CN101289290A - 复合纤维水泥井盖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合纤维水泥井盖及其制备方法。它是由下述重量份数的原料组成：水泥10－100份，中砂10－100份，维纶0.01－1份，钢纤维2－20份，减水剂0.1－5份。本发明的复合纤维水泥井盖，除具有较高的承载能力外，纤维水泥井盖还为其使用提供了较可靠的安全储备。它具有良好的耐久性，其致密的结构，纵横分体交叉的纤维连系，使其抗渗性比普通水泥制品大有改善，从而抗冻性、抗腐蚀性均有提高。由于它属“均质混凝体”还可承受来自各方向的不可遇见外力，可以成为公路及通讯网络，城市供排水、供热的配套设施方面，代替铸铁井盖材料的替代产品。

Description

复合纤维水泥井盖及其制备方法

技术领域

本发明属于建材行业，涉及纤维水泥制品，更具体的说本发明是关于复合纤维水泥井盖及其制备方法。

背景技术

目前，我国纤维水泥制品主要是以石棉为主要的增强材料，这种纤维材料主要采取抄取法或流浆法生产薄塑制品，由于纤维可定向排列而且通过薄层排水使制品的密实度增高，因而纤维的增强效能得到从分得发挥。但是随着新的纤维材料的不断出现，维持现有的工艺方法使涌出的新材料出现了许多现实问题，例如纤维的分散问题，纤维在混合过程中的成团问题，以及大量料浆混合由于吸附差造成的水泥颗粒流失问题等等，使一些性能优越的纤维材料如玻纤维，改性维论，钢纤维不能发挥应有的作用。

在另一方面，目前工程项目中所用的井盖大多是传统的铸铁井盖，因其具有经济价值，被盗现象时有发生，偶有造成人员摔伤的事件发生，不仅给个人和有关单位带来了经济损失，而且造成了社会不稳定因素。特别是近几年来钢材价格不断上扬，增加了铸铁井盖的成本价格，给供、需双方增加了经济负担。目前无回收价值的混凝土制品是理想的替代产品，但普通混凝土制品的抗折强度低，冲击能力差，不能适应频繁往来的载重车辆的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有铸铁井盖技术的缺点与不足，提供一种均质混凝体的复合纤维水泥井盖，为公路及通讯网络，城市供排水供热的配套设施提供优质的服务。本发明的另一个目的是提供了复合纤维水泥井盖的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种复合纤维水泥井盖，其特征在于它是经配料、搅拌振动成型、整修、切割、焊接、养护六步制得产品，其中的复合纤维水泥由下述重量份数的原料组成：

水泥10-100份，

中砂10-100份，

维纶0.01-1份，

钢纤维2-20份，

减水剂0.1-5份。

本发明优选的复合纤维水泥井盖，是由下述重量份数的原料组成：

水泥50-100份，

中砂50-100份，

维纶0.1-0.5份，

钢纤维5-15份，

减水剂0.5-4份。

本发明更加优选的复合纤维水泥井盖，是由下述重量份数的原料组成：

水泥100份，

砂100份，

维纶0.2份，

钢纤维12份，

减水剂1份。

本发明所述的复合纤维水泥井盖，其中的水泥为普硅水泥42.5；砂为中沙。所述的维纶维纶为改性维纶纤维。所述的钢纤维包括金属纤维，非金属纤维。其中的金属纤维为扭曲型或波纹型，非金属纤维为玻璃纤维或改性维纶纤维。

所述的减水剂指的是12-18％氢氧化钠强碱水溶液

本发明所述的复合纤维水泥井盖的方法，包括如下步骤：

(1)配料：按上述配比将原料加入混料机中，搅拌混合均匀，然后进入搅拌机中，搅拌5-10分钟，备用；

(2)成型：将钢筋架正确的放入到固定了形状的模具中，然后将(1)制备出的松散均匀的原料，使用震荡器具加入到模具中；

(3)整修：切除多余的物料，产品规模后要有痕迹，清理开启孔；

(4)焊接：切割多余的钢筋，按照配筋要求焊接钢筋网，要达到Q/12JC218-2003的标准；

(5)养护：产品入封闭的养护室，每天浇水两次，保持温度15℃以上，相对湿度50℃以上，三天后出库。

施工时要注意：要根据设计的要求选择合适的产品，另外在井盖放入井圈前要将接触面打扫干净，以防止因接触面不平影响使用寿命.同时也要注意井圈与井体之间要用水泥沙浆粘实。

井盖是工程结构的一部分，使用时一要关心其承载能力(即结构强度)二要关心在临界荷载(或近临界荷载)作用下的安全储备问题，在纤维水泥井盖使用中纤维量的加入对上述两者均有较大的影响(纤维加入一般为8-25％，较优选为8-12％，优选为10-14％，更加优选为14％。传统观念认为，水泥制品是脆性的抗拉、抗冲击强度很低，根本不适合井盖的使用环境，即使是不易受动载的楼盘板，屋梁结构物在设计刚筋混凝土时，也很少考虑水泥制品的抗拉、抗冲击能力，只是利用钢筋来承受外界的拉力或冲击荷载，这种结构只是水泥制品与钢筋的结构组合，它有可能承受各种静载，但抗冲击性能很差易形成应力集中而破坏，使其破坏的过程也不很明显。

