CN108661014A - 施工后硬化增强水泥板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种施工后硬化增强水泥板，包括由织造而成的三维立体的柔性纤维织物层和填充于所述柔性纤维织物层内部的胶凝材料所组成的柔性纤维复合层，以及连接设置于所述柔性纤维复合层一表面上的增强复合材料层。本发明的目的在于提供一种施工效率高、抗拉、抗弯折的施工后硬化增强水泥板。
Description
技术领域
本发明属于施工设备技术领域，具体涉及一种具体涉及一种施工后硬化增强水泥板。
背景技术
传统的水利沟渠、道路及山体护坡使用水泥砂浆、浆砌石等混凝土制品铺设。河道和沟渠一般都需要做防水处理，而使用现有产品的解决办法是在水泥砂浆和浆砌石低下铺一层土工膜(塑料膜)。现有的通过使用纤维等材料，将水泥固定在纤维中，未加水之前其具有柔性，加水之后硬化成为水泥板，但是硬化后的水泥板强度差，易弯折。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中水泥板强度差的缺陷。
为此，采用的技术方案是，本发明提供一种施工后硬化增强水泥板，其特征在于：包括由织造而成的三维立体的柔性纤维织物层和填充于所述柔性纤维织物层内部的胶凝材料所组成的柔性纤维复合层，以及连接设置于所述柔性纤维复合层一表面上的增强复合材料层。
为了增强连接，优选的技术方案是，所述柔性纤维复合层和所述增强复合材料层之间设有抗拉伸增强粘结层。
为了能使得水泥板雨水后快速硬化，优选的技术方案是，所述柔性纤维复合层包括两层表面纤维织物层以及连接于两层所述表面纤维织物层之间的支撑纤维织物层；所述胶凝材料填充于两层表面纤维织物层内。
为了提高支撑纤维织物层的抗拉和抗压能力，优选的技术方案是，所述支撑纤维织物层包括连接于两层所述表面纤维织物层之间的纵向纤维织物层，所述纵向纤维织物层与两层表面纤维织物层，通过纺织工艺编织形成一整体三维立体结构，两层所述表面纤维织物层之间的距离在5mm～50mm之间。
为了能给增强复合材料层提供多种选择，优选的技术方案是，所述增强复合材料层为碳纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、聚芳基酰胺纤维、聚丙烯纤维、PVC、HDPE、LLDPE、LDPE中任一种或是以上任意几种材料复合而成。
为了能给抗拉伸增强粘结层提供多钟选择，所述抗拉伸增强粘结层，由不饱和树脂、环氧树脂、酚醛树脂制成。
为了提高水泥板的抗拉伸能力，优选的技术方案是，所述柔性纤维复合层内设置有横向纤维，所述横向纤维在水平方向上呈S状或交叉状分布，所述横线纤维的外壁上设置有涂层，所述横向纤维的直径为0.05至0.2mm，所述横向纤维与所述支撑纤维织物层经纺织工艺编织连接。
为了进一步提高水泥板的抗拉伸能力，优选的技术方案是，所述增强复合材料层远离所述抗拉伸增强粘结层的一侧设置有抗拉伸增强垫。
为了便于水泥板的分隔和连接，优选的技术方案是，，一块水泥板的增强复合材料层的一端设置有子扣，另一块水泥板上一端厚度方向上贯穿有安装槽，所述安装槽内设置有自锁母扣。
为了便于水泥板的固定，优选的技术方案是，所述抗拉伸增强垫的两端设置有水平方向的连接垫，所述连接垫上下表面设置有可焊接材料，所述可焊接材料依次与其他水泥板的相同部位搭接。
