一種混凝土墊塊及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】一種混凝土墊塊及其制備工藝，屬于建筑用支撐件【技術領域】。其特征在于，所述墊塊本體的原料配伍按重量份計：水泥100份，石屑460~520份，水42~61份，其中，石屑與水按1：0.1~0.12配比，所述的石屑根據顆粒粒徑D不同，其質量百分比組成為：D≤0.1cm的石屑占40~50%、0.1cm＜D≤0.2cm的石屑占20~25%、0.2cm＜D≤0.3cm的石屑占15~20%、0.3cm＜D≤0.5cm的石屑占12~15%。該工藝采用側面成型鋼筋槽。壓制1~4s后立即脫模養護。本發明的墊塊養護時間短、初期強度高、與建筑物的混凝土適應，工藝過程方便快捷，牢固不易松散，制備工期短、使用便捷。
【專利說明】一種混凝土墊塊及其制備工藝
【技術領域】
[0001] 一種混凝土墊塊及其制備工藝，屬于建筑用支撐件【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 鋼筋混凝土建筑結構建設過程中，澆筑混凝土前需要先扎結鋼筋框架。水平面鋼 筋框架的扎結過程中，需要在模板與鋼筋間加墊墊塊來確定混凝土構件保護層厚度并保證 鋼筋框架底面在同一高度，墊塊規格不統一會導致露筋。
[0003] 目前混凝土墊塊的原料主要是水泥與沙，也有的混凝土墊塊使用石屑代替部分沙 子作為混凝土墊塊原料。隨著環保政策的推行，河沙和海沙的使用被取代是必然趨勢。以 水泥、石屑制備小體積墊塊勢在必行。但是發明人在實踐中發現，采用石屑完全取代沙而制 備混凝土墊塊的過程中存在較多的問題：1、墊塊制備周期長，在壓制成型后需要的養護時 間長，養護需要在14天左右；2、墊塊強度低，在鋼筋鋪設和維護的過程中容易造成損壞或 開裂，鋼筋框架扎結完成后替換墊塊較麻煩；3、墊塊只考慮到墊設時的高度標準要求，不注 意在混凝土燒筑后與墊塊間的粘接強度；4、墊塊與建筑物的混凝土基本結構具有不同的膨 脹收縮比，造成墊塊脫落，接觸面開裂，空氣中的水分從縫隙滲入到鋼筋表面，使得鋼筋發 生電化學腐蝕，腐蝕的鋼筋會體積膨脹從而進一步破壞混凝土結構，縮短建筑的使用期限； 5、制作過程中，混凝土墊塊的壓制工藝采用正面壓制，即從設置鋼筋槽的一面下壓，以成型 鋼筋槽，因為不同批次間混凝土的流動性差距或/和不同壓制工具的壓力不同，使的混凝 土墊塊的鋼筋槽底部與墊塊本體底面間的距離不統一，在墊設鋼筋時導致鋼筋面不平整。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種成本低，養護時間 短，成型快的混凝土墊塊以及針對該墊塊的生產制備工藝。
[0005] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該混凝土墊塊，包括墊塊本體，其特 征在于：所述的墊塊本體為類六面體，墊塊本體的至少一個面上開設有至少一道鋼筋槽，所 述墊塊本體的原料配伍按重量份計：水泥100份，石屑46(Γ520份，水42飛1份，其中，石屑 與水按1 :0. 09?0. 12配比，石屑顆粒粒徑D彡0. lcm的石屑占石屑總量的4(Γ50%。
[0006] 優選的，所述墊塊本體的原料配伍按重量份計：水泥100份，石屑48(Γ500份，水 52~55份，其中，石屑與水按1 :0. 11配比，石屑顆粒粒徑D < 0. lcm的石屑占石屑總量的 40?45%。
[0007] 發明人在實現本發明的過程中發現，石屑的片狀結構會嚴重影響混凝土的活易 性，由于墊塊成型過程中模具體積較小，如果水泥、石屑和水之間的比例調節不恰當或石屑 的顆粒級配選擇不恰當，會直接導致在填模時無法快速振蕩填實或在脫模時達不到立即脫 模成型的強度，出現物料散落、墊塊形狀、規格不統一，甚至導致成型墊塊開裂。為此，本發 明需控制水與石屑比例在0.09、. 12:1之間，特別是當水與石屑按0. 11:1的比例配比時， 制得的混凝土墊塊達到最佳含水率，墊塊強度高，并與混凝土基本結構的相適應性最佳。
[0008] 所述的石屑根據石屑顆粒粒徑D不同，其質量百分比組成為：D<0. 1cm的石屑占 40?50%、0· lcm < D 彡 0· 2cm 的石屑占 20?25%、0· 2cm < D 彡 0· 3cm 的石屑占 15?20%、0· 3cm < D彡0· 5cm的石屑占12?15%。
[0009] 所述石屑根據顆石屑粒粒徑D不同，其質量百分比組成為：D < 0. 1cm的石屑占 40?45%、0· lcm < D 彡 0· 2cm 的石屑占 23?25%、0· 2cm < D 彡 0· 3cm 的石屑占 18?20%、0· 3cm < D彡0· 5cm的石屑占12?15%。
[0010] 石屑的顆粒級配是影響混凝土半濕料坍落度和泌水率的關鍵因素。在此優選的顆 粒級配下，混凝土半濕料的振動填實率更高，制得的墊塊材料更均勻。
[0011] 經檢測，所述的混凝土墊塊干燥后的比重為198(T2140kg/m3,軸心抗壓強度大于 22N/cm 2。
[0012] 本發明涉及的墊塊本體包括兩種基本形式： 一種是僅在頂面架設鋼筋的常規普通墊塊，墊塊本體頂面上開設有一道鋼筋槽，所述 的墊塊本體長L為2(T30mm、墊塊本體寬W為15~30mm、墊塊本體高Η為17~70mm，鋼筋槽底 部與墊塊本體底面間的距離h為13mnT60mm。
