CN105198307A - 一种排水沟及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种排水沟及其制备方法，用流态超高性能无机粉末混凝土浇筑，所述的流态超高性能无机粉末混凝土包括下述重量份组成的各原料组分：低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥500~650份；硅灰85~120份；Ⅱ级粉煤灰115~145份；矿渣粉175~215份；河砂1050~1250份；高效减水剂26~32份；水130~145份；直镀铜钢纤维100~140份。本发明表观美观，抗压抗折强度大，重量轻，是普通混凝土砌筑沟或混凝土浇筑沟的重量1/3~1/6，整体是半椭圆结构设计，受侧压力承载高、水力压差大，水流速度快，沟槽底部不易产生沉积。

Description

一种排水沟及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种路面、地面液体的收集和排放设施，尤其涉及一种排水沟及其制备方法。

背景技术

为了方便排水，道路两边通常需要设置排水沟，普通的排水沟是由混凝土浇筑而成，上面设置漏水板，该排水沟大多采用U形槽体或长方体槽体，其原料用料和重量都比较大，一方面是原料自身原因，一方面是结构引起的。

申请号为200910060802.0的中国专利《一种低成本活性粉末混凝土及其制备方法》公开了一种活性粉末混凝土，由质量比为0.52~0.58∶0.16~0.18∶0.10~0.16∶0.13~0.16∶0.012~0.018∶0.9~1.1∶0.14~0.18∶0.156~0.234的硅酸盐水泥、钢渣粉、粉煤灰、硅灰、高效减水剂、河砂、拌和水及钢纤维制得。该专利添加钢渣作为一种矿物掺合料，在混凝土早期的抗氯离子渗透能力低于纯水泥混凝土，后期的抗氯离子渗透能力高于纯水泥混凝土，但在相同掺量的情况下，钢渣的性能不及粉煤灰和矿渣，此外，钢渣中少量CaO以游离形式存在，f-CaO水化生成Ca(OH）₂，体积增大1.98倍，导致钢渣安定性不良。

申请号为200810019337.1的中国专利《掺矿渣活性粉末混凝土》公开了一种掺矿渣活性粉末混凝土，其各组分相对硅酸盐水泥的重量比例为：硅酸盐水泥：1；矿渣：0.40~0.60；硅粉：0.20~0.35；石英粉：0.20~0.35；河砂：1.20~1.60；水：0.20~0.28；减水剂：0.02~0.03。该专利公开的活性粉末混凝土具有可泵性差，抗渗能力差，抗冲击能力差等缺点。

申请号为200920030725.X的中国专利《树脂混凝土排水沟》公开了一种树脂混凝土排水沟，包括由树脂混凝土浇注而成的槽状壳体、安装在壳体上的漏水板，壳体的外表面为圆滑过度的弧形，弧形外表面上设有凸起的加强筋。该专利本身承载侧压力是靠变形来承载，侧向薄板为镶嵌在肋体上，受覆土压力容易产生侧向变形、断裂，长期随温升变化树脂易老化，自身脆断。

申请号为201220655940.0的中国专利《预制排水沟》公开了一种预制排水沟，由槽主体和盖板组成，所述的槽主体为长方形，所述的槽主体的前端设有凹槽，所述的槽主体的后端为能***另一节所述的槽主体的后端为能***另一节所述的槽主体的所述的凹槽的榫头，所述盖板盖在所述的槽主体上。该专利便于拆装，但是牢固程度不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种重轻质、高强、易施工和表观美观的排水沟及其制备方法。

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种排水沟，采用流态超高性能无机粉末混凝土浇筑，所述的流态超高性能无机粉末混凝土包括下述重量份组成的各原料组分：