本发明的优点在于：本发明的一种施工后硬化增强水泥板，包括由织造而成的三维立体的柔性纤维织物层和填充于柔性纤维织物层内部的胶凝材料所组成的柔性纤维复合层，以及连接设置于柔性纤维复合层一表面上的增强复合材料层，柔性纤维复合层和增强复合材料层之间设有抗拉伸增强粘结层。柔性纤维复合层包括两层表面纤维织物层以及连接于两层表面纤维织物层之间的支撑纤维织物层；胶凝材料填充于两层表面纤维织物层内，胶凝材料包括各种可与水进行反应的水硬性胶凝材料，如各种水泥基材料。支撑纤维织物层包括连接于两层表面纤维织物层之间的纵向纤维织物层，纵向纤维织物层与两层表面纤维织物层，通过纺织工艺编织形成一整体三维立体结构，两层表面纤维织物层之间的距离在5mm～50mm之间。增强复合材料层3为碳纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、聚芳基酰胺纤维、聚丙烯纤维、PVC、HDPE、LLDPE、LDPE中任一种或是以上任意几种材料复合而成。抗拉伸增强粘结层，由不饱和树脂、环氧树脂、酚醛树脂等制成。将整个水泥板铺在挖好的沟渠内，由于水泥板在安装状态下是柔性的，能适应沟渠的形状进行适应性变化，在安装铺设好后，在柔性纤维复合层的上面均匀洒水，水经过表面纤维织物层的孔进入与硬性胶凝材料相融合，使得硬性胶凝材料硬化定型，硬化后的硬性胶凝材料具有良好的密封性和防水性，能用于水的运输和储存。由于水泥板在未浇水前具有良好的柔性，因此，很方便搬运和输送。增强复合材料层能增强整体水泥板的抗拉伸性能，提高了水泥板的强度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中S状横向纤维的示意图。
图3是本发明中交叉状横向纤维的示意图。
图4是本发明中子扣及母扣的示意图。
图5是本发明中子扣及母扣的安装示意图。
图6是本发明中连接垫及焊接材料的结构示意图。
图7是本发明中压合装置的结构示意图。
图8是本发明中压合装置中可调移动板部分的结构示意图。
图9为本发明的提供的一种水泥板的固定杆结构示意图。
图10为本发明的提供的一种水泥板的伸缩杆结构示意图。
其中，1-柔性纤维复合层；101-表面纤维织物层；102-支撑纤维织物层；2-抗拉伸增强粘结层；3-增强复合材料层；4-横向纤维；6-抗拉伸增强垫；7-自锁母扣；8-子扣；9-连接垫；10-焊接材料；11-底板；12-立柱；13-横梁；14-滑套；15-液压缸；16-压板；17-第一压力传感器；18-第一显示器；19-凹槽；20-移动板；21-轴承；22-螺杆；23-第二螺纹孔；24-转动把手；25-导向杆；26-导向孔；27-第二压力传感器；28-线孔；29-第二显示器；30-导线；31-T型结构槽口；32-固定杆；33-地基；34-地下；35-环形凸起；36-包覆层；37-第一贯穿孔；38-第二贯穿孔；39-定位杆；40-伸缩杆；41-空腔体；42-弹簧；43-电磁铁。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的一种施工后硬化增强水泥板，包括由织造而成的三维立体的柔性纤维织物层和填充于所述柔性纤维织物层内部的胶凝材料所组成的柔性纤维复合层1，以及连接设置于所述柔性纤维复合层1一表面上的增强复合材料层3，所述柔性纤维复合层1和所述增强复合材料层3之间设有抗拉伸增强粘结层2。所述柔性纤维复合层1包括两层表面纤维织物层101以及连接于两层所述表面纤维织物层101之间的支撑纤维织物层102；所述胶凝材料填充于两层表面纤维织物层101内，所述胶凝材料包括各种可与水进行反应的水硬性胶凝材料，如各种水泥基材料。