CN112813956A - 一种预应力纤维网格布阻沙板模具及其预应力施加方法 - Google Patents

Abstract

本发明给出的一种预应力纤维网格布阻沙板模具及其预应力施加方法，该阻沙板模具包括阻沙板模具框；底板，设在阻沙板模具框下开口处，用于使阻沙板模具框与底板拼接后形成制备阻沙板的空腔，底板上环绕底板周壁等间距开设有多个插孔；固定桩，为多个，能够分别由各插孔沿纵向插入制备阻沙板的空腔内，用于将阻沙板中的纤维网格布层挂在各固定桩上进行展平并施加预应力；本发明在阻沙板浇筑成型过程中将一定尺寸的纤维网格布挂设在固定桩上，进行张拉、铺平、展布以及拉伸并施加一定的预应力，待施加预应力的纤维网格布与沙漠沙水泥基混凝土凝固为一体，施加有预应力的纤维网格布产生的紧缩力大大提高了阻沙板的抗折性能、抗弯性能和抗拉性能。

Description

一种预应力纤维网格布阻沙板模具及其预应力施加方法

技术领域

本发明属于防风固沙设备设备技术领域，特别涉及一种预应力纤维网格布阻沙板模具及其预应力施加方法。

背景技术

由于我国西北地区冬季与春季降水量少，干燥的地表在季风的带动下形成沙尘暴，不仅对人们的生活造成影响，而且还会影响公路与铁路的正常运行，为了降低沙尘暴对公路与铁路沿线的危害，早期公路铁路内外主要采用以麦草、芦苇和农作物的秸秆扎成草方格沙障固沙，但随着造纸业和现代农业的发展，原材料获取变得十分困难，随之出现了采用黏土、石料为材料的黏土方格或者石方格作为秸秆方格的替代品，但因不宜施作，运用较少；而采用乳化沥青、高分子聚合物以及水玻璃等黏合材料喷洒于流沙表面形成一定厚度的保护层，因造价较高尚未大力推广；采用尼龙网沙障和HDPE新材料制成蜂巢式固沙障虽然具有一定阻沙效果，但是很容易被大风吹坏，故而对环境造成二次环境污染；为了克服上述问题，研究人给出了采用沙漠风积沙就地材料方式制备阻沙板的施工方式，该施工方式一方面解决了沙漠地区取材困难，建筑材料匮乏，另一方面则是实现“以沙治沙”的理念，降低成本。

但是现有技术中给出的直接使用沙漠沙制作阻沙板，会由于以风积沙与水泥基为主的混凝土成品阻沙板未添加任何增强物质，而使得阻沙板发挥阻沙功能或者在施工、搬运、吊装过程中存在抗拉、抗弯或抗折力学性能严重不足的情况，为解决此问题，通常采用在阻沙板浇筑工程中掺拌纤维丝，采用纤维丝增强的阻沙板抗折、抗拉或抗弯能有一定的提高，但提高幅度不大，但采用施加网格布的方法能大幅度提高阻沙板的抗折、抗拉或抗弯性能，但是由于纤维网格布具有一定的弹性，若想使其在阻沙板中发挥最大作用，需要保证纤维网格布在阻沙板内部呈现紧绷状态，利用纤维网格布的弹性使阻沙板整体为收缩状态，这样阻沙板才更密实，现有技术中的该纤维网格布的铺设时，纤维网格布在阻沙板中呈现松垮的状态，这样制备阻沙板时没有利用纤维网格布的弹性，不能够很好的改善制备的阻沙板抗弯性能和抗折性能，然而现有技术中并没有一种特定制备阻沙板模具，利用现有技术中模具制备阻沙板时，对阻沙板中的纤维网格布铺设仅仅只能靠人为拉拽，这时纤维网格布处于受力不均匀，一部分限位网格布呈现松垮的状态，这样制备阻沙板时没有利用纤维网格布的弹性，不能够很好的改善制备的阻沙板抗弯性能和抗折性能，然而为了在一定程度上保证阻沙板的抗弯性能和抗折性能，所以阻沙板厚度就不能过多降低，但是较厚阻沙板在施工时，不仅会消耗大量的劳动力，不便于施工，而且也会造成纤维网格布和细砂原材料浪费。因此设计一种能够保证阻沙板具有良好的抗弯性能和抗折性能的前提下，能够进一步降低阻沙板厚度，提高原材料利用率以及便于施工的预应力纤维网格布阻沙板模具具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中上存在的上述问题，提供一种能够保证阻沙板具有良好的抗弯性能和抗折性能的前提下，能够进一步降低阻沙板厚度，提高原材料利用率以及便于施工的预应力纤维网格布阻沙板模具及其预应力施加方法具有十分重要的意义。