平均粒径30~60μm的低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥500~650份；

平均粒径0.18μm、SiO2含量≥85%的硅灰85~120份；

平均粒径20~40μm的Ⅱ级粉煤灰115~145份；

平均粒径10~30μm的S95级以上矿渣粉175~215份；

粒径为0.16~4.75mm、含泥量小于0.5%的河砂1050~1250份；

减水率大于30%的高效减水剂26~32份；

水130~145份；

直径为0.18~0.25mm、长度为10~15mm的镀铜钢纤维100~140份。

优选地，所述的流态超高性能无机粉末混凝土包括下述重量份组成的各原料组分：

平均粒径30~60μm的低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥575份；

平均粒径0.18μm、SiO2含量≥85%的硅灰105份；

平均粒径20~40μm的Ⅱ级粉煤灰130份；

平均粒径10~30μm的S95级以上矿渣粉195份；

粒径为0.16~4.75mm、含泥量小于0.5%的河砂1150份；

减水率大于30%的高效减水剂29份；

水136份；

直径为0.18~0.25mm、长度为10~15mm的镀铜钢纤维120份。

通过采用矿渣和粉煤灰取代水泥，降低配比黏聚性低，使其自流平性能好，扩展度大，含气量低，经济性价比高，满足免振动成型需求。

进一步地，所述排水沟包括沟体和底板，所述沟体为半椭圆形槽，所述沟体底部设有底座，所述沟体上端设有凹槽，所述沟体两侧壁之间设有多个加强筋，所述沟体的侧壁设有与相邻沟体的侧壁咬合的第一接口，所述底板设有与相邻底板咬合的第二接口。所述沟体为平滑的半椭圆形槽，有助于雨水的收集和排出，且节省材料，所述凹槽为盖板所预备，所述加强筋可以加强本发明的强度，本发明采用拼接的方式，通过沟体的侧壁和底板的巧妙设计与另一相邻沟体无缝连接。

进一步地，所述第一接口为沟体的两侧壁分别设有凹部和凸部，所述凹部与相邻沟体的侧壁的凸部咬合，所述凸部与相邻沟体的侧壁的凹部咬合。所述第二接口为底板两侧设有凹部和凸部，所述第二凹部与相邻底板的凸部咬合，所述凸部与相邻底板的凹部咬合。

更进一步地，所述相邻加强筋之间为等距。所述沟体设有多个预埋螺母。本发明通过吊环螺栓起吊。

所述沟体和底板均设有具有厚度为10~15mm的钢网保护层，所述钢网保护层为多条钢条纵横交错组成。所述钢网保护层能够加大本发明横向和纵向的强度。

所述排水沟的制备方法，包括如下步骤：

S1.将配方限定的镀铜钢纤维和河砂加入搅拌机搅拌2~3分钟进行分散均匀；

S2.再向搅拌机中加入配方限定的低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、硅灰及矿渣粉继续搅拌1~2分钟至均匀；

S3.向S2所得的材料中依次加入高效减水剂和水继续搅拌3~4分钟至分散均匀，得到流态超高性能无机粉末混凝土；

所述的水依据实际塌落度26cm~30cm，扩展度为60cm~70cm适当微调；

S4.将S3所制备的混凝土通过布料装置均匀布在有钢网骨架的排水沟模具中，钢网保护层8~15mm，并进行经过轻微振动平整，底面压光，进入自然养护12~14小时，然后进入红外线高温养护，温度为90+5℃，恒温12小时。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）采用了流态超高性能无机粉末混凝土，厚度为传统产品的1/3~1/5,大幅度减轻了重量、提高了产品的力学指标性能和耐久性性能，其抗压强度可达110~150兆帕，抗折强度14~20兆帕，具有耐腐蚀、全寿命周期好等特点；

（2）产品通过拼装工艺实现，增加了现场施工的灵活性，大幅度减轻了施工劳动强度，降低了施工现场的管理复杂程度；原理简单、安装操作容易，能快速有效的解决施工过程质量难以控制，受天气影响施工进度等难题；

（3）减少现场人工管理和环境污染，快速增加施工进度，降低综合造；

（4）采用半椭圆形槽体，整体承受土侧压力好，便于集水和排水，使水流压力差加大，流水速度加快，底部不会产生沉淀淤积，解除后续清淤工作，特别适合重力流水流量不大的支线排水；

（4）设有钢网保护层和加强筋，增强本发明的高强耐久性；

说明书附图

图1为本发明的俯视图；

图2为图1A-A剖视图；其中，1、沟体；3、底座；4、凹槽；10、预埋螺母；

图3为图1B-B剖视图；其中，6、第一凹部；7、第一凸部；8、第二凹部；9、第二凸部；10、预埋螺母；11、第三凹部；12、第三凸部；

图4为发明的主视图；其中，5、加强筋；

图5为发明的左视图；其中，6、第一凹部；7、第一凸部；11、第三凹部；

图6为发明的右视图；其中，8、第二凹部；9、第二凸部；12、第三凸部；

图7为发明的仰视图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。

实施例1

如图1、2和4所示，所述排水沟包括沟体1和底板（图中未标出），所述沟体为半椭圆形槽，所述沟体底部设有底座3，所述沟体上端设有凹槽4，所述沟体1两侧壁之间设有多个加强筋5，所述沟体1的侧壁设有与相邻沟体的侧壁咬合的第一接口，所述底板设有与相邻底板咬合的第二接口。所述沟体设有多个预埋螺母10。本发明通过吊环螺栓起吊。

