CN110001159A - 一种土体加筋结构及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于回收材料领域,特别涉及一种利用回收材料制备的土体加筋结构及制备方法，包括橡胶外包裹层、塑料内包裹层、砼破碎颗粒填充层、若干铁丝和若干浮点，所述浮点均匀分布在橡胶外包裹层外表面，所述橡胶外包裹层内侧固定塑料内包裹层，所述塑料内包裹层远离橡胶外包裹层的一侧内部有砼破碎颗粒填充层，所述铁丝均匀分布于硂破碎颗粒填充层的内部。本发明所述的土体加筋结构，所使用的材料均为回收材料，不仅节省了工程造价，且提高了结构的抗拉、抗剪性能。
Description
技术领域
本发明属于回收材料领域，特别涉及一种利用回收材料制备的土体加筋结构及制备方法。
背景技术
随着我国城市化和经济的快速发展，我国垃圾的种类和数量也快速增加。人们在社会生产活动的同时，也遭受着“白色污染”、“建筑垃圾”的困扰，垃圾的回收再利用已经成为工程技术领域关注的热点问题。
土体加筋结构是在土体中埋入筋材，以筋材作为抗拉构件，依靠筋材与土的界面摩擦作用，限制上下土体的侧向变形，从而提高土体的强度。土体加筋结构作为一项常用的土工技术，需要拓宽其筋材的种类和筋体的结构形式，以适应不同的工程要求。
因此利用一定数目的回收材料制备土体加筋结构替代已有的土体加筋结构具有重要的经济价值和社会意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由回收材料制备的土体加筋结构，旨在解决回收材料对环境的污染问题，并且提供一种科学合理的土体加筋结构。
为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：
一种利用回收材料制备的土体加筋结构，包括若干浮点、橡胶外包裹层、塑料内包裹层、砼破破碎颗粒填充层和若干铁丝，所述浮点均匀分布在橡胶外包裹层外表面，所述橡胶外包裹层内侧固定塑料内包裹层，所述塑料内包裹层远离橡胶外包裹层的一侧内部有砼破碎颗粒填充层，所述若干铁丝均匀分布于硂破碎颗粒填充层的内部。
上述技术方案中，土体加筋结构尺寸有三种规格：分别为小型土体加筋结构、中型土体加筋结构和大型土体加筋结构。所述小型土体加筋结构尺寸：长为15cm～30cm、宽为10mm～30mm、高为5mm～10mm；所述中型土体加筋结构尺寸：长为30cm～1m、宽为30mm～50mm、高为10mm～15mm；所述大型土体加筋结构尺寸：长为1m～2m、宽为50mm～70mm、高为15mm～20mm。
在一种可能的方案中，所述若干浮点是由回收废弃玻璃制备得来的，所述浮点为半圆状，直径有0.5mm～1mm、2mm～3mm、5mm～6mm三种规格。
在一种可能的方案中，所述橡胶外包裹层是由回收废弃轮胎制备得来的，所述橡胶外包裹层内表面为齿轮状。
在一种可能的方案中，所述塑料内包裹层是由回收废弃塑料制备得来的，所述塑料内包裹层外表面为齿轮状。
在一种可能的方案中，所述橡胶外包裹层内表面和所述塑料内包裹层外表面均为齿轮状，相互咬合在一起。
在一种可能的方案中，所述砼破碎颗粒填充层是由回收建筑工地废弃混凝土制备得来的，所述硂破碎颗粒是由粒径为0.5mm～1mm、2mm～5mm、5mm～10mm的级配组成。
在一种可能的方案中，所述若干铁丝有直径为0.6mm、1.6mm、2.6mm、4.0mm、5.4mm和6.4mm的规格，所述若干铁丝在不同的工程条件下选择一种或几种不同规格的铁丝进行组合。
