一种榫卯式护坡再生混凝土砌块及其施工设备和工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种”榫卯”式护坡再生混凝土砌块及其施工工艺，特别是涉及一种用于护坡工程中用再生混凝土生产的砌块，属于土木、水利工程技术领域，是一种绿色、节能、降耗的再生混凝土砌块，可用于各种坡度的护坡工程。
【背景技术】
[0002]我国是一个地质灾害比较严重的国家，多发生滑坡、泥石流。随着我国经济建设的发展，人类对自然资源开发规模不断扩大，开发强度不断加剧，造成了自然生态环境的破坏和退化，致使滑坡、泥石流等地质灾害的发生和危害呈现逐年增加的趋势，是制约社会经济发展的因素之一，尤其是偏远地区的社会经济发展。
[0003]随着人们生态保护意识的加强，日本、美国等一些欧洲发达国家及地区他们基本上摒弃了传统的护坡方式，他们开始广泛应用植被护坡技术进行边坡防护。然而大部分护坡砌块本身所设的植生孔洞不合理，不利于植物的生长，而该砌块可便于种植一些中型的乔木、灌木等，不仅具有绿化美观的效果，而且其根系较为发达，能够伸入较深土层中，同时在一定程度上也增强了植被根系对边坡的加筋和锚固作用及对土壤的固结作用和排水功能，使其自然地融入环境之中。
[0004]而本发明所涉及的再生混凝土砌块及其施工工艺，结合传统护坡方式与植被护坡，集二者之优点，具有造价低、施工简单便捷、工期较短、护坡能力强、有利于较好的保护生态环境，减少水土流失，美化环境等众多优点。同时再生混凝土砌块具有免烧、节省能源、保护土地资源、无环境污染、质轻、强度高、保温性能好等优点，同时又能满足护坡材料抗冻性、抗渗性、防侵性、整体稳定的要求，有效地保护河床、堤坡。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提供一种节能环保，整体性能好，并且能够实现快速一体化施工拼装的再生混凝土护坡砌块制备方法及其施工工艺。该发明将建筑垃圾经过破碎、清洗、筛分等处理，将制备的再生粗骨料部分应用于护坡砌块中，从而制备一种”榫卯”式护坡再生混凝土砌块。六块再生混凝土砌块拼接可组成正六边形，施工时六块一同组装能够使施工便捷，工期缩短。众所周知，正六边形是相互之间容易拼接，且其结构稳定用料省。边坡铺设该六边空心预制构件，增强了边坡土体的稳定性，并减缓了坡面水流速度，减轻了水流对坡面的冲刷。
[0006]为了解决上述问题及实现上述要求，本发明采取如下的技术解决方案:
(1)砌块的骨料主要是再生粗骨料，由建筑垃圾经过破碎、清洗、筛分等处理，取粒径为5mm~20mm再生混凝土骨料颗粒。砌块材料成分组成:水泥5 — 20% ;矿物掺合料5 — 20%;水3 — 18% ;砂25 — 45% ;天然石子0 — 20% ;再生粗集料27 — 52% ;外加剂0.01 — 1%，百分比总和满足100%。
[0007](2)砌块主体外形为四棱柱，平面投影主体形状为等腰梯形，前侧面设有前凹槽，后侧面设有后凹槽，并在右侧面上设置侧凸槽，左侧面上设置侧凹槽，所述侧凹槽和侧凸槽能通过自身形状所具有的凹凸结构相互铰砌，使小砌块砌合成一个大的六边形整体砌块，并在砌块的前下方设置横孔。前侧面和后侧面由于相对高度的不同形成的斜顶面，根据斜顶面的倾斜方式可以设置平顶面(用于护坡角度较大，护坡面积宽广，需要快速拼装的护坡体)、斜顶面(用于波浪作用强的护坡体)和带一定平台的斜顶面(用于综合护坡体)三种方案。
[0008](3)砌块所有的凹槽均为由上至下贯穿于整个砌块的槽孔；所述前后凹槽的开槽尺寸设置为固定尺寸，不随砌块尺寸的变化而相应改变。以便适用于不同尺寸的砌块能共享同一套施工设备。
[0009](4)砌块的前、后凹槽在施工的工程中可以配合相应的施工设备相互契合完成快速整体式拼装，并且和其他砌块共同形成的空腔部分起到雨水排流和提供植物生长的空间的作用。空腔部分的体积可以根据实际护坡情况自行设计大小，选择合适的空心率并且所形成的最大孔隙率还应满足当地护体工程的设计规范；所述斜顶面的倾斜角度可以根据设计人员的调整，斜角度越大，其抵抗护体的波浪作用越好，其波浪爬高高度会随之下降。