为了实现上述目的，本发明给出的技术方案为一种预应力纤维网格布阻沙板模具，包括

阻沙板模具框；

底板，设在阻沙板模具框下开口处，用于使阻沙板模具框与底板拼接后形成制备阻沙板的空腔，所述底板上环绕底板周壁等间距开设有多个插孔；

固定桩，为多个，能够分别由各插孔沿纵向插入制备阻沙板的空腔内，且相邻的固定桩等间距设置，用于将阻沙板中的纤维网格布挂在各固定桩上进行展平并施加预应力。

较佳地，所述阻沙板模具框包括

第一U型框；

第二U型框，开口与第一U型框开口相对设置，且第二U型框设在第一U型框外侧，并通过多个螺栓连接，所述底板设在由第一U型框与第二U型框围合成的框体下开口上。

较佳地，相邻的两个插孔之间间隔至少5-10cm，各固定桩插入不同的各插孔内，能够对阻沙板中的纤维网格布施加不同的预应力。

较佳地，未插入固定桩的各插孔上覆盖一层用于避免浆料漏浆的遮挡层，所述遮挡层为纸或塑料膜中的一种。

较佳地，所述固定桩、阻沙板模具框以及底板均由表面光滑的金属材料或硬质塑料制成。

较佳地，所述固定桩、阻沙板模具框以及底板上还涂覆有便于脱模的油脂，所述油脂为废机油、柴油、机油或植物油中的一种或几种。

较佳地，所述固定桩包括

桩体，沿纵向由插孔插入空腔内，用于挂设纤维网格布；

固定件，设在桩体下端，且固定件与插孔卡接或螺纹连接。

一种预应力纤维网格布阻沙板模具的预应力施加方法，包括如下步骤：

S1：将阻沙板模具框和底板进行拼接，然后根据设定施加预应力不同，将各固定桩插接在设定的各插孔内，并在模具内壁涂覆油脂，并用纸或塑料膜覆盖底板上未使用的各插孔；

S2：将沙漠风积沙水泥基材料混合物平铺在模具空腔的底板上，然后将裁剪定尺寸的纤维网格布间隔相同的网格挂设在固定桩上，并进行张拉平铺在该防沙板底层上，再次平铺沙漠风积沙水泥基材料混合物，使得两层沙漠风积沙水泥基材料混合物之间张拉铺设一层纤网格布，依次自下而上重复铺设沙漠风积沙水泥基材料混合物和纤维网格布制备施加预应力的阻沙板，其中每立方米沙漠风积沙水泥基材料混合物由沙漠风积沙质量分数为60～65％、水质量分数为18-20％、水泥质量分数为20-23％进行混合制成，所设置的预应力最大为9-35N/mm，即每毫米的纤维网格布可最大施加0.92-3.57kg的预应力；

S3：装模完毕在顶层覆盖养护膜；

S4：拆模具。

较佳地，纤维网格布挂在固定桩上张拉；使得纤维网格布横向产生0.5-1.0kg预应力，纵向产生1.0-2.0kg的预应力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在阻沙板浇筑成型过程中将一定尺寸的纤维网格布挂设在固定桩上，进行张拉、铺平、展布以及拉伸并施加一定的预应力，待施加预应力的纤维网格布与沙漠沙水泥基混凝土凝固为一体，施加有预应力的纤维网格布的紧缩力大大提高了阻沙板的抗折性能和抗拉性能，增强了阻沙板的整体性与耐久性，同时降低了细砂层与纤维网格布的使用量，节约了成本和程造价；