所述支撑纤维织物层102包括连接于两层所述表面纤维织物层101之间的纵向纤维织物层，所述纵向纤维织物层与两层表面纤维织物层，通过纺织工艺编织形成一整体三维立体结构，两层所述表面纤维织物层101之间的距离在5mm～50mm之间。所述增强复合材料层3为碳纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、聚芳基酰胺纤维、聚丙烯纤维、PVC、HDPE、LLDPE、LDPE中任一种或是以上任意几种材料复合而成。所述抗拉伸增强粘结层2，由不饱和树脂、环氧树脂、酚醛树脂等制成。
工作原理：将整个水泥板铺在挖好的沟渠内，由于水泥板在安装状态下是柔性的，能适应沟渠的形状进行适应性变化，在安装铺设好后，在柔性纤维复合层1的上面均匀洒水，水经过表面纤维织物层101的孔进入与硬性胶凝材料相融合，使得硬性胶凝材料硬化定型，硬化后的硬性胶凝材料具有良好的密封性和防水性，能用于水的运输和储存。由于水泥板在未浇水前具有良好的柔性，因此，很方便搬运和输送。增强复合材料层能增强整体水泥板的抗拉伸性能，提高了水泥板的强度。水泥板在浇水前为成卷储存运输，在现场按照工程要求裁剪成任意大小并进行铺设，然后浇水。浇水后，水泥会在一段时间后硬化形成强度，起到整形、护坡的作用。在施工时，能快速铺设，然后浇水之后完成硬化定型，施工效率快。
为了提高水泥板的抗拉伸能力，优选的技术方案是，如图2-3所示，所述柔性纤维复合层内设置有横向纤维，所述横向纤维在水平方向上呈S状或交叉状分布，所述横线纤维的外壁上设置有涂层，所述横向纤维的直径为0.05至0.2mm，所述横向纤维与所述支撑纤维织物层经纺织工艺编织连接。
为了进一步提高水泥板的抗拉伸能力，优选的技术方案是，所述增强复合材料层3远离所述抗拉伸增强粘结层2的一侧设置有抗拉伸增强垫6，所述抗拉伸增强垫也具有良好的弹性，能缓冲抵御冲击，防止水泥板受损。
为了便于水泥板的分隔和连接，优选的技术方案是，如图4-5所示，一块水泥板的增强复合材料层3的一端设置有子扣8，另一块水泥板上一端厚度方向上贯穿有安装槽，所述安装槽内设置有自锁母扣7，通过自锁母扣7和子扣8可实现水泥板的分隔，连接，以适应不同尺寸的沟渠铺设。
为了便于水泥板的固定，优选的技术方案是，如图6所示，所述抗拉伸增强垫6的两端设置有水平方向的连接垫9，所述连接垫9上下表面设置有可焊接材料10，所述可焊接材料10依次与其他水泥板的相同部位搭接，通过螺栓锚固、热熔、冷压等工艺连接起来。
水泥板在未浇水前具有良好的柔性，可进行随意拼接，为了实现快速的拼接，并保证良好的平整度，因此，本申请设计了一种压合装置，这种压合装置应用于多个水泥板的子扣和母扣的快速压合，并提供预设的压力，使得接缝处能具有良好的平整度，如图7所示，包括底板11、立柱12、横梁13、滑套14、液压缸15、压板16、第一压力传感器17、第一显示器18，所述底板11的上方间隔一定距离设置有两个立柱12，两个所述立柱12之间设置有水平方向的横梁13，所述横梁13上设置有滑套14，所述滑套14上贯穿设置有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔上安装有拧紧螺钉，所述滑套14的下方设置有液压缸15，所述液压缸15的活塞杆竖直向下延伸，并安装有水平方向的压板16。将需要压合的水泥板依次摆好，自锁母扣7与子扣8，为了强化连接可在拼接处加入粘胶，然后启动液压缸15，使得液压缸15的活塞杆推动压板16，将摆放好的水泥板压紧拼接好。通过压板一次就能实现多个水泥板的快速拼接，提高了拼接的效率，通过滑套14可以在横梁13移动，实现对压板16的水平方向位置的调整，以便能与需要拼接的水泥板相对准，提高了压板的灵活性。
