CN113929427B - 一种固沙板的连接件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固沙板的连接件及其制备方法,连接件包括由镁水泥砂浆固化而成的定位板和一端固化于所述定位板内底部的把筋，其中所述定位板的顶部形成有供固沙板插入的凹槽，固沙板的连接件通过模具成型的方法制备，所述方法包括以下步骤：将模框和开孔模板组装在一起；将把筋插入到开孔内，使得把筋的一端位于所述模腔内，另一端位于所述模具外侧；待镁水泥砂浆初凝后，注入所述模腔内所述，在0‑30℃条件下，于空气中养护直至镁水泥砂浆硬化；把半模框和开孔模板拆卸打开，脱模形成固沙板的连接件。制备方法简单，连接件成本低，强度大。

Description

一种固沙板的连接件及其制备方法

技术领域

本发明涉及固沙技术领域，特别是涉及一种固沙板的连接件及其制备方法。

背景技术

固沙措施是对沙源进行封固，抑制流沙活动，以减少或消除对沙漠中公路、铁路等设施的危害。固沙板是固沙措施的重要装置，但是，目前的固沙板安装操作复杂，影响施工效率；或者固沙板直接固定于沙漠表面，日积月累中容易被掩埋，形成二次施工的复杂化。

例如申请号为201811353228.3的专利公开了“一种硅溶胶改性纤维素基粘结剂、环保储水型固沙板及其制备方法”，其操作方式就是将固沙板按十字方格的形式埋置于沙丘上，这种方式方法不仅需要开挖沟槽，施工过程费时费力，而且在大风环境中整体稳定性还有待商榷。

再例如申请号为2011101403449的专利公开了一种“导流式防沙网”，连接件直接放置在沙面上，连接件与沙面间的作用力小，申请号为2016108930099的专利公开了一种“网格式固沙装置”，也是一种用连接件与固沙板结合的固沙装置，连接件由连接装置与固定桩构成，施工过程费时费力。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的连接件与沙面作用力小，施工繁琐的问题，而提供一种固沙板的连接件。

本发明的另一个目的是提供所述固沙板的制备方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种固沙板的连接件，包括由镁水泥砂浆固化而成的定位板和一端固化于所述定位板内底部的把筋，其中所述定位板的顶部形成有供固沙板插入的凹槽。

在上述技术方案中，所述把筋垂直于所述定位板体的下端面，每一定位板体上固定有2-5根把筋。

在上述技术方案中，所述定位板体为形成有卡槽的梯形板，高为5-30cm，厚为2-20cm，上端长为4-30cm，下端长为10-50cm，卡槽宽为2-5cm，卡槽深为2-15cm。

所述镁水泥砂浆为氯氧镁水泥、硫氧镁水泥或磷酸镁水泥中的一种或多种的混合物，所述氯氧镁水泥砂浆通过以下方法制备：

步骤1，将氯化镁溶于水中，得到浓度在20-30Be°之间的镁盐溶液；

步骤2，将活性氧化镁、沙土(沙土为沙和/或土，从治沙当地获取)和所述镁盐溶液按质量比1:(5-15):(0.5-1.5)混合并搅拌均匀得到氯氧镁水泥砂浆；

所述硫氧镁水泥砂浆通过以下方法制备：

步骤1，将硫酸镁溶于水中，得到浓度在20-30Be°之间的镁盐溶液；

步骤2，将活性氧化镁、沙土(沙土为沙和/或土，从治沙当地获取)和所述镁盐溶液按质量比1:(5-15):(0.5-1.5)混合并搅拌均匀得到硫氧镁水泥砂浆；

所述磷酸镁水泥砂浆通过以下方法制备：

步骤1，将磷酸镁溶于水形成镁盐溶液；

步骤2，将重烧氧化镁或死烧氧化镁、沙土(沙土为沙和/或土，从治沙当地获取)和所述镁盐溶液按质量比1:(5-15):(0.5-1.5)混合并搅拌均匀得到磷酸镁水泥砂浆；其中，步骤1中磷酸镁的质量为步骤2中重烧氧化镁或死烧氧化镁质量的1％-15％。

