CN112323564A - 轻型盖板及其制备方法 - Google Patents

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CN112323564A CN202011302536.0A CN202011302536A CN112323564A CN 112323564 A CN112323564 A CN 112323564A CN 202011302536 A CN202011302536 A CN 202011302536A CN 112323564 A CN112323564 A CN 112323564A
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秦日强
张海清
严文均
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Guangdong Longjiangyuan Cement Products Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种轻型盖板及其制备方法。轻型盖板包括底板和与底板层叠结合的混凝土层，所述底板为波纹板，且所述混凝土层的与所述底板结合的面为波纹面，所述波纹面所含的波纹与所述波纹板所含的波纹相啮合。所述轻型盖板具有优异的抗冲击性能，其承载力高，装饰效果和耐久性能以及防盗性能好，结构稳定度和安全度高，耐老化，延性好，不会产生瞬间脆断。而且重量轻，其制备方法工艺条件易控，保证制备的轻型盖板性能稳定，而且制备的效率高，成本低。

Description

轻型盖板及其制备方法
技术领域
本申请属于建材技术领域，尤其涉及一种轻型盖板及其制备方法。
背景技术
目前人行道、步行街、商业街、观光场所、公交站台、景观绿地等各种盖板一般用于遮盖道路深井，防止人或物体坠落，已成为城市道路不可缺少的组成部分。传统盖板一般分为金属盖板和非金属盖板，其中金属盖板存在制造成本高、容易锈蚀和防盗性能差等缺点，而非金属盖板主要为混凝土盖板，单一的混凝土层，没有观赏性和美化城市形象的作用，现有一些做法在成型后的混凝土盖板表面涂抹颜色层来改变其外观。但由于混凝土盖板应用于户外，在长期的户外环境中容易受损，导致其表面掉色以及露出内部原有的颜色，使得其看起来更不美观，不利于道路环境的美化。并且混凝土盖板存在结构自重大、承载力低、抗冲击和疲劳性能差、使用寿命短等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种轻型盖板及其制备方法，以解决金属盖板存在成本高和易锈蚀或非金属盖板存在的承载力低、抗冲击和疲劳性能差、使用寿命短等不足的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种轻型盖板。所述轻型盖板包括底板和与底板层叠结合的混凝土层，所述底板为波纹板，且所述混凝土层的与所述底板结合的面为波纹面，所述波纹面所含的波纹与所述波纹板所含的波纹相啮合。
本发明的另一方面，提供了一种轻型盖板的制备方法。所述轻型盖板的制备方法包括如下步骤：
提供底板和盖板模具；其中，所述底板为波纹板；
将所述底板平铺于所述盖板模具底部，再向所述盖板模具内浇筑混凝土浆料，振动成型和凝固处理，在所述底板的表面形成混凝土层。
与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
本发明轻型盖板通过波纹板作为底板，与混凝土层之间形成增效作用，从而赋予本发明轻型盖板抗冲击性能好、承载力高、装饰效果好、耐久性能好、防盗性能好等优点，而且体积低收缩稳定好、不存在老化等问题，结构安全度高，延性好，不会产生瞬间脆断。同时本发明轻型盖板重量轻，重量为传统盖板的40-50％。
本发明轻型盖板制备方法通过直接在波纹板的表面浇筑混凝土层，使得混凝土层原位结合在波纹板的表面，以形成结构牢固的轻型盖板，而且赋予制备的轻型盖板如上述的具有力学性能、装饰效果好、耐久性能好、防盗性能好、体积低收缩稳定好、安全度高，延性好，不会产生瞬间脆断，且重量轻。而且轻型盖板制备方法工艺条件易控，保证制备的轻型盖板性能稳定，而且制备的效率高，成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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他的附图。
