CN110424414A - 一种预制球体及其生产设备、生产方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大型填充技术领域，公开了一种应用于大型填充的预制球体，球体为泡沫轻质土制件，可有效实现坑洞的快速回填，极大地缩短施工工期，其生产设备包括泡沫轻质土制备机、浇筑机和球体模具，结构简单、成本低，球体模具组装简便，并且便于拆模和维护。其生产方法简便易行，容易操作，一般24小时即可拆模，静养7即可存放。其使用方法简单，可极大地减少了现场泡沫轻质土的浇注量，极大地提高填充效率，缩短施工工期，预制球体之间的空隙填充效果好，密实度高，固结的整体效果好。

Description

一种预制球体及其生产设备、生产方法和使用方法

技术领域

本发明涉及大型填充技术领域，具体涉及一种应用于大型填充的预制球体及其生产设备、生产方法和使用方法。

背景技术

对于山体滑坡、泥石流等自然灾害以及道路自然沉降等等引起的道路塌方、坑洞形成等道路破坏情况，出现上述情况后，传统常规的处理，需要封闭道路后，进行坑洞的开挖、休整、二次回填土或者混凝土之类的材料，不仅维修速度慢、成本高，需要长时间的封闭道路进行维修，且为了及时抢修，容易存在维修不彻底等因素，限制了对于抢险救灾的及时性和道路的稳定可靠性。

另外，传统的回填土形式，由于土的特性，吸水固结，失水疏松，使得回填土的密实性很差，且需要分层压实，最重要的是，抢险的工程，工作面不规则，大小不一，施工机械不便于操作，且土体与周边土体无法有效固结，无法及时处理；采用混凝土，虽然虽有泵送性、流动性，但其容重大，虽当时填筑密实，但与周边土体的粘接效果差、自重大，会加剧后期因地基承载力不足而引起的不均匀沉降，这是致命的，会造成反反复复的维修。

随着泡沫混凝土行业的发展和技术的进步，出现了采用泡沫轻质土进行填筑的技术，泡沫轻质土具有高流动性、自密实性、轻质高强性以及自立性等特性，使得产品具有很大的优势，很大程度的解决了类似工程的问题。但是，泡沫轻质土由于其水化需要一定的时间，而在发生险情时，坑洞的面积、深度通常都是很大的，而且抢险工程贵在快，水化耗费的时间，容易耽误抢险，施工也容易出现窝工。

因此，亟需一种填充施工快，密实性好，又能与周边土体固结形成整体，有效保障施工工期和填充质量性能途径。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于大型填充的预制球体及其生产设备、生产方法和使用方法，可有效提高泡沫轻质土填充施工速度，密实性好，自重轻，还可以与泡沫轻质土固结形成整体。

为解决上述技术问题，本发明通过如下技术方案来实现：该预制球体为泡沫轻质土制件。

所述球体表面布设有若干凸起或凹槽。

所述球体为圆球体或椭球体或多面球体。

该预制球体的生产设备，包括泡沫轻质土制备机、浇筑机和球体模具，所述球体模具由多瓣弧面模具单元组成，各模具单元的边沿具有连接法兰部，连接法兰部布设有若干通孔，各模具单元相互两两连接，于其内部形成浇筑球体的空间，各模具单元的顶端具有弧形缺口，组装后，在球体模具的顶部形成浇注口。

所述浇筑机包括暂存仓和与暂存仓连接的浇注管。

所述浇筑机为移动式浇筑机。

所述浇筑机为固定式浇筑机，所述球体模具设置在转运小车上，所述转运小车上设置有与球体模具相适应的模具底座。

所述通孔包括连接通孔和吊孔。

本申请的预制球体，优选采用如下重量份的原料制备泡沫轻质土，水泥250-750份，掺加料0-700份，水50-150份，发泡剂0.1-1份，外加剂0-9份，增强剂0-30份，改性剂0-50份。所得预制球体强度高、不开裂、耐久性好，并且与填充时的现浇泡沫轻质土结合性能好，形成一体，结构稳定可靠。

