一种混凝土垫块及其制备工艺的制作方法
【专利摘要】一种混凝土垫块及其制备工艺，属于建筑用支撑件【技术领域】。其特征在于，所述垫块本体的原料配伍按重量份计：水泥100份，石屑460~520份，水42~61份，其中，石屑与水按1：0.1~0.12配比，所述的石屑根据颗粒粒径D不同，其质量百分比组成为：D≤0.1cm的石屑占40~50%、0.1cm＜D≤0.2cm的石屑占20~25%、0.2cm＜D≤0.3cm的石屑占15~20%、0.3cm＜D≤0.5cm的石屑占12~15%。该工艺采用侧面成型钢筋槽。压制1~4s后立即脱模养护。本发明的垫块养护时间短、初期强度高、与建筑物的混凝土适应，工艺过程方便快捷，牢固不易松散，制备工期短、使用便捷。
【专利说明】一种混凝土垫块及其制备工艺
【技术领域】
[0001] 一种混凝土垫块及其制备工艺，属于建筑用支撑件【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 钢筋混凝土建筑结构建设过程中，浇筑混凝土前需要先扎结钢筋框架。水平面钢 筋框架的扎结过程中，需要在模板与钢筋间加垫垫块来确定混凝土构件保护层厚度并保证 钢筋框架底面在同一高度，垫块规格不统一会导致露筋。
[0003] 目前混凝土垫块的原料主要是水泥与沙，也有的混凝土垫块使用石屑代替部分沙 子作为混凝土垫块原料。随着环保政策的推行，河沙和海沙的使用被取代是必然趋势。以 水泥、石屑制备小体积垫块势在必行。但是发明人在实践中发现，采用石屑完全取代沙而制 备混凝土垫块的过程中存在较多的问题：1、垫块制备周期长，在压制成型后需要的养护时 间长，养护需要在14天左右；2、垫块强度低，在钢筋铺设和维护的过程中容易造成损坏或 开裂，钢筋框架扎结完成后替换垫块较麻烦；3、垫块只考虑到垫设时的高度标准要求，不注 意在混凝土烧筑后与垫块间的粘接强度；4、垫块与建筑物的混凝土基本结构具有不同的膨 胀收缩比，造成垫块脱落，接触面开裂，空气中的水分从缝隙渗入到钢筋表面，使得钢筋发 生电化学腐蚀，腐蚀的钢筋会体积膨胀从而进一步破坏混凝土结构，缩短建筑的使用期限； 5、制作过程中，混凝土垫块的压制工艺采用正面压制，即从设置钢筋槽的一面下压，以成型 钢筋槽，因为不同批次间混凝土的流动性差距或/和不同压制工具的压力不同，使的混凝 土垫块的钢筋槽底部与垫块本体底面间的距离不统一，在垫设钢筋时导致钢筋面不平整。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种成本低，养护时间 短，成型快的混凝土垫块以及针对该垫块的生产制备工艺。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该混凝土垫块，包括垫块本体，其特 征在于：所述的垫块本体为类六面体，垫块本体的至少一个面上开设有至少一道钢筋槽，所 述垫块本体的原料配伍按重量份计：水泥100份，石屑46(Γ520份，水42飞1份，其中，石屑 与水按1 :0. 09?0. 12配比，石屑颗粒粒径D彡0. lcm的石屑占石屑总量的4(Γ50%。
[0006] 优选的，所述垫块本体的原料配伍按重量份计：水泥100份，石屑48(Γ500份，水 52~55份，其中，石屑与水按1 :0. 11配比，石屑颗粒粒径D < 0. lcm的石屑占石屑总量的 40?45%。
[0007] 发明人在实现本发明的过程中发现，石屑的片状结构会严重影响混凝土的活易 性，由于垫块成型过程中模具体积较小，如果水泥、石屑和水之间的比例调节不恰当或石屑 的颗粒级配选择不恰当，会直接导致在填模时无法快速振荡填实或在脱模时达不到立即脱 模成型的强度，出现物料散落、垫块形状、规格不统一，甚至导致成型垫块开裂。为此，本发 明需控制水与石屑比例在0.09、. 12:1之间，特别是当水与石屑按0. 11:1的比例配比时， 制得的混凝土垫块达到最佳含水率，垫块强度高，并与混凝土基本结构的相适应性最佳。
[0008] 所述的石屑根据石屑颗粒粒径D不同，其质量百分比组成为：D<0. 1cm的石屑占 40?50%、0· lcm < D 彡 0· 2cm 的石屑占 20?25%、0· 2cm < D 彡 0· 3cm 的石屑占 15?20%、0· 3cm < D彡0· 5cm的石屑占12?15%。
[0009] 所述石屑根据颗石屑粒粒径D不同，其质量百分比组成为：D < 0. 1cm的石屑占 40?45%、0· lcm < D 彡 0· 2cm 的石屑占 23?25%、0· 2cm < D 彡 0· 3cm 的石屑占 18?20%、0· 3cm < D彡0· 5cm的石屑占12?15%。
[0010] 石屑的颗粒级配是影响混凝土半湿料坍落度和泌水率的关键因素。在此优选的颗 粒级配下，混凝土半湿料的振动填实率更高，制得的垫块材料更均匀。
[0011] 经检测，所述的混凝土垫块干燥后的比重为198(T2140kg/m3,轴心抗压强度大于 22N/cm 2。
[0012] 本发明涉及的垫块本体包括两种基本形式： 一种是仅在顶面架设钢筋的常规普通垫块，垫块本体顶面上开设有一道钢筋槽，所述 的垫块本体长L为2(T30mm、垫块本体宽W为15~30mm、垫块本体高Η为17~70mm，钢筋槽底 部与垫块本体底面间的距离h为13mnT60mm。