图1是本申请实施例轻型盖板的结构示意图；
图2是本申请实施例轻型盖板制备方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
一方面，本发明实施例提供了一种轻型盖板。轻型盖板的结构如图1所示，包括底板1和与底板1层叠结合的混凝土层2。
其中，底板1为波纹板，那么底板1的表面为波纹面，也即是其与混凝土层2结合面为波纹面。那么混凝土层2的与底板1结合的面也为波纹面，且底板1的波纹面所含的波纹与混凝土层2所含的波纹相啮合，从而使得底板1层叠结合的混凝土层2通过相对应的波纹表面啮合为一体。这样，本发明实施例轻型盖板通过特定波纹结构的底板1与混凝土层2之间形成增效作用，兼顾了传统金属盖板和非金属盖板的各自优点，从而赋予轻型盖板抗冲击性能好、承载力高、装饰效果好、耐久性能好、防盗性能好等优点，而且该结构的轻型盖板体积低收缩稳定好、不存在老化等问题，结构安全度高，延性好，不会产生瞬间脆断。同时该轻型盖板重量轻。有效克服了传统金属盖板和非金属盖板如背景技术部分陈述的不足。
在一实施例中，如图1所示，底板1所含的波纹的波长L为80-300mm，或同时将底板1的波纹的波高(波谷至波峰之间的高度)H1控制为轻型盖板H2总厚度的1/2-3/4。通过调节底板1所含的波纹波长和波高尺寸的控制和优化，一方面能够增强底板的力学强度，从而提高轻型盖板的相关力学性能，如抗冲击性能、承载力等性能，同时降低轻型盖板的重量。
另一实施例中，底板1的厚度为0.5-2mm。通过优化底板1的厚度，能够有效平衡轻型盖板的力学性能和重量。
在具体实施例中，底板1为金属波纹底板，具体如镀锌波纹底板、不锈钢波纹底板中的任一种。这样，金属波纹底板赋予轻型盖板高的力学性能，而且具有良好的装饰效果好、耐久性能，体积稳定。
混凝土层2的与底板1结合面如上文所述，也为波纹面。一实施例中，混凝土层2的抗压强度大于130兆帕，抗弯曲强度大于16兆帕。通过对混凝土层2抗压强度和抗弯曲强度等性能的调节和优化，提高轻型盖板的力学性能，如抗冲击性能、承载力和体积稳定等性能。
实施例中，混凝土层2由混凝土浆料凝固形成，且混凝土浆料包括如下重量份的组分：
如下份数的混凝土浆料凝固形成：
砂 600～1100份，优选为750～950份；
水泥 350～750份，优选为450～650份；
掺合料 200～450份，优选为270～380份；
钢纤维 50～120份，优选为65～105份；
外加剂 15～25份，优选为17.5～22.5份；
且水胶比为0.16～0.22，优选为0.18～0.2。
该组分的混凝土浆料不仅具有良好的分散性能，而且凝固形成的混凝土层2具有优异的超高韧性和低脆性，如抗压强度大于130兆帕，抗弯曲强度大于16兆帕。而且耐久性优异，而且重量轻。
其中，在具体实施例中，混凝土浆料中所含的砂的粒径优选为0.15～4.75mm；水泥选用强度不低于32.5MPa的水泥；掺合料的平均粒径优选为5～30μm；钢纤维的长度优选为10～20mm。进一步优化混凝土浆料所含的上述力学性能。
在上述各实施例的基础上，轻型盖板还包括如图1中所示的加强筋3。该加强筋3设置在底板1的与混凝土层2结合面上，在一实施例中，加强筋3是设置在底板1的波谷和/或波峰处，优选是在波谷和波峰处均设置加强筋3。通过增设加强筋3，进一步增强轻型盖板的抗弯拉性能等力学性能。
在进一步实施例中，加强筋3与底板1的表面焊接，这样，不仅能够增强底板1和轻型盖板的抗弯拉性能等力学性能，而且增大了底板1与混凝土层2结合面的表面积，从而增大了底板1与混凝土层2之间的结合强度。其中，加强筋沿底板1的波谷、波峰的延伸方向设置。
因此，上述轻型盖板具有优异的抗冲击性能，其承载力高，装饰效果和耐久性能以及防盗性能好，结构稳定度和安全度高，耐老化，延性好，不会产生瞬间脆断。而且重量轻，如重量为传统盖板的40-50％。基于轻型盖板的该优异性能，上述各实施例中的轻型盖板的厚度为40-150mm。
另一方面，本发明实施例还提供了上文轻型盖板的制备方法。结合图1，轻型盖板的制备方法的工艺流程如图2所示，包括如下步骤：
S01：提供底板1和盖板模具；其中，底板1为波纹板；
S02：将底板1平铺于盖板模具底部，再向盖板模具内浇筑混凝土浆料，振动成型和凝固处理，在底板1的表面形成混凝土层2。