为了对压紧力进行精确控制，本申请还进一步设计了：所述压板16的底端设置有第一压力传感器17，所述压板16的顶端设置有第一显示器18，所述第一压力传感器17与所述第一显示器18电性连接。通过压板16上的第一压力传感器17能测量压紧力，并通过第一显示器18显示压力值，以便能对压紧力进行精确控制，以保证水泥板的压合质量和平整度。
当需要拼接的多个水泥板的拼接处厚度不一，通过压板16的下压就很难保证提供相通的压紧力，可能厚度大的拼接处都已经被压环了，而厚度低的地方还没有压紧，为了解决这一问题，本申请设计了局部可调节的移动板，如图8所示，所述压板16的底端端面上设置有开口朝下的凹槽19，所述凹槽19内设置有移动板20，所述移动板20与所述凹槽19开口的截面尺寸相同，所述移动板20的上端内安装有轴承21，所述轴承21外圈与所述移动板20固定连接，所述压板16上贯穿设置有第二螺纹孔23，所述第二螺纹孔23与所述凹槽19连通，螺杆22安装在所述第二螺纹孔23内，所述螺杆22下端与所述轴承21内圈固定连，所述螺杆22上端延伸出所述压板16上方，所述螺杆22上端设置有转动把手24，所述移动板20上位于所述螺杆22的两侧设置有导向杆25，所述压板16上位于所述螺杆22的两侧分别贯穿设置有导向孔26，所述导向杆25一端与所述移动板20的上端端面固定连接，所述导向杆25一端另一端穿过所述导向孔26向上延伸，所述移动板20的底端设置有第二压力传感器27，所述压板16上贯穿设置有线孔28，所述压板16的上端面设置有第二显示器29，所述导线30一端与所述第二显示器29电性连接，所述导线30另一端穿过所述线孔28与所述第二压力传感器27电性连接。对于局部的水泥板拼接处厚度差异比较大(相对于其它水泥板拼接处)，将移动板20调整到其上方，然后启动液压缸15，使得压板16对所有的接缝处进行统一压合，通过第一显示器18显示压合时的压力值，对与局部厚度差异比较大的地方，通过第二压力传感器27能测量压紧力，并经导线30传输给第二显示器29，通过压力值的比较，旋转转动把手24，带动螺杆22旋转，通过螺杆22与第二螺纹孔23的螺纹配合，使得移动板20沿着竖直方向上下移动，从而改变施加的压紧力，导向杆25随着移动板20在导向孔26内上下移动，防止轴承21的内圈转动带动移动板20发生旋转，通过不断调整移动板20的高度，来改变压紧力，当第二显示器29显示的压力值与所述第一显示器18显示的压力值相近时，就保证了整个水泥板的拼接处的压合质量。
施工时，先将路面或沟渠的地基打好，再将所述水泥板铺设在地基上，最后通过浇水使所述水泥板进行水合反应并凝固为固体的路面或沟渠，但在雨水较多的地区或是土壤结构疏松的地区，经过一段时间的使用，其地基会因为雨水的冲刷造成水土流失，由此则导致其路面或沟渠易出现塌方，或是导致路面或沟渠出现位移的情况，作为优选的技术方案为，根据图9所示，所述柔性纤维复合层1的表面间隔设有多个T型结构槽口31，所述T型结构槽口内用于安装固定杆32，所述固定杆一端贯穿地基，并插入地下，另一端设为环形凸起，所述环形凸起端设为柔性纤维织物层，并填充有胶凝材料。施工时，将所述水泥板铺设在地基表面，并在所述T型结构槽口处利用打孔器进行打孔，再将所述固定杆插入所述T型结构槽口内，使所述固定杆贯穿所述地基并插入地下，使所述环形凸起的上表面与所述水泥板的上表面为同一水平面；此时对所述水泥板和所述环形凸起进行浇水，即可使得所述水泥板与所述环形凸起水合反应并固定连接为一体，当雨水冲刷地基造成水土流失，导致地基塌方后，所述固定杆可保证其路面或沟渠不会出现移位情况。所述固定杆为横向和纵向间隔分布在路面或沟渠下方，同时还贯穿地基，当雨水冲刷时，还可起到巩固地基的目的，进一步减少因雨水冲刷造成的水土流失的情况。
