CN114455900B - 一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆及其制备方法 - Google Patents

一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆及其制备方法，该砂浆的具体组成成分为：水泥：20‑100份；水：8‑30份；碎石：30‑200份；河沙：10‑50份；聚羧酸减水剂：1‑3份；羟丙基甲基纤维：2‑6份。通过将传统砂浆原料中的减水剂和纤维材料更换为聚羧酸减水剂和羟丙基甲基纤维，可以大大提高砂浆的流动性，同时让产品具备高富裕强度和高抗冻耐久性能，且兼备水下不分散混凝土和化学灌浆材料的优点。

Description

一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及了一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆及其制备方法。
背景技术
在工程建设中，有时会出现大体积空腔，需要使用砂浆对内部进行填充，保证结构的稳定性。
公开号为CN112094081A的一项中国专利公开了一种砂浆及其制备方法，所述砂浆以不同粒径的工业固废钢渣粉以及由工业固废组成的骨料成型剂为主要原料，其中粒径在1mm左右的钢渣能够起到骨架作用，提升砂浆的强度，提高砂浆的耐热性能，保证砂浆在使用过程中具有较高的强度，粒径在150μm的钢渣能够填充在1mm钢渣的空隙中，增加砂浆的密度，进一步增强砂浆的强度；粒径在100μm的钢渣提高砂浆的均一稳定性，本发明提供的砂浆中不含水泥，降低砂浆对水泥的依赖，同时解决了工业固废对环境的带来的负担，得到的砂浆具有砂浆均一稳定，分层度小，粘结强度高，抗冻性能优良，收缩值低的特点。
现有的砂浆流动性一般，且不具备高富裕强度和高抗冻耐久性能，同时在给大体积空腔灌浆时，不具备水下抗分散性，导致灌浆效果不佳的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆及其制备方法，通过将传统砂浆原料中的减水剂和纤维材料更换为聚羧酸减水剂和羟丙基甲基纤维，可以大大提高砂浆的流动性，同时让产品具备高富裕强度和高抗冻耐久性能，且兼备水下不分散混凝土和化学灌浆材料的优点。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆，该砂浆的具体组成成分为：水泥：20-100份；水：8-30份；碎石：30-200份；河沙：10-50份；聚羧酸减水剂：1-3份；羟丙基甲基纤维：2-6份。
一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆的制备方法，包括以下步骤：
S1：将水泥、水、碎石、河沙、聚羧酸减水剂和羟丙基甲基纤维材料按照相应比例进行进行混合，从而制备出抗分散砂浆；
S2：在制备过程中，先将除了羟丙基甲基纤维的所有原材料进行搅拌混合，之后将混合砂浆倒入搅拌机中，而羟丙基甲基纤维单独从搅拌机另一个入口放入搅拌机中；
S3：加入纤维材料后，再配合搅拌机中的分散模块，进而将羟丙基甲基纤维均匀的分散到砂浆中，减少砂浆在制备过程中，纤维材料难以和粘稠砂浆进行充分混合的问题，从而提高砂浆成品的质量。
所述搅拌机包括罐体，所述罐体的外侧固定安装有若干组支撑架，所述罐体的一侧固定安装有投料管，所述罐体的顶端固定安装有气压模块，所述气压模块的顶端开设有投料口，所述罐体的内侧设置有分散组件，所述气压模块与分散组件之间固定安装有若干组连接组件。
所述分散组件包括引导管，所述引导管位于罐体的中部，且引导管的内侧设置有螺旋盘，所述螺旋盘的底端固定安装有第二电机，所述引导管的外侧固定安装有承接盘，所述承接盘的外侧固定安装有若干组分散块。
所述承接盘呈环形设置，且承接盘与水平面呈倾斜状设置，所述螺旋盘的底端直径比顶端直径长，且螺旋盘的底端位于引导管的外侧，且罐体的内侧固定安装有震动模块，所述震动模块的顶端与罐体固接，且震动模块的底端与引导管的顶端固接有中空架。
