CN106892599A - 一种纤维混凝土、使用其的新型缓冲隔离墩、及新型缓冲隔离墩的制备方法 - Google Patents

一种纤维混凝土、使用其的新型缓冲隔离墩、及新型缓冲隔离墩的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种纤维混凝土、使用其的新型缓冲隔离墩、及新型缓冲隔离墩的制备方法，其中，新型缓冲隔离墩包括至少1个预制单体；预制单体包括纤维混凝土单体，纤维混凝土单体外侧套设有橡胶套，纤维混凝土单体两侧均设有钢板，钢板位于橡胶套内侧；纤维混凝土单体和钢板之间设有弹簧吸能器；弹簧吸能器包括底板，底板外侧设顶板，底板和顶板之间连接有缓冲弹簧；底板上设有朝向顶板设置的滑动板，滑动板上设有与底板平行的限位孔；顶板内侧设有平行于底板的可动限位部，可动限位部配合限位孔设置，本发明通过使用纤维混凝土单体并利用记载的方法制备出的缓冲隔离墩能较大的吸收冲击能量，进一步保证车辆和人员的安全，并且施工简便，环保低廉。

Description

一种纤维混凝土、使用其的新型缓冲隔离墩、及新型缓冲隔离 墩的制备方法
技术领域
本发明属于隔离墩技术领域，尤其涉及一种纤维混凝土、使用其的新型缓冲隔离墩、及新型缓冲隔离墩的制备方法。
背景技术
隔离墩是公路与城市道路上的主要交通隔离设施，其可以用来分隔对向或同向行驶的交通流。隔离墩多为水泥隔离墩，玻璃钢隔离墩和塑料隔离墩。水泥混凝土隔离墩由于具有较高的强度和良好的耐久性而得到广泛应用。但是，车辆在高速行驶过程中撞到坚硬的水泥混凝土隔离墩会给车辆造成较大破坏，同时给驾驶员和乘车人员带来巨大的安全威胁。为此，发明专利水泥防撞隔离墩（申请号：201510325402.3）发明了一种水泥防撞隔离墩，该隔离墩主要依靠混凝土外层包裹的防撞层提供保护，此隔离墩虽能保护车辆或行人撞到隔离墩时被尖锐的隔离墩刮伤或撞伤。但是该种隔离墩并不能够有效吸收车辆撞击的能量，进而减轻碰撞给车辆及驾乘人员带来的伤害，起到保护车辆以及乘员的作用。
发明内容
本发明旨在提供一种成本低、使用效果好的一种纤维混凝土、使用其的新型缓冲隔离墩、及新型缓冲隔离墩的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种纤维混凝土，该纤维混凝土由如下重量份的原料制成：聚酯纤维0.5-5份、钢渣5-15份、脱硫石膏2-10份、粉煤灰5-15份、水泥10-20份、砂25-35份、碎石40-50份、水4-10份；制备方法为：将以上重量份的砂、碎石及纤维在搅拌机中拌制3分钟以上，然后再加入以上重量份的钢渣、脱硫石膏、粉煤灰、水泥和水再搅拌5分钟以上。
一种使用上述纤维混凝土的新型缓冲隔离墩，包括至少1个预制单体，相邻预制单体之间相连；预制单体包括由纤维混凝土制成的纤维混凝土单体，纤维混凝土单体外侧套设有橡胶套，纤维混凝土单体两侧均设有与纤维混凝土单体外表面平行的钢板，钢板位于橡胶套内侧；纤维混凝土单体和钢板之间设有垂直于纤维混凝土单体的弹簧吸能器；弹簧吸能器包括与纤维混凝土单体连接的底板，底板外侧设有与底板平行的顶板，底板和顶板之间连接有缓冲弹簧；底板上设有朝向顶板设置的滑动板，滑动板上设有与底板平行的限位孔；顶板内侧设有滑动设置于滑动板上的可动限位部，可动限位部配合限位孔设置。
可动限位部包括与底板平行的限位销和滑动筒，限位销的第一端滑动设置于滑动筒中，滑动筒内端面和限位销第一端之间连接有限位弹簧；限位销的第二端滑动设置于滑动板上，限位销第二端配合限位孔设置。