[0013] 另一种是上下面均可设置钢筋的马蹬状垫块，马蹬的垫块本体顶面和底面上分别 同向开设有一道钢筋槽，所述的垫块本体底面长U为4(T80mm、垫块本体宽A为2(T40mm， 垫块本体顶面长L 2为3(T60mm、垫块本体宽W2为2(T40mm，垫块本体高度Η为6(T250mm，底 面钢筋槽的深度d为25飞0mm，顶面钢筋槽底部与底面钢筋槽顶部间的距离为25~180mm。
[0014] 由上述垫块本体的形状体积参数可以看出，本发明可以制作出体积很小的垫块。 其单个垫块体积远远小于砖块。由于垫块体积小，其对应模具的体积也较小，所形成的填充 的相对比表面积大，相对填充摩擦力大，若原料没有足够的流动性，模具不容易填充满。
[0015] 为此，本发明对水泥、石屑和水的质量比进行控制，通过水泥、石屑和水三种物料 间的搭配来调节混凝土流动性和泌水率，使其在混合后形成一种半湿料，形成的坍落度能 够保证模具的充分填实。本发明物料配比混合后得到的半湿料流动性能远高于硬性水泥砂 浆。该物料配比混合后得到的半湿料能够在模具中压制后立即进行脱模，即能够形成足够 强度而不散落。半湿料的泌水率在加压后会快速溢出部分水分，使得在压制后物料间具有 足够的粘接强度而实现立即脱模，垫块的加工速率大大加快。传统经验可知物料的浆料流 动态越好填模越快、压制后初期强度越高脱模越早，垫块制备速率越快。但是浆料流动态和 压制后初期强度成一种此消彼长的状态，两者间只能消耗一方而提高另一方，本发明通过 水泥和石屑的搭配来调节泌水率，在施压中消耗部分水分，既保证所得半湿料的流动态又 保证压制后初期强度，并实现压制后立即脱模。
[0016] 本发明以简单的原料制备与建筑物的混凝土基本结构适应性好的混凝土垫块，解 决了建筑混凝土干燥过程中搭接面开裂的问题，以及建筑物在以后长期使用中的开裂问 题。本发明干燥后的混凝土垫块利用石屑颗粒级配控制膨胀收缩比和表面的吸水性。混 凝土垫块作为一种体积较小的预制材料，无法做到膨胀收缩比与不同的建筑混凝土完全一 致。本发明通过控制混凝土成分，使其膨胀收缩特性接近天然石材，使建筑混凝土在浇筑后 与小体积垫块形成一种类似混凝土配制过程中添加石子集料的体系，利用石屑颗粒级配控 制的垫块吸水性，在支撑的钢筋框架上浇筑混凝土后能够与建筑混凝土有效地实现快速静 态结合，干燥后在遇到水淋湿时同步吸水，避免了由于膨胀收缩比不同造成的开裂和脱落， 延长建筑使用寿命。
[0017] 本发明通过原料配比的设计使得垫块虽然体积小但是抗压/剪强度不变，轴心抗 压强度达到22N/cm 2以上。
[0018] 本发明优选水泥为42. 5普通硅酸盐水泥。发明采用42. 5普通硅酸盐水泥除了增 加混凝土垫块的强度外，主要是利用42. 5普通硅酸盐水泥得到的垫块干燥速率与本发明 要求相适应。采用42. 5普通硅酸盐水泥制得的垫块在达到适当含水率时在浇筑上混凝土 后又会形成最佳的吸水率，与浇筑混凝土有机的结合。
[0019] 一种如上所述混凝土垫块的制备工艺，其特征在于，制备工艺步骤为： 1) 混料：按石屑颗粒粒径D尺寸筛取石屑，并按所述原料配伍进行配料，混合后连续搅 拌获得半湿料； 2) 布料：将半湿料注入下模，下模在振动台作用下振动0. 3~ls使半湿料填实； 3) 压实成型：上模下压的同时下模在振动台作用下振动使半湿料压实，压实后垫块立 即脱模成型，压实时间为l~4s，下压强度为5~10MPa ; 4) 养护：成型的垫块在自然条件下养护20~22h即得。
[0020] 每个下模的至少一个侧面上纵向开设有向模具内凸出的至少一条钢筋槽预设槽， 所述上模底面与下模上开口形状相适应。
[0021] 优选的，所述振动台上下振动，振动频率为5(Γ90次/秒。
[0022] 原料搅拌混合后得到的混凝土半湿料具有合适的坍落度，能够在振动条件下使体 积较小的下模具内同样实现快速填实。混凝土半湿料具有合适的泌水率，保证在振动填实 后，垫块内部石屑分布均匀，能达到适当含水率并具有所需的初期强度。
[0023] 本发明垫块的制备工艺主要有两方面特点。一是采用的模具和压制方式为侧面纵 向压制，模具将决定垫块厚度的钢筋槽预设槽设置在侧面上，压制过程中无需考虑分次压 制时不同的压强造成垫块厚度不统一。纵向压制所施加的压强只要保证将混凝土半湿料压 实即能轻松保证厚度的绝对统一。同时在成型垫块后脱模时方便，不会产生阻碍。此外，纵 向压制使得模具排列方式更加紧凑，最多可同时排列450个垫块模具一起压制，提高生产 效率。
[0024] 二是垫块在短短广4s的压实后立即脱模成型，养护时间也只有20~22h。整体制备 过程工期短、速率高，这主要得益于本发明的物料配比，所得半湿料具有混合后的流动态和 压制后初期强度。由于本发明的垫块成型后强度高、耗水量小，在自然条件下养护20~22h 即可作为成品，具有足够强度。
[0025] 由于混凝土垫块用于钢筋铺设，而且体积较小，所以对混凝土垫块的规整程度要 求较高，相互之间的长、宽、高等要素间差距要求严格。这就不同于传统混凝土砖的要求，传 统的混凝土砖虽然也能够在短时间内充模、脱模，但是因为砖块在使用过程中有灰浆层的 调整且本身体积较大，对混凝土砖规格差距要求不严格，砖块相互之间的规格差距较大。本 发明利用原料配比，石屑粒径搭配，压制方法等要素综合调节，使得体积小，规格差距要求 极为严格的混凝土垫块实现的快速冲模和立即脱模，并将规格差距限制在极小的范围内。