[0013] 另一種是上下面均可設置鋼筋的馬蹬狀墊塊，馬蹬的墊塊本體頂面和底面上分別 同向開設有一道鋼筋槽，所述的墊塊本體底面長U為4(T80mm、墊塊本體寬A為2(T40mm， 墊塊本體頂面長L 2為3(T60mm、墊塊本體寬W2為2(T40mm，墊塊本體高度Η為6(T250mm，底 面鋼筋槽的深度d為25飛0mm，頂面鋼筋槽底部與底面鋼筋槽頂部間的距離為25~180mm。
[0014] 由上述墊塊本體的形狀體積參數可以看出，本發明可以制作出體積很小的墊塊。 其單個墊塊體積遠遠小于磚塊。由于墊塊體積小，其對應模具的體積也較小，所形成的填充 的相對比表面積大，相對填充摩擦力大，若原料沒有足夠的流動性，模具不容易填充滿。
[0015] 為此，本發明對水泥、石屑和水的質量比進行控制，通過水泥、石屑和水三種物料 間的搭配來調節混凝土流動性和泌水率，使其在混合后形成一種半濕料，形成的坍落度能 夠保證模具的充分填實。本發明物料配比混合后得到的半濕料流動性能遠高于硬性水泥砂 漿。該物料配比混合后得到的半濕料能夠在模具中壓制后立即進行脫模，即能夠形成足夠 強度而不散落。半濕料的泌水率在加壓后會快速溢出部分水分，使得在壓制后物料間具有 足夠的粘接強度而實現立即脫模，墊塊的加工速率大大加快。傳統經驗可知物料的漿料流 動態越好填模越快、壓制后初期強度越高脫模越早，墊塊制備速率越快。但是漿料流動態和 壓制后初期強度成一種此消彼長的狀態，兩者間只能消耗一方而提高另一方，本發明通過 水泥和石屑的搭配來調節泌水率，在施壓中消耗部分水分，既保證所得半濕料的流動態又 保證壓制后初期強度，并實現壓制后立即脫模。
[0016] 本發明以簡單的原料制備與建筑物的混凝土基本結構適應性好的混凝土墊塊，解 決了建筑混凝土干燥過程中搭接面開裂的問題，以及建筑物在以后長期使用中的開裂問 題。本發明干燥后的混凝土墊塊利用石屑顆粒級配控制膨脹收縮比和表面的吸水性。混 凝土墊塊作為一種體積較小的預制材料，無法做到膨脹收縮比與不同的建筑混凝土完全一 致。本發明通過控制混凝土成分，使其膨脹收縮特性接近天然石材，使建筑混凝土在澆筑后 與小體積墊塊形成一種類似混凝土配制過程中添加石子集料的體系，利用石屑顆粒級配控 制的墊塊吸水性，在支撐的鋼筋框架上澆筑混凝土后能夠與建筑混凝土有效地實現快速靜 態結合，干燥后在遇到水淋濕時同步吸水，避免了由于膨脹收縮比不同造成的開裂和脫落， 延長建筑使用壽命。
[0017] 本發明通過原料配比的設計使得墊塊雖然體積小但是抗壓/剪強度不變，軸心抗 壓強度達到22N/cm 2以上。
[0018] 本發明優選水泥為42. 5普通硅酸鹽水泥。發明采用42. 5普通硅酸鹽水泥除了增 加混凝土墊塊的強度外，主要是利用42. 5普通硅酸鹽水泥得到的墊塊干燥速率與本發明 要求相適應。采用42. 5普通硅酸鹽水泥制得的墊塊在達到適當含水率時在澆筑上混凝土 后又會形成最佳的吸水率，與澆筑混凝土有機的結合。
[0019] 一種如上所述混凝土墊塊的制備工藝，其特征在于，制備工藝步驟為： 1) 混料：按石屑顆粒粒徑D尺寸篩取石屑，并按所述原料配伍進行配料，混合后連續攪 拌獲得半濕料； 2) 布料：將半濕料注入下模，下模在振動臺作用下振動0. 3~ls使半濕料填實； 3) 壓實成型：上模下壓的同時下模在振動臺作用下振動使半濕料壓實，壓實后墊塊立 即脫模成型，壓實時間為l~4s，下壓強度為5~10MPa ; 4) 養護：成型的墊塊在自然條件下養護20~22h即得。
[0020] 每個下模的至少一個側面上縱向開設有向模具內凸出的至少一條鋼筋槽預設槽， 所述上模底面與下模上開口形狀相適應。
[0021] 優選的，所述振動臺上下振動，振動頻率為5(Γ90次/秒。
[0022] 原料攪拌混合后得到的混凝土半濕料具有合適的坍落度，能夠在振動條件下使體 積較小的下模具內同樣實現快速填實。混凝土半濕料具有合適的泌水率，保證在振動填實 后，墊塊內部石屑分布均勻，能達到適當含水率并具有所需的初期強度。
[0023] 本發明墊塊的制備工藝主要有兩方面特點。一是采用的模具和壓制方式為側面縱 向壓制，模具將決定墊塊厚度的鋼筋槽預設槽設置在側面上，壓制過程中無需考慮分次壓 制時不同的壓強造成墊塊厚度不統一。縱向壓制所施加的壓強只要保證將混凝土半濕料壓 實即能輕松保證厚度的絕對統一。同時在成型墊塊后脫模時方便，不會產生阻礙。此外，縱 向壓制使得模具排列方式更加緊湊，最多可同時排列450個墊塊模具一起壓制，提高生產 效率。
[0024] 二是墊塊在短短廣4s的壓實后立即脫模成型，養護時間也只有20~22h。整體制備 過程工期短、速率高，這主要得益于本發明的物料配比，所得半濕料具有混合后的流動態和 壓制后初期強度。由于本發明的墊塊成型后強度高、耗水量小，在自然條件下養護20~22h 即可作為成品，具有足夠強度。
[0025] 由于混凝土墊塊用于鋼筋鋪設，而且體積較小，所以對混凝土墊塊的規整程度要 求較高，相互之間的長、寬、高等要素間差距要求嚴格。這就不同于傳統混凝土磚的要求，傳 統的混凝土磚雖然也能夠在短時間內充模、脫模，但是因為磚塊在使用過程中有灰漿層的 調整且本身體積較大，對混凝土磚規格差距要求不嚴格，磚塊相互之間的規格差距較大。本 發明利用原料配比，石屑粒徑搭配，壓制方法等要素綜合調節，使得體積小，規格差距要求 極為嚴格的混凝土墊塊實現的快速沖模和立即脫模，并將規格差距限制在極小的范圍內。