限位销第二端自顶板至底板方向逐渐朝向远离滑动板的方向倾斜设置；顶板内侧设有连接板，滑动筒与连接板连接。
橡胶套内设有液体空腔，液体空腔内充设有液体；纤维混凝土单体底部设有纤维混凝土单体长度方向设置的定位槽，定位槽中设有混凝土卡柱。
还包括连接杆，纤维混凝土单体上设有沿纤维混凝土单体长度方向设置的连接孔，连接杆穿设于各个纤维混凝土单体的连接孔中。
一种上述新型缓冲隔离墩的制备方法，包括如下步骤：
纤维混凝土单体的制备；
橡胶套的制备；
将橡胶套套设于纤维混凝土单体上形成预制单体；
在公路上沿公路长度方向浇筑混凝土卡柱；
将混凝土卡柱卡在纤维混凝土单体的定位槽中；
将各个预制单体串联形成隔离墩；
纤维混凝土单体的制备方法为：依次包括如下步骤：
1）将成分为聚酯纤维的废旧衣物进行洗涤、烘干和粉碎；
2）制备纤维混凝土，将砂、碎石及聚酯纤维在搅拌机中拌制3分钟以上，然后加入钢渣、脱硫石膏、粉煤灰、水泥和水再搅拌5分钟以上制备出纤维混凝土；聚酯纤维0.5-5份、钢渣5-15份、脱硫石膏2-10份、粉煤灰5-15份、水泥10-20份、砂25-35份、碎石40-50份、水4-10份；
3）将纤维混凝土倒入磨具，使之形成初始单体，初始单体底部有定位槽；
4）在初始单体两侧预埋弹簧吸能器；
5）对初始单体养护3天拆除磨具，对初始单体养护28天，形成纤维混凝土单体；
6）在弹簧吸能器外侧焊接沿纤维混凝土单体长度方向设置的钢板。
橡胶套的制备方法为：依次包括如下步骤：
（1）制备胶粉：将废旧的橡胶汽车轮胎常温状态下在破碎机中破碎制备出胶粉；
（2）制备再生胶料：在胶粉中加入硫磺、添加剂、NS促进剂和NOBS促进剂后在密炼机中经塑炼工艺和混炼工艺加工制成再生胶料；其中，添加剂为氧化锌，硬脂酸和芳烃油；以上各原料的重量份比为：胶粉80-95份、氧化锌8-12份、硬脂酸1-4份、NS促进剂1-4份、NOBS促进剂0.51-1.51份、硫磺0.5-2份、芳烃油3-6份；
（3）通过挤出及成型工序制备出带有液体空腔的橡胶套，制备好的橡胶套顶部预留有加水口；
（4）通过加水口向液体空腔中加入占液体空腔体积90%~96%的水；
（5）加完水通过电热熔器具将加水口热熔密封，热熔温度为120℃-180℃。
再生胶料制备方法为：
首先，将胶粉、氧化锌、硬脂酸、芳烃油、NS促进剂、NOBS促进剂加入密炼机混炼200s以后形成初始胶料；
然后，将初始胶料中放入开炼机上加入硫磺；
随后，翻胶机翻胶；
最后，出料冷却，停放6小时以上形成再生胶料。
胶粉粒径大于80目；密炼机揽拌温度为80℃，搅拌时间为8min。
通过以上技术方案，本发明的有益效果为：1、本发明所述的纤维混凝土单体由聚酯纤维成分的废旧衣物、钢渣、脱硫石膏、粉煤灰和水泥制成，既保证了隔离墩的强度及耐久性，又能实现固体废弃物的循环利用，具有保护自然环境，降低工程造价的作用。2、本发明所述的隔离墩通过多个预制单体组成，施工快速；设置的弹簧吸能器可以较好的吸收冲击力，保护车辆和驾乘人员安全。3、可动限位部包括限位销和滑动筒，限位销第一端滑动设置于滑动筒中，滑动筒内端面和限位销第一端之间连接有限位弹簧；限位销第二端与滑动板滑动设置，限位销第二端配合限位孔设置，从而防止顶板的反弹，避免对车辆和人员造成二次伤害。4、橡胶套内设有液体空腔，液体空腔内充设有液体，从而可以提高隔离墩对碰撞能量的吸收，减弱碰撞对车辆与人员的损伤。5、本发明所述的制备方法施工快速，制备出的纤维混凝土单体具有较好的韧性和强度，同时节能环保，成本较低；制备出的橡胶套，使用方便，对冲击力的吸收性较好。