[0026] 与现有技术相比，本发明的混凝土垫块及其制备工艺所具有的有益效果是：本发 明在解决混凝土建筑干燥过程中搭接面开裂的问题的同时还解决了建筑物在以后长期使 用中的开裂问题。本发明的配料只有水泥、水和石屑，去除了开采对环境有害的河沙和海 沙。降低了生产成本。本发明通过石屑的颗粒级配，调节了混凝土的活易性，使得简单的水 泥、水和石屑的配比满足垫块小体积模具的填充要求，实现快速填充、立即脱模。本发明的 制备工艺过程方便快捷，混凝土垫块内实、牢固不易松散，制备工期短、使用便捷。降低了生 产成本和工人的劳动强度，提高了生产效率。本发明采用模具和压制方式为纵向压制，将决 定垫块厚度的钢筋槽预设槽设置在侧面上，压制只要保证将混凝土半湿料压实即能轻松保 证厚度的绝对统一。本发明纵向压制钢筋槽，精确控制钢筋槽底部与垫块本体底面间的距 离h，方便成型脱模，施工工序简单，质量稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 图1为本发明一种混凝土常规垫块的结构示意图。
[0028] 图2为本发明一种混凝土马蹬垫块的结构示意图。
[0029] 图3为本发明另一种混凝土常规垫块的结构示意图。
[0030] 图4为图1所示混凝土常规垫块单个上、下模具配合示意图。
[0031] 其中，1、下模具2、下模具钢筋槽预设槽3、模具上开口 4、上模具5、上模具 钢筋槽预设槽6、连接杆7、模具框板8、振动台9、垫块本体10、钢筋槽；垫块本体 长L、垫块本体宽W、垫块本体高H，钢筋槽底部与垫块本体底面间的距离h ;垫块本体底面长 U、垫块本体底面宽A，垫块本体顶面长L2、垫块本体顶面宽W2，底面钢筋槽的深度d。
【具体实施方式】
[0032] 实施例1是本发明的最佳实施例，下面结合附图Γ4和对本发明做进一步说明。
[0033] 实施例1 1)按照重量份42. 5普通硅酸盐水泥100份、石屑500份，水55份配料制作混凝土垫块， 其中石屑采用碎石机粉碎后筛分搭配至颗粒质量百分比组成为：D < 0. lcm的石屑占43%、 0· lcm < D < 0· 2cm 的石屑占 24%、0· 2cm < D < 0· 3cm 的石屑占 19. 5%、0· 3cm < D < 0· 5cm 的石屑占13. 5%。石屑与水的重量比为1:0. 11。所制作的垫块本体近似六面体结构，垫 块本体上表面上开设有一道钢筋槽，垫块本体长L=25mm、垫块本体宽W=15mm、垫块本体高 H=20mm。
[0034] 2)参照附图1、4设计制备混凝土垫块的模具，将423个下模具1排布在同一模具 框板7上，模具上开口 3的开口面与模具框板7所在平面持平，下模具1的侧面上开设向模 具内凸出的一条纵向的下模具钢筋槽预设槽2,钢筋槽10所在侧面的最高点与相对侧面间 的距离为13mm，上模具4的底面与下模具1的模具上开口 3形状相适应，在与下模具1对应 侧有上模具钢筋槽预设槽5开口，上模具4通过连接杆6与垫块压制机连接。
[0035] 3)将物料混合搅拌得到混凝土半湿料，将混凝土半湿料注入下模具1内，下模在 振动台8作用下以90次/s的频率振动0. 5s，使混凝土半湿料填实下模具1 ;上模具4下 压，下压压强为5MPa，压实时间为ls，下压的同时下模在振动台作用下振动使半湿料压实， 压实的混凝土半湿料脱模，垫块成型。
[0036] 4)成型垫块在25°C下养护20h即得。
[0037] 同批制备423块测试垫块，脱模后收集散料总质量为5. 6g，说明脱模过程基本无 散落。卡齿测量钢筋槽底部与垫块本体底面间的距离h平均为13. 04mm，423块测试垫块间 该距离的方差为0. 08 ;垫块形状统一。检测混凝土垫块的比重在2100kg/m3。垫块轴心抗 压强度达到24N/cm2，混凝土强度等级达到C30级。将垫块在实验钢筋混凝土结构中应用， 干燥后超声波测伤仪检测钢筋混凝土结构，无裂纹。
[0038] 实施例2 1)按照重量份42. 5普通硅酸盐水泥100份、石屑520份，水57份配料，制作垫块本体长 L=25mm、垫块本体宽W=15mm、垫块本体高H=30mm的混凝土垫块。垫块本体形状同实施例1。 其中石屑采用碎石机粉碎后筛分搭配至颗粒质量百分比组成为：D < 0. lcm的石屑占42%、 0· lcm < D < 0· 2cm 的石屑占 23%、0. 2cm < D < 0· 3cm 的石屑占 20%、0· 3cm < D < 0· 5cm 的石屑占15%。石屑与水的重量比为1 :0. 11。
[0039] 2)参照附图1、4设计制备混凝土垫块的模具，将160个下模具1排布在同一模具 框板7上，模具上开口 3的开口面与模具框板7所在平面持平，下模具1的侧面上开设向模 具内凸出的一条纵向的下模具钢筋槽预设槽2,钢筋槽10所在侧面的最高点与相对侧面间 的距离为20mm，上模具4的底面与下模具1的模具上开口 3形状相适应，在与下模具1对应 侧有上模具钢筋槽预设槽5开口，上模具4通过连接杆6与垫块压制机连接。
[0040] 3)将物料混合搅拌得到混凝土半湿料，将混凝土半湿料注入下模具1内，下模在 振动台8作用下以60次/s的频率振动0. 3s，使半湿料填实下模具1 ;上模具4下压，下压 压强为8MPa，压实时间为1.5s，下压的同时下模在振动台作用下振动使半湿料压实，压实 的混凝土半湿料脱模，垫块成型。