[0026] 與現有技術相比，本發明的混凝土墊塊及其制備工藝所具有的有益效果是：本發 明在解決混凝土建筑干燥過程中搭接面開裂的問題的同時還解決了建筑物在以后長期使 用中的開裂問題。本發明的配料只有水泥、水和石屑，去除了開采對環境有害的河沙和海 沙。降低了生產成本。本發明通過石屑的顆粒級配，調節了混凝土的活易性，使得簡單的水 泥、水和石屑的配比滿足墊塊小體積模具的填充要求，實現快速填充、立即脫模。本發明的 制備工藝過程方便快捷，混凝土墊塊內實、牢固不易松散，制備工期短、使用便捷。降低了生 產成本和工人的勞動強度，提高了生產效率。本發明采用模具和壓制方式為縱向壓制，將決 定墊塊厚度的鋼筋槽預設槽設置在側面上，壓制只要保證將混凝土半濕料壓實即能輕松保 證厚度的絕對統一。本發明縱向壓制鋼筋槽，精確控制鋼筋槽底部與墊塊本體底面間的距 離h，方便成型脫模，施工工序簡單，質量穩定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發明一種混凝土常規墊塊的結構示意圖。
[0028] 圖2為本發明一種混凝土馬蹬墊塊的結構示意圖。
[0029] 圖3為本發明另一種混凝土常規墊塊的結構示意圖。
[0030] 圖4為圖1所示混凝土常規墊塊單個上、下模具配合示意圖。
[0031] 其中，1、下模具2、下模具鋼筋槽預設槽3、模具上開口 4、上模具5、上模具 鋼筋槽預設槽6、連接桿7、模具框板8、振動臺9、墊塊本體10、鋼筋槽；墊塊本體 長L、墊塊本體寬W、墊塊本體高H，鋼筋槽底部與墊塊本體底面間的距離h ;墊塊本體底面長 U、墊塊本體底面寬A，墊塊本體頂面長L2、墊塊本體頂面寬W2，底面鋼筋槽的深度d。
【具體實施方式】
[0032] 實施例1是本發明的最佳實施例，下面結合附圖Γ4和對本發明做進一步說明。
[0033] 實施例1 1)按照重量份42. 5普通硅酸鹽水泥100份、石屑500份，水55份配料制作混凝土墊塊， 其中石屑采用碎石機粉碎后篩分搭配至顆粒質量百分比組成為：D < 0. lcm的石屑占43%、 0· lcm < D < 0· 2cm 的石屑占 24%、0· 2cm < D < 0· 3cm 的石屑占 19. 5%、0· 3cm < D < 0· 5cm 的石屑占13. 5%。石屑與水的重量比為1:0. 11。所制作的墊塊本體近似六面體結構，墊 塊本體上表面上開設有一道鋼筋槽，墊塊本體長L=25mm、墊塊本體寬W=15mm、墊塊本體高 H=20mm。
[0034] 2)參照附圖1、4設計制備混凝土墊塊的模具，將423個下模具1排布在同一模具 框板7上，模具上開口 3的開口面與模具框板7所在平面持平，下模具1的側面上開設向模 具內凸出的一條縱向的下模具鋼筋槽預設槽2,鋼筋槽10所在側面的最高點與相對側面間 的距離為13mm，上模具4的底面與下模具1的模具上開口 3形狀相適應，在與下模具1對應 側有上模具鋼筋槽預設槽5開口，上模具4通過連接桿6與墊塊壓制機連接。
[0035] 3)將物料混合攪拌得到混凝土半濕料，將混凝土半濕料注入下模具1內，下模在 振動臺8作用下以90次/s的頻率振動0. 5s，使混凝土半濕料填實下模具1 ;上模具4下 壓，下壓壓強為5MPa，壓實時間為ls，下壓的同時下模在振動臺作用下振動使半濕料壓實， 壓實的混凝土半濕料脫模，墊塊成型。
[0036] 4)成型墊塊在25°C下養護20h即得。
[0037] 同批制備423塊測試墊塊，脫模后收集散料總質量為5. 6g，說明脫模過程基本無 散落。卡齒測量鋼筋槽底部與墊塊本體底面間的距離h平均為13. 04mm，423塊測試墊塊間 該距離的方差為0. 08 ;墊塊形狀統一。檢測混凝土墊塊的比重在2100kg/m3。墊塊軸心抗 壓強度達到24N/cm2，混凝土強度等級達到C30級。將墊塊在實驗鋼筋混凝土結構中應用， 干燥后超聲波測傷儀檢測鋼筋混凝土結構，無裂紋。
[0038] 實施例2 1)按照重量份42. 5普通硅酸鹽水泥100份、石屑520份，水57份配料，制作墊塊本體長 L=25mm、墊塊本體寬W=15mm、墊塊本體高H=30mm的混凝土墊塊。墊塊本體形狀同實施例1。 其中石屑采用碎石機粉碎后篩分搭配至顆粒質量百分比組成為：D < 0. lcm的石屑占42%、 0· lcm < D < 0· 2cm 的石屑占 23%、0. 2cm < D < 0· 3cm 的石屑占 20%、0· 3cm < D < 0· 5cm 的石屑占15%。石屑與水的重量比為1 :0. 11。
[0039] 2)參照附圖1、4設計制備混凝土墊塊的模具，將160個下模具1排布在同一模具 框板7上，模具上開口 3的開口面與模具框板7所在平面持平，下模具1的側面上開設向模 具內凸出的一條縱向的下模具鋼筋槽預設槽2,鋼筋槽10所在側面的最高點與相對側面間 的距離為20mm，上模具4的底面與下模具1的模具上開口 3形狀相適應，在與下模具1對應 側有上模具鋼筋槽預設槽5開口，上模具4通過連接桿6與墊塊壓制機連接。
[0040] 3)將物料混合攪拌得到混凝土半濕料，將混凝土半濕料注入下模具1內，下模在 振動臺8作用下以60次/s的頻率振動0. 3s，使半濕料填實下模具1 ;上模具4下壓，下壓 壓強為8MPa，壓實時間為1.5s，下壓的同時下模在振動臺作用下振動使半濕料壓實，壓實 的混凝土半濕料脫模，墊塊成型。