这样，轻型盖板制备方法通过直接在底板1的表面浇筑混凝土层2，使得混凝土层2原位结合在底板1的表面，以形成结构牢固的轻型盖板，而且赋予制备的轻型盖板如上述的具有力学性能、装饰效果好、耐久性能好、防盗性能好、体积低收缩稳定好、安全度高，延性好，不会产生瞬间脆断，且重量轻。而且轻型盖板制备方法工艺条件易控，保证制备的轻型盖板性能稳定，而且制备的效率高，成本低。
其中，步骤S01中的底板1和步骤S02中形成的混凝土层2分别如上文轻型盖板中所述的底板1和混凝土层2，为了节约篇幅，在此不再对步骤S01中的底板1和步骤S02中形成的混凝土层2做赘述。
其中，步骤S02的混凝土浆料如上文所述的，包括如下重量份的组分：
砂 600～1100份
水泥 350～750份
掺合料 200～450份
钢纤维 50～120份
外加剂 15～25份；
且水胶比为0.16～0.22。
其中，混凝土浆料中所含的砂的粒径优选为0.15～4.75mm；水泥选用强度不低于32.5MPa的水泥；掺合料的平均粒径优选为5～30μm；钢纤维的长度优选为10～20mm。进一步优化混凝土浆料所含的上述力学性能。
在步骤S02中，振动成型后还包括对收平表面的步骤，提高混凝土层2的背离底板1表面的平整度。
一实施例中，步骤S02中的凝固处理是在盖板模具中混凝土浆料层表面覆盖保湿膜，进行保养处理如常温养护24小时，后进行脱模处理，然后进行洒水养护处理如养护处理7天即得到轻型盖板。
在进一步实施例中，在向盖板模具内浇筑混凝土浆料之前，还包括在处于模具内的底板1表面上焊接加强筋3的步骤。具体的加强筋3如上文轻型盖板所述的加强筋3，因此，该加强筋3是优选沿底板1的波谷、波峰的延伸方向设置。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
本实施例提供了一种轻型盖板及其制备方法。所述轻型盖板的结构如图1所示，包括金属波纹底板1和超高韧性混凝土层2，金属波纹底板1为镀锌波纹底板，并在与混凝土层2相结合面的金属波纹板1的各个波峰、波谷位置均焊接钢筋3，提高底板1的抗弯拉性能，所述镀锌波纹底板波长为80mm，厚度为0.5mm，高度为轻型盖板厚度的二分之一,轻型盖板厚度为100mm。经测得超高韧性混凝土层2为抗压强度大于130兆帕、抗弯曲强度大于16兆帕。
轻型盖板制备方法包括如下步骤：
S1.准备好盖板模具，将焊有钢筋3的金属波纹底板1平铺在模具内，备用；
S2.将超高韧性混凝土的原料分别按比例搅拌混合均匀得到超高韧性混凝土拌合物，并浇筑到步骤S1备好的模具中，然后进行振动成型，收平表面；
S3.将步骤S2制备的盖板覆盖保湿膜，常温养护24小时后脱模，然后进行洒水养护7天即得到轻型盖板；
其中，步骤S2中混凝土拌合物包括以下份数的原材料：
粒径0.15～4.75mm的砂600份；
强度不低于32.5MPa的水泥350份；
平均粒径5～30μm的掺合料200份；
长度10～20mm的钢纤维50份；
高性能外加剂15份；
水胶比0.16。
实施例2
本实施例提供了一种轻型盖板及其制备方法。所述轻型盖板的结构如图1所示，包括金属波纹底板1和超高韧性混凝土层2，金属波纹底板1为镀锌波纹底板，并在与混凝土层2相结合面的金属波纹板1的各个波峰、波谷位置均焊接钢筋3，提高底板1的抗弯拉性能，所述镀锌波纹底板波长为300mm，厚度为2mm，高度为轻型盖板厚度的四分之三,轻型盖板厚度为150mm。经测得超高韧性混凝土层2为抗压强度大于130兆帕、抗弯曲强度大于16兆帕。
轻型盖板制备方法包括如下步骤：
S1.准备好盖板模具，将焊有钢筋3的金属波纹底板1放入模具内，备用；
S2.将超高韧性混凝土的原料分别按比例搅拌混合均匀得到超高韧性混凝土拌合物，并浇筑到步骤S1备好的模具中，然后进行振动成型，收平表面；
S3.将步骤S2制备的盖板覆盖保湿膜，常温养护24小时后脱模，然后进行洒水养护7天即得到轻型盖板；
其中，步骤S2中混凝土拌合物包括以下份数的原材料：
粒径0.15～4.75mm的砂1100份；
强度不低于32.5MPa的水泥750份；
平均粒径5～30μm的掺合料450份；
长度10～20mm的钢纤维120份；
高性能外加剂25份；
水胶比0.22。
实施例3
本实施例提供了一种轻型盖板及其制备方法。所述轻型盖板的结构如图1所示，包括金属波纹底板1和超高韧性混凝土层2，金属波纹底板1为镀锌波纹底板，并在与混凝土层2相结合面的金属波纹板1的各个波峰、波谷位置均焊接钢筋3，提高底板1的抗弯拉性能，所述镀锌波纹底板波长为190mm，厚度为1.25mm，高度为轻型盖板厚度的三分之二,轻型盖板厚度为50mm。经测得超高韧性混凝土层2为抗压强度大于130兆帕、抗弯曲强度大于16兆帕。