[0041] 4)成型垫块在25°C下养护2lh即得。
[0042] 同批制备320块测试垫块，脱模后收集散料总质量为3. 3g，说明脱模过程基本无 散落。卡齿测量钢筋槽底部与垫块本体底面间的距离h平均为20. 07mm，320块测试垫块间 该距离的方差为〇. 13 ;垫块形状统一。检测混凝土垫块的比重在2140kg/m3。垫块轴心抗压 强度达到23. 5N/cm2，混凝土强度等级达到C30级。将垫块在实验钢筋混凝土结构中应用， 干燥后超声波测伤仪检测钢筋混凝土结构，无裂纹。
[0043] 实施例3 1)按照重量份42. 5普通硅酸盐水泥100份、石屑470份，水42份配料，制作垫块本体长 L=25mm、垫块本体宽W=15mm、垫块本体高H=30mm的混凝土垫块。垫块本体形状同实施例1。 其中石屑采用碎石机粉碎后筛分搭配至颗粒质量百分比组成为：D < 0. lcm的石屑占48%、 0· lcm < D < 0· 2cm 的石屑占 20%、0· 2cm < D < 0· 3cm 的石屑占 19%、0· 3cm < D < 0· 5cm 的石屑占13%。石屑与水的重量比为1 :0. 09。
[0044] 2)参照附图1、4设计制备混凝土垫块的模具，将160个下模具1排布在同一模具 框板7上，模具上开口 3的开口面与模具框板7所在平面持平，下模具1的侧面上开设向模 具内凸出的一条纵向的下模具钢筋槽预设槽2,钢筋槽10所在侧面的最高点与相对侧面间 的距离为20mm，上模具4的底面与下模具1的模具上开口 3形状相适应，在与下模具1对应 侧有上模具钢筋槽预设槽5开口，上模具4通过连接杆6与垫块压制机连接。
[0045] 3)将物料混合搅拌得到混凝土半湿料，将混凝土半湿料注入下模具1内，下模在 振动台8作用下以60次/s的频率振动0. 3s，使半湿料填实下模具1 ;上模具4下压，下压 压强为8MPa，压实时间为1.5s，下压的同时下模在振动台作用下振动使半湿料压实，压实 的混凝土半湿料脱模，垫块成型。
[0046] 4)成型垫块在25°C下养护2lh即得。
[0047] 同批制备320块测试垫块，脱模后收集散料总质量为3. 8g，说明脱模过程基本无 散落。卡齿测量钢筋槽底部与垫块本体底面间的距离h平均为20. 01mm，320块测试垫块间 该距离的方差为〇. 12 ;垫块形状统一。检测混凝土垫块的比重在2120kg/m3。垫块轴心抗压 强度达到23. 5N/cm2，混凝土强度等级达到C30级。将垫块在实验钢筋混凝土结构中应用， 干燥后超声波测伤仪检测钢筋混凝土结构，无裂纹。
[0048] 实施例4 1)按照重量份42. 5普通硅酸盐水泥100份、石屑460份，水46份配料，制作垫块本体长 L=30mm、垫块本体宽W=25mm、垫块本体高H=50mm的混凝土垫块。垫块本体形状同实施例1。 其中石屑采用碎石机粉碎后筛分搭配至颗粒质量百分比组成为：D < 0. lcm的石屑占45%、 0· lcm < D < 0· 2cm 的石屑占 25%、0. 2cm < D < 0· 3cm 的石屑占 15%、0· 3cm < D < 0· 5cm 的石屑占15%。石屑与水的重量比为1 :0. 1。
[0049] 2)参照附图1、4设计制备混凝土垫块的模具，将120个下模具1排布在同一模具 框板7上，模具上开口 3的开口面与模具框板7所在平面持平，下模具1的侧面上开设向模 具内凸出的一条纵向的下模具钢筋槽预设槽2,钢筋槽所在侧面的最高点与相对侧面间的 距离为40mm，上模具4的底面与下模具1的模具上开口 3形状相适应，在与下模具1对应侧 有上模具钢筋槽预设槽5开口，上模具4通过连接杆6与垫块压制机连接。
[0050] 3)将物料混合搅拌得到混凝土半湿料，将混凝土半湿料注入下模具1内，下模在 振动台8作用下以60次/s的频率振动ls，使混凝土半湿料填实下模具1 ;上模具4下压， 单个上模具4的下压压强为8MPa，压实时间为2s，下压的同时下模在振动台作用下振动使 半湿料压实，压实的混凝土半湿料脱模，垫块成型。
[0051] 4)成型垫块在25°C下养护22h即得。
[0052] 同批制备240块测试垫块，脱模后收集散料总质量为2. 5g，说明脱模过程基本无 散落。卡齿测量钢筋槽底部与垫块本体底面间的距离h平均为39. 96mm，240块测试垫块间 该距离的方差为〇. 17 ;垫块形状统一。检测混凝土垫块的比重在1990kg/m3。垫块轴心抗压 强度达到22. lN/cm2，混凝土强度等级达到C30级。将垫块在实验钢筋混凝土结构中应用， 干燥后超声波测伤仪检测钢筋混凝土结构，无裂纹。
[0053] 实施例5 1)按照重量份42. 5普通硅酸盐水泥100份、石屑480份，水50份配料，制作垫块本体长 L=30mm、垫块本体宽W=30mm、垫块本体高H=70mm的混凝土垫块。垫块本体形状同实施例1。 其中石屑采用碎石机粉碎后筛分搭配至颗粒质量百分比组成为：D < 0. lcm的石屑占40%、 0· lcm < D < 0· 2cm 的石屑占 25%、0. 2cm < D < 0· 3cm 的石屑占 20%、0· 3cm < D < 0· 5cm 的石屑占15%。石屑与水的重量比为1 :0. 104。