[0041] 4)成型墊塊在25°C下養護2lh即得。
[0042] 同批制備320塊測試墊塊，脫模后收集散料總質量為3. 3g，說明脫模過程基本無 散落。卡齒測量鋼筋槽底部與墊塊本體底面間的距離h平均為20. 07mm，320塊測試墊塊間 該距離的方差為〇. 13 ;墊塊形狀統一。檢測混凝土墊塊的比重在2140kg/m3。墊塊軸心抗壓 強度達到23. 5N/cm2，混凝土強度等級達到C30級。將墊塊在實驗鋼筋混凝土結構中應用， 干燥后超聲波測傷儀檢測鋼筋混凝土結構，無裂紋。
[0043] 實施例3 1)按照重量份42. 5普通硅酸鹽水泥100份、石屑470份，水42份配料，制作墊塊本體長 L=25mm、墊塊本體寬W=15mm、墊塊本體高H=30mm的混凝土墊塊。墊塊本體形狀同實施例1。 其中石屑采用碎石機粉碎后篩分搭配至顆粒質量百分比組成為：D < 0. lcm的石屑占48%、 0· lcm < D < 0· 2cm 的石屑占 20%、0· 2cm < D < 0· 3cm 的石屑占 19%、0· 3cm < D < 0· 5cm 的石屑占13%。石屑與水的重量比為1 :0. 09。
[0044] 2)參照附圖1、4設計制備混凝土墊塊的模具，將160個下模具1排布在同一模具 框板7上，模具上開口 3的開口面與模具框板7所在平面持平，下模具1的側面上開設向模 具內凸出的一條縱向的下模具鋼筋槽預設槽2,鋼筋槽10所在側面的最高點與相對側面間 的距離為20mm，上模具4的底面與下模具1的模具上開口 3形狀相適應，在與下模具1對應 側有上模具鋼筋槽預設槽5開口，上模具4通過連接桿6與墊塊壓制機連接。
[0045] 3)將物料混合攪拌得到混凝土半濕料，將混凝土半濕料注入下模具1內，下模在 振動臺8作用下以60次/s的頻率振動0. 3s，使半濕料填實下模具1 ;上模具4下壓，下壓 壓強為8MPa，壓實時間為1.5s，下壓的同時下模在振動臺作用下振動使半濕料壓實，壓實 的混凝土半濕料脫模，墊塊成型。
[0046] 4)成型墊塊在25°C下養護2lh即得。
[0047] 同批制備320塊測試墊塊，脫模后收集散料總質量為3. 8g，說明脫模過程基本無 散落。卡齒測量鋼筋槽底部與墊塊本體底面間的距離h平均為20. 01mm，320塊測試墊塊間 該距離的方差為〇. 12 ;墊塊形狀統一。檢測混凝土墊塊的比重在2120kg/m3。墊塊軸心抗壓 強度達到23. 5N/cm2，混凝土強度等級達到C30級。將墊塊在實驗鋼筋混凝土結構中應用， 干燥后超聲波測傷儀檢測鋼筋混凝土結構，無裂紋。
[0048] 實施例4 1)按照重量份42. 5普通硅酸鹽水泥100份、石屑460份，水46份配料，制作墊塊本體長 L=30mm、墊塊本體寬W=25mm、墊塊本體高H=50mm的混凝土墊塊。墊塊本體形狀同實施例1。 其中石屑采用碎石機粉碎后篩分搭配至顆粒質量百分比組成為：D < 0. lcm的石屑占45%、 0· lcm < D < 0· 2cm 的石屑占 25%、0. 2cm < D < 0· 3cm 的石屑占 15%、0· 3cm < D < 0· 5cm 的石屑占15%。石屑與水的重量比為1 :0. 1。
[0049] 2)參照附圖1、4設計制備混凝土墊塊的模具，將120個下模具1排布在同一模具 框板7上，模具上開口 3的開口面與模具框板7所在平面持平，下模具1的側面上開設向模 具內凸出的一條縱向的下模具鋼筋槽預設槽2,鋼筋槽所在側面的最高點與相對側面間的 距離為40mm，上模具4的底面與下模具1的模具上開口 3形狀相適應，在與下模具1對應側 有上模具鋼筋槽預設槽5開口，上模具4通過連接桿6與墊塊壓制機連接。
[0050] 3)將物料混合攪拌得到混凝土半濕料，將混凝土半濕料注入下模具1內，下模在 振動臺8作用下以60次/s的頻率振動ls，使混凝土半濕料填實下模具1 ;上模具4下壓， 單個上模具4的下壓壓強為8MPa，壓實時間為2s，下壓的同時下模在振動臺作用下振動使 半濕料壓實，壓實的混凝土半濕料脫模，墊塊成型。
[0051] 4)成型墊塊在25°C下養護22h即得。
[0052] 同批制備240塊測試墊塊，脫模后收集散料總質量為2. 5g，說明脫模過程基本無 散落。卡齒測量鋼筋槽底部與墊塊本體底面間的距離h平均為39. 96mm，240塊測試墊塊間 該距離的方差為〇. 17 ;墊塊形狀統一。檢測混凝土墊塊的比重在1990kg/m3。墊塊軸心抗壓 強度達到22. lN/cm2，混凝土強度等級達到C30級。將墊塊在實驗鋼筋混凝土結構中應用， 干燥后超聲波測傷儀檢測鋼筋混凝土結構，無裂紋。
[0053] 實施例5 1)按照重量份42. 5普通硅酸鹽水泥100份、石屑480份，水50份配料，制作墊塊本體長 L=30mm、墊塊本體寬W=30mm、墊塊本體高H=70mm的混凝土墊塊。墊塊本體形狀同實施例1。 其中石屑采用碎石機粉碎后篩分搭配至顆粒質量百分比組成為：D < 0. lcm的石屑占40%、 0· lcm < D < 0· 2cm 的石屑占 25%、0. 2cm < D < 0· 3cm 的石屑占 20%、0· 3cm < D < 0· 5cm 的石屑占15%。石屑與水的重量比為1 :0. 104。