轻型盖板制备方法包括如下步骤：
S1.准备好盖板模具，将焊有钢筋3的金属波纹底板1放入模具内，备用；
S2.将超高韧性混凝土的原料分别按比例搅拌混合均匀得到超高韧性混凝土拌合物，并浇筑到步骤S1备好的模具中，然后进行振动成型，收平表面；
S3.将步骤S2制备的盖板覆盖保湿膜，常温养护24小时后脱模，然后进行洒水养护7天即得到轻型盖板；
其中，步骤S2中混凝土拌合物包括以下份数的原材料：
粒径0.15～4.75mm的砂850份；
强度不低于32.5MPa的水泥550份；
平均粒径5～30μm的掺合料325份；
长度10～20mm的钢纤维85份；
高性能外加剂20份；
水胶比0.19。
对比例1
本对比例提供了一种传统混凝土盖板。传统混凝土盖板采用C60高性能混凝土制备，制备方法包括如下步骤：
S1.准备好盖板模具，将钢筋骨架固定在模具内，备用；
S2.将C60高性能混凝土原料按比例搅拌混合均匀得到高性能混凝土拌合物，并浇筑到步骤S1备好的模具中，然后进行振动成型，收平表面；
S3.将步骤S2制备的盖板覆盖保湿膜，常温养护24小时后脱模，然后进行洒水养护28天即得到传统混凝土盖板。
盖板的相关性能测试：
将实施例1至实施例3提供的轻型盖板和对比例1提供的传统混凝土盖板，参照《广东电网公司配网混凝土盖板及电缆井压顶部件技术标书》分别进行表1中相关性能的测试，测试结果如下表1中所示。
表1路面砖盖板承载力检测结果
Figure BDA0002787267040000101
由表1可知，对比例1采用C60高性能混凝土制作盖板，与实施例1对比，加载到裂缝检验荷载(112kN)，裂缝宽度略有增加；加载到承载力检验荷载(224kN)，混凝土破坏；1.5米、10公斤锥形钢球自由落体冲击至盖板破坏所需次数降低较多；相同承载力，盖板厚度增加较多。通过大量试验，在发明实施例提供的轻型盖板中金属波纹底板与超高韧性混凝土组合，减少盖板配筋量，降低盖板质量，提高抗冲击性能。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轻型盖板，包括底板和与底板层叠结合的混凝土层，其特征在于：所述底板为波纹板，且所述混凝土层的与所述底板结合的面为波纹面，所述波纹面所含的波纹与所述波纹板所含的波纹相啮合。
2.根据权利要求1所述的轻型盖板，其特征在于：在所述底板中，所述波纹的波长为80-300mm，所述波纹的波高为所述轻型盖板总厚度的1/2-3/4；和/或
所述底板的厚度为0.5-2mm；和/或
所述轻型盖板的厚度为40-150mm。
3.根据权利要求1或2所述的轻型盖板，其特征在于：所述底板为金属波纹底板。
4.根据权利要求3所述的轻型盖板，其特征在于：所述金属波纹底板为镀锌波纹底板、不锈钢波纹底板中的任一种。
5.根据权利要求1、2和4任一项所述的轻型盖板，其特征在于：所述混凝土层的抗压强度大于130兆帕，抗弯曲强度大于16兆帕；和/或
所述混凝土层由混凝土浆料凝固形成，且混凝土浆料包括如下重量份的组分：
Figure FDA0002787267030000011
6.根据权利要求5所述的轻型盖板，其特征在于：所述砂的粒径为0.15～4.75mm；和/或
所述水泥选用强度不低于32.5MPa的水泥；和/或
所述掺合料的平均粒径为5～30μm；和/或
所述钢纤维的长度为10～20mm。
7.根据权利要求1、2、4、6任一项所述的轻型盖板，其特征在于：在所述底板的与混凝土层结合面上还增设有加强筋，所述加强筋设置在所述底板的波谷和/或波峰处。
8.根据权利要求7所述的轻型盖板，其特征在于：所述加强筋为钢筋；和/或
所述加强筋与所述底板的表面焊接；和/或
所述加强筋沿所述底板的波谷或波峰的延伸方向设置。
9.一种轻型盖板的制备方法，包括如下步骤：
提供底板和盖板模具；其中，所述底板为波纹板；
将所述底板平铺于所述盖板模具底部，再向所述盖板模具内浇筑混凝土浆料，振动成型和凝固处理，在所述底板的表面形成混凝土层。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：在向所述盖板模具内浇筑混凝土浆料之前，还包括在处于模具内的所述底板表面上焊接加强筋的步骤。
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