[0054] 2)参照附图1、4设计制备混凝土垫块的模具，将80个下模具1排布在同一模具框 板7上，模具上开口 3的开口面与模具框板7所在平面持平，下模具1的侧面上开设向模具 内凸出的一条纵向的下模具钢筋槽预设槽2,钢筋槽10所在侧面的最高点与相对侧面间的 距离为60mm，上模具4的底面与下模具1的模具上开口 3形状相适应，在与下模具1对应 侧有上模具钢筋槽预设槽5开口，上模具4通过连接杆6与垫块压制机连接。
[0055] 3)将物料混合搅拌得到混凝土半湿料，将混凝土半湿料注入下模具1内，下模在 振动台8作用下振动0. 5s使半湿料填实；在振动台8以50次/s的频率振动，使混凝土半 湿料填实下模具1 ;上模具4下压，单个上模具4的下压压强为8MPa，压实时间为2s，下压 的同时下模在振动台作用下振动使半湿料压实，压实的混凝土半湿料脱模，垫块成型。
[0056] 4)成型垫块在20°C下养护20h即得。
[0057] 同批制备400块测试垫块，脱模后收集散料总质量为5g，说明脱模过程基本无散 落。卡齿测量钢筋槽底部与垫块本体底面间的距离h平均为60. 03mm，400块测试垫块间该 距离的方差为0.21 ;垫块形状统一。检测混凝土垫块的比重在2080kg/m3。垫块轴心抗压 强度达到22. lN/cm2，混凝土强度等级达到C30级。将垫块在实验钢筋混凝土结构中应用， 干燥后超声波测伤仪检测钢筋混凝土结构，无裂纹。
[0058] 实施例6 1)按照重量份42. 5普通硅酸盐水泥100份、石屑490份，水52份配料制作混凝土垫块。 其中石屑采用碎石机粉碎后筛分搭配至颗粒质量百分比组成为：D < 0. lcm的石屑占43%、 0· lcm < D < 0· 2cm 的石屑占 25%、0· 2cm < D < 0· 3cm 的石屑占 20%、0· 3cm < D < 0· 5cm 的石屑占12%。石屑与水的重量比为1 :0. 106。所制作的垫块本体近似六面体结构，垫块本 体上、下表面上各开设有一道钢筋槽，垫块本体底面长垫块本体宽1=20111111，垫块 本体顶面长L 2=30mm、垫块本体宽W2=20mm，垫块本体高H=60mm。
[0059] 2)参照附图2按照混凝土垫块本体9设计制备混凝土垫块的模具，模具相对两 侧面上分别凸出设有一下模具钢筋槽预设槽2。其中，一侧下模具钢筋槽预设槽2深度为 30臟，两侧钢筋槽槽底之间的距离为25臟，模具框板7上同时排布80个下模具，下模具上开 口 3的开口面与模具框板7所在平面持平，上模具4的底面与下模具1的模具上开口 3形 状相适应，上模具4通过连接杆6与垫块压制机连接。
[0060] 3)将物料混合搅拌得到混凝土半湿料，将混凝土半湿料注入下模具1内，下模在 振动台8作用下振动Is使半湿料填实；在振动台8以50次/s的频率振动，使混凝土半湿 料填实下模具1 ;上模具4下压，单个上模具4的下压压强为8MPa，压实时间为2s，下压的 同时下模在振动台作用下振动使半湿料压实，压实的混凝土半湿料脱模，垫块成型。
[0061] 4)成型垫块在25°C下养护22h即得。
[0062] 同批制备400块测试垫块，脱模后收集散料总质量为5. 4g，说明脱模过程基本无 散落。卡齿测量顶面钢筋槽底部与底面钢筋槽顶部间的距离平均为24. 94mm，400块测试垫 块间该距离的方差为〇. 11 ;垫块形状统一。检测混凝土垫块的比重在1980kg/m3。垫块轴 心抗压强度达到23. lN/cm2，混凝土强度等级达到C30级。将垫块在实验钢筋混凝土结构中 应用，干燥后超声波测伤仪检测钢筋混凝土结构，无裂纹。
[0063] 实施例7 1)按照重量份42. 5普通硅酸盐水泥100份、石屑510份，水56份配料，制作垫块本体 底面长1^=40_、垫块本体宽WfZOmm，垫块本体顶面长1^=30_、垫块本体宽W2=20mm，垫块本 体高H=60mm的混凝土垫块。垫块本体形状同实施例6。其中石屑采用碎石机粉碎后筛分搭 配至颗粒质量百分比组成为：D < 0. lcm的石屑占45%、0. lcm < D < 0. 2cm的石屑占23%、 0. 2cm < D彡0. 3cm的石屑占18%、0. 3cm < D彡0. 5cm的石屑占14%。石屑与水的重量比 为 1 :0·11。
[0064] 2)参照附图2按照混凝土垫块本体9设计制备混凝土垫块的模具，模具相对两 侧面上分别凸出设有一下模具钢筋槽预设槽2。其中，一侧下模具钢筋槽预设槽2深度为 30臟，两侧钢筋槽槽底之间的距离为25臟，模具框板7上同时排布80个下模具，下模具上开 口 3的开口面与模具框板7所在平面持平，上模具4的底面与下模具1的模具上开口 3形 状相适应，上模具4通过连接杆6与垫块压制机连接。
[0065] 3)将物料混合搅拌得到混凝土半湿料，将混凝土半湿料注入下模具1内，下模在 振动台8作用下振动Is使半湿料填实；在振动台8以90次/s的频率振动，使混凝土半湿 料填实下模具1 ;上模具4下压，单个上模具4的下压压强为8MPa，压实时间为2s，下压的 同时下模在振动台作用下振动使半湿料压实，压实的混凝土半湿料脱模，垫块成型。
[0066] 4)成型垫块在25°C下养护22h即得。