[0054] 2)參照附圖1、4設計制備混凝土墊塊的模具，將80個下模具1排布在同一模具框 板7上，模具上開口 3的開口面與模具框板7所在平面持平，下模具1的側面上開設向模具 內凸出的一條縱向的下模具鋼筋槽預設槽2,鋼筋槽10所在側面的最高點與相對側面間的 距離為60mm，上模具4的底面與下模具1的模具上開口 3形狀相適應，在與下模具1對應 側有上模具鋼筋槽預設槽5開口，上模具4通過連接桿6與墊塊壓制機連接。
[0055] 3)將物料混合攪拌得到混凝土半濕料，將混凝土半濕料注入下模具1內，下模在 振動臺8作用下振動0. 5s使半濕料填實；在振動臺8以50次/s的頻率振動，使混凝土半 濕料填實下模具1 ;上模具4下壓，單個上模具4的下壓壓強為8MPa，壓實時間為2s，下壓 的同時下模在振動臺作用下振動使半濕料壓實，壓實的混凝土半濕料脫模，墊塊成型。
[0056] 4)成型墊塊在20°C下養護20h即得。
[0057] 同批制備400塊測試墊塊，脫模后收集散料總質量為5g，說明脫模過程基本無散 落。卡齒測量鋼筋槽底部與墊塊本體底面間的距離h平均為60. 03mm，400塊測試墊塊間該 距離的方差為0.21 ;墊塊形狀統一。檢測混凝土墊塊的比重在2080kg/m3。墊塊軸心抗壓 強度達到22. lN/cm2，混凝土強度等級達到C30級。將墊塊在實驗鋼筋混凝土結構中應用， 干燥后超聲波測傷儀檢測鋼筋混凝土結構，無裂紋。
[0058] 實施例6 1)按照重量份42. 5普通硅酸鹽水泥100份、石屑490份，水52份配料制作混凝土墊塊。 其中石屑采用碎石機粉碎后篩分搭配至顆粒質量百分比組成為：D < 0. lcm的石屑占43%、 0· lcm < D < 0· 2cm 的石屑占 25%、0· 2cm < D < 0· 3cm 的石屑占 20%、0· 3cm < D < 0· 5cm 的石屑占12%。石屑與水的重量比為1 :0. 106。所制作的墊塊本體近似六面體結構，墊塊本 體上、下表面上各開設有一道鋼筋槽，墊塊本體底面長墊塊本體寬1=20111111，墊塊 本體頂面長L 2=30mm、墊塊本體寬W2=20mm，墊塊本體高H=60mm。
[0059] 2)參照附圖2按照混凝土墊塊本體9設計制備混凝土墊塊的模具，模具相對兩 側面上分別凸出設有一下模具鋼筋槽預設槽2。其中，一側下模具鋼筋槽預設槽2深度為 30臟，兩側鋼筋槽槽底之間的距離為25臟，模具框板7上同時排布80個下模具，下模具上開 口 3的開口面與模具框板7所在平面持平，上模具4的底面與下模具1的模具上開口 3形 狀相適應，上模具4通過連接桿6與墊塊壓制機連接。
[0060] 3)將物料混合攪拌得到混凝土半濕料，將混凝土半濕料注入下模具1內，下模在 振動臺8作用下振動Is使半濕料填實；在振動臺8以50次/s的頻率振動，使混凝土半濕 料填實下模具1 ;上模具4下壓，單個上模具4的下壓壓強為8MPa，壓實時間為2s，下壓的 同時下模在振動臺作用下振動使半濕料壓實，壓實的混凝土半濕料脫模，墊塊成型。
[0061] 4)成型墊塊在25°C下養護22h即得。
[0062] 同批制備400塊測試墊塊，脫模后收集散料總質量為5. 4g，說明脫模過程基本無 散落。卡齒測量頂面鋼筋槽底部與底面鋼筋槽頂部間的距離平均為24. 94mm，400塊測試墊 塊間該距離的方差為〇. 11 ;墊塊形狀統一。檢測混凝土墊塊的比重在1980kg/m3。墊塊軸 心抗壓強度達到23. lN/cm2，混凝土強度等級達到C30級。將墊塊在實驗鋼筋混凝土結構中 應用，干燥后超聲波測傷儀檢測鋼筋混凝土結構，無裂紋。
[0063] 實施例7 1)按照重量份42. 5普通硅酸鹽水泥100份、石屑510份，水56份配料，制作墊塊本體 底面長1^=40_、墊塊本體寬WfZOmm，墊塊本體頂面長1^=30_、墊塊本體寬W2=20mm，墊塊本 體高H=60mm的混凝土墊塊。墊塊本體形狀同實施例6。其中石屑采用碎石機粉碎后篩分搭 配至顆粒質量百分比組成為：D < 0. lcm的石屑占45%、0. lcm < D < 0. 2cm的石屑占23%、 0. 2cm < D彡0. 3cm的石屑占18%、0. 3cm < D彡0. 5cm的石屑占14%。石屑與水的重量比 為 1 :0·11。
[0064] 2)參照附圖2按照混凝土墊塊本體9設計制備混凝土墊塊的模具，模具相對兩 側面上分別凸出設有一下模具鋼筋槽預設槽2。其中，一側下模具鋼筋槽預設槽2深度為 30臟，兩側鋼筋槽槽底之間的距離為25臟，模具框板7上同時排布80個下模具，下模具上開 口 3的開口面與模具框板7所在平面持平，上模具4的底面與下模具1的模具上開口 3形 狀相適應，上模具4通過連接桿6與墊塊壓制機連接。
[0065] 3)將物料混合攪拌得到混凝土半濕料，將混凝土半濕料注入下模具1內，下模在 振動臺8作用下振動Is使半濕料填實；在振動臺8以90次/s的頻率振動，使混凝土半濕 料填實下模具1 ;上模具4下壓，單個上模具4的下壓壓強為8MPa，壓實時間為2s，下壓的 同時下模在振動臺作用下振動使半濕料壓實，壓實的混凝土半濕料脫模，墊塊成型。
[0066] 4)成型墊塊在25°C下養護22h即得。