所述固定杆为间隔设在所述水泥板的下方，当路面下方的地基出现水土流失后会造成路面下方空洞，当路面承重后则易导致塌方而造成事故，而通过所述固定杆的支撑，可减少其路面塌方的情况，从而减少因塌方导致的事故。所述固定杆可通过混凝土浇筑的方法施工得到，也可设为环形结构的柔性纤维复合层，利用浇水得到水泥基复合材料的固定杆，所述固定杆还可设为金属材料。
为进一步保证所述固定杆将所述路面或沟渠固定的更牢固，同时还可减少水土流失的情况，作为优选的技术方案为，根据图9和图10所示，所述固定杆32的周向外侧设有一环形结构的包覆层36，所述包覆层36设为增强复合材料层或防水层，所述固定杆32的轴向中心设有第一贯穿孔37，所述固定杆32的周向外侧设有固定孔列，所述固定孔列沿所述固定杆的轴向中心线对称并贯穿所述固定杆，所述固定孔列包括多个垂直方向间隔设置的第二贯穿孔38。
所述第一贯穿孔37内还设有定位杆39，所述定位杆39的周向外侧对称设有伸缩连杆列，所述伸缩连杆列包括多个沿垂直方向间隔设置的伸缩杆40，所述伸缩杆40包括依次套合并可伸缩设置的多连杆单元，所述伸缩杆40中心设为空腔体41，所述空腔体41内设有弹簧42，使用时所述弹簧42弹开，则所述伸缩杆40的多连杆单元伸开。所述第二贯穿孔38供所述伸缩杆40来回活动，所述伸缩杆40伸出所述第二贯穿孔38后，则插入所述地下的横向平行面或地基的横向平行面，一组横向对称的所述伸缩杆40之间均设有电磁铁43，所述电磁铁43嵌设在所述定位杆39内，且所述电磁铁43通过导线30连接并引出所述定位杆39的顶部。施工时，将所述地基施工好之后，将所述水泥板铺设在所述地基上表面，利用打孔器在所述水泥板的T型结构槽口处打孔，将所述包覆层插入打孔器打的孔内，再将所述固定杆置入所述包覆层的中心，将所述定位杆通过所述第一贯穿孔37置入所述固定杆内；此时，所述电磁铁处于通电状态，当所述定位杆完全置入所述第一贯穿孔后，将所述伸缩杆的轴向中心线对准所述第二贯穿孔的轴向中心线，并将所述电磁铁的电源断开，此时，所述弹簧由于没有电磁铁的磁性，则所述弹簧弹开，所述弹簧弹开即可带动所述伸缩杆40分别向左和向右伸出，即可将所述伸缩杆插入所述地基和地下，且与所述柔性纤维复合层的表面平行设置。由此即可保证所述固定杆能够更牢固的固定在所述地基和所述地下，即可减少因雨水或洪水过大造成水土流失而导致道路地基塌陷的情况，由于所述固定杆垂直于所述水泥板的表面并横向和纵向间隔设置，而所述伸缩杆则平行设置在所述水泥板的下方，并沿所述固定杆垂直方向间隔设有多列，由此可将所述地基和地下土分格为一个个的方形，而分格为方形结构后，则有利于加固土壤和地基的稳定性，减少因雨水或洪水造成水土流失的情况。当道路或沟渠使用一段时间需要重新维修或是废弃不用时，为了减少对自然环境的破坏，还可通过拆除所述水泥板铺设的道路或沟渠，拆除时，先将表层的水泥板形成的道路或沟渠拆除，由于施工时，所述环形凸起和所述水泥板通过水合反应融为一体，拆除道路或沟渠表面的水泥基复合材料和所述附加层后，地面剩余的固定杆和包覆层，通过将所述导线再次通电，所述电磁铁产生磁性，即可将所述空腔体内的弹簧收回，所述弹簧收回的同时，带动所述伸缩杆收缩，所述收缩杆收缩后，即可将所述固定杆拔出所述包覆层，所述包覆层可进行土壤填埋或是植物种植，通过种植植物可进一步保护拆除后的道路或沟渠复原自然生态。
