一种砼包土结构的备防石的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种砼包土结构的备防石，为正立方体结构，包括混凝土外壳和填充芯，所述混凝土外壳内设有钢丝纤维网体；所述钢丝纤维网体由六片钢丝纤维网片相互焊接而成；所述填充物由泥沙、粘性土、水和稻草梗混合而成，其重量比例为3∶1∶0.5∶0.1。本实用新型所带来的有益效果是：本砼包土结构的备防石同传统的乱石相比，外形规则，易于运输和排整及抛投，大大减轻了作业人员的劳动强度，作业效率大幅提高；材料大部分为黄河泥沙，因此制作成本低，比普通块石、混凝土块等各类备防石采购价格都低的多，也是泥沙利用的好途径；采用模具制作，便于工厂化生产，技术简单，容易推广应用。
【专利说明】一种砼包土结构的备防石
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种河流上抢险施工常用的备防石结构，尤其是一种砼包土结构的备防石。
【背景技术】
[0002]由于河水(比如黄河)的日夜淘刷，偎水的险工坝头都存在着根石走失的险情，根石走失可能导致坝头坍塌蛰陷、垮坝决口等重大险情。因此，维修养护单位每年都要在险工坝头等工程部位抛投石块进行护根工作。近年来，随着社会经济的高速发展和国家对矿山资源管理的不断加强，爆破开采、装卸运输等环节的费用在不断的增加，备防石的购置成本也水涨船高，但质量却因种种原因，有逐年降低之势，往往达不到工程所要求的重量、形状等各项指标。每年根石探测时都会发现根石走失的情况比较严重，宄其原因，一般是块石粒径太小，重量轻，形状不规则，抗河水的冲刷能力太低造成的。虽然天然大块石重量大，抗冲刷能力强，却因它形状各异，不便装卸及运输，供货方不愿提供，另外，大块石在抛投、根石排整等过程中都很棘手，施工人员也不喜欢使用。据统计，每年河流抢险用抛石量为几十万立方米，由于石材的不可再生性，石料综合价格的持续走高，今后购买将日益困难。
[0003]虽然也出现过令人耳目一新的海岸防浪四角锥砼体，但是以下缺点制约了其大面积推广。首先它对异形模具的要求高，制作比较复杂；全部采用混凝土生产，生产成本高；四个角上振捣困难，质量很难保证。其次是形状怪异无法在埽面上有序排整；装卸运输都很麻烦。三是因形状及重量的原因，无法在岸上直接抛投；需用船只吊装沉抛。所以，在实际抢险作业时很难看到它的影子。
[0004]另外也出现过一种利用泥沙为主原料的人工烧结备防石，采用各种化工原料同泥沙进行合理配比，经半干压法压制后，经煤窑烧结而成。虽然它的各项指标都达到了普通块石的标准，价格比普通块石略低，但是以下缺点也限制了其广泛推广。首先必须经过炉窑烧制，所以它的体积很小，每立方大约500块左右，易被河水冲走，需配合铅丝笼使用。其次它对炉温的要求也比较苛刻，在摄氏1150 ± 50°C范围内成品率最高，否则质量很难保证。三是初期选场建窑投入比较大，烧制期间成本也比较高，虽然消耗了泥沙，烧结过程却污染了环境，再加上需配合铅丝笼使用。所以，在实际抢险作业时也很难看到它的身影。
[0005]因此，急需寻找一种制作简单、价格低廉、抗冲刷能力强、重量适中、形状规则的备防石替代品成了每个河道治理工程人员急需解决的问题。
【发明内容】
[0006]为了克服以上技术缺陷，本实用新型的目的是提供一种砼包土结构的备防石，作为现有备防石的替代品。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为，一种砼包土结构的备防石，为正立方体结构，包括混凝土外壳和填充芯，所述混凝土外壳内设有钢丝纤维网体；
[0008]所述钢丝纤维网体由六片钢丝纤维网片相互焊接而成；
[0009]所述填充芯由泥沙、粘性土、水和稻草梗混合而成，其重量比例为3: I: 0.5: 0.1 ；
[0010]所述混凝土外壳、钢丝纤维网体和填充芯均为正立方体结构，其边长分别为50cm、47cm 和 44cm。
[0011]本实用新型所带来的有益效果是:本砼包土结构的备防石同传统的乱石相比，夕卜形规则，易于运输和排整及抛投，大大减轻了作业人员的劳动强度，作业效率大幅提高；材料大部分为黄河泥沙，因此制作成本低，比普通块石、混凝土块等各类备防石采购价格都低的多，也是泥沙利用的好途径；采用模具制作，便于工厂化生产，技术简单，容易推广应用；采用“套裹”工艺，用钢丝混凝土硬壳包裹泥沙混合体胚体，耐冲抗碎，稳定性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的剖面结构示意图
[0013]图2为钢丝纤维网片结构图
[0014]图中，1、混凝土外壳2、钢丝纤维网体3、填充芯4、钢丝纤维网片。
【具体实施方式】
[0015]下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0016]如图所示，本实用新型为一种砼包土结构的备防石，为正立方体结构，包括混凝土外壳I和填充芯3，所述混凝土外壳I内设有钢丝纤维网体2 ;
[0017]所述钢丝纤维网体2由六片钢丝纤维网片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，其重量比例为
3: I: 0.5: 0.1 ；
