一種砼包土結構的備防石的製作方法

2023-07-26 20:23:51

一種砼包土結構的備防石的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種砼包土結構的備防石，為正立方體結構，包括混凝土外殼和填充芯，所述混凝土外殼內設有鋼絲纖維網體；所述鋼絲纖維網體由六片鋼絲纖維網片相互焊接而成；所述填充物由泥沙、粘性土、水和稻草梗混合而成，其重量比例為3∶1∶0.5∶0.1。本實用新型所帶來的有益效果是：本砼包土結構的備防石同傳統的亂石相比，外形規則，易於運輸和排整及拋投，大大減輕了作業人員的勞動強度，作業效率大幅提高；材料大部分為黃河泥沙，因此製作成本低，比普通塊石、混凝土塊等各類備防石採購價格都低的多，也是泥沙利用的好途徑；採用模具製作，便於工廠化生產，技術簡單，容易推廣應用。
【專利說明】一種砼包土結構的備防石

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種河流上搶險施工常用的備防石結構，尤其是一種砼包土結構的備防石。

【背景技術】
[0002]由於河水(比如黃河)的日夜淘刷，偎水的險工壩頭都存在著根石走失的險情，根石走失可能導致壩頭坍塌蟄陷、垮壩決口等重大險情。因此，維修養護單位每年都要在險工壩頭等工程部位拋投石塊進行護根工作。近年來，隨著社會經濟的高速發展和國家對礦山資源管理的不斷加強，爆破開採、裝卸運輸等環節的費用在不斷的增加，備防石的購置成本也水漲船高，但質量卻因種種原因，有逐年降低之勢，往往達不到工程所要求的重量、形狀等各項指標。每年根石探測時都會發現根石走失的情況比較嚴重，宄其原因，一般是塊石粒徑太小，重量輕，形狀不規則，抗河水的衝刷能力太低造成的。雖然天然大塊石重量大，抗衝刷能力強，卻因它形狀各異，不便裝卸及運輸，供貨方不願提供，另外，大塊石在拋投、根石排整等過程中都很棘手，施工人員也不喜歡使用。據統計，每年河流搶險用拋石量為幾十萬立方米，由於石材的不可再生性，石料綜合價格的持續走高，今後購買將日益困難。
[0003]雖然也出現過令人耳目一新的海岸防浪四角錐砼體，但是以下缺點制約了其大面積推廣。首先它對異形模具的要求高，製作比較複雜；全部採用混凝土生產，生產成本高；四個角上振搗困難，質量很難保證。其次是形狀怪異無法在埽面上有序排整；裝卸運輸都很麻煩。三是因形狀及重量的原因，無法在岸上直接拋投；需用船隻吊裝沉拋。所以，在實際搶險作業時很難看到它的影子。
[0004]另外也出現過一種利用泥沙為主原料的人工燒結備防石，採用各種化工原料同泥沙進行合理配比，經半乾壓法壓制後，經煤窯燒結而成。雖然它的各項指標都達到了普通塊石的標準，價格比普通塊石略低，但是以下缺點也限制了其廣泛推廣。首先必須經過爐窯燒制，所以它的體積很小，每立方大約500塊左右，易被河水衝走，需配合鉛絲籠使用。其次它對爐溫的要求也比較苛刻，在攝氏1150 ± 50°C範圍內成品率最高，否則質量很難保證。三是初期選場建窯投入比較大，燒制期間成本也比較高，雖然消耗了泥沙，燒結過程卻汙染了環境，再加上需配合鉛絲籠使用。所以，在實際搶險作業時也很難看到它的身影。
[0005]因此，急需尋找一種製作簡單、價格低廉、抗衝刷能力強、重量適中、形狀規則的備防石替代品成了每個河道治理工程人員急需解決的問題。