[0067] 同批制備400塊測試墊塊，脫模后收集散料總質量為5. 5g，說明脫模過程基本無 散落。卡齒測量頂面鋼筋槽底部與底面鋼筋槽頂部間的距離平均為24. 96mm，400塊測試墊 塊間該距離的方差為〇. 10 ;墊塊形狀統一。檢測混凝土墊塊的比重在1980kg/m3。墊塊軸 心抗壓強度達到23. lN/cm2，混凝土強度等級達到C30級。將墊塊在實驗鋼筋混凝土結構中 應用，干燥后超聲波測傷儀檢測鋼筋混凝土結構，無裂紋。
[0068] 實施例8 1)按照重量份42. 5普通硅酸鹽水泥100份、石屑520份，水61份配料制作混凝土墊塊， 其中石屑采用碎石機粉碎后篩分搭配至顆粒質量百分比組成為：D < 0. lcm的石屑占50%、 0· lcm < D < 0· 2cm 的石屑占 20%、0· 2cm < D < 0· 3cm 的石屑占 16%、0· 3cm < D < 0· 5cm 的石屑占14%。石屑與水的重量比為1:0. 12。所制作的墊塊本體近似六面體結構，墊塊本 體上下左右四個面上分別開設有一道鋼筋槽，墊塊本體長L=40mm、墊塊本體寬W=40mm、墊 塊本體高H=30mm。
[0069] 2)參照附圖3按照混凝土墊塊本體9設計制備混凝土墊塊的模具，模具四個側面 均縱向凸出有l〇mm高的下模具鋼筋槽預設槽2，120個下模具1排布在同一模具框板7上， 模具上開口 3的開口面與模具框板7所在平面持平，上模具4的底面與下模具1的模具上 開口 3形狀相適應，上模具4通過連接桿6與墊塊壓制機連接。
[0070] 3)將物料混合攪拌得到混凝土半濕料，將混凝土半濕料注入下模具1內，下模在 振動臺8作用下振動Is使半濕料填實；在振動臺8以50次/s的頻率振動，使混凝土半濕 料填實下模具1 ;上模具4下壓，單個上模具4的下壓壓強為lOMPa，壓實時間為4s，下壓的 同時下模在振動臺作用下振動使半濕料壓實，壓實的混凝土半濕料脫模，墊塊成型。
[0071] 4)成型墊塊在20°C下養護20h即得。
[0072] 同批制備240塊測試墊塊，脫模后收集散料總質量為2. 8g，說明脫模過程基本無 散落。卡齒測量相對鋼筋槽底部間的平均距離分別為19.84mm、19.92mm，240塊測試墊塊間 該距離的方差分別為〇. 22、0. 13 ;墊塊形狀統一。檢測混凝土墊塊的比重在2060kg/m3。墊 塊軸心抗壓強度達到22. 4N/cm2，混凝土強度等級達到C30級。將墊塊在實驗鋼筋混凝土結 構中應用，干燥后超聲波測傷儀檢測鋼筋混凝土結構，無裂紋。
[0073] 對比例1 按照重量份42. 5普通硅酸鹽水泥100份、石屑650份，水30份配料，其中石屑采用碎石 機粉碎后篩分搭配至顆粒質量百分比組成為：D < 0. lcm的石屑占43%、0. lcm < D < 0. 2cm 的石屑占24%、0· 2cm < D彡0· 3cm的石屑占19. 5%、0· 3cm < D彡0· 5cm的石屑占13. 5%。 石屑與水的重量比為1 :〇. 05。墊塊形狀及壓制方法同實施例1。
[0074] 同批制備400塊測試墊塊，壓制完成直接脫模，脫模后收集散料總質量為487g，脫 模過程中各墊塊均有散落；裝模時模具填料過滿，墊塊形狀不統一，無法正常使用。卡齒測 量鋼筋槽底部與墊塊本體底面間的距離h平均為14. 03mm，400塊測試墊塊間該距離的方差 為4. 01。檢測混凝土墊塊的比重在2000kg/m3。干燥后墊塊自身出現裂紋。
[0075] 由該對比例可以看出，當石屑用量偏高、用水量偏少時，配料松散，原料粘度不足， 無法在短暫壓力下成型，在脫模過程各墊塊均出現散落，導致墊塊形狀不統一，相互之間差 距較大，無法快速壓制得到可使用的墊塊。
[0076] 對比例2 按照重量份42. 5普通硅酸鹽水泥100份、石屑650份，水50份配料，其中石屑采用碎石 機粉碎后篩分搭配至顆粒質量百分比組成為：D < 0. lcm的石屑占43%、0. lcm < D < 0. 2cm 的石屑占24%、0· 2cm < D彡0· 3cm的石屑占19. 5%、0· 3cm < D彡0· 5cm的石屑占13. 5%。 石屑與水的重量比為1 :〇. 077。墊塊形狀及壓制方法同實施例1。
[0077] 同批制備400塊測試墊塊，脫模后收集散料總質量為243g，脫模過程大多出現散 落，墊塊形狀基本統一，說明裝模時基本填滿，但是強度不足，無法正常使用。卡齒測量鋼 筋槽底部與墊塊本體底面間的距離h平均為15. 12mm，400塊測試墊塊間該距離的方差為 2. 48。檢測混凝土墊塊的比重在2000kg/m3。干燥后墊塊自身出現裂紋。
[0078] 由該對比例可以看出，石屑用量過大，會導致配料松散，無法在短暫壓力下達到足 夠強度從而立即脫模。增加水量有利于壓制成型，但仍不能達到理想效果。
[0079] 對比例3 按照重量份42. 5普通硅酸鹽水泥100份、石屑520份，水65份配料，其中石屑采用碎石 機粉碎后篩分搭配至顆粒質量百分比組成為：D < 0. lcm的石屑占 43%、0. lcm < D < 0. 2cm 的石屑占 24%、0· 2cm < D彡0· 3cm的石屑占 19. 5%、0· 3cm < D彡0· 5cm的石屑占 13. 5%。 石屑與水的重量比為1 :〇. 125。墊塊形狀及壓制方法同實施例1。
[0080] 同批制備400塊測試墊塊，裝模時模具填料不足，振動壓制過程中出現出水現象， 壓制完成后脫模即出現塌落，無法成型，不可直接脫模，未做養護。
[0081] 由該對比例可以看出，水的添加量過大，原料含水量過高,無法振動壓制成型。