一种土体加筋结构的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备塑料内包裹层，原料包括以下重量份组成：回收塑料65～80份、增韧剂5～10份；将回收塑料通过机器打碎形成塑料颗粒，再将塑料颗粒与增韧剂按重量份数搅拌均匀后投入挤出机内进行熔融混炼15～30min，从挤出机中挤出到相应的模具中，在温度为180～200℃下成型；
(2)将橡胶原料通过机器打碎形成橡胶颗粒，将橡胶颗粒投入密炼机内进行密炼排胶，随后投入开炼机内成型制得橡胶外包裹层，在塑料内包裹层外表面固定橡胶外包裹层；
(3)将回收玻璃清洗、烘干，再利用球磨机磨成120～180目，喷洒占总重量8％～15％的雾化水形成打磨料，将打磨料注入浮点模板中，再将模板送入回转窑中烧制成玻璃浮点，在橡胶外包裹层外表面嵌入若干所述玻璃浮点；
(4)从回收废弃铁丝中筛选合适规格的铁丝，对所选铁丝进行表面除锈、长度切割，在塑料内包裹层内部插入若干所述铁丝；
(5)将回收建筑工地废弃混凝土投入混凝土破碎机进行破碎，得到砼破碎颗粒，在塑料内包裹层与若干铁丝的空隙中填充砼破碎颗粒，形成砼破碎颗粒填充层。
在一种可能的方案中，所述橡胶外包裹层原料包括以下重量份组成：回收轮胎55～70份、氧化锌3～6份、防老剂2～3份；所述打碎为将回收轮胎通过机器打碎形成橡胶颗粒，所述密炼为将橡胶颗粒与其他上述原料按重量份数搅拌均匀后投入密炼机内进行密炼，密炼时间为15～20min，密炼温度升至130～150℃时进行排胶。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、所用材料均为回收材料，降低了回收物对环境的影响，并且经济适用；
2、浮点均匀分布于橡胶外包裹层外表层，增强了筋材与土体的摩擦力，能提高土体加筋结构的整体强度；
3、橡胶外包裹层提高了结构的耐腐蚀和耐久性能；
4、塑料内包裹层具有防水作用，防止组织铁丝被浸泡产生锈蚀；
5、硂破碎颗粒层提高了结构的抗剪性能；
6、铁丝均匀分于砼破碎颗粒填充层内，提高了土体加筋结构的整体抗拉强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明实施例提供的结构主体示意图；
图2为图1的横剖面图。
附图标记：1、浮点；2、橡胶外包裹层；3、塑料内包裹层；4、砼破碎颗粒填充层；5、铁丝。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
参考图1、2，一种土体加筋结构，包括若干浮点1、橡胶外包裹层2、塑料内包裹层3、砼破碎颗粒填充层4和若干铁丝5，浮点1均匀镶嵌在橡胶外包裹层2外表面，橡胶外包裹层2内侧固定塑料内包裹层3，塑料内包裹层3远离橡胶外包裹层2的一侧内部有砼破碎颗粒填充层4，若干铁丝5均匀分布于砼破碎颗粒填充层4的内部。
可选地，土体加筋结构尺寸有三种规格：分别为小型土体加筋结构、中型土体加筋结构和大型土体加筋结构。小型土体加筋结构尺寸：长为15cm～30cm、宽为10mm～30mm、高为5mm～10mm；中型土体加筋结构尺寸：长为30cm～1m、宽为30mm～50mm、高为10mm～15mm；大型土体加筋结构尺寸：长为1m～2m、宽为50mm～70mm、高为15mm～20mm。
浮点1是由回收废弃玻璃制备得来的，浮点为半圆状，直径有0.5mm～1mm、2mm～3mm、5mm～6mm三种规格，一一对应土体加筋结构的三种尺寸。浮点1能提高土体加筋结构的整体抗剪强度。
橡胶外包裹层2是由回收废弃轮胎制备得来的，橡胶外包裹层2内表面为齿轮状，塑料内包裹层3是由回收废弃塑料制备得来的，塑料内包裹层3外表面亦为齿轮状。橡胶外包裹层2内表面齿轮与塑料内包裹层3外表面齿轮相互咬合在一起。橡胶外包裹层2和塑料内包裹层3提高了土体加筋结构的耐腐蚀、耐久和抗侵蚀性能。