本发明的复合纤维水泥井盖可以替代铸铁井盖的原因在于，当水泥制品中加入钢纤维及高强、高模改性纤维后(一般为长径比32∶0.4扭曲型钢纤长度为5-10毫米改性维纶。无定向的短纤维在水泥制品中分散度很高，形成了“均质混凝体”使水泥的胶结性与钢材的弹塑性形成较佳的组合，结构韧性得以充分发挥。这种韧性的改变增大了结构的安全储备，其破坏形式也与普通水泥制品有明显的差别。纤维水泥制品即使破坏后也会形成裂而不断的连系体，这样即使井盖超载受到破坏也不会断裂落入井中破坏井内设施。由此表明除具有较高的承载能力外，纤维水泥井盖还为其使用提供了较可靠的安全储备。

本发明的复合纤维水泥井盖与目前现有的各种井盖相比所具有的积极效果在于：实验的研究结果表明，它具有良好的耐久性，其致密的结构，纵横分体交叉的纤维连系，使其抗渗性比普通水泥制品大有改善，从而抗冻性抗腐蚀性均有提高。由于它属“均质混凝体”还可承受来自各方向的不可遇见外力，在生产井盖方面是一种很有发展前途的代替钢铁材料的替代产品。

纤维水泥具有较高的抗折强度和冲击韧性是理想的替代材料。我们对性能不一的纤维和水泥基材的成型工艺，各种纤维材料及筋材的合理配置进行了研究，研制成功了复合纤维水泥井盖，具有制造工艺简单，成品率高的特点。

本发明的复合纤维水泥井盖按等级分I级，II级，III级，其中的I级井盖用于机动车行驶停放的城市道路公路和其他设施场地。II级用于慢车道居民住宅内通道和人行。III级用于绿化带及机动车不能行驶，停放其他设施场地。