所述连接组件包括若干组连接管，所述连接管的顶端与气压模块连通，所述承接盘的内侧开设有若干组传输槽，所述分散块的内侧固定安装有喷射管，所述喷射管的底端与传输槽连通，所述喷射管的底端固定安装有引导板，所述引导板呈弧形设置，所述分散块的外侧设置有排出组件，所述连接管的底端与传输槽连通。
所述排出组件包括斜齿轮，所述斜齿轮与分散块转动连接，所述分散块的外侧呈弧形设置，且分散块的外侧设置有清理组件，所述分散块的内侧固定安装有垫高台。
所述清理组件包括连接臂，所述连接臂的一端与承接盘转动连接，所述连接臂呈弧形设置，且连接臂的一端固定安装有挤压杆，所述挤压杆的外侧呈波浪形设置，所述挤压杆的外侧固定安装有突破片，所述突破片的一端呈尖角状设置。
所述分散块的外侧固定安装有挂除板，且分散块的内侧固定安装有分散板，所述挂除板与分散板均呈弧形设置，且斜齿轮的外侧开设有卡槽，所述挂除板和分散板的底端均匀卡槽滑动连接。
所述罐体的内侧固定安装有若干组第一电机，所述第一电机的传动端固定安装有搅拌架，所述搅拌架呈弯曲状设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆及其制备方法，通过将传统砂浆原料中的减水剂和纤维材料更换为聚羧酸减水剂和羟丙基甲基纤维，可以大大提高砂浆的流动性，同时让产品具备高富裕强度和高抗冻耐久性能，且兼备水下不分散混凝土和化学灌浆材料的优点。
2.本发明所述的一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆及其制备方法，通过设置分散组件，先将纤维原料通过气压传输到分散组件中，分散组件可以将纤维原料均匀分散开，并让纤维原料与砂浆进行逐层逐步的接触混合，让纤维物质可以均匀的分布在砂浆中，保证砂浆成品的质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的方法框图。
图2是本发明的立体图。
图3是本发明中的剖视图。
图4是本发明中承接盘和分散块的连接剖视图。
图5是本发明中分散块的横向剖视图。
图中：1、罐体；2、支撑架；3、投料管；4、气压模块；5、连接管；6、分散块；7、承接盘；8、震动模块；9、第一电机；10、螺旋盘；12、第二电机；13、传输槽；15、连接臂；16、挤压杆；17、引导板；18、突破片；19、垫高台；20、斜齿轮；21、喷射管；22、搅拌架；23、引导管；24、挂除板；25、分散板；26、卡槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例一：
本发明实施例所述的一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆：该砂浆的具体组成成分为：水泥：20-100份、水：8-30份、碎石：30-200份、河沙：10-50份、聚羧酸减水剂：1-3份、羟丙基甲基纤维：2-6份；
通过将传统砂浆原料中的减水剂和纤维材料更换为聚羧酸减水剂和羟丙基甲基纤维，可以大大提高砂浆的流动性，同时让产品具备高富裕强度和高抗冻耐久性能，且兼备水下不分散混凝土和化学灌浆材料的优点。
如图1所示，一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆的制备方法：该制备方法用于制备上述所述的一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆，该方法具体为：
S1：将水泥、水、碎石、河沙、聚羧酸减水剂和羟丙基甲基纤维材料按照相应比例进行进行混合，从而制备出抗分散砂浆；
S2：在制备过程中，先将除了羟丙基甲基纤维的所有原材料进行搅拌混合，之后将混合砂浆倒入搅拌机中，而羟丙基甲基纤维单独从搅拌机另一个入口放入搅拌机中；
S3：加入纤维材料后，再配合搅拌机中的分散模块，可以将羟丙基甲基纤维均匀的分散到砂浆中，减少砂浆在制备过程中，纤维材料难以和粘稠砂浆进行充分混合的问题，从而提高了砂浆成品的质量。