砼破碎颗粒填充层4是由回收建筑工地废弃混凝土制备得来的，硂破碎颗粒4是由粒径为0.5mm～1mm、2mm～5mm、5mm～10mm的级配组成，一一对应土体加筋结构的三种尺寸。
若干铁丝5有直径为0.6mm、1.6mm、2.6mm、4.0mm、5.4mm和6.4mm的规格，所述若干铁丝5在不同的工程条件下选择一种或几种不同规格的铁丝进行组合。
一种土体加筋结构的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备塑料内包裹层，原料包括以下重量份组成：回收塑料65～80份、增韧剂5～10份；将回收塑料通过机器打碎形成塑料颗粒，再将塑料颗粒与增韧剂按重量份数搅拌均匀后投入挤出机内进行熔融混炼15～30min，从挤出机中挤出到相应的模具中，在温度为180～200℃下成型，其中增韧剂能增加塑料的韧性；
(2)橡胶外包裹层原料包括以下重量份组成：回收轮胎55～70份、氧化锌3～6份、防老剂2～3份；将回收轮胎通过机器打碎形成橡胶颗粒，再将橡胶颗粒与其他上述原料按重量份数搅拌均匀后投入密炼机内进行密炼15～20min，密炼温度升至130～150℃时，进行排胶，随后投入开炼机内成型，制得橡胶外包裹层，在塑料内包裹层外表面固定橡胶外包裹层，其中氧化锌作为补强剂提高橡胶的强度、防老剂能抑制橡胶的氧化作用从而减缓橡胶的老化；
(3)将回收玻璃清洗、烘干，再利用球磨机磨成120～180目，喷洒占总重量8％～15％的雾化水形成打磨料，将打磨料注入浮点模板中，再将模板送入回转窑中烧制成玻璃浮点，在橡胶外包裹层外表面嵌入若干所述玻璃浮点；
(4)从回收废弃铁丝中筛选合适规格的铁丝，对所选铁丝进行表面除锈、长度切割，在塑料内包裹层内部插入若干所述铁丝；
(5)将回收建筑工地废弃混凝土投入混凝土破碎机进行破碎，得到砼破碎颗粒，在塑料内包裹层与若干铁丝的空隙中填充砼破碎颗粒，形成砼破碎颗粒填充层。
实施案例1
小型土体加筋结构，其尺寸为：长为25cm、宽为25mm、高为8mm，浮点直径为1mm，橡胶外包裹层内表面和所述塑料内包裹层外表面均为齿轮状，相互咬合在一起，砼破碎颗粒填充层硂破碎颗粒粒径为1mm，铁丝由直径为0.6mm和1.6mm的规格组成。
(1)制备塑料内包裹层，原料由以下重量份组成：回收塑料65份、增韧剂5份；将回收塑料通过机器打碎形成塑料颗粒，再将回收塑料与增韧剂按重量份数搅拌均匀后投入挤出机内进行熔融混炼15min，从挤出机中挤出到相应尺寸外表面为齿轮状模具中，在温度为180℃下成型；
(2)橡胶外包裹层原料由以下重量份组成：回收轮胎55份、氧化锌3份、防老剂2份；将回收轮胎通过机器打碎形成橡胶颗粒，再将橡胶颗粒与其他上述原料按重量份数搅拌均匀后投入密炼机内进行密炼15min，密炼温度升至130℃时，进行排胶，随后投入开炼机内成型制得橡胶外包裹层，橡胶外包裹层内表面具有与塑料内包裹层相配合的齿轮，将塑料内包裹层外表面齿轮与橡胶外包裹层内表面齿轮相互咬合固定；
(3)将回收玻璃清洗、烘干，再利用球磨机磨成120目，喷洒占总重量8％的雾化水形成打磨料，将打磨料注入浮点模板中，再将模板送入回转窑中烧制成玻璃浮点，在橡胶外包裹层外表面嵌入若干上述玻璃浮点；
(4)从回收废弃铁丝中筛选直径为0.6mm和1.6mm的铁丝，对所选铁丝进行表面除锈、长度切割，在塑料内包裹层内部插入若干上述铁丝；
(5)将回收建筑工地废弃混凝土投入混凝土破碎机进行破碎至粒径为1mm，得到砼破碎颗粒，在塑料内包裹层与若干铁丝的空隙中填充砼破碎颗粒，形成砼破碎颗粒填充层。