如图3、5和6所示，所述第一接口为沟体的两侧壁分别设有第一凹部6、第一凸部7、第二凹部8和第二凸部9，所述第一凹部6与相邻沟体的侧壁的第二凸部9咬合，所述第一凸部7与相邻沟体的侧壁的第二凹部8咬合。所述第二接口为底板两侧设有第三凹部11和第三凸部12，所述第三凹部11与相邻底板的第三凸部12咬合。

如图4和7所示，所述相邻加强筋5之间为等距。所述沟体设有多个预埋螺母。本发明通过吊环螺栓起吊。

所述沟体1和底板均设有具有厚度为10~15mm的钢网保护层，所述钢网保护层为多条钢条纵横交错组成。

所述排水沟采用流态超高性能无机粉末混凝土浇筑，所述的流态超高性能无机粉末混凝土包括下述重量份组成的各原料组分：

平均粒径30~60μm的低碱硅酸盐水泥575份；

平均粒径0.18μm、SiO2含量≥85%的硅灰105份；

平均粒径20~40μm的Ⅱ级粉煤灰130份；

平均粒径10~30μm的S95级以上矿渣粉195份；

粒径为0.16~4.75mm、含泥量小于0.5%的河砂1150份；

减水率大于30%的高效减水剂29份；

水136份；

直径为0.18~0.25mm、长度为10~15mm的镀铜钢纤维120份。

所述排水沟的制备方法，包括如下步骤：

S1.将配方限定的镀铜钢纤维和河砂加入搅拌机搅拌2~3分钟进行分散均匀；

S2.再向搅拌机中加入配方限定的低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、硅灰及矿渣粉继续搅拌1~2分钟至均匀；

S3..向S2所得的材料中依次加入高效减水剂和水继续搅拌3~4分钟至分散均匀，得到流态超高性能无机粉末混凝土；

所述的水依据实际塌落度26cm~30cm，扩展度为60cm~70cm适当微调；

S4.将S3所制备的混凝土通过布料装置均匀布在有钢网骨架的排水沟模具中，钢网保护层8~15mm，并进行经过轻微振动平整，底面压光，进入自然养护12~14小时，然后进入红外线高温养护，温度为90+5℃，恒温12小时；

所述钢网保护层为多条钢条纵横交错组成。

实施例2

除了所述的流态超高性能无机粉末混凝土各原料组分的重量份不同之外，其他条件同实施例1；

所述的流态超高性能无机粉末混凝土包括下述重量份组成的各原料组分：

平均粒径30~60μm的低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥500份；

平均粒径0.18μm、SiO2含量≥85%的硅灰85份；

平均粒径20~40μm的Ⅱ级粉煤灰115份；

平均粒径10~30μm的S95级以上矿渣粉175份；

粒径为0.16~4.75mm、含泥量小于0.5%的河砂1050份；

减水率大于30%的高效减水剂26份；

水130份；

直径为0.18~0.25mm、长度为10~15mm的镀铜钢纤维100份。

实施例3

除了所述的流态超高性能无机粉末混凝土各原料组分的重量份不同之外，其他条件同实施例1；

所述的流态超高性能无机粉末混凝土包括下述重量份组成的各原料组分：

平均粒径30~60μm的低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥650份；

平均粒径0.18μm、SiO2含量≥85%的硅灰120份；

平均粒径20~40μm的Ⅱ级粉煤灰145份；

平均粒径10~30μm的S95级以上矿渣粉215份；

粒径为0.16~4.75mm、含泥量小于0.5%的河砂1250份；

减水率大于30%的高效减水剂32份；

水145份；

直径为0.18~0.25mm、长度为10~15mm的镀铜钢纤维140份。

对比例1

除了所述的混凝土为普通混凝土之外，其他条件同实施例1；

所述普通混凝土包括下述重量份组成的各原料组分：

普通硅酸盐42.5水泥300份；

河沙，颗粒级配为中砂750份；

5~15毫米石子1250份；

水180份；

减水率大于20%的高效减水剂5份；

对比例2

除了所述的超高性能混凝土原料组分中省去硅灰之外，其他条件同实施例1；

对比例3

除了所述的超高性能混凝土原料组分中省去粉煤灰之外，其他条件同实施例1；

对比例4

除了所述的超高性能混凝土原料组分中省去矿渣粉之外，其他条件同实施例1；

对比例5

除了所述超高性能混凝土中硅灰、粉煤灰和矿渣粉的重量份不同之外，其他条件同实施例1；

所述超高性能混凝土中硅灰、粉煤灰和矿渣粉的重量份如下：

硅灰84份

粉煤灰114份

矿渣粉174份；

对比例6

除了所述超高性能混凝土中硅灰、粉煤灰和矿渣粉的重量份不同之外，其他条件同实施例1；

所述超高性能混凝土中硅灰、粉煤灰和矿渣粉的重量份如下：

硅灰121份

粉煤灰146份

矿渣粉216份；

2000MM*600MM*750MM（长*宽*深）排水沟根据实施例1~3和对比例1~6制备所得的预制排水槽，其性能如表一：

	侧壁厚度(cm)	自重(kg)	压力检测 KN
				实施例1	4	200	24
实施例2	3	172	18
				实施例3	5	255	26
对比例1	20	1310	16
				对比例2	4	210	16
对比例3	4	205	21(表面蜂窝，粗糙）
				对比例4	4	200	21（表面孔多，光滑）
对比例5	4	200	19
				对比例6	4	200	24