在上述技术方案中，所述活性氧化镁为轻烧氧化镁粉或苛性白云石粉，所述活性氧化镁的活性含量为15％-95％。

在上述技术方案中，所述步骤2中还混合有纤维作为增强材料，所述纤维为植物纤维或无机纤维，所述增强材料的加入量为镁水泥砂浆质量的0.5％-30％，所述增强材料为植物纤维或无机纤维，植物纤维的加入量为镁水泥砂浆质量的2％-30％，无机纤维的加入量为镁水泥砂浆质量的0.5-5％。

在上述技术方案中，所述把筋为植物纤维或金属细杆。

在上述技术方案中，所述把筋通过以下方法制备：秸秆材料捆扎成束形成植物纤维束，将所述植物纤维束浸泡于镁水泥净浆中,待所述镁水泥净浆充分浸入把筋缝隙后取出，凝固形成镁质把筋；所述镁水泥净浆为氯氧镁水泥净浆、硫氧镁水泥净浆、磷酸镁水泥净浆中的一种或任意比例的多种；

所述氯氧镁水泥净浆通过以下方法制备：

步骤1，将氯化镁溶于水中，得到浓度在20-30Be°之间的镁盐溶液；

步骤2，将活性氧化镁和所述镁盐溶液按质量比1:(0.5-2)混合并搅拌均匀，获得氯氧镁水泥净浆；

所述硫氧镁水泥净浆通过以下方法制备：

步骤1，将硫酸镁溶于水中，得到浓度在20-30Be°之间的镁盐溶液；

步骤2，将活性氧化镁和所述镁盐溶液按质量比1:(0.5-2)混合并搅拌均匀，获得硫氧镁水泥净浆；

磷酸镁水泥净浆通过以下方法制备：

步骤1，将磷酸镁溶于水形成镁盐溶液；

步骤2，将重烧氧化镁或死烧氧化镁和所述镁盐溶液按质量比1:(0.5-2)混合并搅拌均匀，得到磷酸镁水泥净浆；其中，步骤1中磷酸镁的质量为步骤2中重烧氧化镁或死烧氧化镁质量的1％-15％。

一种固沙板的连接件模具成型的方法，所述模具包括可拆卸连接的半模框和开孔模板，所述半模框和开孔模板围合形成模具框，所述模具框内形成有模腔，所述模腔的形状大小与所述固沙板的连接件的形状大小相同，所述开孔模板上形成有供把筋插入的开孔，所述方法包括以下步骤：

步骤1，将模框和开孔模板组装在一起；

步骤2，将把筋插入到开孔内，使得把筋的一端位于所述模腔内，另一端位于所述模具外侧；

步骤3，将镁水泥砂浆注入所述模腔内，在0-30℃条件下，于空气中养护直至镁水泥砂浆初凝(结构不坍塌)；

步骤4，把半模框和开孔模板拆卸打开，脱模后的连接件在0-30℃条件下，于空气中养护直至镁水泥砂浆完全硬化形成固沙板的连接件。

在上述技术方案中，所述半模框的左右两侧面上均销接结构，所述销接结构包括插销、连接杆和合页，所述合页的一叶片固定于所述侧面上，所述插销通过连接杆固定于合页的另一叶片上，所述开孔模板的外侧面的左右两端均固定有一固定杆，所述固定杆与所述插销相销接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.固定件由无机原料(轻烧氧化镁粉、苛性白云石粉、水氯镁石、沙或土、水)生产，其配料简单、固化时间短、无需水养护(普通水泥的需洒水养护7天以上)。固定件的设计形式简单，因此用模具制备的过程简单，易于制作，对于整体施工而言省时省力。固定件下端把筋的设计使得固定件能够承受较大横向风。