[0010](5)砌块侧凹槽和侧凹槽的长度大于等于50mm，宽度应大于等于20mm。以保证护坡体咬合的整体性；所述前、后凹槽开口深度大于等于30mm，以保证拼装过程中的稳定性和安全性。
[0011](6)设计一种榫卯式护坡再生混凝土砌块施工设备，由内核构件和外围构件组成，内核构件由圆柱基体和圆柱基体表面的若干层凸键构成，凸键的突出长度与前凹槽的开口深度一致，凸键的宽度与前凹槽的开口宽度一致，凸键的突出高度与横孔高度一致。本层凸键与临层凸键平面上相差30度角。外围构件包括外圈基线和外圈基线内侧的棱条，所述外圈基线应为六边形或者圆形；所述棱条的构造应与后凹槽相互契合。施工设备的每层凸键的净高设置应为砌块最大高度再加上凸键的高度之和，层数可为3-5层，不宜过高，在施工设备上安装砌块时需隔层安装，保证相邻砌块层之间必须有一层架空层(除底层外)。施工设备材料的选定可以根据工程经费的情况自行选定，但需保证足够的整体强度。
[0012]本发明具有以下优点:
(1)可以依靠自身互动咬砌，在护坡体中互锁成整体，稳定性优越，无需设计多种形式的砌块进行铰合，结构样式统一；
(2)通过自身独特的结构样式，所形成的空腔部分不仅很好的解决了植物生长问题而且还能在安装的过程中解决构件的整体装配问题。样式顶部形成斜面还能有效解决波浪爬高问题；
(3)砌块充分利用建筑垃圾，节约资源，绿色环保，经济可行；
(4)施工操作方便，以解决施工冗杂，高强劳动力；
(5)解决护坡植物无法二次生长等问题。
[0013](6)省去了将大量砌块按堆均匀分布于施工现场的工序，直接在卸装地安装到位，整体搬运至护坡基面出拼装即可。
【附图说明】
[0014]图1是斜顶面榫卯式护坡再生混凝土砌块的平面示意图。
[0015]图2是斜顶面榫卯式护坡再生混凝土砌块的立面图。
[0016]图3是斜顶面榫卯式护坡再生混凝土砌块的三维图。
[0017]图4是平顶面榫卯式护坡再生混凝土砌块的立面图。
[0018]图5是混合顶面榫卯式护坡再生混凝土砌块的立面图。
[0019]图6是施工设备中内核构件的平面图(A)和三维示意图(B)。
[0020]图7是施工设备中外围构件的平面图(A)和三维示意图⑶。
[0021]图8是榫卯式护坡再生混凝土砌块与施工设备的装配三维示意图。
[0022]图9是榫卯式护坡再生混凝土砌块的施工装配三维示意图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合具体实施例对本发明做进一步的描述。
[0024]实施例1
斜顶面榫卯式护坡再生混凝土砌块的结构如图1-3所示，其主体外形为四棱柱，平面投影主体形状为等腰梯形，包括斜顶面(1)、底平面(4)、左侧面、右侧面、前侧面、后侧面，并在右侧面上设置侧凸槽(2)，左侧面上设置侧凹槽(3)，并在后侧面设置后凹槽(5)，在前侧面设置前凹槽(6)，并在砌块的前下方设置横孔(7)。
[0025]更具体地，所述等腰梯形为等边三角形除去一个角所形成的等腰梯形。
[0026]更具体地，侧凸槽(2)的形状构造要与侧凹槽(3)的形状构造需要能够相互契合。
[0027]侧凹槽(3)、后凹槽(5)、前凹槽(6)均为由上至下贯穿于整个砌块的槽孔；后凹槽
(5)、前凹槽(6)的开槽尺寸设置为固定尺寸，不随砌块尺寸的变化而相应改变，便于使用同一规格的施工设备施工。
[0028]砌块的侧凹槽(3)和侧凸槽(2)的长度b大于等于50mm，宽度a应大于等于20mmo以保证护坡体咬合的整体性
所述前凹槽(6)的开口宽度c和开口深度d应与施工设备的内核构件(如图6所示)的凸键的宽度一致，凸键的突出长度与前凹槽(6)的开口深度d —致，凸键的突出高度与横孔
(7)高度f 一致。所述前凹槽(6)开口深度不应太小，应保证内核构件转动的过程中凸键能承载住上面的砌块，应大于等于30mm ;所述的横孔(7)的宽度e与前凹槽(6)开口深度d —致，高度大于或等于30mm。
[0029]为了保证砌块间连接键的抗剪强度和整体咬合稳定性，其侧边的凹凸槽的长度b应大于等于50mm，宽度应大于等于20mm。
[0030]所述前凹槽(6)所在面的高度与后凹槽(5)所在平面相对高度不受限制。但为了满足结构稳定性要求