2、本发明制备的阻沙板能够在保证抗折强度与抗弯强度的基础上，降低阻沙板的整体厚度，便于施工，实用性进一步增强。

3、采用预应力网格布增强阻沙板的抗折性能与抗拉性能后，使得阻沙板不局限于特定长度，进一步扩大了该阻沙板的使用范围。

4、本发明的阻沙板模具由第一U型框和第二U型框以及底板组成，能够方便快捷制备阻沙板，同时便于携带与运输，方便实用。

附图说明

图1为阻沙板的结构示意图；

图2为一种预应力纤维网格布阻沙板模具及其预应力施加方法的特征Ⅰ模具侧面示意图；

图3为一种预应力纤维网格布阻沙板模具及其预应力施加方法的特征Ⅰ模具和预应力纤维网格布分布示意图；

图4为一种预应力纤维网格布阻沙板模具及其预应力施加方法的特征Ⅰ模具正视图；

图5为一种预应力纤维网格布阻沙板模具及其预应力施加方法的特征Ⅱ模具俯视图；

图6为一种预应力纤维网格布阻沙板模具及其预应力施加方法的特征Ⅱ模具正视图；

图7为一种预应力纤维网格布阻沙板模具及其预应力施加方法的特征Ⅱ模具侧视图；

图8为一种预应力纤维网格布阻沙板模具及其预应力施加方法的施工截面示意图。

附图标记说明：

1.底板，2.第一U型框，3.第二U型框，4.螺栓，5.插孔，6.桩体，7.固定件，8.阻沙板模具框，9.固定桩，10.沙漠风积沙水泥基材料浇筑层，11.纤维网格布层。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、达到目的与功效易于明白了解，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，本发明中对于主体的表述中用到的表示方位的术语，例如，“高度”、“长度”、“宽度”、“前表面”是基于将主体竖直放置，即与地面相互垂直时的前提下的描述，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例

如图1-8所示，本发明的具体实施方式是采用以下技术方案予以实现，一种预应力纤维网格布阻沙板模具，包括

阻沙板模具框8；

底板1，焊接或者螺钉连接阻沙板模具框8下开口处，用于使阻沙板模具框8与底板1拼接后形成制备阻沙板的空腔，所述底板1上环绕底板1周壁等间距开设有多个插孔5；

固定桩9，为多个，能够分别由各插孔5沿纵向插入制备阻沙板的空腔内，且相邻的固定桩9等间距设置，用于将阻沙板中的纤维网格布层挂在各固定桩9上进行展平并施加预应力，所述固定桩9插入空腔内的横截面直径至少3-4mm，该固定桩9位于空腔内的截面积应该小于插孔5的直径。

在本实施例中，为了解决现有技术中存在的由于制备阻沙板时，仅仅将对应阻沙板尺寸的纤维网格布11松垮的铺设在相邻的粉细砂层之间，不能应用到纤维网格布11的弹性，从而不能使得制备出的阻沙板更加密实，因而制备得到的阻沙板单位面积的抗弯性能与抗折性能并不好，为了提高阻沙板的抗弯性能与抗折性能，就必须增加阻沙板的厚度，这样不仅造成制备阻沙板材料的浪费的问题，而且还会造成阻沙板过厚不利于施工的问题，为了能够解决上述问题，本发明给出了适用于制备预应力纤维网格布阻沙板模具，通过该模具能够基本解决上述问题，在使用时首先提前计算所需要对已经裁剪尺寸的纤维网格布11施加多大力度的预应力，然后根据不同的预应力将固定桩9沿竖直方向自下而上穿过底板1上用于设定该预应力的插孔5内，并将固定桩9安装在插孔5上，然后将混合好比例的粉细砂混合物平铺在由底板1和阻沙板模具框8组合拼接成的阻沙板制备空腔内，作为阻沙板的底层，然后将裁切后一定尺寸的纤维网格布11中的网格套设在固定桩9上，保证相邻的两个固定桩9之间的网格数量相等，用于保证纤维网格布11受力均匀，并平铺到底层阻沙板上，然后在向该纤维网格布11上铺设粉细砂混合物形成阻沙板的中层，然后再重复上述纤维网格布的铺设，将其在固定桩9上进行张拉后，再将粉细砂混合物铺设在自下而上的第二个张拉的纤维网格布11上，依次可以铺设多层，但是一般以铺设三层沙漠风积沙水泥基材料浇筑层10，并在相邻的沙漠风积沙水泥基材料浇筑层10中铺设一层纤维网格布11的阻沙板应用最广泛，各层沙漠风积沙水泥基材料浇筑层的铺设厚度可以因实际工程应用环境进行调整，等到阻沙板成型后，需要将其在阻沙板模具中倒置脱模，形成带孔的阻沙板也可以将固定桩进行裁切，将其滞留在阻沙板中。