实施案例2
中型土体加筋结构，其尺寸为：长为100cm、宽为40mm、高为12mm，浮点直径为2mm，橡胶外包裹层内表面和所述塑料内包裹层外表面均为齿轮状，相互咬合在一起，砼破碎颗粒填充层硂破碎颗粒粒径为4mm，铁丝由直径为1.6mm和2.6mm的规格组成。
(1)制备塑料内包裹层，原料由以下重量份组成：回收塑料70份、增韧剂8份；将回收塑料通过机器打碎形成塑料颗粒，再将塑料颗粒与增韧剂按重量份数搅拌均匀后投入挤出机内进行熔融混炼30min，从挤出机中挤出到相应的模具中，在温度为200℃下成型；
(2)橡胶外包裹层原料由以下重量份组成：回收轮胎60份、氧化锌4份、防老剂3份；将回收轮胎通过机器打碎形成橡胶颗粒，再将橡胶颗粒与其他上述原料按重量份数搅拌均匀后投入密炼机内进行密炼20min，密炼温度升至150℃时，进行排胶，随后投入开炼机内成型制得橡胶外包裹层，橡胶外包裹层内表面具有与塑料内包裹层相配合的齿轮，将塑料内包裹层外表面齿轮与橡胶外包裹层内表面齿轮相互咬合固定；
(3)将回收玻璃清洗、烘干，再利用球磨机磨成150目，喷洒占总重量10％的雾化水形成打磨料，将打磨料注入浮点模板中，再将模板送入回转窑中烧制成玻璃浮点，在橡胶外包裹层外表面嵌入若干上述玻璃浮点；
(3)从回收废弃铁丝中筛选直径为1.6mm和2.6mm的铁丝，对所选铁丝进行表面除锈、长度切割，在塑料内包裹层内部插入若干上述铁丝；
(4)将回收建筑工地废弃混凝土投入混凝土破碎机进行破碎至粒径为4mm，得到砼破碎颗粒，在塑料内包裹层与若干铁丝的空隙中填充砼破碎颗粒，形成砼破碎颗粒填充层。
实施案例3
大型土体加筋结构，其尺寸为：长为200cm、宽为60mm、高为20mm，浮点直径为5mm，橡胶外包裹层内表面和所述塑料内包裹层外表面均为齿轮状，相互咬合在一起，砼破碎颗粒填充层硂破碎颗粒粒径为8mm，铁丝由直径为2.6mm、4.0mm和6.4mm的规格组成。
(1)制备塑料内包裹层，原料由以下重量份组成：回收塑料80份、增韧剂10份；将回收塑料通过机器打碎形成塑料颗粒，再将塑料颗粒与增韧剂按重量份数搅拌均匀后投入挤出机内进行熔融混炼25min，从挤出机中挤出到相应的模具中，在温度为190℃下成型；
(2)橡胶外包裹层原料由以下重量份组成：回收轮胎70份、氧化锌6份、防老剂3份；将回收轮胎通过机器打碎形成橡胶颗粒，再将橡胶颗粒与其他上述原料按重量份数搅拌均匀后投入密炼机内进行密炼18min，密炼温度升至140℃时，进行排胶，随后投入开炼机内成型制得橡胶外包裹层，橡胶外包裹层内表面具有与塑料内包裹层相配合的齿轮，将塑料内包裹层外表面齿轮与橡胶外包裹层内表面齿轮相互咬合固定；
(3)将回收玻璃清洗、烘干，再利用球磨机磨成180目，喷洒占总重量15％的雾化水形成打磨料，将打磨料注入浮点模板中，再将模板送入回转窑中烧制成玻璃浮点，在橡胶外包裹层外表面嵌入若干上述玻璃浮点；
(4)从回收废弃铁丝中筛选直径为2.6mm、4.0mm和6.4mm的铁丝，对所选铁丝进行表面除锈、长度切割，在塑料内包裹层内部插入若干上述铁丝；
(5)将回收建筑工地废弃混凝土投入混凝土破碎机进行破碎至粒径为8mm，得到砼破碎颗粒，在塑料内包裹层与若干铁丝的空隙中填充砼破碎颗粒，形成砼破碎颗粒填充层。
以上所述材料均为回收材料，降低了回收物对环境的影响，并且经济适用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种土体加筋结构，其特征在于，包括若干浮点、橡胶外包裹层、塑料内包裹层、砼破碎颗粒填充层和若干铁丝，所述若干浮点均匀分布在橡胶外包裹层外表面，所述橡胶外包裹层内侧固定塑料内包裹层，所述塑料内包裹层远离橡胶外包裹层的一侧内部有砼破碎颗粒填充层，所述若干铁丝均匀分布于硂破碎颗粒填充层的内部。