[0067] 同批制备400块测试垫块，脱模后收集散料总质量为5. 5g，说明脱模过程基本无 散落。卡齿测量顶面钢筋槽底部与底面钢筋槽顶部间的距离平均为24. 96mm，400块测试垫 块间该距离的方差为〇. 10 ;垫块形状统一。检测混凝土垫块的比重在1980kg/m3。垫块轴 心抗压强度达到23. lN/cm2，混凝土强度等级达到C30级。将垫块在实验钢筋混凝土结构中 应用，干燥后超声波测伤仪检测钢筋混凝土结构，无裂纹。
[0068] 实施例8 1)按照重量份42. 5普通硅酸盐水泥100份、石屑520份，水61份配料制作混凝土垫块， 其中石屑采用碎石机粉碎后筛分搭配至颗粒质量百分比组成为：D < 0. lcm的石屑占50%、 0· lcm < D < 0· 2cm 的石屑占 20%、0· 2cm < D < 0· 3cm 的石屑占 16%、0· 3cm < D < 0· 5cm 的石屑占14%。石屑与水的重量比为1:0. 12。所制作的垫块本体近似六面体结构，垫块本 体上下左右四个面上分别开设有一道钢筋槽，垫块本体长L=40mm、垫块本体宽W=40mm、垫 块本体高H=30mm。
[0069] 2)参照附图3按照混凝土垫块本体9设计制备混凝土垫块的模具，模具四个侧面 均纵向凸出有l〇mm高的下模具钢筋槽预设槽2，120个下模具1排布在同一模具框板7上， 模具上开口 3的开口面与模具框板7所在平面持平，上模具4的底面与下模具1的模具上 开口 3形状相适应，上模具4通过连接杆6与垫块压制机连接。
[0070] 3)将物料混合搅拌得到混凝土半湿料，将混凝土半湿料注入下模具1内，下模在 振动台8作用下振动Is使半湿料填实；在振动台8以50次/s的频率振动，使混凝土半湿 料填实下模具1 ;上模具4下压，单个上模具4的下压压强为lOMPa，压实时间为4s，下压的 同时下模在振动台作用下振动使半湿料压实，压实的混凝土半湿料脱模，垫块成型。
[0071] 4)成型垫块在20°C下养护20h即得。
[0072] 同批制备240块测试垫块，脱模后收集散料总质量为2. 8g，说明脱模过程基本无 散落。卡齿测量相对钢筋槽底部间的平均距离分别为19.84mm、19.92mm，240块测试垫块间 该距离的方差分别为〇. 22、0. 13 ;垫块形状统一。检测混凝土垫块的比重在2060kg/m3。垫 块轴心抗压强度达到22. 4N/cm2，混凝土强度等级达到C30级。将垫块在实验钢筋混凝土结 构中应用，干燥后超声波测伤仪检测钢筋混凝土结构，无裂纹。
[0073] 对比例1 按照重量份42. 5普通硅酸盐水泥100份、石屑650份，水30份配料，其中石屑采用碎石 机粉碎后筛分搭配至颗粒质量百分比组成为：D < 0. lcm的石屑占43%、0. lcm < D < 0. 2cm 的石屑占24%、0· 2cm < D彡0· 3cm的石屑占19. 5%、0· 3cm < D彡0· 5cm的石屑占13. 5%。 石屑与水的重量比为1 :〇. 05。垫块形状及压制方法同实施例1。
[0074] 同批制备400块测试垫块，压制完成直接脱模，脱模后收集散料总质量为487g，脱 模过程中各垫块均有散落；装模时模具填料过满，垫块形状不统一，无法正常使用。卡齿测 量钢筋槽底部与垫块本体底面间的距离h平均为14. 03mm，400块测试垫块间该距离的方差 为4. 01。检测混凝土垫块的比重在2000kg/m3。干燥后垫块自身出现裂纹。
[0075] 由该对比例可以看出，当石屑用量偏高、用水量偏少时，配料松散，原料粘度不足， 无法在短暂压力下成型，在脱模过程各垫块均出现散落，导致垫块形状不统一，相互之间差 距较大，无法快速压制得到可使用的垫块。
[0076] 对比例2 按照重量份42. 5普通硅酸盐水泥100份、石屑650份，水50份配料，其中石屑采用碎石 机粉碎后筛分搭配至颗粒质量百分比组成为：D < 0. lcm的石屑占43%、0. lcm < D < 0. 2cm 的石屑占24%、0· 2cm < D彡0· 3cm的石屑占19. 5%、0· 3cm < D彡0· 5cm的石屑占13. 5%。 石屑与水的重量比为1 :〇. 077。垫块形状及压制方法同实施例1。
[0077] 同批制备400块测试垫块，脱模后收集散料总质量为243g，脱模过程大多出现散 落，垫块形状基本统一，说明装模时基本填满，但是强度不足，无法正常使用。卡齿测量钢 筋槽底部与垫块本体底面间的距离h平均为15. 12mm，400块测试垫块间该距离的方差为 2. 48。检测混凝土垫块的比重在2000kg/m3。干燥后垫块自身出现裂纹。
[0078] 由该对比例可以看出，石屑用量过大，会导致配料松散，无法在短暂压力下达到足 够强度从而立即脱模。增加水量有利于压制成型，但仍不能达到理想效果。
[0079] 对比例3 按照重量份42. 5普通硅酸盐水泥100份、石屑520份，水65份配料，其中石屑采用碎石 机粉碎后筛分搭配至颗粒质量百分比组成为：D < 0. lcm的石屑占 43%、0. lcm < D < 0. 2cm 的石屑占 24%、0· 2cm < D彡0· 3cm的石屑占 19. 5%、0· 3cm < D彡0· 5cm的石屑占 13. 5%。 石屑与水的重量比为1 :〇. 125。垫块形状及压制方法同实施例1。