该预制球体的生产方法，包括如下步骤：

1）首先对模具进行清理刷油处理，再进行模具浇筑，凝结后，拆模得半成品球体；

2）将所得半成品球体养护7天，7天后装箱或放于阴凉处，存放28天即可。

该预制球体的使用方法，包括以下步骤：

1）将预制球体放入坑洞内；

2）现浇泡沫轻质土，进行灌浆、填缝处理。

或

1）将预制球体待填充的坑洞内，预制球体填充厚度控制在1-2米；

2）浇注一次泡沫轻质土，使泡沫轻质土淹没预制球体；

3）然后再依次填充放入球体和浇注泡沫轻质土，依次交叉进行至坑洞填充完毕。

本发明的有益效果：

本发明通过采用泡沫轻质土预制的球体，球体结构便于滚动，利于填充球体在坑洞内自动滚动至合适位置并相互挨紧，也便于较小球体在较大球体的间隙间自由滚动，将较大球体间的间隙尽可能的填满。

在进行填充作业时，特别是应用于紧急抢险填充作业时，可以在坑洞内先填充预制球体，然后再现浇泡沫轻质土，进行灌浆、填缝处理，或者，对于特别巨大的坑洞回填，可以先填入一定厚度的预制球体，再浇注相应厚度的泡沫轻质土，淹没所填充球体，依次交替进行，填充一层球体并灌注泡沫轻质土后，可立即回填第二层球体并灌注泡沫轻质土。一方面可以极大地减少了现场泡沫轻质土的浇注量，极大地提高填充效率，缩短施工工期，另一方面利用泡沫轻质土的高流动性，可以填满球体之间的空隙，增加密实性，并且预制球体与现浇泡沫轻质土材质相同，可以实现稳定可靠的固结，形成良好整体效果。

其生产设备结构简单、成本低，球体模具组装简便，并且便于拆模和维护。其生产方法简便易行，容易操作，一般24小时即可拆模，静养7即可存放。其施工工艺简单，可极大地减少了现场泡沫轻质土的浇注量，极大地提高填充效率，缩短施工工期，预制球体之间的空隙填充效果好，密实度高，固结的整体效果好。

本发明结构简单，施工方便，不仅可有效保障填充施工质量，而且可极大地缩短施工工期，对于抢险工程来说，极大地满足了贵在快需求，实用性强，使用效果好，为泡沫轻质土的填充开辟了一条新的途径，值得广泛推广应用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步地说明：

图1是一种圆球形预制球体的结构示意图；

图2是一种多面球体形预制球体的结构示意图；

图3是一种椭球体形预制球体的结构示意图；

图4是一种带有凸起的预制球体结构示意图；

图5是图4的剖面结构示意图；

图6是一种具有凹槽的预制球体结构示意图；

图7是一种预制球体模具的侧视结构示意图；

图8是一种预制球体模具的俯视结构示意图；

图9是一种预制球体模具的仰视结构示意图；

图10是一种移动式浇筑机的结构示意图；

图11是实施例二的结构示意图；

图12是移动小车的俯视结构示意图；

图13是一种带吊孔的预制球体模具结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例一

参看图1-3，一种应用于大型填充的预制球体，所述球体1为泡沫轻质土制件，所述球体1的形状为圆球体、椭球体、多面球体，参看图1所示球体1形状为圆球体，参看图2所示球体1形状为多面球体，参看图3所示球体1形状为椭球体。参看图4-6，所述球体1表面布设有若干凸起1-1或凹槽1-2。参看图4和5，所示球体1表面分布有若干凸起1-1，参看图6，所示球体1表面分布有若干凹槽1-2，通过设置凸起1-1或凹槽1-2，可进一步提高预制球体与现浇泡沫轻质土固结的稳定可靠性。

