程刚 王乾

摘  要：路沿石是道路附属设施中的重要组成部分，起到道路美化和对路面的保护作用，分为天然石材和混凝土材料两类。天然石材消耗自然资源，而混凝土旧法压制存在质量差、成本高、效率低的三大问题亟需解决。新工艺路沿石生产采用负压吸水压制成型工艺和新配方，一次成型只需3分钟，即可直接脱模达到搬运和码垛强度。与旧法相比，生产效率大幅提高，密实度提高10%，强度提高75%，外观光洁平整，达到天然石材表面效果。新法路沿石质量好、效益高，具备取代旧法路沿石和天然石材的市场基础。经在312国道镇江段实际使用，效果良好，验收合格。

关键词：路沿石;混凝土;负压;吸水;新配方

中图分类号：U415.6 文献标志码：A         文章编号：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

隨着我国城市化进程的发展日新月异和人民生活水平的不断提高，市政基础设施建设如火如荼，道路建设作为城市交通的生命线，也进入了大规模的实施过程中。而路沿石是道路附属设施中的重要组成部分[1]。路沿石是指条块状物体用在路面边缘的界石，是在路面上区分车行道、人行道、绿地、隔离带和道路其它部分的界线，起到保障行人、车辆交通安全和保证路面边缘整齐的作用，同时还可以起到道路美化和对路面的保护作用，在园林绿化、道路施工、旧城改造等各种基础设施建设中用量巨大，应用范围十分广泛。目前国内使用的路沿石从材质上主要分为石材和混凝土两类，花岗岩石材为不可再生资源，国内对路沿石研究的主要方向已从传统石材到混凝土材料发生了转变，但混凝土旧法压制虽然已得到了大规模的应用，在生产工艺上依然还有很多需要改进的地方。研发混凝土新型压制工艺，既能实现更经济、更环保和更易加工的生产方式，又体现了保护自然资源和可持续发展的社会责任[2-3]。

2 新工艺原理

混凝土路沿石主要采用模具成型，旧法生产原理是将混凝土倒入模具中高频振荡成型，经60分钟初凝但还不具备脱模强度，需经24小时后方具备脱模强度才可脱模码垛，再经自然养护后方可使用。成型后的路沿石一则强度不高，使用3-4年后就需维护更换;二则表面质量不高，影响路沿石的美观效果。从工艺的角度上看，水泥注入模具后需静置1天方能脱模，每次成型时产品需连模具一起拆下，一块路沿石的生产就要对应一副模具，大产量生产的话需要配套多副模具，生产效率和生产成本都不尽人意。

路沿石新工艺是采用水泥预制湿料负压去水压制成型工艺，在模具加装负压抽水系统，将混凝土混合湿料加入模具型腔后合模施压，负压抽水系统开始工作，对模具进行抽真空，同时吸收去除湿料90%的水分，在压力作用下使路沿石压制成型，再通过脱模系统将成型路沿石脱模[5-6]。与旧法成型相比，新法压制成型提出了三大创新：（1）工艺创新，将负压吸水压制替代旧法的高频震荡，水分去除率高，密实度、强度和外观等性能都可以得到有效提高;（2）生产效率高，从施压到脱模时间仅需2-4分钟，路沿石成型后直接脱模移走即可进行下次成型，无需更换模具，省却了旧法每次成型时的模具拆装过程，生产效率极大提高;（3）一台压机设备对应一副模具，既可通过同模生产保证同批次路沿石质量和尺寸的一致性，又省却了配套多副模具的成本支出。