[0080] 同批制备400块测试垫块，装模时模具填料不足，振动压制过程中出现出水现象， 压制完成后脱模即出现塌落，无法成型，不可直接脱模，未做养护。
[0081] 由该对比例可以看出，水的添加量过大，原料含水量过高,无法振动压制成型。
[0082] 对比例4 按照重量份42. 5普通硅酸盐水泥100份、石屑500份，水40份配料，其中石屑采用碎石 机粉碎后筛分搭配至颗粒质量百分比组成为：D < 0. lcm的石屑占43%、0. lcm < D < 0. 2cm 的石屑占24%、0· 2cm < D彡0· 3cm的石屑占19. 5%、0· 3cm < D彡0· 5cm的石屑占13. 5%。 石屑与水的重量比为1 :〇. 08。垫块形状及压制方法同实施例1。
[0083] 同批制备400块测试垫块，压制完成直接脱模，脱模过程中各垫块均有散落，收集 散料总质量为410g ;卡齿测量钢筋槽底部与垫块本体底面间的距离h平均为13. 6mm，400 块测试垫块间该距离的方差为3. 89。检测混凝土垫块的比重在2010kg/m3。干燥后垫块自 身出现裂纹。
[0084] 由该对比例可以看出，当用水量偏少时，配料松散，原料粘度不足，在脱模过程各 垫块均出现散落，无法在短暂压力下成型。
[0085] 对比例5 按照重量份42. 5普通硅酸盐水泥100份、石屑490份，水53份配料，其中石屑采用碎 石机粉碎后筛分至搭配颗粒质量百分比组成为：粒径< 0. lcm的石屑占20%、粒径0. lcm < D < 0· 3cm的石屑占20%、粒径0· 3cm < D < 0· 5cm的石屑占40%、粒径D > 0· 5cm的石 屑占20% ;垫块形状及压制方法同实施例1。
[0086] 同批制备400块测试垫块，脱模后收集散料总质量为8g，说明脱模过程基本无散 落；但是垫块规格不统一，在装模过程中多出现未填实。成型垫块密实度低。卡齿测量钢 筋槽底部与垫块本体底面间的距离h平均为15. 09mm，400块测试垫块间该距离的方差为 2. 11。检测混凝土垫块的比重在1020kg/m3。养护40小时后，将垫块在实验钢筋混凝土结 构中应用，干燥后超声波测伤仪检测钢筋混凝土结构，有裂纹，说明两者接触面没有结合。
[0087] 由该对比例可以看出，当石屑的颗粒粒径级配偏粗时，会影响混凝土的流动性，混 凝土无法充实填模，实现快速成型。同时石屑的颗粒级配变换改变了干燥垫块的表面吸水 率，在施工中无法与建筑混凝土有效结合，导致在使用后开裂，增加安全隐患。
[0088] 对比例6 按照重量份42. 5普通硅酸盐水泥100份、石屑490份，水48份配料，其中石屑采用碎 石机粉碎后筛分搭配至颗粒质量百分比组成为：粒径D < 0. 1 cm的石屑占70%、粒径0. lcm < D彡0· 2cm的石屑占15%、粒径0· 2cm < D彡0· 3cm的石屑占10%、粒径0· 3cm < D彡0· 5cm 的石屑占5% ;垫块形状及压制方法同实施例1。
[0089] 同批制备400块测试垫块，脱模后收集散料总质量为4g，说明脱模过程基本无散 落。但是上模具下压过程中水份溢出严重，脱模后成型垫块表面光滑但强度不足，养护过程 中出现下榻变形。卡齿测量钢筋槽底部与垫块本体底面间的距离h平均为12. 54mm，400块 测试垫块间该距离的方差为2. 78。检测混凝土垫块的比重在2120kg/m3。养护48小时后， 将垫块在实验钢筋混凝土结构中应用，干燥后超声波测伤仪检测钢筋混凝土结构，有裂纹， 说明两者接触面没有结合。
[0090] 由该对比例可以看出，石屑的颗粒粒径级配偏细时，混凝土半湿料无法形成合适 的泌水率，无法在快速压制时去除水分达到足够脱模强度，实现快速脱模成型。石屑的颗粒 级配偏细同样影响干燥垫块的表面吸水率，在施工中无法与建筑混凝土有效结合，导致在 使用后开裂，增加安全隐患。
[0091] 对比例7 1)垫块形状、尺寸、原料配比和石屑颗粒组成同实施例1。
[0092] 2)设计制备混凝土垫块的模具，将300个下模具1排布在同一模具框板7上，模具 上开口 3的开口面与模具框板7所在平面持平，下模具1的底面中部上凸形成一条横向的 下模具钢筋槽预设槽2,上模具4的底面与下模具1的模具上开口 3形状相适应，上模具4 通过连接杆6与垫块压制机连接。
[0093] 3)将物料混合搅拌得到混凝土半湿料，将混凝土半湿料注入下模具1内，在振动 台8以3次/s的频率振动，使混凝土半湿料填实下模具1 ;下模在振动台8作用下振动0. 5s 使半湿料填实；在振动台8以90次/s的频率振动，使混凝土半湿料填实下模具1 ;上模具 4下压，单个上模具4的下压压强为8MPa，压实时间为1. 5s，下压的同时下模在振动台作用 下振动使半湿料压实，压实的混凝土半湿料脱模、垫块成型。
[0094] 4)成型垫块在25°C下养护20h制得。
[0095] 同批制备400块测试垫块，脱模后收集散料总质量为3g，说明脱模过程基本无散 落。卡齿测量钢筋槽底部与垫块本体底面间的距离h平均为15. 02mm，400块测试垫块间该 距离的方差为3. 38 ;上模具的下压压强在不同批次、模具不同位置的压强无法避免的出现 差异，导致垫块形状不统一。检测混凝土垫块的比重在2100kg/m 3。将垫块在实验钢筋混凝 土结构中应用，干燥后超声波测伤仪检测钢筋混凝土结构，无裂纹。