附图说明
图1为本发明所述新型缓冲隔离墩结构示意图；
图2为预制单体结构示意图；
图3为弹簧吸能器结构示意图；
图4为滑动筒结构示意图。
具体实施方式
一种纤维混凝土，该纤维混凝土由如下重量份的原料制成：聚酯纤维0.5-5份、钢渣5-15份、脱硫石膏2-10份、粉煤灰5-15份、水泥10-20份、砂25-35份、碎石40-50份、水4-10份；制备方法为：将以上重量份的砂、碎石及纤维在搅拌机中拌制3分钟以上，然后再加入以上重量份的钢渣、脱硫石膏、粉煤灰、水泥和水再搅拌5分钟以上。优选的一个实施例为：聚酯纤维2份、钢渣10份、脱硫石膏6份、粉煤灰10份、水泥15份、砂30份、碎石45份、水7份，通过这样的组合，增加了纤维混凝土的韧性和防裂性，使用起来效果比较好。钢渣粒径小于15um；砂为天然中砂，细度模数为3.0-2.3；碎石的粒径范围为4.75mm-19mm。
纤维混凝土的制备方法为：将符合以上重量份的砂、碎石及纤维在搅拌机中拌制3分钟以上，然后加入钢渣、脱硫石膏、粉煤灰、水泥和水再搅拌5分钟以上制备出纤维混凝土。
通过以上重量份和制备方法制备出的纤维混凝土单体，具有很强的柔韧性和抗拉性，保证了隔离墩的使用效果。
本发明还公开了一种使用以上纤维混凝土的新型缓冲隔离墩，如图1所示包括至少1个预制单体19，本实施例中预制单体19的数量为3个，在实施的时候可以根据道路的长度选择隔离墩的数量。其中，相邻预制单体19之间相连。
如图2所示，预制单体19包括纤维混凝土单体2，纤维混凝土单体2由上述纤维混凝土制成，上述纤维混凝土由如下重量份的原料制成：聚酯纤维0.5-5份、钢渣5-15份、脱硫石膏2-10份、粉煤灰5-15份、水泥10-20份、砂25-35份、碎石40-50份、水4-10份；制备方法为：将以上重量份的砂、碎石及纤维在搅拌机中拌制3分钟以上，然后再加入以上重量份的钢渣、脱硫石膏、粉煤灰、水泥和水再搅拌5分钟以上。优选的一个实施例为：聚酯纤维2份、钢渣10份、脱硫石膏6份、粉煤灰10份、水泥15份、砂30份、碎石45份、水7份，通过这样的组合，增加了纤维混凝土的韧性和防裂性，使用起来效果比较好。钢渣粒径小于15um；砂为天然中砂，细度模数为3.0-2.3；碎石的粒径范围为4.75mm-19mm。
纤维混凝土的制备方法为：将符合以上重量份的砂、碎石及纤维在搅拌机中拌制3分钟以上，然后加入钢渣、脱硫石膏、粉煤灰、水泥和水再搅拌5分钟以上制备出纤维混凝土。
纤维混凝土单体2的底部设有沿纤维混凝土单体长度方向设置的定位槽6，在定位槽6中设有混凝土卡柱。通过定位槽6方便了纤维混凝土单体2的安装，安装时，需在公路上预浇筑沿公路长度方向设置的混凝土卡柱，将定位槽6设置于混凝土卡柱中即可。
纤维混凝土单体2内设有沿纤维混凝土单体2长度方向设置的连接孔1，连接孔1内穿设有连接杆，使用的时候，一个连接杆穿设于各个纤维混凝土单体2的连接孔1中，实现纤维混凝土单体2的串联连接，进而实现预制单体的连接。
在纤维混凝土单体2外侧套设有橡胶套5，橡胶套5内设有液体空腔，液体空腔内充设有液体，液体为水，通过在橡胶套内设置液体空腔增加本隔离墩的防撞性，提高使用效果。其中，为了保证使用过程中的安全，液体占液体空腔容积的95%。设置的橡胶套、液体空腔和液体空腔中的水都可以很好的吸收冲击力，保证车辆和车辆内人员的安全。
