程剛 王乾

摘 ?要：路沿石是道路附屬設(shè)施中的重要組成部分，起到道路美化和對(duì)路面的保護(hù)作用，分為天然石材和混凝土材料兩類(lèi)。天然石材消耗自然資源，而混凝土舊法壓制存在質(zhì)量差、成本高、效率低的三大問(wèn)題亟需解決。新工藝路沿石生產(chǎn)采用負(fù)壓吸水壓制成型工藝和新配方，一次成型只需3分鐘，即可直接脫模達(dá)到搬運(yùn)和碼垛強(qiáng)度。與舊法相比，生產(chǎn)效率大幅提高，密實(shí)度提高10%，強(qiáng)度提高75%，外觀光潔平整，達(dá)到天然石材表面效果。新法路沿石質(zhì)量好、效益高，具備取代舊法路沿石和天然石材的市場(chǎng)基礎(chǔ)。經(jīng)在312國(guó)道鎮(zhèn)江段實(shí)際使用，效果良好，驗(yàn)收合格。

關(guān)鍵詞：路沿石;混凝土;負(fù)壓;吸水;新配方

中圖分類(lèi)號(hào)：U415.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）24-0029-03

Abstract： Roadside stone is an important part of road ancillary facilities， which plays a role in road beautification and pavement protection， and which can be divided into two categories： natural stone and concrete materials. Natural stone consumes natural resources， but there are three major problems of poor quality， high cost and low efficiency in the old method of concrete pressing， which need to be solved. The new-process road stone production adopts the negative pressure water absorption pressing forming process and the new formula， and it only takes 3 minutes to release the mold directly to achieve the handling and palletizing strength. Compared with the old method， the production efficiency is greatly improved， the compactness is increased by 10%， the strength is increased by 75%， and the appearance is smooth， achieving the surface effect of natural stone. The new-type roadside stone quality is good， with a high profit， thereby has the market potential to replace the old-type roadside stone and the natural stone. After used in Jiangsu Province's Zhenjiang section of National Highway 312， the effect is good and the acceptance is qualified.

Keywords： roadside stone; concrete; negative pressure; water absorption; new formula

1 概述

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的發(fā)展日新月異和人民生活水平的不斷提高，市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)如火如荼，道路建設(shè)作為城市交通的生命線，也進(jìn)入了大規(guī)模的實(shí)施過(guò)程中。而路沿石是道路附屬設(shè)施中的重要組成部分[1]。路沿石是指條塊狀物體用在路面邊緣的界石，是在路面上區(qū)分車(chē)行道、人行道、綠地、隔離帶和道路其它部分的界線，起到保障行人、車(chē)輛交通安全和保證路面邊緣整齊的作用，同時(shí)還可以起到道路美化和對(duì)路面的保護(hù)作用，在園林綠化、道路施工、舊城改造等各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中用量巨大，應(yīng)用范圍十分廣泛。目前國(guó)內(nèi)使用的路沿石從材質(zhì)上主要分為石材和混凝土兩類(lèi)，花崗巖石材為不可再生資源，國(guó)內(nèi)對(duì)路沿石研究的主要方向已從傳統(tǒng)石材到混凝土材料發(fā)生了轉(zhuǎn)變，但混凝土舊法壓制雖然已得到了大規(guī)模的應(yīng)用，在生產(chǎn)工藝上依然還有很多需要改進(jìn)的地方。研發(fā)混凝土新型壓制工藝，既能實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保和更易加工的生產(chǎn)方式，又體現(xiàn)了保護(hù)自然資源和可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)責(zé)任[2-3]。

2 新工藝原理

混凝土路沿石主要采用模具成型，舊法生產(chǎn)原理是將混凝土倒入模具中高頻振蕩成型，經(jīng)60分鐘初凝但還不具備脫模強(qiáng)度，需經(jīng)24小時(shí)后方具備脫模強(qiáng)度才可脫模碼垛，再經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)后方可使用。成型后的路沿石一則強(qiáng)度不高，使用3-4年后就需維護(hù)更換;二則表面質(zhì)量不高，影響路沿石的美觀效果。從工藝的角度上看，水泥注入模具后需靜置1天方能脫模，每次成型時(shí)產(chǎn)品需連模具一起拆下，一塊路沿石的生產(chǎn)就要對(duì)應(yīng)一副模具，大產(chǎn)量生產(chǎn)的話(huà)需要配套多副模具，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本都不盡人意。