本发明的复合纤维水泥井盖可分为圆形，椭圆形方形长方形等等各种形状，具体的形状可根据市场的需要做及时的调整，本发明的井盖不受具体形状的限制。

为了证明本发明的复合纤维水泥井盖所具有的优良性能，进行了如下的性能测试：

1、抗冲击抗疲劳实验：采用国际通用测试方法，冲击100次，产品不断裂，改变了水泥制品普遍存在的弊端--脆。

2、韧性好安全性高：经破坏性实验后外盖挠度10mm时仍可负荷100KN的荷载，保证行人车辆安全通过。

3、抗冻性耐腐蚀性：产品吸水率《14％，经100次冻融循环无龟裂现象，保证冬季施工正常进行，其耐后性等各项指标均超过了铸铁、水泥井盖。

具体的产品性能指标如下：

                                                      单位KN

等级	裂缝荷载	破坏荷载
			I级	105	≥210
II级	50	≥100
			III级	15	≥40

注：裂缝荷载是指纤维混凝土检查井盖加载时表面裂缝宽度达0.2mm时的实验荷载值。

说明书附图

图1为本发明井盖的构造主视图，图1-A为图1的后视图。图1-B为图1的侧视图。

图2为井圈的主视图。图2-A为井圈的侧视图。其中1为井盖本体，2为流水孔，3为加强筋，4，5井圈子口，6井圈外沿。

具体实施方式

为了更充分的解释本发明的实施，提供下述实施实例。这些实施实例仅仅是解释、而不是限制本发明的范围。制备井盖可以包括本发明中的任意配比的组方。

实施例1

表1原材料配比                            单位：公斤

原材料名称	设备名称	规格型号	比例(％)
				普硅水泥42.5	台称	500	100
砂	台称	500	100

维纶	台称	10	0.2
				钢纤维	台称	500	12
减水剂	台称	10	1

表2加工设备

设备名称	功率(kW)	目标
			松料机	3	将维纶与水泥、砂混合均匀
搅拌机	5.5	将钢纤维与上述原料混合均匀

表3振动设备

设备名称	功率(kW)	目标
			振动机	0.5	夯实制品
振动机	1.1	夯实制品

表4切割、焊接设备

设备名称	功率(kW)	目标
			电焊机	BX1-315电焊机	焊接配筋骨架
切割机	2.2	切割下料

制备方法：按上述配比将原料加入混料机中，搅拌混合均匀，然后进入搅拌机中，搅拌10小时，加水后打出的料要松散均匀，搅拌物不能有块状物。将钢筋架正确的放入到固定了形状的模具中，然后将松散均匀的料液，使用震动器具加入到模具中；注意钢筋架要放正，产品不得有开裂，密实度要好(掉边、气孔几何尺寸不应有大于10mm三处)。标记刻放正确。不准在地上滚动没有脱模的产品。防止钢筋与混凝土离骨开裂，脱模时要用气泵吹落。然后切除多余的物料，切割钢筋时要用力均匀，不能左右摇摆。参考配筋结构图的规格尺寸、材质的要求标准切割，下料要准确。正确使用电焊工具，按照配筋结构图的标准配筋焊接钢筋网尺寸要准确，焊接质量要达到Q/12JC3218-2003标准要求。产品规模后要有痕迹，清理开启孔，表面要平整、光滑，无气孔，无飞边，规模时要归到位，规后要切除多余的物料，产品规模后要有痕迹，没有规到底的要再规一次。收水井的孔距要修正一致，开启孔要清理干净，拉环孔要钻透。养护：产品入养护室后保证室内封闭，每天浇水两次，保持温度在15℃以上，相对湿度50℃以上，三天后出库。入库：经成品检验合格和养护后方可办理入库手续。入场院库时码放产品要根据规格分级码放，禁止在地上滚动、抛掷。严禁超高叠放。

施工时要注意：要根据设计的要求选择合适的产品，另外在井盖放入井圈前要将接触面打扫干净，以防止因接触面不平影响使用寿命.同时也要注意井圈与井体之间要用水泥沙浆粘实。

性能测试：采用国际通用测试方法，冲击100次，产品不断裂经；破坏性实验后外盖挠度10mm时仍可负荷100KN的荷载，保证行人车辆安全通过。抗冻性耐腐蚀性：产品吸水率《14％，经100次冻融循环无龟裂现象，保证冬季施工正常进行。具体见表：

等级	裂缝荷载	破坏荷载
			I级	105	250
II级	50	150
			III级	15	80

实施例2

复合纤维水泥井盖原料组成：普硅水泥-42.5 100kg，中砂100kg，维纶0.01kg，钢纤维2kg，减水剂5kg。(可制备出I，II，III，井盖)制备方法及相应的测试同实施例1。

实施例3

复合纤维水泥井盖原料组成：普硅水泥-42.5 100kg，中砂100kg，维纶0.2kg，钢纤维12kg，12％减水剂1kg。(可制备出I，II，III，井盖)制备方法及相应的测试同实施例1。

实施例4

复合纤维水泥井盖原料组成：普硅水泥-42.5 100kg，中砂100kg，维纶0.1kg，钢纤维20kg，18％减水剂4kg。(可制备出I，II，III，井盖)制备方法及相应的测试同实施例1。

在详细说明的较佳实施例之后，熟悉该项技术人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡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、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围。且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。

Claims (10)

1、一种复合纤维水泥井盖，其特征在于它是经配料、搅拌振动成型、整修、切割、焊接、养护六步制得产品，其中的复合纤维水泥井盖由下述重量份数的原料组成：

水泥    10-100份，

中砂    10-100份，

维纶    0.01-1份，

钢纤维  2-20份，

减水剂  0.1-5份。

2、如权利要求1所述的复合纤维水泥井盖，其特征在于它是由下述重量份数的原料组成：

水泥    50-100份，

中砂    50-100份，

维纶    0.1-0.5份，

钢纤维  5-15份，

减水剂  0.5-4份。

3、如权利要求1所述的复合纤维水泥井盖，其特征在于它是由下述重量份数的原料组成：

水泥    100份，

砂      100份，

维纶    0.2份，

钢纤维  12份，

减水剂1份。

4、如权利要求1-3所述的复合纤维水泥井盖，其特征在于所述的水泥为普硅水泥；砂为中沙。

5、如权利要求1-3所述的复合纤维水泥井盖，其特征在于所述的维纶为改性维纶纤维。

6、如权利要求1-3所述的复合纤维水泥井盖，其特征在于所述的钢纤维包括金属纤维，非金属纤维。

7、如权利要求6所述的复合纤维水泥井盖，其特征在于所述的金属纤维为扭曲型或波纹型，非金属纤维为玻璃纤维或改性维纶纤维。

8、如权利要求1-3所述的复合纤维水泥井盖，其特征在于所述的减水剂指的是12-18％氢氧化钠强碱水溶液。

9、一种制备权利要求1-3所述的复合纤维水泥井盖的方法，包括如下步骤：

(1)配料：在常温下按上述配比将原料加入混料机中，搅拌混合均匀，然后进入搅拌机中，搅拌5-20分钟，备用；

(2)成型：将钢性网栏骨钢筋架，正确的放入到固定了形状的模具中，然后将(1)制备出的松散均匀的料，使用震动器具加入到模具中；

(3)整修：切除多余的物料，产品规模后要有痕迹，清理开启孔，脱模取出；

(4)焊接：切割多余的钢筋，按照配筋要求焊接钢筋网，要达到Q/12JC218-2003的标准；

(5)养护：产品入封闭的养护室，每天浇水两次，保持温度15℃以上，相对湿度50℃以上，三天后出库。

10、如权利要求9所述的制备方法，其中的钢性网栏骨钢筋由罗纹钢交错搭配组成的加强筋。

Images