其生产设备，包括泡沫轻质土制备机、浇筑机和球体模具2，参看图7-9，所述球体模具2由多瓣弧面模具单元2-1组成，单个球体模具2还可以采用3-5个模具单元2-1组成，本实施例的单个球体模具2采用4个模具单元2-1组成示例说明，每个模具单元2-1内部空腔对应预制球体1的四分之一体积，各模具单元2-1的边沿具有连接法兰部2-2，连接法兰部2-2布设有若干通孔2-3，各模具单元2-1相互依次通过其连接法兰部2-2两两首尾连接，相邻的两模具单元2-1的连接法兰部2-2通过螺栓2-4连接紧固，模具单元2-1组装后，于其内部形成浇筑预制球体1的空间，各模具单元2-1的顶端具有弧形缺口，组装后，在球体模具的顶部形成浇注口2-4。参看图10，所述浇筑机包括暂存仓3和与暂存仓3连接的浇注管3-1。本实施例的浇筑机为移动式浇筑机，暂存仓3设置在移动小车上，泡沫轻质土制备机采用华泰泡沫轻质土生产设备，将制备的泡沫轻质土灌装进移动式浇筑机。浇筑前，首先，在地面上挖出成排的模具坑，深度不大于球体模具高度的三分之一，将组装好的球体模具2放于模具坑内，使其浇注口2-4朝上，然后通过移动式浇筑机实现向各球体模具2内灌注泡沫轻质土。

其生产方法：

1）取如下重量份的原料：PO425水泥415份、水230份、发泡剂0.3份，采用泡沫轻质土制备机制备泡沫轻质土浆料；

2）对球体模具2进行清理刷油和组装，组装后的球体模具2稳定地放置于模具坑内；

3）将泡沫轻质土浆料泵送至浇筑机的暂存仓3，并通管浇注管对各球体模具1进行模具浇筑；

4）24小时后，球体凝结，拆模得半成品球体；

5）将所得半成品球体养护7天，7天后装箱或放于阴凉处，存放28天即可。

该原料配方制备的泡沫轻质土预制球体，强度高，可有效达到1.5兆帕。

一种上述预制球体的使用方法，首先，将预制球体1放入坑洞内，球体高度低于预填充高度5-10公分，然后，现浇泡沫轻质土，进行灌浆、填缝处理，浇注至预填充高度。

实施例二

参看图11和12，本实施例与实施例一的不同之处在于：所述浇筑机为固定式浇筑机，所述球体模具2设置在转运小车4上，所述转运小车4上设置有与球体模具2相适应的模具底座4-1，模具底座4-1由4块扇形支座组成，每个扇形支座具有向内侧的弧面凹槽，共同组成容纳球体模具2下部的放置凹槽，各扇形支座间相互分离一定距离，形成容纳球体模具2连接法兰部2-2的空间，该空间与球体模具2的连接法兰部2-2相配合，还具有对球体模具2进行稳定限位的作用。

参看图11，泡沫轻质土制备机4将制备好的泡沫轻质土泵送至浇筑机的暂存仓3内，通过浇注管3-1向设置在移动小车上的球体模具2灌注泡沫轻质土，实现浇筑生产预制球体1。

参看图13，所述通孔2-3包括连接通孔2-3-1和吊孔2-3-2，连接通孔2-3-1用于安装螺栓2-4实现球体模具2的组装，吊孔2-3-2用于通过吊转设备实现对球体模具2的吊装转移。

本实施例的预制球体的生产方法：

1）取如下重量份的原料：PO425水泥330份、掺加料100份、水200份、增强剂1份、早强减水剂0.5份、发泡剂0.3份，采用泡沫轻质土制备机制备泡沫轻质土浆料；

2）对球体模具2进行清理刷油和组装，组装后的球体模具2稳定地放置于移动小车上；

3）将泡沫轻质土浆料泵送至浇筑机的暂存仓3，并通管浇注管对行走小车上的球体模具1进行模具浇筑；

4）通过行走小车将浇筑后的球体模具1转运至养护区，24小时后，球体凝结，拆模得半成品球体；

5）将所得半成品球体养护7天，7天后装箱或放于阴凉处，存放28天即可。

本实施例的原料配方所生产的预制球体强度可有效达到1.0-1.2兆帕，综合性能优良。

实施例三

本实施例与实施例一或二的不同之处在于：所述预制球体的使用方法为，填充作业时，首先将预制球体1填入待填充的坑洞内，预制球体1的填充厚度控制在1-2米；然后浇注一次泡沫轻质土，使泡沫轻质土淹没预制球体1；