橡胶套5和纤维混凝土单体2之间设有钢板4，其中钢板设置于纤维混凝土单体2的两侧，钢板4与纤维混凝土单体2的侧面平行。在钢板4和纤维混凝土单体2之间设有弹簧吸能器3，弹簧吸能器3垂直于纤维混凝土单体2设置，从而保证弹簧吸能器的使用效果。
如图3所示，弹簧吸能器包括与纤维混凝土单体2连接的底板10，底板10外侧设有与底板10平行的顶板9。在底板10和顶板9之间连接有缓冲弹簧11，使用的时候，隔离墩受到冲击力，钢板朝向隔离墩内侧方向变形，顶板朝向底板方向运动，缓冲弹簧11压缩。
其中，缓冲弹簧11的直径10mm-30mm，缓冲弹簧11的中径50mm-200mm、节距15mm-60mm、试验负荷4430N- 40000N、自由高度100mm-250mm。
其中，弹簧吸能器规格参数：阻尼力大于20吨；位移量：±200mm。
在底板10上设有两个朝向顶板9设置的滑动板16，滑动板16内贯穿设有与底板10平行的限位孔12，其中，每个滑动板16上至少设置1个限位孔12。
在顶板11内侧设有两个平行于底板10的可动限位部，可动限位部配合滑动板16设置，其中可动限位部包括平行于顶板设置的限位销13和滑动筒17，顶板9内侧设有连接板15，滑动筒17与连接板15相连。限位销13的第一端滑动设置于滑动筒17中，滑动筒17内端面和限位销13的第一端之间连接有限位弹簧14；限位销13的第二端与滑动板16滑动设置，限位销13的第二端配合限位孔12设置。
使用的时候，当顶板朝向底板方向运动时，限位销13的第二端在滑动板16上滑动，当到达限位孔12处时，限位弹簧14顶着限位销13，使得限位销13进入到限位孔12中，从而防止碰撞后缓冲弹簧带动钢板回位给车辆及车辆中人员带来二次伤害。
为了保证限位销13滑动的顺畅性，如图4所示，限位销13的第二端自顶板11至底板10方向逐渐朝向远离滑动板的方向倾斜设置，从而通过减小限位销与滑动板之间的接触面积，减小限位销和滑动板之间的摩擦力，保证限位销的滑动过程。
本发明通过预制纤维混凝土单体，再将各个纤维混凝土单体组装起来形成隔离墩，较之传统隔离墩，能更大的吸收冲击能量，保证车辆和人员的安全，并且施工简便，成本低廉。
本发明还公开了一种上述新型缓冲隔离墩的制备方法，包括如下步骤：
纤维混凝土单体的制备；
橡胶套的制备；
将橡胶套套设于纤维混凝土单体上形成预制单体；
在公路上沿公路长度方向浇筑混凝土卡柱；
将混凝土卡柱卡在纤维混凝土单体的定位槽中；
将各个预制单体串联形成隔离墩，各个预制单体连接的时候将各个纤维混凝土单体通过连接孔连接即可；
在实施以上步骤的时候，纤维混凝土单体的制备和橡胶套的制备没有先后顺序之分。
纤维混凝土单体的制备方法为：依次包括如下步骤：
1）将成分为聚酯纤维的废旧衣物进行洗涤、烘干和粉碎，形成聚酯纤维；
2）制备纤维混凝土，将砂、碎石及聚酯纤维在搅拌机中拌制3分钟以上，然后加入钢渣、脱硫石膏、粉煤灰、水泥和水再搅拌5分钟以上制备出混凝土；以上原料的重量份为：聚酯纤维0.5-5份、钢渣5-15份、脱硫石膏2-10份、粉煤灰5-15份、水泥10-20份、砂25-35份、碎石40-50份、水4-10份；优选的一个实施例为：聚酯纤维2份、钢渣10份、脱硫石膏6份、粉煤灰10份、水泥15份、砂30份、碎石45份、水7份。
3）将纤维混凝土倒入磨具，使之形成初始单体，初始单体底部有定位槽；
4）在初始单体两侧预埋弹簧吸能器；