2.根据权利要求1所述的土体加筋结构，其特征在于，尺寸有小型土体加筋结构、中型土体加筋结构和大型土体加筋结构三种规格，所述小型土体加筋结构尺寸：长为15cm～30cm、宽为10mm～30mm、高为5mm～10mm；所述中型土体加筋结构尺寸：长30cm～1m、宽为30mm～50mm、高为10mm～15mm；所述大型土体加筋结构尺寸：长为1m～2m、宽为50mm～70mm、高为15mm～20mm。
3.根据权利要求1所述的土体加筋结构，其特征在于，所述若干浮点是由回收废弃玻璃制备得来的，所述浮点为半圆状，直径有0.5mm～1mm、2mm～3mm、5mm～6mm三种规格。
4.根据权利要求1所述的土体加筋结构，其特征在于，所述橡胶外包裹层是由回收废弃轮胎制备得来的，所述橡胶外包裹层内表面为齿轮状。
5.根据权利要求1所述的土体加筋结构，其特征在于，所述塑料内包裹层是由回收废弃塑料制备得来的，所述塑料内包裹层外表面为齿轮状。
6.根据权利要求1所述的土体加筋结构，其特征在于，所述橡胶外包裹层内表面和所述塑料内包裹层外表面均为齿轮状，相互咬合在一起。
7.根据权利要求1所述的土体加筋结构，其特征在于，所述砼破碎颗粒填充层是由回收建筑工地废弃混凝土制备得来的，所述硂破碎颗粒是由粒径为0.5mm～1mm、2mm～5mm、5mm～10mm的级配组成。
8.根据权利要求1所述的土体加筋结构，其特征在于，所述若干铁丝有直径为0.6mm、1.6mm、2.6mm、4.0mm、5.4mm和6.4mm的规格，所述若干铁丝在不同的工程条件下选择一种或几种不同规格的铁丝进行组合。
9.一种权利要求1所述的土体加筋结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制备塑料内包裹层，原料包括以下重量份组成：回收塑料65～80份、增韧剂5～10份；将回收塑料通过机器打碎形成塑料颗粒，再将塑料颗粒与增韧剂按重量份数搅拌均匀后投入挤出机内进行熔融混炼15～30min，从挤出机中挤出到相应的模具中，在温度为180～200℃下成型；
2)将橡胶原料通过机器打碎形成橡胶颗粒，将橡胶颗粒投入密炼机内进行密炼排胶，随后投入开炼机内成型制得橡胶外包裹层，在塑料内包裹层外表面固定橡胶外包裹层；
3)将回收玻璃清洗、烘干，再利用球磨机磨成120～180目，喷洒占总重量8％～15％的雾化水形成打磨料，将打磨料注入浮点模板中，再将模板送入回转窑中烧制成玻璃浮点，在橡胶外包裹层外表面嵌入若干所述玻璃浮点；
4)从回收废弃铁丝中筛选合适规格的铁丝，对所选铁丝进行表面除锈、长度切割，在塑料内包裹层内部插入若干所述铁丝；
5)将回收建筑工地废弃混凝土投入混凝土破碎机进行破碎，得到砼破碎颗粒，在塑料内包裹层与若干铁丝的空隙中填充砼破碎颗粒，形成砼破碎颗粒填充层。
10.根据权利要求9所述的土体加筋结构的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述橡胶外包裹层原料包括以下重量份组成：回收轮胎55～70份、氧化锌3～6份、防老剂2～3份；所述打碎为将回收轮胎通过机器打碎形成橡胶颗粒，所述密炼为将橡胶颗粒与其他上述原料按重量份数搅拌均匀后投入密炼机内进行密炼，密炼时间为15～20min，密炼温度升至130～150℃时进行排胶。
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