如图2至图3所示，所述搅拌机包括罐体1，所述罐体1的外侧固定安装有若干组支撑架2，所述罐体1的一侧固定安装有投料管3，所述罐体1的顶端固定安装有气压模块4，所述气压模块4的顶端开设有投料口，所述罐体1的内侧设置有分散组件，所述气压模块4与分散组件之间固定安装有若干组连接组件；工作时，由于砂浆为较为粘稠的物质，若是先将纤维物质直接倒入其中，容易导致纤维物质只是附在砂浆的表面，就算通过搅拌混合也难以均匀的混入砂浆中，导致成品的质量降低，通过设置气压模块4，气压模块4可以传输气压，将纤维原料通过气压传输到分散组件中，分散组件可以将纤维原料均匀分散开，并与砂浆进行逐层逐步的接触混合，让纤维物质可以均匀的分布在砂浆中，保证砂浆成品的质量。
如图3所示，所述分散组件包括引导管23，所述引导管23位于罐体1的中部，且引导管23的内侧设置有螺旋盘10，所述螺旋盘10的底端固定安装有第二电机12，所述引导管23的外侧固定安装有承接盘7，所述承接盘7的外侧固定安装有若干组分散块6。工作时，启动第二电机12带动螺旋盘10进行转动，使得底部的砂浆在螺旋盘10和引导管23的配合下向上运输，并在运输到顶端时，在将砂浆向外侧排出，使得砂浆与承接盘7外侧接触，配合分散块6的设置，分散块6通过连接组件可以接收气压模块4传输的纤维原料，将纤维原料放置在分散块6的表面，让自上而下流淌的砂浆将纤维带走，随着装置的不断运行，使得砂浆的每层都可以混入纤维，使得纤维均匀的分散到砂浆中，且通过此种设置，无需复杂的工艺和操作，只需装置一直转动即可实现纤维均匀分散的效果。
如图3所示，所述承接盘7呈环形设置，且承接盘7与水平面呈倾斜状设置，所述螺旋盘10的底端直径比顶端直径长，且螺旋盘10的底端位于引导管23的外侧，且罐体1的内侧固定安装有震动模块8，所述震动模块8的顶端与罐体1固接，且震动模块8的底端与引导管23的顶端固接有中空架。工作时，配合螺旋盘10的结构和形状设置，使得螺旋盘10会将底部的砂浆向上运输，在进行纤维混合后，砂浆又会落在最上方，从而均匀的将不同位置的砂浆运输到承接盘7上，进行混合，从而进一步提高了混合效果，同时配合震动模块8的设置，可以为承接盘7和引导管23提供晃动，减少砂浆长时间附着在装置零件上的问题。
如图3至图4所示，所述连接组件包括若干组连接管5，所述连接管5的顶端与气压模块4连通，所述承接盘7的内侧开设有若干组传输槽13，所述分散块6的内侧固定安装有喷射管21，所述喷射管21的底端与传输槽13连通，所述喷射管21的底端固定安装有引导板17，所述引导板17呈弧形设置，所述分散块6的外侧设置有排出组件，所述连接管5的底端与传输槽13连通。工作时，若干组连接管5中有一半是用来向传输槽13中传输纤维物质的，另一半用来将气流向外导出，随着连接管5的运输，可以将纤维原来运输到传输槽13中，之后配合引导板17的设置，将纤维物质通过喷射管21进入到分散块6中，之后配合排出组件的设置，可以将分散块6内侧的纤维物质均匀的向外排出，让向下流动的砂浆可以和纤维进行接触混合，从而实现了纤维均匀分散到砂浆中的功能。
如图4至图5所示，所述排出组件包括斜齿轮20，所述斜齿轮20与分散块6转动连接，所述分散块6的外侧呈弧形设置，且分散块6的外侧设置有清理组件，所述分散块6的内侧固定安装有垫高台19。工作时，在砂浆的下流动力推动下，会使得斜齿轮20发生转动，从而可以将内侧的纤维物质卡在斜齿轮20的齿槽中向外带出，从而实现了自主驱动向外均匀排出纤维的功能，无需添加新的动力源，配合垫高台19的设置，让分散块6中的纤维可以在重力的作用下向斜齿轮20的方向聚集，同时配合震动模块8的震动效果，可以进一步提高纤维向斜齿轮20方向聚集的效果，而清理组件可以齿槽中的携带的砂浆向外顶出，减少砂浆进入分散块6中的问题。