3 试验方法

3.1 新工艺设备结构和工作方法

工作方法：模具的凸凹模安装在液压机上，模具凸模安装在上部，凹模安装在下部，在模具凸凹模闭合时形成路沿石成型的型腔，开模状态下凹模起到加料室的作用。合模时，气泵1开始工作，控制气泵伸缩杆3向下对中板4施压，中板4带动凸模固定板5和凸模6下压，凸模6和凹模7形成封闭的型腔压制型腔内的混凝土湿料，同时负压抽水系统开始工作，通过两根吸水管14、15对吸水板13进行负压吸水。吸水管是直接连接到吸水板上的，吸水板表面有很多规律排列的细孔以供水分流出，同时吸水板与凹模之间还有一层过滤网12防止黄沙、水泥等渗漏，过滤网与吸水板连接。通过吸水管吸出的水分进入储水罐16并定量排出，而真空泵17提供负压吸水的动力。开模时，气泵1带动凸模6上移一定距离，伸缩式气缸11将凹模7向上顶出一小段距离供移动托盘10插入到凹模下方，然后气缸继续将凹模上顶，凹模中成型的石料遇到停留在上方的凸模，被凸模压住下落，落到移动托盘上由托盘移出码垛，然后气缸带动凹模复位。此时，移动支撑板8开始工作，带动凹模在座板9上向右移动一段距离以空出加料空间，将预称好的混凝土湿料加入加料室，然后移动支撑板复位，合模进行下一次压制成型。

3.2 试验配方

混凝土配方对路沿石的质量性能指标有着直接的影响，经过试验配比验证，新工艺路沿石混凝土配方如表1所示[7]，和表2所示的旧法配方相比，有以下几大差别：（1）增加了旧法配方中的碎石含量，并降低了碎石粒径。碎石的作用是提高路沿石强度，旧法成型的路沿石强度一般为30MPa，而且表面光洁度受石粒影响会比较差。新工艺提升了碎石含量增加产品强度，降低粒径减少碎石对表面光洁度的影响;（2）旧法配方用水量较多，需要加入减水剂使水泥颗粒分散，改善和易性，从而提高水泥基材料的致密性和硬度[8]，新工艺通过真空吸水工艺提高了路沿石的压实密度，用水量降低，并无需外加剂;（3）新法的水泥含量较旧法下降，既可节省水泥的用量，又可避免因水泥过多导致的混凝土干缩较大易开裂;（4）新法用细沙可提高路沿石的致密性和表面光洁度，而旧法只能用中沙，因为旧法用细沙的话需水量更大，将会导致混凝土强度降低，而要保证同强度的话又会增大水泥用量导致成本提高。

3.3 试验过程及参数

按照图1结构示意图研发制造了新工艺设备试验机如图2所示。经不断试验调整后获得生产工艺参数如表3所示。其中，压制的压力值为15MPa，施压时间和吸水时间均为3分钟，即同时进行，模腔内的真空度抽取到0.07MPa。用此试验机压制成型的路沿石样品如图3所示。

4 试验结果验证

对新工艺产出的路沿石样品进行性能检测，并与旧法路沿石进行指标对比，如表4所示。

从表4的对比来看，新工艺密实度可达2300kg/m3，较旧法的2100kg/m3提高9.5%，直接带来了强度的提高;新工艺的路沿石最终强度可达50MPa，较之旧法的30MPa大幅提高66.7%;新工艺制成的路沿石表面更加光整美观，旧法路沿石因为加入石粒的缘故表面较为粗糙。而且，新工艺的产品生产效率大幅提高，单副模具每3分钟可成型1块，日产量达480块，而且路沿石一脱模即可达到码垛强度，可直接搬运码垛到位;旧法的路沿石以120副模具计日产量只有120块，费时费力。

5 结论

路沿石作为基础设施建设不可或缺的一部分，用量巨大。新工艺路沿石生产与旧法相比，生产效率大幅提高，密实度提高10%，强度提高75%，外观光洁平整，可达到天然花岗岩表面效果。新法路沿石质量好效益高，具备取代旧法路沿石的市场基础，更可取代天然花岗岩以保护自然环境。经在镇江段312国道实际使用，效果良好，达到道路美化和对路面保护的作用，验收合格。

参考文献：

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[3]吴杰，朱敏涛，陈兆荣，等.新型预制混凝土构件生产技术研究及工艺装备开发[J].混凝土世界，2018（12）：42-51.

[4]于凯欣.混凝土压制密实成型工艺[J].黑龙江科学，2016，7（1）：31-33.

[5]余爱民，王化能，彭西洋，等.真空压制荒料型人造岗石若干技术进展[J].中国陶瓷，2013，49（11）：44-47.

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