进一步地，为了便于脱模，同时方便携带，所述阻沙板模具框8包括第一U型框2；

第二U型框3，开口与第一U型框2开口相对设置，且第二U型框3设在第一U型框2外侧，并通过多个螺栓4连接，所述底板1设在由第一U型框2与第二U型框3围合成的框体下开口上。

在使用时，将焊接在第一U型框2下开口处的底板1或者是锚钉在第一U型框2的底板1与第一U型框2以及第二U型框3进行拼接，第二U型框3的侧视图为L型，且底板1的一侧边抵接到第二U型框3上设置的卡槽内，然后使用多个螺栓4进行固定，将第一U型框2、第二U型框3以及底板1围合成用于制备阻沙板的空腔。

进一步地，给出了将多个固定桩9相隔相同的距离插入不同的插孔5内，能够使相同尺寸的纤维网格布11具有不同的预应力，用于便于将获得一系列具有不同预应力大小纤维网格布11的阻沙板；相邻的两个插孔5之间间隔至少5-10cm，各固定桩9插入不同的各插孔5内，能够对阻沙板中的纤维网格布施加不同的预应力。

进一步地，一方面为了防止浆料浪费，另一方面为了防止由于漏浆因此的阻沙板强度的变化，未插入固定桩9的各插孔5上覆盖一层用于避免浆料漏浆的遮挡层，所述遮挡层为纸(牛皮纸)或塑料膜中的一种。

进一步地，为了便于脱模，所述固定桩9、阻沙板模具框8以及底板1均由表面光滑的金属材料或硬质塑料制成，金属材料为钢板或铁板中的任一种，所述底板1和阻沙板模具框8厚度均为1-2mm，为了方便阻沙板成型以及易于操作。

进一步地，所述固定桩9、阻沙板模具框8以及底板1上还涂覆有便于脱模的油脂，所述油脂为废机油、柴油、机油或植物油中的一种或几种。

进一步地，给出了固定桩9的具体结构，所述固定桩9包括

桩体6，沿纵向由插孔5插入空腔内，用于挂设纤维网格布；

固定件7，设在桩体6下端，且固定件7与插孔5卡接或螺纹连接。

在使用中，将桩体6沿纵向穿过插孔5进入空腔内，然后将固定件7卡接或者螺纹连接在插孔上，便于固定桩9重复使用。

一种预应力纤维网格布阻沙板模具的预应力施加方法包括如下步骤：

S1：将阻沙板模具框8和底板1进行拼接，然后根据设定施加预应力不同，将各固定桩9插接在设定的各插孔5内，并在模具内壁涂覆油脂，油脂一般为废机油、柴油、机油或植物油中的一种或几种，并用纸或塑料膜覆盖底板5上未使用的各插孔5；