路沿石新工藝是采用水泥預(yù)制濕料負(fù)壓去水壓制成型工藝，在模具加裝負(fù)壓抽水系統(tǒng)，將混凝土混合濕料加入模具型腔后合模施壓，負(fù)壓抽水系統(tǒng)開(kāi)始工作，對(duì)模具進(jìn)行抽真空，同時(shí)吸收去除濕料90%的水分，在壓力作用下使路沿石壓制成型，再通過(guò)脫模系統(tǒng)將成型路沿石脫模[5-6]。與舊法成型相比，新法壓制成型提出了三大創(chuàng)新：（1）工藝創(chuàng)新，將負(fù)壓吸水壓制替代舊法的高頻震蕩，水分去除率高，密實(shí)度、強(qiáng)度和外觀等性能都可以得到有效提高;（2）生產(chǎn)效率高，從施壓到脫模時(shí)間僅需2-4分鐘，路沿石成型后直接脫模移走即可進(jìn)行下次成型，無(wú)需更換模具，省卻了舊法每次成型時(shí)的模具拆裝過(guò)程，生產(chǎn)效率極大提高;（3）一臺(tái)壓機(jī)設(shè)備對(duì)應(yīng)一副模具，既可通過(guò)同模生產(chǎn)保證同批次路沿石質(zhì)量和尺寸的一致性，又省卻了配套多副模具的成本支出。

3 試驗(yàn)方法

3.1 新工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作方法

工作方法：模具的凸凹模安裝在液壓機(jī)上，模具凸模安裝在上部，凹模安裝在下部，在模具凸凹模閉合時(shí)形成路沿石成型的型腔，開(kāi)模狀態(tài)下凹模起到加料室的作用。合模時(shí)，氣泵1開(kāi)始工作，控制氣泵伸縮桿3向下對(duì)中板4施壓，中板4帶動(dòng)凸模固定板5和凸模6下壓，凸模6和凹模7形成封閉的型腔壓制型腔內(nèi)的混凝土濕料，同時(shí)負(fù)壓抽水系統(tǒng)開(kāi)始工作，通過(guò)兩根吸水管14、15對(duì)吸水板13進(jìn)行負(fù)壓吸水。吸水管是直接連接到吸水板上的，吸水板表面有很多規(guī)律排列的細(xì)孔以供水分流出，同時(shí)吸水板與凹模之間還有一層過(guò)濾網(wǎng)12防止黃沙、水泥等滲漏，過(guò)濾網(wǎng)與吸水板連接。通過(guò)吸水管吸出的水分進(jìn)入儲(chǔ)水罐16并定量排出，而真空泵17提供負(fù)壓吸水的動(dòng)力。開(kāi)模時(shí)，氣泵1帶動(dòng)凸模6上移一定距離，伸縮式氣缸11將凹模7向上頂出一小段距離供移動(dòng)托盤(pán)10插入到凹模下方，然后氣缸繼續(xù)將凹模上頂，凹模中成型的石料遇到停留在上方的凸模，被凸模壓住下落，落到移動(dòng)托盤(pán)上由托盤(pán)移出碼垛，然后氣缸帶動(dòng)凹模復(fù)位。此時(shí)，移動(dòng)支撐板8開(kāi)始工作，帶動(dòng)凹模在座板9上向右移動(dòng)一段距離以空出加料空間，將預(yù)稱(chēng)好的混凝土濕料加入加料室，然后移動(dòng)支撐板復(fù)位，合模進(jìn)行下一次壓制成型。

3.2 試驗(yàn)配方

混凝土配方對(duì)路沿石的質(zhì)量性能指標(biāo)有著直接的影響，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)配比驗(yàn)證，新工藝路沿石混凝土配方如表1所示[7]，和表2所示的舊法配方相比，有以下幾大差別：（1）增加了舊法配方中的碎石含量，并降低了碎石粒徑。碎石的作用是提高路沿石強(qiáng)度，舊法成型的路沿石強(qiáng)度一般為30MPa，而且表面光潔度受石粒影響會(huì)比較差。新工藝提升了碎石含量增加產(chǎn)品強(qiáng)度，降低粒徑減少碎石對(duì)表面光潔度的影響;（2）舊法配方用水量較多，需要加入減水劑使水泥顆粒分散，改善和易性，從而提高水泥基材料的致密性和硬度[8]，新工藝通過(guò)真空吸水工藝提高了路沿石的壓實(shí)密度，用水量降低，并無(wú)需外加劑;（3）新法的水泥含量較舊法下降，既可節(jié)省水泥的用量，又可避免因水泥過(guò)多導(dǎo)致的混凝土干縮較大易開(kāi)裂;（4）新法用細(xì)沙可提高路沿石的致密性和表面光潔度，而舊法只能用中沙，因?yàn)榕f法用細(xì)沙的話(huà)需水量更大，將會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，而要保證同強(qiáng)度的話(huà)又會(huì)增大水泥用量導(dǎo)致成本提高。