再，依次填充放入预制球体1和浇注泡沫轻质土，依次交叉进行至坑洞填充完毕。

优选的，所述预制球体1的填充，采用较大尺寸的预制球体与较小尺寸预制球体1相配合填充，先填入较大尺寸的预制球体1，然后在较大尺寸的预制球体1间的间隙内填入较小尺寸的预制球体1。

实施例四

本实施例与上述实施例的不同之处在于：取如下重量份的原料：PO425水泥330份、掺加料100份、水200份、改性剂3份、增强剂1份、早强减水剂0.5份、发泡剂0.3份，采用泡沫轻质土制备机制备泡沫轻质土浆料。

所生产的预制球体强度可有效达到1.5兆帕，不开裂，耐久性好，综合性能更加优良。

本申请实施例中涉及的原料组分，其试验优选说明，其中，水泥可采用PC32.5级及以上的硅酸盐类水泥，或采用硫铝酸盐水泥均可，优选采用PO425水泥。发泡剂可采用华泰HTL型、FG2发泡剂、动物发泡剂。外加剂为萘系早强减水剂。增强剂可采用氯化镁、元明粉、氯化钙三乙醇胺。改性剂可采用氢氧化钠、生石灰、石膏。添加料可采用300目以上的固废粉料，如工业生产中产生的高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤灰、煤渣、硫酸渣、废石膏、脱硫灰、电石渣、盐泥等一般工业废物，以及尾矿、火山灰等固体物质，避免采用强酸强碱及腐蚀性或放射性等危害性固体废弃物。

本申请的预制球体1的直径优选50-900mm，可以适应绝大多数的填充需要，并且方便运输，还可有效实现较大尺寸的球体与较小尺寸球体的配合填充。预制球体1的容重设计在200-1000kg/m³之间，可有效满足绝大多数路面及其他坑洞回填的施工要求。

尽管已经示例和描述了本发明的实施方式，但对于本领的普通域技术人员来说，可以理解：在不脱离本发明的原理和精神的前提下，本发明还可以说有多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由权利要求书及其等同方案限定。

Claims (10)

1.一种应用于大型填充的预制球体，其特征在于：所述球体为泡沫轻质土制件。

2.根据权利要求1所述的预制球体，其特征在于：所述球体表面布设有若干凸起或凹槽。

3.根据权利要求1所述的预制球体，其特征在于：所述球体为圆球体或椭球体或多面球体。

4.根据权利要求1所述的预制球体，其特征在于：所述球体由如下重量份的原料制备而成：水泥250-750份，掺加料0-700份，水50-150份，发泡剂0.1-1份，外加剂0-9份，增强剂0-30份，改性剂0-50份。

5.一种如权利要求1-4所述预制球体的生产设备，其特征在于：包括泡沫轻质土制备机、浇筑机和球体模具，所述球体模具由多瓣弧面模具单元组成，各模具单元的边沿具有连接法兰部，连接法兰部布设有若干通孔，各模具单元相互两两连接，于其内部形成浇筑球体的空间，各模具单元的顶端具有弧形缺口，组装后，在球体模具的顶部形成浇注口。

6.根据权利要求5所述的生产设备，其特征在于：所述浇筑机包括暂存仓和与暂存仓连接的浇注管。

7.根据权利要求5所述的生产设备，其特征在于：所述球体模具设置在转运小车上，所述转运小车上设置有与球体模具相适应的模具底座。

8.根据权利要求5所述的生产设备，其特征在于：所述通孔包括连接通孔和吊孔。

9.一种如权利要求1-4所述预制球体的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）首先对模具进行清理刷油处理，再进行模具浇筑，凝结后，拆模得半成品球体；

2）将所得半成品球体养护7天，7天后装箱或放于阴凉处，存放28天即可。

10.一种如权利要求1-4所述预制球体的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将预制球体放入坑洞内；

2）现浇泡沫轻质土，进行灌浆、填缝处理；

或

1）将预制球体待填充的坑洞内，预制球体填充厚度控制在1-2米；

2）浇注一次泡沫轻质土，使泡沫轻质土淹没预制球体；

3）然后再依次填充放入球体和浇注泡沫轻质土，依次交叉进行至坑洞填充完毕。