2.由于镁水泥胶凝材料(氧化镁、镁盐溶液(氯化镁或硫酸镁或磷酸镁之一溶于水)混合形成的胶凝相)的强度很高，且与砂石或土的和易性极好，因此相对于其他无机材料(如硅酸盐、石膏等)镁水泥胶凝材料能够最大化的利用治沙当地的沙作为填充材料，且对沙的质量不受限制(如含土量的多少，对于其他无机胶凝材料而言沙中含土量的大小直接影响固沙板的强度等物理性能)能够掺入75％-80％及以上的当地沙、土作为填充料，因此材料成本便宜，极具经济优势。经过测试固沙板的连接件抗压强度、抗折强度都能达到较高水平(平均抗压强度>10MPa，尤其当细沙土掺入量为80％及其以上，形成较佳集配时抗压强度能够达到15MPa以上，抗折强度>2.5MPa)。

3.固定件的卡槽将固沙板固定，两者自由衔接，安装简便，施工和安装可同时就地进行，所需人员配备较少，能够节省大量人力物力。此外，由于固定件的安置不收地形限制，固定件与固沙板自由连接，因此当风积沙堆满固沙单元空间后，可将固定件和固沙板上提重新布置，因此可持续循环利用节省二次制作的费用。

附图说明

图1所示为连接件的结构示意图。

图2是模具的结构示意图。

图3是半模框和开孔模板打开状态下的结构示意图。

图4是半模框的结构示意图。

图5是模具内的结构示意图。

图6是模具的尺寸结构示意图。

图7是模具开孔中插入把筋的结构示意图。

图8是镁水泥砂浆倒入模具中的结构示意图。

图9是固化脱模后的结构示意图。

图10是固定件的把筋插入沙面的结构示意图。

图11是固定件、固沙板以及沙面的布置关系示意图。

图中：1-定位板，2-把筋，3-凹槽，4-固沙板，5-模具，6-镁水泥砂浆，7-沙面；

51-半模框，52-开孔模板，53-模腔，54-开孔，55-插销，56-连接杆，57-合页。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，一种固沙板的连接件，包括由镁水泥砂浆6固化而成的定位板1和一端固化于所述定位板内底部的把筋2，其中所述定位板1的顶部形成有供固沙板插入的凹槽3。

使用时，将固沙板4插入凹槽3内实现连接件与固沙板的固定连接，连接后定位板1与固沙板垂直交叉。

把筋优选为与定位板底边垂直设置，提高连接件的抗风能力，同时把筋也可与底边具有一定的夹角，每个连接件上把筋的数量优选但不限于2-5个，把筋为植物纤维、金属细杆或镁质把筋。植物纤维可为但不限于竹筋、稻草、芦苇杆等或其他植物纤维。

所述镁质把筋通过以下方法制备：将植物纤维(如竹筋、稻草、芦苇杆等或其他植物秸秆材料)捆扎成直径小于上述模具孔洞的把筋(把筋长度10-30cm，本实施例设定长度为15cm)，然后将把筋在上述镁水泥净浆中浸泡，待浆液充分浸入把筋缝隙后取出，凝固可形成镁质把筋。一般凝固时间为1-4h。

定位板的形状优选但不限于梯形板，还可采用矩形板或其他形状的板状结构，当其选用梯形板时，优选尺寸为高H＝5-30cm，厚L＝2-20cm，上端长A＝4-30cm，下端长B＝10-50cm，凸槽宽D＝2-5cm，凸槽长C＝2-15cm。本实施例中参数设置分别为H＝15cm，L＝5cm，A＝7cm，B＝21cm，D＝2.7cm，C＝7cm。

进一步的，镁水泥砂浆和镁水泥净浆可由以下三种方式制备，同时不限于以下三种方式。

1.1制备氯氧镁水泥净浆和氯氧镁水泥砂浆

所述氯氧镁水泥砂浆通过以下方法制备：

步骤1，将氯化镁溶于水中，得到浓度在20-30Be°之间的镁盐溶液；

步骤2，将活性氧化镁、沙土(沙土为沙和/或土，从治沙当地获取)和所述镁盐溶液按质量比1:(5-15):(0.5-1.5)(最优比例为1:8:0.9，除此之外，还可采用1:5:1.5、1:15:0.5、1:5:0.5)混合并搅拌均匀得到氯氧镁水泥砂浆。

