CN113186931A - 一种降低现浇回填泡沫混凝土沉降开裂的装置及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低现浇回填泡沫混凝土沉降开裂的装置及施工方法。装置包括锥形筒，锥形筒大端口朝上，小端口朝下，大端口处设置翼缘板，翼缘板上设置内侧开设有孔的环形导流管，小端口处设置过滤网，环形导流管上固定设有牵引杆；环形导流管可将料浆进行分流，分流后的料浆沿着锥形筒壁下滑，避免了产生大气泡，同时也避免料浆直接下沉，导致泡沫混凝土二次冲击而产生的性能变化，再通过过滤网到达工作面，可过滤大气泡；翼缘板一方面可固定环形导流管，提供料浆分流后通道，同时还可用于抹平浇筑面；牵引杆可进行装置移动抹平浇筑面，避免二次作业。该装置降低沉降开裂效果好，操作方法简单，可自由改变浇筑地点，同时具有抹平工作面的功能。
Description
技术领域
本发明属于泡沫混凝土施工领域，具体涉及一种降低现浇回填泡沫混凝土沉降开裂的装置及施工方法。
背景技术
泡沫混凝土在路桥填筑工程中的应用是行业热点，因其施工量大、综合成本较低，应用量不断增长，占现浇泡沫混凝土的一半以上。目前我国已有众多生产施工单位在各类路桥填筑工程中大量使用泡沫混凝土，泡沫混凝土用于路桥填筑工程已成为行业应用的主流，获得了大量经济和社会效益。然而由于路桥填筑用泡沫混凝土和传统泡沫混凝土相比，各方面性能和要求侧重点有较大差异，传统泡沫混凝土侧重于对保温、防火等性能方面的要求，而路桥填筑用泡沫混凝土不仅对强度、密度有不同要求，且对流动性、凝结性、耐久性、环境适应性、安全性等方面的性能指标有要求，有的还需满足路桥铁道的特殊要求，更具特殊性。
但在目前普遍的浇筑施工过程中，施工作业粗放，工人操作随意，对泡沫混凝土结构的整体性造成了一定损害，特别是现场直接泼洒式的浇筑和工人在作业面上随处走动等现象。由于泡沫混凝土在浇筑过程中的流动冲击和翻涌，引起大量的大气泡，造成后期泡沫混凝土在竖向结构上沉降不均，甚至局部加大的趋势，从而更易开裂，整体结构的稳定性降低，质量缺陷频发。因此，如何从施工工艺或装置上解决沉降和开裂问题，是一个迫切而重要的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对目前泡沫混凝土浇筑施工粗放作业所导致结构沉降开裂的问题，提供一种降低沉降开裂效果好，操作方法简单，可自由改变浇筑地点，同时具有抹平工作面功能的装置及施工方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种降低现浇回填泡沫混凝土沉降开裂的装置，包括环形导流管、过滤网、锥形筒、牵引杆、翼缘板和导流直管，其中：
所述锥形筒、环形导流管和翼缘板同轴设置；
所述锥形筒大端口朝上，小端口朝下；
所述翼缘板呈环形，与所述锥形筒大端口固定连接，并沿着所述锥形筒大端口直径平面水平向外；
所述环形导流管固定在所述翼缘板上表面，所述环形导流管的内圆周侧面布置有多个出料孔；
所述牵引杆的一端和中间部分分别固定连接在所述环形导流管上，并通过所述环形导流管的圆心；
所述导流直管与所述环形导流管连通，位于所述牵引杆正下方，沿着所述环形导流管直径方向水平向外延伸；
所述过滤网呈圆柱形，上部固定在所述锥形筒小端口下端，与所述锥形筒小端口连通，所述过滤网下部用圆片固定封底。
按上述方案，所述环形导流管管壁与所述翼缘板相切点靠近所述锥形筒大端口边缘。
按上述方案，所述锥形筒小端口直径为60-70cm，大端口直径为100-120cm。
按上述方案，所述翼缘板在锥形筒大端口直径方向向外延伸50-100cm，环形导流管管壁与翼缘板相切点与锥形筒大端口边缘处相距5-10cm。
按上述方案，所述环形导流管的内圆周侧面每隔10-15cm设置直径3-4cm的出料孔。
按上述方案，所述环形导流管管内直径为10-12cm。
按上述方案，所述环形导流管壁厚为0.5-1cm。
按上述方案，所述锥形筒筒身高度5-10cm；所述过滤网为高度5-10cm的圆柱。
按上述方案，所述导流直管长20-30cm，内直径与所述环形导流管相同。
按上述方案，所述翼缘板在距离外边缘1-3cm处30度仰角向上弯折。
按上述方案，所述过滤网的网孔为边长5-10mm方形孔。