[0096] 采用传统的模具底面形成钢筋槽10的形式，在快速压制时无法保证钢筋槽10底 部与垫块本体9底面间的距离这一关键值的规格统一。
[0097] 对比例8 1)垫块配料、模具及垫块形状尺寸同实施例1。
[0098] 2)将物料混合搅拌得到混凝土半湿料，将混凝土半湿料注入下模具1内，下模不 发生振动；上模具4下压，下压压强为5MPa，下压时间为4s，混凝土半湿料脱模。
[0099] 同批制备400块测试垫块，脱模后收集散料总质量为210g，脱模过程大多出现散 落，成型垫块形状不规整，说明填料过程中下模未被填满，下压时半湿料未完全压实。
[0100] 由该对比例可以看出，由于原料性状影响，布料及压实均需要模具进行高频率振 动辅助，否则难以加快填料及压实效率。
[0101] 对比例9 1)垫块配料、模具及垫块形状尺寸同实施例1。
[0102] 2)将物料混合搅拌得到混凝土半湿料，将混凝土半湿料注入下模具1内，下模在 振动台8作用下以90次/s的频率振动0. 5s，使混凝土半湿料填实下模具1 ;上模具4下 压，下压压强为3MPa，下压时间为2s，下压的同时下模在振动台作用下振动，半湿料脱模。
[0103] 同批制备400块测试垫块，脱模后收集散料总质量为450g，脱模过程大多出现散 落，半湿料未完全压实，无法成型，未做养护。可见，较低的下压强度与较短的下压时间对垫 块成型均有较大影响。
[0104] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任 何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等 效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【权利要求】
1. 一种混凝土垫块，包括垫块本体，其特征在于：所述的垫块本体为类六面体，垫块 本体的至少一个面上开设有至少一道钢筋槽，所述垫块本体的原料配伍按重量份计：水泥 100份，石屑46(Γ520份，水42?61份，其中，石屑与水按1 :0.09?0. 12配比，石屑颗粒粒径 D < 0. lcm的石屑占石屑总量的40?50%。
2. 根据权利要求1所述的一种混凝土垫块，其特征在于：所述垫块本体的原料配伍按 重量份计：水泥100份，石屑480~500份，水52~55份，其中，石屑与水按1 :0. 11配比，石屑 颗粒粒径D彡0. lcm的石屑占石屑总量的4(Γ45%。
3. 根据权利要求1所述的一种混凝土垫块，其特征在于：所述的石屑根据石屑颗粒粒 径D不同，其质量百分比组成为：D彡0. lcm的石屑占4(T50%、0. lcm < D彡0. 2cm的石屑 占20?25%、0· 2cm < D彡0· 3cm的石屑占15?20%、0· 3cm < D彡0· 5cm的石屑占12?15%。
4. 根据权利要求1或2所述的一种混凝土垫块，其特征在于：所述石屑根据石屑颗粒 粒径D不同，其质量百分比组成为：D彡0. lcm的石屑占4(T45%、0. lcm < D彡0. 2cm的石 屑占23?25%、0· 2cm < D彡0· 3cm的石屑占18?20%、0· 3cm < D彡0· 5cm的石屑占12?15%。
5. 根据权利要求1所述的一种混凝土垫块，其特征在于：所述的混凝土垫块干燥后的 比重为198(T2140kg/m3,轴心抗压强度大于22N/cm 2。
6. 根据权利要求1所述的一种混凝土垫块，其特征在于：所述的垫块本体顶面上开设 有一道钢筋槽，所述的垫块本体的长（L)为2(T30mm、宽（W)为15?30mm、高（H)为17?70mm， 钢筋槽底部与垫块本体底面间的距离（h)为13mnT60mm。
7. 根据权利要求1所述的一种混凝土垫块，其特征在于：所述的垫块本体顶面和底面 上分别同向开设有一道钢筋槽，所述的垫块本体底面长)为4(T80mm、宽（Wi)为2(T40mm， 顶面长（L 2)为3(T60mm、宽（W2)为2(T40mm，垫块本体高（Η)为6(T250mm，底面钢筋槽的深 度（d)为25飞0mm，顶面钢筋槽底部与底面钢筋槽顶部间的距离为25~180mm。
8. -种权利要求1~7任一项所述混凝土垫块的制备工艺，其特征在于，制备工艺步骤 为： 1) 混料：按石屑颗粒粒径D筛取石屑，并按所述原料配伍进行配料，混合后连续搅拌获 得半湿料； 2) 布料：将半湿料注入下模，下模在振动台作用下振动0. 3~ls使半湿料填实； 3) 压实成型：上模下压的同时下模在振动台作用下振动使半湿料压实，压实后垫块立 即脱模成型，压实时间为l~4s，下压强度为5~10MPa ; 4) 养护：成型的垫块在自然条件下养护20~22h即得。
9. 根据权利要求8所述混凝土垫块的制备工艺，其特征在于，每个下模的至少一个侧 面上纵向开设有向模具内凸出的至少一条钢筋槽预设槽，所述上模底面与下模上开口形状 相适应。
10. 根据权利要求8所述混凝土垫块的制备工艺，其特征在于，所述振动台上下振动， 振动频率为5(Γ90次/秒。
【文档编号】C04B28/00GK104086127SQ201410341866
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】曹连涛, 曹琳涵 申请人:桓台县果里镇常沣建材经销处