所述氯氧镁水泥净浆通过以下方法制备：

步骤1，将氯化镁溶于水中，得到浓度在20-30Be°之间的镁盐溶液；

步骤2，将活性氧化镁和所述镁盐溶液按质量比1:(0.5-2)(最优比例为1:0.75，除此之外，还可采用1:0.5，1:1，1:2)混合并搅拌均匀，获得氯氧镁水泥净浆。

1.2制备硫氧镁水泥砂浆和硫氧镁水泥净浆

所述硫氧镁水泥砂浆通过以下方法制备：

步骤1，将硫酸镁溶于水中，得到浓度在20-30Be°之间的镁盐溶液；

步骤2，将活性氧化镁、沙土(沙土为沙和/或土，从治沙当地获取)和所述镁盐溶液按质量比1:(5-15):(0.5-1.5)(最优比例为1:8:0.9，除此之外，还可采用1:5:1.5、1:15:0.5、1:5:0.5)混合并搅拌均匀得到硫氧镁水泥砂浆；

所述硫氧镁水泥净浆通过以下方法制备：

步骤1，将硫酸镁溶于水中，得到浓度在20-30Be°之间的镁盐溶液；

步骤2，将活性氧化镁和所述镁盐溶液按质量比1:(0.5-2)(最优比例为1:0.75，除此之外，还可采用1:0.5，1:1，1:2)混合并搅拌均匀，获得硫氧镁水泥净浆。

1.3制备磷酸镁水泥砂浆和磷酸镁水泥净浆

所述磷酸镁水泥砂浆通过以下方法制备：

步骤1，将磷酸镁溶于水形成镁盐溶液；

步骤2，将重烧氧化镁或死烧氧化镁、沙土(沙土为沙和/或土，从治沙当地获取)和所述镁盐溶液按质量比1:(5-15):(0.5-1.5)(最优比例为1:8:0.9，除此之外，还可采用1:5:1.5、1:15:0.5、1:5:0.5)混合并搅拌均匀得到磷酸镁水泥砂浆；其中，步骤1中磷酸镁的质量为步骤2中重烧氧化镁或死烧氧化镁质量的1％-15％。

磷酸镁水泥净浆通过以下方法制备：

步骤1，将磷酸镁溶于水形成镁盐溶液；

步骤2，将重烧氧化镁或死烧氧化镁和所述镁盐溶液按质量比1:(0.5-2)(最优比例为1:0.75，除此之外，还可采用1:0.5，1:1，1:2)混合并搅拌均匀，得到磷酸镁水泥净浆；其中，步骤1中磷酸镁的质量为步骤2中重烧氧化镁或死烧氧化镁质量的1％-15％。

实施例2.1-2.3中，活性氧化镁为轻烧氧化镁粉、苛性白云石粉或其他能够获得活性MgO成分的原料之一或者为组合，一般活性氧化镁(MgO)的活性含量为15％-95％。

实施例2.1-2.3中，混合砂浆时可以加入纤维作为增强材料，纤维可以是植物纤维也可以是玻璃丝等无机纤维。

实施例2

制备所述连接件的模具5结构如下：

所述模具包括可拆卸连接的半模框51和开孔模板52，所述半模框51和开孔模板52围合形成模具框，所述模具框内形成有模腔53，所述模腔的形状大小与所述固沙板的连接件的形状大小相同，所述开孔模板上形成有多个开孔54，每一个开孔供一个把筋插入。开孔的内边长大小为1cm-5cm。

半模框为类似W型模具，开孔模板为长条形开孔模具，W型模具和开孔模具采用不锈钢板制作成，半模框和开孔模板固定在一起时，形成模具整体结构(T型模具)。如图6所示，T型模具的高H＝5-30cm，厚L＝2-20cm，上端长A＝4-30cm，下端长B＝10-50cm，凸槽宽D＝2-5cm，凸槽长C＝2-15cm。本实施例中参数设置分别为H＝15cm，L＝5cm，A＝7cm，B＝21cm，D＝2.7cm，C＝7cm，开孔内边长＝2.5cm。