3.3 試驗(yàn)過(guò)程及參數(shù)

按照?qǐng)D1結(jié)構(gòu)示意圖研發(fā)制造了新工藝設(shè)備試驗(yàn)機(jī)如圖2所示。經(jīng)不斷試驗(yàn)調(diào)整后獲得生產(chǎn)工藝參數(shù)如表3所示。其中，壓制的壓力值為15MPa，施壓時(shí)間和吸水時(shí)間均為3分鐘，即同時(shí)進(jìn)行，模腔內(nèi)的真空度抽取到0.07MPa。用此試驗(yàn)機(jī)壓制成型的路沿石樣品如圖3所示。

4 試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證

對(duì)新工藝產(chǎn)出的路沿石樣品進(jìn)行性能檢測(cè)，并與舊法路沿石進(jìn)行指標(biāo)對(duì)比，如表4所示。

從表4的對(duì)比來(lái)看，新工藝密實(shí)度可達(dá)2300kg/m3，較舊法的2100kg/m3提高9.5%，直接帶來(lái)了強(qiáng)度的提高;新工藝的路沿石最終強(qiáng)度可達(dá)50MPa，較之舊法的30MPa大幅提高66.7%;新工藝制成的路沿石表面更加光整美觀，舊法路沿石因?yàn)榧尤胧５木壒时砻孑^為粗糙。而且，新工藝的產(chǎn)品生產(chǎn)效率大幅提高，單副模具每3分鐘可成型1塊，日產(chǎn)量達(dá)480塊，而且路沿石一脫模即可達(dá)到碼垛強(qiáng)度，可直接搬運(yùn)碼垛到位;舊法的路沿石以120副模具計(jì)日產(chǎn)量只有120塊，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

5 結(jié)論

路沿石作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不可或缺的一部分，用量巨大。新工藝路沿石生產(chǎn)與舊法相比，生產(chǎn)效率大幅提高，密實(shí)度提高10%，強(qiáng)度提高75%，外觀光潔平整，可達(dá)到天然花崗巖表面效果。新法路沿石質(zhì)量好效益高，具備取代舊法路沿石的市場(chǎng)基礎(chǔ)，更可取代天然花崗巖以保護(hù)自然環(huán)境。經(jīng)在鎮(zhèn)江段312國(guó)道實(shí)際使用，效果良好，達(dá)到道路美化和對(duì)路面保護(hù)的作用，驗(yàn)收合格。

參考文獻(xiàn)：

[1]柳立新.路沿石放樣及施工方法探討[J].山西建筑，2012，38（18）：151-152.

[2]陳際洲.防墜落檢查井、仿石路沿石的研發(fā)[J].科協(xié)論壇，2013（12）：156-157.

[3]吳杰，朱敏濤，陳兆榮，等.新型預(yù)制混凝土構(gòu)件生產(chǎn)技術(shù)研究及工藝裝備開(kāi)發(fā)[J].混凝土世界，2018（12）：42-51.

[4]于凱欣.混凝土壓制密實(shí)成型工藝[J].黑龍江科學(xué)，2016，7（1）：31-33.

[5]余愛(ài)民，王化能，彭西洋，等.真空壓制荒料型人造崗石若干技術(shù)進(jìn)展[J].中國(guó)陶瓷，2013，49（11）：44-47.

[6]龍飛，王麗娜，李陽(yáng)，等.真空擠出成型纖維水泥板應(yīng)用現(xiàn)狀研究[J].混凝土世界，2018（8）：8-14.

[7]黃華，朱亮，黃敏，等.不同材料改性混凝土的性能研究及現(xiàn)狀分析[J].硅酸鹽通報(bào)，2018，37（6）：1887-1896.

[8]陳迪，王江營(yíng)，張貴金，等.減水劑影響下水泥土力學(xué)與滲透性研究[J].硅酸鹽通報(bào)，2017，36（5）：1639-11645.