[0082] 對比例4 按照重量份42. 5普通硅酸鹽水泥100份、石屑500份，水40份配料，其中石屑采用碎石 機粉碎后篩分搭配至顆粒質量百分比組成為：D < 0. lcm的石屑占43%、0. lcm < D < 0. 2cm 的石屑占24%、0· 2cm < D彡0· 3cm的石屑占19. 5%、0· 3cm < D彡0· 5cm的石屑占13. 5%。 石屑與水的重量比為1 :〇. 08。墊塊形狀及壓制方法同實施例1。
[0083] 同批制備400塊測試墊塊，壓制完成直接脫模，脫模過程中各墊塊均有散落，收集 散料總質量為410g ;卡齒測量鋼筋槽底部與墊塊本體底面間的距離h平均為13. 6mm，400 塊測試墊塊間該距離的方差為3. 89。檢測混凝土墊塊的比重在2010kg/m3。干燥后墊塊自 身出現裂紋。
[0084] 由該對比例可以看出，當用水量偏少時，配料松散，原料粘度不足，在脫模過程各 墊塊均出現散落，無法在短暫壓力下成型。
[0085] 對比例5 按照重量份42. 5普通硅酸鹽水泥100份、石屑490份，水53份配料，其中石屑采用碎 石機粉碎后篩分至搭配顆粒質量百分比組成為：粒徑< 0. lcm的石屑占20%、粒徑0. lcm < D < 0· 3cm的石屑占20%、粒徑0· 3cm < D < 0· 5cm的石屑占40%、粒徑D > 0· 5cm的石 屑占20% ;墊塊形狀及壓制方法同實施例1。
[0086] 同批制備400塊測試墊塊，脫模后收集散料總質量為8g，說明脫模過程基本無散 落；但是墊塊規格不統一，在裝模過程中多出現未填實。成型墊塊密實度低。卡齒測量鋼 筋槽底部與墊塊本體底面間的距離h平均為15. 09mm，400塊測試墊塊間該距離的方差為 2. 11。檢測混凝土墊塊的比重在1020kg/m3。養護40小時后，將墊塊在實驗鋼筋混凝土結 構中應用，干燥后超聲波測傷儀檢測鋼筋混凝土結構，有裂紋，說明兩者接觸面沒有結合。
[0087] 由該對比例可以看出，當石屑的顆粒粒徑級配偏粗時，會影響混凝土的流動性，混 凝土無法充實填模，實現快速成型。同時石屑的顆粒級配變換改變了干燥墊塊的表面吸水 率，在施工中無法與建筑混凝土有效結合，導致在使用后開裂，增加安全隱患。
[0088] 對比例6 按照重量份42. 5普通硅酸鹽水泥100份、石屑490份，水48份配料，其中石屑采用碎 石機粉碎后篩分搭配至顆粒質量百分比組成為：粒徑D < 0. 1 cm的石屑占70%、粒徑0. lcm < D彡0· 2cm的石屑占15%、粒徑0· 2cm < D彡0· 3cm的石屑占10%、粒徑0· 3cm < D彡0· 5cm 的石屑占5% ;墊塊形狀及壓制方法同實施例1。
[0089] 同批制備400塊測試墊塊，脫模后收集散料總質量為4g，說明脫模過程基本無散 落。但是上模具下壓過程中水份溢出嚴重，脫模后成型墊塊表面光滑但強度不足，養護過程 中出現下榻變形。卡齒測量鋼筋槽底部與墊塊本體底面間的距離h平均為12. 54mm，400塊 測試墊塊間該距離的方差為2. 78。檢測混凝土墊塊的比重在2120kg/m3。養護48小時后， 將墊塊在實驗鋼筋混凝土結構中應用，干燥后超聲波測傷儀檢測鋼筋混凝土結構，有裂紋， 說明兩者接觸面沒有結合。
[0090] 由該對比例可以看出，石屑的顆粒粒徑級配偏細時，混凝土半濕料無法形成合適 的泌水率，無法在快速壓制時去除水分達到足夠脫模強度，實現快速脫模成型。石屑的顆粒 級配偏細同樣影響干燥墊塊的表面吸水率，在施工中無法與建筑混凝土有效結合，導致在 使用后開裂，增加安全隱患。
[0091] 對比例7 1)墊塊形狀、尺寸、原料配比和石屑顆粒組成同實施例1。
[0092] 2)設計制備混凝土墊塊的模具，將300個下模具1排布在同一模具框板7上，模具 上開口 3的開口面與模具框板7所在平面持平，下模具1的底面中部上凸形成一條橫向的 下模具鋼筋槽預設槽2,上模具4的底面與下模具1的模具上開口 3形狀相適應，上模具4 通過連接桿6與墊塊壓制機連接。
[0093] 3)將物料混合攪拌得到混凝土半濕料，將混凝土半濕料注入下模具1內，在振動 臺8以3次/s的頻率振動，使混凝土半濕料填實下模具1 ;下模在振動臺8作用下振動0. 5s 使半濕料填實；在振動臺8以90次/s的頻率振動，使混凝土半濕料填實下模具1 ;上模具 4下壓，單個上模具4的下壓壓強為8MPa，壓實時間為1. 5s，下壓的同時下模在振動臺作用 下振動使半濕料壓實，壓實的混凝土半濕料脫模、墊塊成型。
[0094] 4)成型墊塊在25°C下養護20h制得。
[0095] 同批制備400塊測試墊塊，脫模后收集散料總質量為3g，說明脫模過程基本無散 落。卡齒測量鋼筋槽底部與墊塊本體底面間的距離h平均為15. 02mm，400塊測試墊塊間該 距離的方差為3. 38 ;上模具的下壓壓強在不同批次、模具不同位置的壓強無法避免的出現 差異，導致墊塊形狀不統一。檢測混凝土墊塊的比重在2100kg/m 3。將墊塊在實驗鋼筋混凝 土結構中應用，干燥后超聲波測傷儀檢測鋼筋混凝土結構，無裂紋。
[0096] 采用傳統的模具底面形成鋼筋槽10的形式，在快速壓制時無法保證鋼筋槽10底 部與墊塊本體9底面間的距離這一關鍵值的規格統一。
[0097] 對比例8 1)墊塊配料、模具及墊塊形狀尺寸同實施例1。