更进一步的，如图4所示，所述半模框的左右两侧面上均销接结构，所述销接结构包括插销55、连接杆56和合页57，所述合页的一叶片固定于所述侧面上，所述插销通过连接杆固定于合页的另一叶片上，所述开孔模板的外侧面的左右两端均固定有一固定杆，所述固定杆与对应的所述插销相销接。如此，使得半模框和开孔模板拆卸组装更加便利。

实施例3

利用实施例1中的镁水泥砂浆6和实施例2的模具制备连接件的方法，包括以下步骤：

步骤1，将模框和开孔模板组装在一起；

步骤2，将实施例1中的把筋插入到开孔内，使得把筋的一端位于所述模腔内，另一端位于所述模具外侧；模具外预留把筋长度为5-20cm(本实施例预留7cm)，如图7所示。

步骤3，向所述模腔内注入实施例1.1-1.3中所述镁水泥砂浆，在0-30℃条件下，于空气中养护直至镁水泥砂浆初凝，优选的，在空气中养护8-36h(本实施例养护时间24h)硬化；

步骤4，把半模框和开孔模板拆卸打开，脱模后的连接件在0-30℃条件下，于空气中养护直至镁水泥砂浆完全硬化形成固沙板的连接件。

脱模后的固沙板在空气中养护2-7天即可进行防沙施工，本实施例养护3天。在镁水泥砂浆初凝后又没完全凝固前进行脱模，防止镁水泥砂浆由于粘结性能较强不易从模具中脱离出来的问题，同时可防止成型过程中结构塌落。

镁水泥砂浆采用不同的物料比例时，对连接件的强度进行测试，得到表1的数据。

表1

2#连接件和3#连接件的细沙土掺入量都能达到80％以上，例如3#连接件中细沙土掺入量＝10/(1+10+1.2)＝81.97％，2#连接件中细沙土掺入量为80％，1#连接件中细沙土掺入量为76.92％，三个连接件抗折强度均大于2.5MPa，抗压强度均大于10MPa，在细沙土掺入量都达到80％及以上时，形成较佳集配，抗压强度>15Mpa。

将氯化镁溶液替换成硫酸镁溶液或磷酸镁溶液，得到的连接件的抗压强度和抗折强度与上表接近。

安装时将上述固定件的把筋2插入沙面7(图10)，然后将固沙板插入固定件的凹槽3中即可形成竖立的防沙单元(图11)。多个防沙单元组合形成网格状的防沙结构。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种固沙板的连接件，其特征在于，包括由镁水泥砂浆固化而成的定位板和一端固化于所述定位板内底部的把筋，其中所述定位板的顶部形成有供固沙板插入的凹槽，所述定位板为形成有凹槽的梯形板；

所述镁水泥砂浆为氯氧镁水泥、硫氧镁水泥或磷酸镁水泥中的一种或多种的混合物；

所述氯氧镁水泥砂浆通过以下方法制备：

步骤 1，将氯化镁溶于水中，得到浓度在20-30Be°之间的镁盐溶液；

步骤 2，将活性氧化镁、沙土和所述镁盐溶液按质量比1: (5-15):(0.5-1.5)混合并搅拌均匀得到氯氧镁水泥砂浆；

所述硫氧镁水泥砂浆通过以下方法制备：

步骤 1，将硫酸镁溶于水中，得到浓度在20-30Be°之间的镁盐溶液；

步骤 2，将活性氧化镁、沙土和所述镁盐溶液按质量比1: (5-15):(0.5-1.5)混合并搅拌均匀得到硫氧镁水泥砂浆；

所述磷酸镁水泥砂浆通过以下方法制备：

步骤 1，将磷酸镁溶于水形成镁盐溶液；

步骤 2，将重烧氧化镁或死烧氧化镁、沙土和所述镁盐溶液按质量比1: (5-15):(0.5-1.5)混合并搅拌均匀得到磷酸镁水泥砂浆；其中，步骤1 中磷酸镁的质量为步骤2 中重烧氧化镁或死烧氧化镁质量的1%-15%。