所述导线嵌设在所述定位杆内，当所述电磁铁通过所述导线断电后，所述伸缩杆内的弹簧伸缩并弹出，随后带动所述伸缩杆伸缩，所述伸缩杆即可贯穿所述第二贯穿孔38，并插入地下或地基内。而当所述伸缩杆伸缩后，即可对所述环形凸起进行浇水，使所述环形凸起和所述柔性纤维复合层浇筑为一体。所述伸缩杆的端部设为锥形结构，可保证所述伸缩杆迅速插入所述地下或地基内，同时还可减小插入的阻力。而当对所述环形凸起进行浇水时，所述导线则外漏在所述定位杆和所述环形凸起。
Claims (10)
1.一种施工后硬化增强水泥板，其特征在于：包括由织造而成的三维立体的柔性纤维织物层和填充于所述柔性纤维织物层内部的胶凝材料所组成的柔性纤维复合层(1)，以及连接设置于所述柔性纤维复合层(1)一表面上的增强复合材料层(3)。
2.根据权利要求1所述的一种施工后硬化增强水泥板，其特征在于：所述柔性纤维复合层(1)和所述增强复合材料层(3)之间设有抗拉伸增强粘结层(2)。
3.根据权利要求1所述的一种施工后硬化增强水泥板，其特征在于：所述柔性纤维复合层(1)包括两层表面纤维织物层(101)以及连接于两层所述表面纤维织物层(101)之间的支撑纤维织物层(102)；所述胶凝材料填充于两层表面纤维织物层(101)内。
4.根据权利要求3所述的一种施工后硬化增强水泥板，其特征在于：所述支撑纤维织物层(102)包括连接于两层所述表面纤维织物层(101)之间的纵向纤维织物层，所述纵向纤维织物层与两层表面纤维织物层，通过纺织工艺编织形成一整体三维立体结构，两层所述表面纤维织物层(101)之间的距离在5mm～50mm之间。
5.根据权利要求1所述的一种施工后硬化增强水泥板，其特征在于：所述增强复合材料层(3)为碳纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、聚芳基酰胺纤维、聚丙烯纤维、PVC、HDPE、LLDPE、LDPE中任一种或是以上任意几种材料复合而成。
6.根据权利要求1所述的一种施工后硬化增强水泥板，其特征在于：所述抗拉伸增强粘结层(2)，由不饱和树脂、环氧树脂、酚醛树脂制成。
7.根据权利要求3所述的一种施工后硬化增强水泥板，其特征在于：所述柔性纤维复合层(1)内设置有横向纤维(4)，所述横向纤维在水平方向上呈S状或交叉状分布，所述横线纤维(4)的外壁上设置有涂层，所述横向纤维(4)的直径为0.05至0.2mm，所述横向纤维(4)与所述支撑纤维织物层(102)经纺织工艺编织连接。
8.根据权利要求2所述的一种施工后硬化增强水泥板，其特征在于：所述增强复合材料层(3)远离所述抗拉伸增强粘结层(2)的一侧设置有抗拉伸增强垫(6)。
9.根据权利要求1所述的一种施工后硬化增强水泥板，其特征在于，一块水泥板的增强复合材料层(3)的一端设置有子扣(8)，另一块水泥板上一端厚度方向上贯穿有安装槽，所述安装槽内设置有自锁母扣(7)。
10.根据权利要求8所述的一种施工后硬化增强水泥板，其特征在于：所述抗拉伸增强垫(6)的两端设置有水平方向的连接垫(9)，所述连接垫(9)上下表面设置有可焊接材料(10)，所述可焊接材料(10)依次与其他水泥板的相同部位搭接。
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