通过对比例1与实施例1~3对比，直观地看出本发明的预制排水沟的自重明显小于采用普通混凝土的排水沟，在承载力方面也优于普通混凝土材料的；通过对比例2~4与实施例1的对比，在自重、承载力方面明显实施例1更优，且对比例3、4制备的排水沟表面孔多，从数据上看，硅灰、粉煤灰和矿渣粉的组合及配比能使本发明的性能最优；对比例5虽然在承载力方面上比实施例2略大，但是综合自重和厚度可知实施例2更优，而各数据显示都不如实施例1，3，对比例6虽然与实施例1各项指标相当，但是在成本上更高，而实施例2,3的数据显示更优，可见本发明配方数值范围最优。

Claims (9)

1.一种排水沟，采用流态超高性能无机粉末混凝土浇筑，所述的流态超高性能无机粉末混凝土包括下述重量份组成的各原料组分：

平均粒径30~60μm的低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥500~650份；

平均粒径0.18μm、SiO2含量≥85%的硅灰85~120份；

平均粒径20~40μm的Ⅱ级粉煤灰115~145份；

平均粒径10~30μm的S95级以上矿渣粉175~215份；

粒径为0.16~4.75mm、含泥量小于0.5%的河砂1050~1250份；

减水率大于30%的高效减水剂26~32份；

水130~145份；

直径为0.18~0.25mm、长度为10~15mm的镀铜钢纤维100~140份。

2.根据权利要求1所述的一种排水沟，其特征在于，所述的流态超高性能无机粉末混凝土包括下述重量份组成的各原料组分：

平均粒径30~60μm的低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥575份；

平均粒径0.18μm、SiO2含量≥85%的硅灰105份；

平均粒径20~40μm的Ⅱ级粉煤灰130份；

平均粒径10~30μm的S95级以上矿渣粉195份；

粒径为0.16~4.75mm、含泥量小于0.5%的河砂1150份；

减水率大于30%的高效减水剂29份；

水136份；

直径为0.18~0.25mm、长度为10~15mm的镀铜钢纤维120份。

3.根据权利要求1所述一种排水沟，其特征在于，包括沟体和底板，所述沟体为半椭圆形槽，所述沟体底部设有底座，所述沟体上端设有凹槽，所述沟体两侧壁之间设有多个加强筋，所述沟体的侧壁设有与相邻沟体的侧壁咬合的第一接口，所述底板设有与相邻底板咬合的第二接口。

4.根据权利要求3所述一种排水沟，其特征在于，所述第一接口为沟体的两侧壁分别设有凹部和凸部，所述凹部与相邻沟体的侧壁的凸部咬合，所述凸部与相邻沟体的侧壁的凹部咬合。

5.根据权利要求3所述一种排水沟，其特征在于，所述第二接口为底板两侧设有凹部和凸部，所述凹部与相邻底板的凸部咬合，所述凸部与相邻底板的凹部咬合。

6.根据权利要求3所述一种排水沟，其特征在于，所述相邻加强筋之间为等距。

7.根据权利要求3所述一种排水沟，其特征在于，所述沟体和底板均设有具有厚度为10~15mm的钢网保护层，所述钢网保护层为多条钢条纵横交错组成。

8.根据权利要求3所述一种排水沟，其特征在于，所述沟体设有多个预埋螺母。

9.根据权利要求1~8任意项所述排水沟的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将配方限定的镀铜钢纤维和河砂加入搅拌机搅拌2~3分钟进行分散均匀；

S2.再向搅拌机中加入配方限定的低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、硅灰及矿渣粉继续搅拌1~2分钟至均匀；

S3.向S2所得的材料中依次加入高效减水剂和水继续搅拌3~4分钟至分散均匀，得到流态超高性能无机粉末混凝土；

所述的水依据实际塌落度26cm~30cm，扩展度为60cm~70cm适当微调；

S4.将S3所制备的混凝土通过布料装置均匀布在有钢网骨架的排水沟模具中，钢网保护层8~15mm，并进行经过轻微振动平整，底面压光，进入自然养护12~14小时，然后进入红外线高温养护，温度为90+5℃，恒温12小时。