沥青水泥桩A1。

[0034] 实施例2

[0035] (1)在120℃下，将沥青、聚丁烯、氧化铝、过氧化二异丙苯和蒽油(重量比为100：23：6：10：4)混合并加热40min制得改性沥青；

[0036] (2)在25℃下，将改性沥青、水泥、石子、沙子、聚苯醚(重均分子量为8000)、纳米四氧化三铁(粒径为300nm)、水和三聚氰胺类减水剂(重量比为15：45：100：20：12：6：25：1)混合制得混凝土；

[0037] (3)将混凝土浇筑至钢筋骨架中，然后在25℃下养护10d制得沥青水泥桩A2。

[0038] 实施例3

[0039] (1)在180℃下，将沥青、聚丁烯、氧化铝、过氧化二异丙苯和蒽油(重量比为100：30：9：18：7.5)混合并加热20min制得改性沥青；

[0040] (2)在25℃下，将改性沥青、水泥、石子、沙子、聚苯醚(重均分子量为12000)、纳米四氧化三铁(粒径为500nm)、水和三聚氰胺类减水剂(重量比为25：65：100：30：16：9：35：4)混合制得混凝土；

[0041] (3)将混凝土浇筑至钢筋骨架中，然后在40℃下养护6d制得沥青水泥桩A3。

[0042] 对比例1

[0043] 按照实施例1的方法制得沥青水泥桩B1，不同的是，未使用改性沥青。

[0044] 对比例2

[0045] 按照实施例1的方法制得沥青水泥桩B2，不同的是，未使用聚苯醚。

[0046] 对比例3

[0047] 按照实施例1的方法制得沥青水泥桩B3，不同的是，未使用纳米四氧化三铁。

[0048] 对比例4

[0049] 按照实施例1的方法制得沥青水泥桩B4，不同的是，未使用聚丁烯。

[0050] 对比例5

[0051] 按照实施例1的方法制得沥青水泥桩B5，不同的是，未使用氧化铝。

[0052] 对比例6

[0053] 按照实施例1的方法制得沥青水泥桩B6，不同的是，未使用过氧化二异丙苯。

[0054] 对比例7

[0055] 按照实施例1的方法制得沥青水泥桩B7，不同的是，未使用蒽油。

[0056] 检测例1

[0057] 将成型的10cm×10cm×10cm的沥青水泥桩试件在标准条件下养护10天后取出洗净，在干燥箱中75±5℃条件下烘16小时，然后将试件放入介质水中浸泡。每6个试件为1组，浸泡龄期为6个月，到规定的龄期，取出试件洗净，烘16小时，测定强度，与同龄期同条件下浸泡于清洁自来水中的试件进行对比，另确定介质水温度为常温，更换周期为1个月。试验结果主要以腐蚀系数K为评定依据，K＝腐蚀后试件强度/同龄期水中试件强度。

[0058] 表1

[0059]  抗压强度(MPa) K
A1 37.98 0.98
A2 37.15 0.99
A3 37.89 0.98
B1 18.98 0.59
B2 19.21 0.57
B3 19.23 0.62
B4 18.99 0.51
B5 20.15 0.59
B6 19.45 0.58
B7 19.56 0.57

[0060] 由表1可知，本发明提供的沥青水泥桩具有优异的抗腐蚀性能和高的抗压强度，相对于A1-A3，B1-B3的抗压强度和K值都显著减少，说明了改性沥青、聚苯醚和纳米四氧化三铁之间发生了协同作用，使制得的沥青水泥桩具有优异的抗腐蚀性能，且抗压强度高；相对于A1-A3，B4-B7的抗压强度和K值都显著减少，说明了聚丁烯、氧化铝、过氧化二异丙苯和蒽油之间发生协同作用，使制得的改性沥青具有优异的抗腐蚀性能，且抗压强度高。

[0061] 以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

[0062] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

[0063] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。