5）对初始单体养护3天拆除磨具，对初始单体养护28天，形成纤维混凝土单体；初始单体的养护温度与现有的混凝土的养护温度相同。
6）在弹簧吸能器外侧焊接沿纤维混凝土单体长度方向设置的钢板；
再生橡胶保护层的制备方法为：依次包括如下步骤：
（1）制备胶粉：将废旧的橡胶汽车轮胎常温状态下在破碎机中破碎制备出胶粉，胶粉粒径大于80目；
（2）制备再生胶料：在胶粉中加入硫磺、添加剂、NS促进剂和NOBS促进剂后在密炼机中经塑炼工艺和混炼工艺加工制成再生胶料；其中，添加剂为氧化锌，硬脂酸和芳烃油；以上各原料的重量份比为：胶粉80-95份、氧化锌8-12份、硬脂酸1-4份、NS促进剂1-4份、NOBS促进剂0.51-1.51份、硫磺0.5-2份、芳烃油3-6份；
其中，各原料的添加方法为：首先，将胶粉、氧化锌、硬脂酸、芳烃油、NS促进剂（化学名称为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺）、NOBS促进剂（化学名称为N-氧二乙撑-2-苯并噻唑次磺酰胺（分子式为C11H13N3OS2））加入密炼机混炼200s以后出初始胶料；密炼机揽拌温度为80℃，搅拌时间为8min。
然后，将初始胶料中放入开炼机上加入硫磺；
随后，翻胶机翻胶；
最后，出料冷却，停放6小时以上制备出再生胶料。
其中，密炼机混炼参数为：
1）填充系数：0.6~0.8；
2）上顶栓压力：0.6~0.9MPa；
3）冷却水温度：60℃；
4）转子转速：60r/min~80r/min；
5）混炼时间：200~300s；
开炼机参数为：
1）辑距：0.5~0.9mm；
2）辊速：23~35r/min；
3）速比：1：1.1~l：1.3；
4）炼胶时间：14~20min；
5）辊筒温度：50℃~80℃；
6）炼胶方式：薄通法。
（3）通过挤出及成型工序制备出带有液体空腔的橡胶套，制备好的橡胶套顶部预留有加水口；
（4）通过加水口向液体空腔中加入占液体空腔体积90%~96%的水；
（5）加完水通过电热熔器具将加水口热熔密封，热熔温度为120℃-180℃，可以为120℃、130℃、140℃或160℃等。
本发明所述的制备方法可以快速制备出隔离墩，制备出的隔离墩能够较好的吸收冲击力，使用起来安全性高，同时制备方便，可以极大的提高施工速度，保证施工质量。

Claims (10)

1.一种纤维混凝土，其特征在于：该纤维混凝土由如下重量份的原料制成：聚酯纤维0.5-5份、钢渣5-15份、脱硫石膏2-10份、粉煤灰5-15份、水泥10-20份、砂25-35份、碎石40-50份、水4-10份；制备方法为：将以上重量份的砂、碎石及纤维在搅拌机中拌制3分钟以上，然后再加入以上重量份的钢渣、脱硫石膏、粉煤灰、水泥和水再搅拌5分钟以上。
2.一种使用权利要求1所述纤维混凝土的新型缓冲隔离墩，其特征在于：包括至少1个预制单体，相邻预制单体之间相连；预制单体包括由纤维混凝土制成的纤维混凝土单体，纤维混凝土单体外侧套设有橡胶套，纤维混凝土单体两侧均设有与纤维混凝土单体外表面平行的钢板，钢板位于橡胶套内侧；纤维混凝土单体和钢板之间设有垂直于纤维混凝土单体的弹簧吸能器；弹簧吸能器包括与纤维混凝土单体连接的底板，底板外侧设有与底板平行的顶板，底板和顶板之间连接有缓冲弹簧；底板上设有朝向顶板设置的滑动板，滑动板上设有与底板平行的限位孔；顶板内侧设有滑动设置于滑动板上的可动限位部，可动限位部配合限位孔设置。