按上述方案，所述牵引杆另外一端伸出环形导流管，其中所述牵引杆伸出环形导流管部分可自由伸缩。优选地，所述牵引杆伸出环形导流管部分由多节组成，节与节之间通过内螺纹丝口连接。更优选地，每节5-10m。
按上述方案，所述环形导流管焊接在翼缘板上；所述过滤网上部焊接固定在锥形筒小端口下端，下部通过圆片焊接封底。
按上述方案，所述牵引杆一端铰接在所述环形导流管上，中间部分通过弹簧固定在所述环形导流管上。
按上述方案，所述过滤网的材质为不锈钢丝，优选直径为5mm；所述圆片的材质为不锈钢；所述环形导流管和所述导流直管的材质为金属管；所述的牵引杆为轻质高强塑料杆。
按上述方案，所述的牵引杆上临时固定泡沫混凝土浇筑软管。
本发明提供一种利用上述降低现浇回填泡沫混凝土沉降开裂的装置的施工方法，包括以下步骤：
步骤一、润洗：将上述降低现浇回填泡沫混凝土沉降开裂的装置放在平坦的回填作业面上，用泡沫混凝土同水胶比水泥浆润洗环形导流管和锥形筒；
步骤二，导管连接固定：将泡沫混凝土浇注软管沿着牵引杆临时固定，所述浇注软管的出料口插入导流直管的管口，并用套箍固定；
步骤三、浇筑施工：料浆通过浇筑软管、导流直管到达环向导流管，从环形导流管内圆周侧面的出料孔出料，后沿着锥形筒内壁下滑，达到底部，最后从侧壁过滤网流出，到达浇筑面；
步骤四、移动整平：当料浆接触到翼缘板下表面时，可操作牵引杆自由移动整个装置，并利用翼缘板抹平浇筑面；或者继续浇注料浆，在料浆浇注反作用力的作用下，装置底部离开浇筑面基底，且翼缘板始终位于浇筑面上部，操作牵引杆可自由移动整个装置，并利用翼缘板抹平浇筑面。
本发明的技术方案的有益效果是：
1.本发明提供的一种降低现浇回填泡沫混凝土沉降开裂的装置，装置包括锥形筒，锥形筒大端口朝上，小端口朝下，大端口处设置翼缘板，翼缘板上设置内侧开设有孔的环形导流管，小端口处设置过滤网，环形导流管上固定设有牵引杆；环形导流管可起到将料浆进行分流的作用，分流后的料浆沿着锥形筒壁下滑，避免了浇筑过程中产生大气泡，同时也避免料浆浇筑过程中直接下沉，导致泡沫混凝土二次冲击而产生的性能变化，再通过过滤网到达工作面，可过滤浇筑过程中产生大气泡；翼缘板一方面可固定环形导流管，同时还可以用于抹平浇筑面；牵引杆可进行装置移动抹平浇筑面，避免二次作业。
2.本发明提供的一种利用降低现浇回填泡沫混凝土沉降开裂的装置的施工方法，实现了泡沫混凝土料浆有组织地浇筑施工，由传统的大股料浆冲击变成小股料浆沿着锥形筒壁下滑，通过过滤网后到达工作面，避免了浇筑过程中产生大气泡，并且通过过滤网消除大气泡，又通过装置侧面出料，避免料浆浇筑过程中直接下沉，导致泡沫混凝土二次冲击而产生的性能变化；在施工过程中，操作人员可以离开浇筑面作业，并通过牵引杆随意改变浇筑面，移动的同时抹平浇筑面，避免二次作业，操作简单，实用性强。
附图说明
图1为本发明实施例提供的降低现浇回填泡沫混凝土沉降开裂的装置的侧视图。
图2为本发明实施例提供的降低现浇回填泡沫混凝土沉降开裂的装置的俯视图。
其中图中标号为：
1、环形导流管；2、过滤网；3、锥形筒；4、牵引杆；5、翼缘板；6、圆片；7、弹簧；8、导流直管；9、铰支座。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步地描述。
如图1和2所示，本发明实施例提供一种降低现浇回填泡沫混凝土沉降开裂的装置，包括环形导流管1、过滤网2、锥形筒3、牵引杆4、翼缘板5和导流直管8，其中：
所述锥形筒3、环形导流管1和翼缘板5同轴设置；
所述锥形筒3大端口朝上，小端口朝下；
所述翼缘板5呈环形，与所述锥形筒3大端口固定连接，并沿着所述锥形筒3大端口直径平面水平向外；
所述环形导流管1固定在翼缘板5上表面，所述环形导流管1的内圆周侧面布置有多个出料孔；
所述牵引杆4的一端和中间部分分别固定连接在所述环形导流管1上，并通过所述环形导流管1的圆心；
所述导流直管8与所述环形导流管1连通，沿着所述环形导流管1直径方向水平向外延伸，并位于所述牵引杆4正下方；
所述过滤网2呈圆柱形，上部固定在所述锥形筒3小端口下端，与所述锥形筒3小端口连通，所述过滤网2下部用圆片6固定封底。
其中一个实施例中，所述环形导流管1管壁与所述翼缘板5相切点靠近所述锥形筒3大端口边缘。