[0019]所述混凝土外壳1、钢丝纤维网体2和填充芯均3为正立方体结构，其边长分别为50cm、47cm 和 44cm。
[0020]本实用新型以钢丝纤维网混凝土做壳，以压实的泥沙混合物为填充芯，采用“套裹”的方式来制作。它生产工艺简单，外壳强度大，耐冲抗撞，抗冻融性好。
[0021]本实用新型作为备防石的技术参数包括两个方面:强度，应保证备防石在抛投时的基本完整性；耐久性，主要是冻融作用破坏和抗风化性能。经过设计系列配方、尺寸不同的试件，对试件截取芯样，先后进行了 3次现场抛投试验，经过三个冬季的自然风化，试件基本无变化。可以确定，“砼包土”式备防石的设计强度可以满足工程要求。
[0022]1、通过查找相关资料所知，加剧根石走失的主要原因是高含沙量和高流速。黄河中下游含沙量一般在25?300千克每立方米，将险情调查资料带入不同公式，得出块石起动的临界粒径为30?60厘米。由于“砼包土”式备防石的密度略小于天然石材，综合机械设备因素，及便于排整成垛的要求，确定“砼包土”式备防石的外形为边长50厘米的正方体。这样，每立方备防石刚好有8块外形为边长50厘米的正方体组成。
[0023]2、根据普通块石的强度对混凝土的配合比进行了相应设计，使其达到所需要的C35强度，对壳体的厚度进行了设计，设计厚度为5厘米左右，经平板振动筛振捣成型。
[0024]3、根据土芯胚体作为填充芯的压实强度及抗拉要求，选择了泥沙、红土、水、稻草梗的混合体，达到最优含水率时，重量比例为3: I: 0.5: 0.1，采用半干压法，搅拌均匀后经振动锤压成形，确保胚体致密结实。土芯胚体为边长44厘米的正方体。
[0025]4、根据外形规范的要求，设计了边长分别为50厘米、44厘米的开合式钢质模具，以确保产品尺寸合格及便于脱模。
[0026]5、为了提高混凝土的抗拉、抗压、抗折强度，设计了在混凝土中间加入高强度钢丝纤维网，以确保混凝土质量达到设计要求。
[0027]6、为了提高土混凝土的抗渗能力，在成品混凝土中按照3%比例加入防渗剂，以确保任何情况下达到抗渗防漏标准。
[0028]本产品生产工序如下:
[0029]1、把泥沙、粘性土、稻草梗混合后用搅拌机强制搅拌，随后按比例要求进行均匀喷水，直至达到设计要求。2、搅拌均匀后的泥土混合物装入内径为44厘米的钢质模具内，按设计要求振动加压制成正方体土胚，取出待用。3、把边长为47厘米钢丝纤维网体居中放入内径为50厘米的钢质模具内，然后倒入配制好的防渗混凝土铺底，厚度5厘米左右。4、把土胚居中放入内径为50厘米的钢质模具内，然后倒入配制好的防渗混凝土。5、把钢质模具放到平板振动筛上振捣I分钟左右，冒浆后，抹平即可。6、八小时后即可脱模取出再进行标准养护。
[0030]本实用新型经过以下人工及机械化抛投试验
[0031]在南坦险工113#坝处进行了人工及机械化抛投，取得了较好的效果。本产品的强度和规格尺寸满足防洪抢险要求。经过抗风化性能和抗冻性能的检测，证明“砼包土”式备防石的耐久性符合要求。经过三个汛期考验后，将其中I处水下“砼包土”式备防石打捞上来，切割解剖检验，发现“砼包土”式备防石的内、外形状完整，密实度没有下降，由于属于水硬性材料，备防石的外壳抗压强度还有8%左右的增长，证实“砼包土”式备防石耐久性良好。
[0032]对“砼包土”式备防石进行现场抛投应用时，备防石滚落过程中保持形状完整，落水位置准确，证明其产品强度、抛投到位率满足防洪抢险要求。
[0033]1.符合河流机械化抢险的需要。将泥沙制作成“砼包土”式备防石进行机械化装抛投抢险，可部分取代传统抛散石、抛铅丝石笼的抢险方式，满足快速、高效的抢险要求。
[0034]2.价格合理、经济适用。从山东市场的平均情况看，“砼包土”式备防石价格是天然块石价格的一半左右，比纯混凝土石块低一倍左右。但是两者的抢险效益有明显不同，用“砼包土”式备防石抢险有可能较好地解决长期存在的根石走失问题，这相当于节省近25%的石料。因此，本产品具有明显的优越性。
[0035]3.应用前景广阔。统计资料表明，2000?2005年，黄河下游根石加固、坝岸砌石和抢险用石共计290万立方米，平均每年抛石48万立方米。可以预见，这种新材料的应用前景较广阔。
[0036]本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应得知在本实用新型启示下做出的结构变化所得出的相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。
[0037]本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
【权利要求】
1.一种砼包土结构的备防石，其特征在于，为正立方体结构，包括混凝土外壳和填充芯，所述混凝土外壳内设有钢丝纤维网体，所述钢丝纤维网体由六片钢丝纤维网片相互焊接而成。
2.如权利要求1所述的备防石，其特征在于，所述混凝土外壳、钢丝纤维网体和填充芯均为正立方体结构，其边长分别为50cm、47cm和44cm。
【文档编号】E02B3/14GK204238179SQ201420295264
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】陈伟, 王震, 丁亚林, 王金虎, 刘宝水, 戚涛, 聂勇, 张波, 牛伟峰, 李遵良, 张军, 赵勇, 李兆杰, 王荫芝 申请人:陈伟