3.如权利要求2所述的新型缓冲隔离墩，其特征在于：可动限位部包括与底板平行的限位销和滑动筒，限位销的第一端滑动设置于滑动筒中，滑动筒内端面和限位销第一端之间连接有限位弹簧；限位销的第二端滑动设置于滑动板上，限位销第二端配合限位孔设置。
4.如权利要求3所述的新型缓冲隔离墩，其特征在于：限位销第二端自顶板至底板方向逐渐朝向远离滑动板的方向倾斜设置；顶板内侧设有连接板，滑动筒与连接板连接。
5.如权利要求4所述的新型缓冲隔离墩，其特征在于：橡胶套内设有液体空腔，液体空腔内充设有液体；纤维混凝土单体底部设有纤维混凝土单体长度方向设置的定位槽，定位槽中设有混凝土卡柱。
6.如权利要求2至5任意一项所述的新型缓冲隔离墩，其特征在于：还包括连接杆，纤维混凝土单体上设有沿纤维混凝土单体长度方向设置的连接孔，连接杆穿设于各个纤维混凝土单体的连接孔中。
7.一种权利要求2所述的新型缓冲隔离墩的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
纤维混凝土单体的制备；
橡胶套的制备；
将橡胶套套设于纤维混凝土单体上形成预制单体；
在公路上沿公路长度方向浇筑混凝土卡柱；
将混凝土卡柱卡在纤维混凝土单体的定位槽中；
将各个预制单体串联形成隔离墩；
纤维混凝土单体的制备方法为：依次包括如下步骤：
1）将成分为聚酯纤维的废旧衣物进行洗涤、烘干和粉碎；
2）制备纤维混凝土，将砂、碎石及聚酯纤维在搅拌机中拌制3分钟以上，然后加入钢渣、脱硫石膏、粉煤灰、水泥和水再搅拌5分钟以上制备出纤维混凝土；聚酯纤维0.5-5份、钢渣5-15份、脱硫石膏2-10份、粉煤灰5-15份、水泥10-20份、砂25-35份、碎石40-50份、水4-10份；
3）将纤维混凝土倒入磨具，使之形成初始单体，初始单体底部有定位槽；
4）在初始单体两侧预埋弹簧吸能器；
5）对初始单体养护3天拆除磨具，对初始单体养护28天，形成纤维混凝土单体；
6）在弹簧吸能器外侧焊接沿纤维混凝土单体长度方向设置的钢板。
8.如权利要求7所述的新型缓冲隔离墩的制备方法，其特征在于：橡胶套的制备方法为：依次包括如下步骤：
（1）制备胶粉：将废旧的橡胶汽车轮胎常温状态下在破碎机中破碎制备出胶粉；
（2）制备再生胶料：在胶粉中加入硫磺、添加剂、NS促进剂和NOBS促进剂后在密炼机中经塑炼工艺和混炼工艺加工制成再生胶料；其中，添加剂为氧化锌，硬脂酸和芳烃油；以上各原料的重量份比为：胶粉80-95份、氧化锌8-12份、硬脂酸1-4份、NS促进剂1-4份、NOBS促进剂0.51-1.51份、硫磺0.5-2份、芳烃油3-6份；
（3）通过挤出及成型工序制备出带有液体空腔的橡胶套，制备好的橡胶套顶部预留有加水口；
（4）通过加水口向液体空腔中加入占液体空腔体积90%~96%的水；
（5）加完水通过电热熔器具将加水口热熔密封，热熔温度为120℃-180℃。
9.如权利要求8所述的新型缓冲隔离墩的制备方法，其特征在于：再生胶料制备方法为：
首先，将胶粉、氧化锌、硬脂酸、芳烃油、NS促进剂、NOBS促进剂加入密炼机混炼200s以后形成初始胶料；
然后，将初始胶料中放入开炼机上加入硫磺；
随后，翻胶机翻胶；
最后，出料冷却，停放6小时以上形成再生胶料。
10.如权利要求9所述的新型缓冲隔离墩的制备方法，其特征在于：胶粉粒径大于80目；密炼机揽拌温度为80℃，搅拌时间为8min。
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