其中一个实施例中，锥形筒3小端口直径为60-70cm，大端口直径为100-120cm，筒身高度5-10cm；所述翼缘板5在锥形筒3大端口直径方向向外延伸50-100cm，环形导流管1管壁与翼缘板5相切点和锥形筒3大端口边缘处相距5-10cm；翼缘板5距离外边缘1-3cm处30度仰角向上弯折；所述环形导流管1内直径为10-12cm，壁厚1cm；所述环形导流管1内圆周侧面每隔10-15cm开直径3-4cm圆孔；所述导流直管8长20-30cm，内直径与所述环形导流管1相同。所述过滤网2为直径60-70cm、高度5-10cm柱形，网孔为边长5-10mm方形孔。
其中一个实施例中，所述牵引杆4另外一端伸出环形导流管1，其中牵引杆4伸出环形导流管1部分可自由伸缩。优选地，所述牵引杆4伸出环形导流管1部分由多节组成，节与节之间通过内螺纹丝口连接。更优选地，每节5-10m。
其中一个实施例中，所述牵引杆4一端通过铰支座9铰接在所述环形导流管1上，中间部分通过弹簧7固定在所述环形导流管1上，另一端伸出环形导流管1。
其中一个实施例中，所述环形导流管1焊接在翼缘板5上；所述过滤网2上部焊接固定在锥形筒3小端口下端，下部通过圆片6焊接封底。
其中一个实施例中，所述过滤网2的材质为不锈钢丝，优选直径为5mm；所述圆片6的材质为不锈钢；所述环形导流管1和所述导流直管8的材质为金属管；所述的牵引杆4的材质为轻质高强塑料杆。
其中一个实施例中，所述牵引杆4上临时固定泡沫混凝土浇筑软管。
提供上述利用降低现浇回填泡沫混凝土沉降开裂的装置的施工方法，包括以下步骤：
步骤一、润洗：将上述降低现浇回填泡沫混凝土沉降开裂的装置放在平坦的回填作业面上，用泡沫混凝土同水胶比水泥浆润洗导流管1和锥形筒3；
步骤二，导管连接固定：将泡沫混凝土浇注软管沿着牵引杆4临时固定，所述浇注软管出料口插入导流直管8的管口，并用套箍固定；
步骤三、浇筑施工：料浆通过浇筑软管、导流直管8到达环向导流管1，从环形导流管1内圆周侧面出料孔出料，后沿着锥形筒3内壁下滑，达到底部圆片6上，最后从侧壁过滤网2流出，到达浇筑面；
步骤四、移动整平：当料浆接触到翼缘板5下表面时，可操作牵引杆4自由移动整个装置，并利用翼缘板5抹平浇筑面；或者继续浇注料浆，在料浆浇注反作用力的作用下，底部圆片6离开浇筑面基底，且翼缘板5始终位于浇筑面上部，操作牵引杆4可自由移动整个装置，并利用翼缘板5抹平浇筑面。
本发明中的沉降与开裂性能测试依据浇筑面25m2，一次浇筑高度0.5m泡沫混凝土现场浇筑施工来开展，实施例1-4、对比例1～4是对不同配合比的泡沫混凝土不同施工方式进行性能测试，各泡沫混凝土配合比如表1所示。
其中，实施例1、对比例1为500密度等级泡沫混凝土；实施例2、对比例2为加6mm聚丙烯短纤维500密度等级泡沫混凝土；实施例3、对比例3为700密度等级泡沫混凝土；实施例4、对比例4为加6mm聚丙烯短纤维700密度等级泡沫混凝土。实施例1-4采用上述装置进行施工；对比例1-4采用传统方式进行施工，即工人在浇筑作业区随意走动并手持浇注管喷射浇筑。沉降性能，以中间点、四角点共5个沉降率平均值表示，沉降率为沉降与浇筑高度的比值；抗裂性能，以最大裂缝宽度、最大裂缝长度和裂缝条数表示。
表1.实施例1-4、对比例1-4中泡沫混凝土配合比(kg/m3)
| 编号 | 水泥 | 粉煤灰 | 矿粉 | 发泡剂 | 减水剂 | 水 | 纤维 |
| 实施例1 | 280 | 40 | 80 | 1.15 | 6.1 | 200 | 0 |
| 对比例1 | 280 | 40 | 80 | 1.15 | 6.1 | 200 | 0 |
| 实施例2 | 280 | 40 | 80 | 1.15 | 6.1 | 200 | 4.5 |
| 对比例2 | 280 | 40 | 80 | 1.15 | 6.1 | 200 | 4.5 |
| 实施例3 | 420 | 60 | 120 | 0.73 | 9.6 | 300 | 0 |
| 对比例3 | 420 | 60 | 120 | 0.73 | 9.6 | 300 | 0 |
| 实施例4 | 420 | 60 | 120 | 0.73 | 9.6 | 300 | 6.8 |
| 对比例4 | 420 | 60 | 120 | 0.73 | 9.6 | 300 | 6.8 |
表2.实施例1-4、对比例1-4中泡沫混凝土性能测试结果