如图4所示，所述清理组件包括连接臂15，所述连接臂15的一端与承接盘7转动连接，所述连接臂15呈弧形设置，且连接臂15的一端固定安装有挤压杆16，所述挤压杆16的外侧呈波浪形设置，所述挤压杆16的外侧固定安装有突破片18，所述突破片18的一端呈尖角状设置，工作时，配合斜齿轮20和挤压杆16的倾斜状设置，随着斜齿轮20的转动，会将挤压杆16向外挤，同时配合连接臂15的转动连接，让挤压杆16向外转动远离齿槽，此时配合突破片18的设置，可以协助远离过程，之后随着斜齿轮20的继续转动，当挤压杆16移动到下一个齿槽的位置时，在重力和砂浆推动的作用下，会将挤压杆16推入齿槽中，将齿槽中的纤维向下挤出，同时配合挤压杆16的波浪形设置，既可以很好的贴合齿槽，同时减少了接触面，从而降低了摩擦力，使得清理过程变得更加顺畅。
如图5所示，所述分散块6的外侧固定安装有挂除板24，且分散块6的内侧固定安装有分散板25，所述挂除板24与分散板25均呈弧形设置，且斜齿轮20的外侧开设有卡槽26，所述挂除板24和分散板25的底端均匀卡槽26滑动连接。工作时，在斜齿轮20的转动过程中，配合挂除板24的设置，可以清理斜齿轮20上表面附着的砂浆，而分散板25的设置，用来减少堵塞在斜齿轮20表面与分散块6之间的纤维，从而让斜齿轮20的转动过程变得更加顺畅。
如图3所示，所述罐体1的内侧固定安装有若干组第一电机9，所述第一电机9的传动端固定安装有搅拌架22，所述搅拌架22呈弯曲状设置，工作时，通过增加搅拌架22，可以减少砂浆在混合过程中提前凝固的问题，同时配合搅拌架22的形状结构设置，在搅拌架22旋转时，可以与底部存放的砂浆进行充分的接触，大大减少了砂浆提起凝固的问题。
本发明所述搅拌装置具体工作过程和原理：
工作时，由于砂浆为较为粘稠的物质，若是先将纤维物质直接倒入其中，容易导致纤维物质只是附在砂浆的表面，就算通过搅拌混合也难以均匀的混入砂浆中，导致成品的质量降低，通过设置气压模块4，气压模块4可以传输气压，将纤维原料通过气压传输到分散组件中，分散组件可以将纤维原料均匀分散开，并与砂浆进行逐层逐步的接触混合，让纤维物质可以均匀的分布在砂浆中，保证砂浆成品的质量。
工作时，启动第二电机12带动螺旋盘10进行转动，使得底部的砂浆在螺旋盘10和引导管23的配合下向上运输，并在运输到顶端时，在将砂浆向外侧排出，使得砂浆与承接盘7外侧接触，配合分散块6的设置，分散块6通过连接组件可以接收气压模块4传输的纤维原料，将纤维原料放置在分散块6的表面，让自上而下流淌的砂浆将纤维带走，随着装置的不断运行，使得砂浆的每层都可以混入纤维，使得纤维均匀的分散到砂浆中，且通过此种设置，无需复杂的工艺和操作，只需装置一直转动即可实现纤维均匀分散的效果。
工作时，配合螺旋盘10的结构和形状设置，使得螺旋盘10会将底部的砂浆向上运输，在进行纤维混合后，砂浆又会落在最上方，从而均匀的将不同位置的砂浆运输到承接盘7上，进行混合，从而进一步提高了混合效果，同时配合震动模块8的设置，可以为承接盘7和引导管23提供晃动，减少砂浆长时间附着在装置零件上的问题。
工作时，若干组连接管5中有一半是用来向传输槽13中传输纤维物质的，另一半用来将气流向外导出，随着连接管5的运输，可以将纤维原来运输到传输槽13中，之后配合引导板17的设置，将纤维物质通过喷射管21进入到分散块6中，之后配合排出组件的设置，可以将分散块6内侧的纤维物质均匀的向外排出，让向下流动的砂浆可以和纤维进行接触混合，从而实现了纤维均匀分散到砂浆中的功能。
工作时，在砂浆的下流动力推动下，会使得斜齿轮20发生转动，从而可以将内侧的纤维物质卡在斜齿轮20的齿槽中向外带出，从而实现了自主驱动向外均匀排出纤维的功能，无需添加新的动力源，配合垫高台19的设置，让分散块6中的纤维可以在重力的作用下向斜齿轮20的方向聚集，同时配合震动模块8的震动效果，可以进一步提高纤维向斜齿轮20方向聚集的效果，而清理组件可以齿槽中的携带的砂浆向外顶出，减少砂浆进入分散块6中的问题。
工作时，配合斜齿轮20和挤压杆16的倾斜状设置，随着斜齿轮20的转动，会将挤压杆16向外挤，同时配合连接臂15的转动连接，让挤压杆16向外转动远离齿槽，此时配合突破片18的设置，可以协助远离过程，之后随着斜齿轮20的继续转动，当挤压杆16移动到下一个齿槽的位置时，在重力和砂浆推动的作用下，会将挤压杆16推入齿槽中，将齿槽中的纤维向下挤出，同时配合挤压杆16的波浪形设置，既可以很好的贴合齿槽，同时减少了接触面，从而降低了摩擦力，使得清理过程变得更加顺畅。