2.如权利要求 1所述的固沙板的连接件，其特征在于，所述把筋垂直于所述定位板体的下端面，每一定位板体上固定有2-5 根把筋。

3.如权利要求1所述的固沙板的连接件，其特征在于，所述定位板体凹槽的高为5-30cm，厚为2-20cm，上端长为4-30cm，下端长为10-50cm，凹槽宽为2-5cm，凹槽深为2-15cm。

4.如权利要求1所述的固沙板的连接件，其特征在于，所述活性氧化镁为轻烧氧化镁粉或苛性白云石粉，所述活性氧化镁的活性含量为15%-95%。

5.如权利要求 1所述的固沙板的连接件，其特征在于，所述步骤2 中还混合有纤维作为增强材料，所述纤维为植物纤维或无机纤维，所述增强材料的加入量为镁水泥砂浆质量的0.5%-30%，所述增强材料为植物纤维或无机纤维，植物纤维的加入量为镁水泥砂浆质量的2%-30%，无机纤维的加入量为镁水泥砂浆质量的0.5-5%。

6.如权利要求1所述的固沙板的连接件，其特征在于，所述把筋为植物纤维或金属细杆。

7.如权利要求1所述的固沙板的连接件，其特征在于，所述把筋通过以下方法制备：秸秆材料捆扎成束形成植物纤维束，将所述植物纤维束浸泡于镁水泥净浆中,待所述镁水泥净浆充分浸入把筋缝隙后取出，凝固形成镁质把筋；所述镁水泥净浆为氯氧镁水泥净浆、硫氧镁水泥净浆、磷酸镁水泥净浆中的一种或任意比例的多种；

所述氯氧镁水泥净浆通过以下方法制备：

步骤 1，将氯化镁溶于水中，得到浓度在20-30Be°之间的镁盐溶液；

步骤 2，将活性氧化镁和所述镁盐溶液按质量比1: (0.5-2)混合并搅拌均匀，获得氯氧镁水泥净浆；

所述硫氧镁水泥净浆通过以下方法制备：

步骤 1，将硫酸镁溶于水中，得到浓度在20-30Be°之间的镁盐溶液；

步骤 2，将活性氧化镁和所述镁盐溶液按质量比1: (0.5-2)混合并搅拌均匀，获得硫氧镁水泥净浆；

磷酸镁水泥净浆通过以下方法制备：

步骤 1，将磷酸镁溶于水形成镁盐溶液；

步骤 2，将重烧氧化镁或死烧氧化镁和所述镁盐溶液按质量比1: (0.5-2)混合并搅拌均匀，得到磷酸镁水泥净浆；其中，步骤1 中磷酸镁的质量为步骤2 中重烧氧化镁或死烧氧化镁质量的1%-15%。

8.一种如权利要求1所述的固沙板的连接件的模具成型方法，其特征在于，所述模具包括可拆卸连接的半模框和开孔模板，所述半模框和开孔模板围合形成模具框，所述模具框内形成有模腔，所述模腔的形状大小与所述固沙板的连接件的形状大小相同，所述开孔模板上形成有供把筋插入的开孔，所述方法包括以下步骤：

步骤1，将模框和开孔模板组装在一起；

步骤2，将把筋插入到开孔内，使得把筋的一端位于所述模腔内，另一端位于所述模具外侧；

步骤3，将镁水泥砂浆注入所述模腔内，在0-30℃条件下，于空气中养护直至镁水泥砂浆初凝；

步骤 4，把半模框和开孔模板拆卸打开，脱模后的连接件在0-30℃条件下，于空气中养护直至镁水泥砂浆完全硬化形成固沙板的连接件。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述半模框的左右两侧面上均销接结构，所述销接结构包括插销、连接杆和合页，所述合页的一叶片固定于所述侧面上，所述插销通过连接杆固定于合页的另一叶片上，所述开孔模板的外侧面的左右两端均固定有一固定杆，所述固定杆与所述插销相销接。

Images