表1和表2所示：相同配合比下，与传统施工方式相比，利用本发明施工装置和施工方法，相同浇筑高度下的沉降率相对较小，出现最大裂缝宽度和最大裂缝长度较小，裂缝条数少，综合稳定性更好。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种降低现浇回填泡沫混凝土沉降开裂的装置，其特征在于，包括环形导流管、过滤网、锥形筒、牵引杆、翼缘板和导流直管，其中：
所述锥形筒、环形导流管和翼缘板同轴设置；
所述锥形筒大端口朝上，小端口朝下；
所述翼缘板呈环形，与所述锥形筒大端口固定连接，并沿着所述锥形筒大端口直径平面水平向外；
所述环形导流管固定在所述翼缘板上表面，所述环形导流管的内圆周侧面布置有多个出料孔；
所述牵引杆的一端和中间部分分别固定连接在所述环形导流管上，并通过所述环形导流管的圆心；
所述导流直管与所述环形导流管连通，沿着所述环形导流管直径方向水平向外延伸，并位于所述牵引杆正下方；
所述过滤网呈圆柱形，上部固定在所述锥形筒小端口下端，与所述锥形筒小端口连通，所述过滤网下部用圆片固定封底。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述环形导流管管壁与所述翼缘板相切点靠近所述锥形筒大端口边缘。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述牵引杆伸出环形导流管部分可自由伸缩。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述牵引杆伸出环形导流管部分由多节组成，节与节之间通过内螺纹丝口连接。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锥形筒大端口直径为100-120cm，所述锥形筒小端口直径为60-70cm；所述翼缘板在所述锥形筒大端口直径方向向外延伸50-100cm，所述环形导流管管壁与所述翼缘板相切点与所述锥形筒大端口边缘处相距5-10cm；所述环形导流管管内直径为10-12cm；所述环形导流管的内圆周侧面每隔10-15cm设置直径3-4cm的出料孔。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锥形筒筒身高度5-10cm；所述过滤网高度为5-10cm；所述导流直管长20-30cm，内直径与所述环形导流管相同。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述翼缘板在距离外边缘1-3cm处30度仰角向上弯折；所述环形导流管壁厚为0.5-1cm；所述过滤网的网孔为边长5-10mm方形孔。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述环形导流管焊接在翼缘板上；所述过滤网上部焊接固定在锥形筒小端口下端，下部通过圆片焊接封底；所述牵引杆一端铰接在所述环形导流管上，中间部分通过弹簧固定在所述环形导流管上。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述环形导流管和所述导流直管的材质为金属管；所述牵引杆的材质为轻质高强塑料杆；所述过滤网的材质为不锈钢丝；所述圆片的材质为不锈钢。
10.一种利用权利要求1-9任一项所述的降低现浇回填泡沫混凝土沉降开裂的装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、润洗：将权利要求1-9任一项所述的降低现浇回填泡沫混凝土沉降开裂的装置放在平坦的回填作业面上，用泡沫混凝土同水胶比水泥浆润洗环形导流管和锥形筒；
步骤二，导管连接固定：将泡沫混凝土浇注软管沿着牵引杆临时固定，所述浇注软管的出料口插入导流直管的管口，并用套箍固定；
步骤三、浇筑施工：料浆通过浇筑软管、导流直管到达环向导流管，从环形导流管内圆周侧面的出料孔出料，后沿着锥形筒内壁下滑，达到底部，最后从侧壁过滤网流出，到达浇筑面；
步骤四、移动整平：当料浆接触到翼缘板下表面时，可操作牵引杆自由移动整个装置，并利用翼缘板抹平浇筑面；或者继续浇注料浆，在料浆浇注反作用力的作用下，装置底部离开浇筑面基底，且翼缘板始终位于浇筑面上部，操作牵引杆可自由移动整个装置，并利用翼缘板抹平浇筑面。
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2021
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