S2：其中每立方米沙漠风积沙水泥基材料混合物由沙漠风积沙质量分数为60-65％、水质量分数为18-20％、水泥质量分数为20-23％进行混合制成的将沙漠风积沙水泥基材料混合物平铺在模具空腔的底板1上，浇筑完毕后，利用振捣等方式保证其表面平整，没有明显凹凸起伏，然后将裁剪定尺寸的纤维网格布11间隔相同的网格挂设在固定桩9上，并进行张拉平铺在该防沙板底层上，使得纤维网格布11横向产生0.5-1.0kg预应力，纵向产生1.0-2.0kg的预应力，纤维网格布11与沙漠风积沙水泥基材料浇筑层的底层密贴，无缝隙，并且张拉紧绷不能出现松弛现象，该层纤维网格布11固定后，继续浇筑沙漠风积沙水泥基材料，均匀压实刮平，中部可稍高，边部稍低，然后再张拉一张裁切好的纤维网格布11，使得该纤维网格布11横向产生0.5-1.0kg预应力，纵向产生1.0-2.0kg的预应力，挂在固定桩9上，纤维网格布11应与处于模具中部的沙漠风积沙水泥基材料浇筑层密贴，无缝隙，并且张拉紧绷不能出现松弛现象，该纤维网格布11密贴后在其上浇筑沙漠风积沙水泥基材料浇筑层，并压实抹平，依次自下而上重复铺设沙漠风积沙水泥基材料混合物和纤维网格布11制备施加预应力的阻沙板，确保每层纤维网格布施加的预应力在9-35N/mm，即每毫米的纤维网格布可最大施加0.92-3.57kg的预应力；

S3：装模完毕在顶层覆盖养护膜，养护至规定龄期；

S4：拆模具，待达到设计强度的70％后拆模，拆模顺序：从固定端处拔出桩体；拧下连接螺栓取下第二U型框3，取出已成型的试件，妥善安置；清理模具。

模具具体尺寸大小以实际需求进行打造，本发明以长1m、宽30cm、3cm高的模具为例。该模具材料使用厚度为铁皮或硬质塑料中的一种制成，其中底板1及阻沙板模具框8厚度为1-2mm为宜。为了便于阻沙板脱模，所以将第二U型框3与第一U型框2通过螺栓可拆卸连接，为了保证模具的密闭性，第二U型框3侧壁截面为“L”型。固定桩9要求材质质地较硬，防止施加预应力时弯曲变形，且表面光滑，以便后期便于脱模。固定桩9的具体尺寸按照纤维网格布11网格孔径大小确定，本发明中固定桩9位于空腔内的直径以3～4mm为宜，长度≥5cm，位于空腔内的固定桩9的直径要小于底板1上插孔5的直径。

完成模具的安装后，需要在阻沙板模具框8、底板1以及固定桩9上均涂的便于脱模的油脂，该油脂可为废机油，柴油，机油，植物油等的一种或他们的组合。

沙漠风积沙水泥基材料浇筑层的层数及厚度按照实际需求确定，本发明为三层，各层的厚度均为8-15mm。预应力纤维网格布层数及尺寸按照实际需求确定，由于纤维网格布设在相邻的两层沙漠风积沙水泥基材料浇筑层之间，当沙漠风积沙水泥基材料浇筑层为三层时，本发明的纤维网格布11设置两层，各层纤维网格布11中正方形网格的孔径边长为4-6.7mm，各层纤维网格布11单位面积重量为46-162g/m²，各层纤维网格布11的断裂应变不大于5％，含胶量13％-15％，将其张拉挂设在各固定桩9上，并满足相邻的两个固定桩9间的网格布网格数相同。固定桩9根据不同大小预应力的设置要求选择合适的插孔5内。本发明以每20cm设置一个固定桩9，根据不同规格的纤维网格布11，张拉过程中每两个固定桩9之间设置不超过29-48个正方形网格，所设置的预应力最大为9-35N/mm，即每毫米的纤维网格布11可最大施加0.92-3.57kg的预应力。然后将模具顶层的沙漠风积沙水泥基材料上用养护膜(篷布)或者塑料布(塑料膜)覆盖，为保证预应力发挥作用，养护拆模时间不得少于7天。