【發明內容】

[0006]為了克服以上技術缺陷，本實用新型的目的是提供一種砼包土結構的備防石，作為現有備防石的替代品。
[0007]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案為，一種砼包土結構的備防石，為正立方體結構，包括混凝土外殼和填充芯，所述混凝土外殼內設有鋼絲纖維網體；
[0008]所述鋼絲纖維網體由六片鋼絲纖維網片相互焊接而成；
[0009]所述填充芯由泥沙、粘性土、水和稻草梗混合而成，其重量比例為3: I: 0.5: 0.1 ；
[0010]所述混凝土外殼、鋼絲纖維網體和填充芯均為正立方體結構，其邊長分別為50cm、47cm 和 44cm。
[0011]本實用新型所帶來的有益效果是:本砼包土結構的備防石同傳統的亂石相比，夕卜形規則，易於運輸和排整及拋投，大大減輕了作業人員的勞動強度，作業效率大幅提高；材料大部分為黃河泥沙，因此製作成本低，比普通塊石、混凝土塊等各類備防石採購價格都低的多，也是泥沙利用的好途徑；採用模具製作，便於工廠化生產，技術簡單，容易推廣應用；採用「套裹」工藝，用鋼絲混凝土硬殼包裹泥沙混合體胚體，耐衝抗碎，穩定性好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的剖面結構示意圖
[0013]圖2為鋼絲纖維網片結構圖
[0014]圖中，1、混凝土外殼2、鋼絲纖維網體3、填充芯4、鋼絲纖維網片。