工作时，在斜齿轮20的转动过程中，配合挂除板24的设置，可以清理斜齿轮20上表面附着的砂浆，而分散板25的设置，用来减少堵塞在斜齿轮20表面与分散块6之间的纤维，从而让斜齿轮20的转动过程变得更加顺畅。
工作时，通过增加搅拌架22，可以减少砂浆在混合过程中提前凝固的问题，同时配合搅拌架22的形状结构设置，在搅拌架22旋转时，可以与底部存放的砂浆进行充分的接触，大大减少了砂浆提起凝固的问题。

Claims (5)

1.一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆的搅拌机，其特征在于：所述搅拌机包括罐体（1），所述罐体（1）的外侧固定安装有若干组支撑架（2），所述罐体（1）的一侧固定安装有投料管（3），所述罐体（1）的顶端固定安装有气压模块（4），所述气压模块（4）的顶端开设有投料口，所述罐体（1）的内侧设置有分散组件，所述气压模块（4）与分散组件之间固定安装有若干组连接组件；
所述分散组件包括引导管（23），所述引导管（23）位于罐体（1）的中部，且引导管（23）的内侧设置有螺旋盘（10），所述螺旋盘（10）的底端固定安装有第二电机（12），所述引导管（23）的外侧固定安装有承接盘（7），所述承接盘（7）的外侧固定安装有若干组分散块（6）；
所述承接盘（7）呈环形设置，且承接盘（7）与水平面呈倾斜状设置，所述螺旋盘（10）的底端直径比顶端直径长，且螺旋盘（10）的底端位于引导管（23）的外侧，且罐体（1）的内侧固定安装有震动模块（8），所述震动模块（8）的顶端与罐体（1）固接，且震动模块（8）的底端与引导管（23）的顶端固接有中空架；
所述连接组件包括若干组连接管（5），所述连接管（5）的顶端与气压模块（4）连通，所述承接盘（7）的内侧开设有若干组传输槽（13），所述分散块（6）的内侧固定安装有喷射管（21），所述喷射管（21）的底端与传输槽（13）连通，所述喷射管（21）的底端固定安装有引导板（17），所述引导板（17）呈弧形设置，所述分散块（6）的外侧设置有排出组件，所述连接管（5）的底端与传输槽（13）连通。
2.根据权利要求1所述一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆的搅拌机，其特征在于：所述排出组件包括斜齿轮（20），所述斜齿轮（20）与分散块（6）转动连接，所述分散块（6）的外侧呈弧形设置，且分散块（6）的外侧设置有清理组件，所述分散块（6）的内侧固定安装有垫高台（19）。
3.根据权利要求2所述一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆的搅拌机，其特征在于：所述清理组件包括连接臂（15），所述连接臂（15）的一端与承接盘（7）转动连接，所述连接臂（15）呈弧形设置，且连接臂（15）的一端固定安装有挤压杆（16），所述挤压杆（16）的外侧呈波浪形设置，所述挤压杆（16）的外侧固定安装有突破片（18），所述突破片（18）的一端呈尖角状设置。
4.根据权利要求2所述一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆的搅拌机，其特征在于：所述分散块（6）的外侧固定安装有挂除板（24），且分散块（6）的内侧固定安装有分散板（25），所述挂除板（24）与分散板（25）均呈弧形设置，且斜齿轮（20）的外侧开设有卡槽（26），所述挂除板（24）和分散板（25）的底端均匀卡槽（26）滑动连接。
5.根据权利要求1所述一种用于大体积空腔灌浆的水下抗分散砂浆的搅拌机，其特征在于：所述罐体（1）的内侧固定安装有若干组第一电机（9），所述第一电机（9）的传动端固定安装有搅拌架（22），所述搅拌架（22）呈弯曲状设置。
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