以上公开的仅为本发明的较佳实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种预应力纤维网格布阻沙板模具，其特征在于，包括

阻沙板模具框(8)；

底板(1)，设在阻沙板模具框(8)下开口处，用于使阻沙板模具框(8)与底板(1)拼接后形成制备阻沙板的空腔，所述底板(1)上环绕底板(1)周壁等间距开设有多个插孔(5)；

固定桩(9)，为多个，能够分别由各插孔(5)沿纵向插入制备阻沙板的空腔内，且相邻的固定桩(9)等间距设置，用于将阻沙板中的纤维网格布(11)挂在各固定桩(9)上进行展平并施加预应力。

2.如权利要求1所述的一种预应力纤维网格布阻沙板模具，其特征在于，所述阻沙板模具框(8)包括

第一U型框(2)；

第二U型框(3)，开口与第一U型框(2)开口相对设置，且第二U型框(3)设在第一U型框(2)外侧，并通过多个螺栓(4)连接，所述底板(1)设在由第一U型框(2)与第二U型框(3)围合成的框体下开口上。

3.如权利要求1所述的一种预应力纤维网格布阻沙板模具，其特征在于，相邻的两个插孔(5)之间间隔至少5-10cm，各固定桩(9)插入不同的各插孔(5)内，能够对阻沙板中的纤维网格布(11)施加不同的预应力。

4.如权利要求3所述的一种预应力纤维网格布阻沙板模具，其特征在于，未插入固定桩(9)的各插孔(5)上覆盖一层用于避免浆料漏浆的遮挡层，所述遮挡层为纸或塑料膜中的一种。

5.如权利要求1所述的一种预应力纤维网格布阻沙板模具，其特征在于，所述固定桩(9)、阻沙板模具框(8)以及底板(1)均由表面光滑的金属材料或硬质塑料制成。

6.如权利要求1所述的一种预应力纤维网格布阻沙板模具，其特征在于，所述固定桩(9)、阻沙板模具框(8)以及底板(1)上还涂覆有便于脱模的油脂，所述油脂为废机油、柴油、机油或植物油中的一种或几种。

7.如权利要求1所述的一种预应力纤维网格布阻沙板模具，其特征在于，所述固定桩(9)包括

桩体(6)，沿纵向由插孔(5)插入空腔内，用于挂设纤维网格布；

固定件(7)，设在桩体(6)下端，且固定件(7)与插孔(5)卡接或螺纹连接。

8.如权利要求1所述的一种预应力纤维网格布阻沙板模具的预应力施加方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将阻沙板模具框(8)和底板(1)进行拼接，然后根据设定施加预应力不同，将各固定桩(9)插接在设定的各插孔(5)内，并在模具内壁涂覆油脂，并用纸或塑料膜覆盖底板(5)上未使用的各插孔(5)；

S2：将沙漠风积沙水泥基材料混合物平铺在模具空腔的底板(1)上，然后将裁剪定尺寸的纤维网格布(11)间隔相同的网格挂设在固定桩(9)上，并进行张拉平铺在该防沙板底层上，再次平铺沙漠风积沙水泥基材料混合物，使得两层沙漠风积沙水泥基材料混合物之间张拉铺设一层纤网格布，依次自下而上重复铺设沙漠风积沙水泥基材料混合物和纤维网格布(11)制备施加预应力的阻沙板，其中每立方米沙漠风积沙水泥基材料混合物由沙漠风积沙质量分数为60-65％、水质量分数为18-20％、水泥质量分数为20-23％进行混合制成，所设置的预应力最大为9-35N/mm，即每毫米的纤维网格布可最大施加0.92-3.57kg的预应力；

S3：装模完毕顶层覆盖养护膜；

S4：拆模具。

9.如权利要求8所述的一种预应力纤维网格布阻沙板模具的预应力施加方法，其特征在于，纤维网格布(11)挂在固定桩上(9)张拉；使得纤维网格布(11)横向产生0.5-1.0kg预应力，纵向产生1.0-2.0kg的预应力。

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