【具體實施方式】
[0015]下面結合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0016]如圖所示，本實用新型為一種砼包土結構的備防石，為正立方體結構，包括混凝土外殼I和填充芯3，所述混凝土外殼I內設有鋼絲纖維網體2 ;
[0017]所述鋼絲纖維網體2由六片鋼絲纖維網片4相互焊接而成；
[0018]所述填充芯3由泥沙、粘性土、水和稻草梗混合而成，其重量比例為
3: I: 0.5: 0.1 ；
[0019]所述混凝土外殼1、鋼絲纖維網體2和填充芯均3為正立方體結構，其邊長分別為50cm、47cm 和 44cm。
[0020]本實用新型以鋼絲纖維網混凝土做殼，以壓實的泥沙混合物為填充芯，採用「套裹」的方式來製作。它生產工藝簡單，外殼強度大，耐衝抗撞，抗凍融性好。
[0021]本實用新型作為備防石的技術參數包括兩個方面:強度，應保證備防石在拋投時的基本完整性；耐久性，主要是凍融作用破壞和抗風化性能。經過設計系列配方、尺寸不同的試件，對試件截取芯樣，先後進行了 3次現場拋投試驗，經過三個冬季的自然風化，試件基本無變化。可以確定，「砼包土」式備防石的設計強度可以滿足工程要求。
[0022]1、通過查找相關資料所知，加劇根石走失的主要原因是高含沙量和高流速。黃河中下遊含沙量一般在25?300千克每立方米，將險情調查資料帶入不同公式，得出塊石起動的臨界粒徑為30?60釐米。由於「砼包土」式備防石的密度略小於天然石材，綜合機械設備因素，及便於排整成垛的要求，確定「砼包土」式備防石的外形為邊長50釐米的正方體。這樣，每立方備防石剛好有8塊外形為邊長50釐米的正方體組成。
[0023]2、根據普通塊石的強度對混凝土的配合比進行了相應設計，使其達到所需要的C35強度，對殼體的厚度進行了設計，設計厚度為5釐米左右，經平板振動篩振搗成型。
[0024]3、根據土芯胚體作為填充芯的壓實強度及抗拉要求，選擇了泥沙、紅土、水、稻草梗的混合體，達到最優含水率時，重量比例為3: I: 0.5: 0.1，採用半乾壓法，攪拌均勻後經振動錘壓成形，確保胚體緻密結實。土芯胚體為邊長44釐米的正方體。
[0025]4、根據外形規範的要求，設計了邊長分別為50釐米、44釐米的開合式鋼質模具，以確保產品尺寸合格及便於脫模。
[0026]5、為了提高混凝土的抗拉、抗壓、抗折強度，設計了在混凝土中間加入高強度鋼絲纖維網，以確保混凝土質量達到設計要求。
[0027]6、為了提高土混凝土的抗滲能力，在成品混凝土中按照3%比例加入防滲劑，以確保任何情況下達到抗滲防漏標準。
[0028]本產品生產工序如下:
[0029]1、把泥沙、粘性土、稻草梗混合後用攪拌機強制攪拌，隨後按比例要求進行均勻噴水，直至達到設計要求。2、攪拌均勻後的泥土混合物裝入內徑為44釐米的鋼質模具內，按設計要求振動加壓製成正方體土胚，取出待用。3、把邊長為47釐米鋼絲纖維網體居中放入內徑為50釐米的鋼質模具內，然後倒入配製好的防滲混凝土鋪底，厚度5釐米左右。4、把土胚居中放入內徑為50釐米的鋼質模具內，然後倒入配製好的防滲混凝土。5、把鋼質模具放到平板振動篩上振搗I分鐘左右，冒漿後，抹平即可。6、八小時後即可脫模取出再進行標準養護。
[0030]本實用新型經過以下人工及機械化拋投試驗
[0031]在南坦險工113#壩處進行了人工及機械化拋投，取得了較好的效果。本產品的強度和規格尺寸滿足防洪搶險要求。經過抗風化性能和抗凍性能的檢測，證明「砼包土」式備防石的耐久性符合要求。經過三個汛期考驗後，將其中I處水下「砼包土」式備防石打撈上來，切割解剖檢驗，發現「砼包土」式備防石的內、外形狀完整，密實度沒有下降，由於屬於水硬性材料，備防石的外殼抗壓強度還有8%左右的增長，證實「砼包土」式備防石耐久性良好。
[0032]對「砼包土」式備防石進行現場拋投應用時，備防石滾落過程中保持形狀完整，落水位置準確，證明其產品強度、拋投到位率滿足防洪搶險要求。
[0033]1.符合河流機械化搶險的需要。將泥沙製作成「砼包土」式備防石進行機械化裝拋投搶險，可部分取代傳統拋散石、拋鉛絲石籠的搶險方式，滿足快速、高效的搶險要求。
[0034]2.價格合理、經濟適用。從山東市場的平均情況看，「砼包土」式備防石價格是天然塊石價格的一半左右，比純混凝土石塊低一倍左右。但是兩者的搶險效益有明顯不同，用「砼包土」式備防石搶險有可能較好地解決長期存在的根石走失問題，這相當於節省近25%的石料。因此，本產品具有明顯的優越性。
[0035]3.應用前景廣闊。統計資料表明，2000?2005年，黃河下遊根石加固、壩岸砌石和搶險用石共計290萬立方米，平均每年拋石48萬立方米。可以預見，這種新材料的應用前景較廣闊。
[0036]本實用新型不局限於上述實施方式，任何人應得知在本實用新型啟示下做出的結構變化所得出的相同或相近的技術方案，均落入本實用新型的保護範圍之內。
[0037]本實用新型未詳細描述的技術、形狀、構造部分均為公知技術。
【權利要求】
1.一種砼包土結構的備防石，其特徵在於，為正立方體結構，包括混凝土外殼和填充芯，所述混凝土外殼內設有鋼絲纖維網體，所述鋼絲纖維網體由六片鋼絲纖維網片相互焊接而成。
2.如權利要求1所述的備防石，其特徵在於，所述混凝土外殼、鋼絲纖維網體和填充芯均為正立方體結構，其邊長分別為50cm、47cm和44cm。
【文檔編號】E02B3/14GK204238179SQ201420295264
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年6月5日 優先權日:2014年6月5日
【發明者】陳偉, 王震, 丁亞林, 王金虎, 劉寶水, 戚濤, 聶勇, 張波, 牛偉峰, 李遵良, 張軍, 趙勇, 李兆傑, 王蔭芝 申請人:陳偉