[0098] 2)將物料混合攪拌得到混凝土半濕料，將混凝土半濕料注入下模具1內，下模不 發生振動；上模具4下壓，下壓壓強為5MPa，下壓時間為4s，混凝土半濕料脫模。
[0099] 同批制備400塊測試墊塊，脫模后收集散料總質量為210g，脫模過程大多出現散 落，成型墊塊形狀不規整，說明填料過程中下模未被填滿，下壓時半濕料未完全壓實。
[0100] 由該對比例可以看出，由于原料性狀影響，布料及壓實均需要模具進行高頻率振 動輔助，否則難以加快填料及壓實效率。
[0101] 對比例9 1)墊塊配料、模具及墊塊形狀尺寸同實施例1。
[0102] 2)將物料混合攪拌得到混凝土半濕料，將混凝土半濕料注入下模具1內，下模在 振動臺8作用下以90次/s的頻率振動0. 5s，使混凝土半濕料填實下模具1 ;上模具4下 壓，下壓壓強為3MPa，下壓時間為2s，下壓的同時下模在振動臺作用下振動，半濕料脫模。
[0103] 同批制備400塊測試墊塊，脫模后收集散料總質量為450g，脫模過程大多出現散 落，半濕料未完全壓實，無法成型，未做養護。可見，較低的下壓強度與較短的下壓時間對墊 塊成型均有較大影響。
[0104] 以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非是對本發明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等 效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所 作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發明技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種混凝土墊塊，包括墊塊本體，其特征在于：所述的墊塊本體為類六面體，墊塊 本體的至少一個面上開設有至少一道鋼筋槽，所述墊塊本體的原料配伍按重量份計：水泥 100份，石屑46(Γ520份，水42?61份，其中，石屑與水按1 :0.09?0. 12配比，石屑顆粒粒徑 D < 0. lcm的石屑占石屑總量的40?50%。
2. 根據權利要求1所述的一種混凝土墊塊，其特征在于：所述墊塊本體的原料配伍按 重量份計：水泥100份，石屑480~500份，水52~55份，其中，石屑與水按1 :0. 11配比，石屑 顆粒粒徑D彡0. lcm的石屑占石屑總量的4(Γ45%。
3. 根據權利要求1所述的一種混凝土墊塊，其特征在于：所述的石屑根據石屑顆粒粒 徑D不同，其質量百分比組成為：D彡0. lcm的石屑占4(T50%、0. lcm < D彡0. 2cm的石屑 占20?25%、0· 2cm < D彡0· 3cm的石屑占15?20%、0· 3cm < D彡0· 5cm的石屑占12?15%。
4. 根據權利要求1或2所述的一種混凝土墊塊，其特征在于：所述石屑根據石屑顆粒 粒徑D不同，其質量百分比組成為：D彡0. lcm的石屑占4(T45%、0. lcm < D彡0. 2cm的石 屑占23?25%、0· 2cm < D彡0· 3cm的石屑占18?20%、0· 3cm < D彡0· 5cm的石屑占12?15%。
5. 根據權利要求1所述的一種混凝土墊塊，其特征在于：所述的混凝土墊塊干燥后的 比重為198(T2140kg/m3,軸心抗壓強度大于22N/cm 2。
6. 根據權利要求1所述的一種混凝土墊塊，其特征在于：所述的墊塊本體頂面上開設 有一道鋼筋槽，所述的墊塊本體的長（L)為2(T30mm、寬（W)為15?30mm、高（H)為17?70mm， 鋼筋槽底部與墊塊本體底面間的距離（h)為13mnT60mm。
7. 根據權利要求1所述的一種混凝土墊塊，其特征在于：所述的墊塊本體頂面和底面 上分別同向開設有一道鋼筋槽，所述的墊塊本體底面長)為4(T80mm、寬（Wi)為2(T40mm， 頂面長（L 2)為3(T60mm、寬（W2)為2(T40mm，墊塊本體高（Η)為6(T250mm，底面鋼筋槽的深 度（d)為25飛0mm，頂面鋼筋槽底部與底面鋼筋槽頂部間的距離為25~180mm。
8. -種權利要求1~7任一項所述混凝土墊塊的制備工藝，其特征在于，制備工藝步驟 為： 1) 混料：按石屑顆粒粒徑D篩取石屑，并按所述原料配伍進行配料，混合后連續攪拌獲 得半濕料； 2) 布料：將半濕料注入下模，下模在振動臺作用下振動0. 3~ls使半濕料填實； 3) 壓實成型：上模下壓的同時下模在振動臺作用下振動使半濕料壓實，壓實后墊塊立 即脫模成型，壓實時間為l~4s，下壓強度為5~10MPa ; 4) 養護：成型的墊塊在自然條件下養護20~22h即得。
9. 根據權利要求8所述混凝土墊塊的制備工藝，其特征在于，每個下模的至少一個側 面上縱向開設有向模具內凸出的至少一條鋼筋槽預設槽，所述上模底面與下模上開口形狀 相適應。
10. 根據權利要求8所述混凝土墊塊的制備工藝，其特征在于，所述振動臺上下振動， 振動頻率為5(Γ90次/秒。
【文檔編號】C04B28/00GK104086127SQ201410341866
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2014年7月17日
【發明者】曹連濤, 曹琳涵 申請人:桓臺縣果里鎮常灃建材經銷處