一種球墨鑄鐵鋼纖維井蓋及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種井蓋，特別是設(shè)及一種由球墨鑄鐵一體式井蓋骨架與鋼纖維混凝 ±制備的井蓋及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 城市道路中各種井設(shè)施需要大量的井蓋，目前使用的井蓋多為鑄鐵蓋或鋼筋混凝 ±井蓋，鋼筋混凝±井蓋強度不足，損壞嚴重，同時由于自重大，檢修井設(shè)備自啟困難，而鑄 鐵井蓋造價高，震動響聲較大且經(jīng)常丟失，時常有行人和車輛跌落井中，帶來經(jīng)濟損失和不 良的社會影響。
[0003] 為此，近年來人們一直致力于研究一種新型的井蓋制備材料，中國娃酸鹽學會混 凝±水泥制品分會理事會暨學術(shù)交流會會議論文《鋼纖維高強混凝±檢查井蓋設(shè)計》就提 出了一種鋼纖維混凝±井蓋，并詳細討論了制備運種井蓋所需要的鋼纖維的特性參數(shù)及凝 ±的組成材料要求，指出選定鋼纖維的長徑比時需保證鋼纖維的纖維長度小于臨界值，鋼 纖維的體積率在0. 5%~3%范圍內(nèi)，優(yōu)選為0. 6%~2%，更優(yōu)選為1. 5%，鋼纖維強度為800~ 2000MPa，其彈性模量為200GPa，極限延伸率為0. 5%~3. 5%，為達到最佳增強效果，凝±組 成材料中作為粗骨料的碎石的最大粒徑與鋼纖維長度的比值為0. 5,砂率根據(jù)水泥種類確 定，該文中還提出了鋼纖維井蓋的一種制備方法，該方法將砂漿與鋼纖維分開加入模具并 分開密實。但是采用上述方法制備的井蓋，存在鋼纖維與砂漿混合不均勻，導致強度、耐久 性下降的問題，同時不能達到減小振動噪音的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠增強承載能力并能有效降低車輛娠壓通過時產(chǎn) 生的振動噪音的井蓋。
[0005] 本發(fā)明的另一個目的是提供了該井蓋的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是提出一種球墨鑄鐵鋼纖維井蓋，包括：由鋼筋骨架和鋼纖 維混凝±誘筑而成的柱形井圈和由球墨鑄鐵一體式井蓋骨架和鋼纖維混凝±組合制備而 成的蓋板，所述井圈呈階梯狀，包括內(nèi)側(cè)柱與外側(cè)柱，所述內(nèi)側(cè)柱上端面均勻設(shè)置有六個凹 槽，所述球墨鑄鐵一體式井蓋骨架主要由主骨架、邊框、副筋、加強筋組成，所述主骨架為拱 形并呈六角星形，且星形的六個頂角均與所述邊框相連接，所述拱形主骨架自與邊框連接 處向球墨鑄鐵一體式井蓋骨架中屯、延伸形成寫頂，所述副筋設(shè)置在主骨架主體六角星形的 六個凹角處，且兩端分別與主骨架與邊框連接，所述加強筋設(shè)置在主骨架上表面，所述邊框 下邊沿的內(nèi)底端設(shè)有支撐托板。
[0007] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述的一種球墨鑄鐵鋼纖維井蓋的球墨鑄鐵一體式井蓋骨架上下 側(cè)面均填充鋼纖維混凝±并形成一個整體制備井蓋蓋板。上側(cè)面填充鋼纖維混凝±形成 平面制備成蓋板正面，下側(cè)面填充鋼纖維混凝±包裹球墨鑄鐵一體式井蓋骨架制備蓋板背 面，所述主骨架與邊框相接處凸起，球墨鑄鐵一體式井蓋骨架的邊框包裹鋼纖維混凝±制 備的邊沿，并在蓋板邊緣對稱位置留有井蓋開啟孔。
[0008] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述的一種球墨鑄鐵鋼纖維井蓋，所述主骨架對稱位置的兩個頂 角與邊框連接部分為矩形狀，且靠近所述邊框處為圓弧狀一端朝向主骨架的U形凸出部 并留有井蓋開啟孔，其余四個頂角與邊框連接部分為矩形狀且靠近邊框一端凸出部為矩形 狀。
[0009] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述的一種球墨鑄鐵鋼纖維井蓋，所述主骨架主體六角星形中屯、 位置開有一大圓孔，圓孔周圍均勻分布六個小圓孔，每個小圓孔與主骨架主體六角星形的 頂角之間設(shè)置一個Ξ角形孔。
[0010] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述的一種球墨鑄鐵鋼纖維井蓋，所述蓋板對應于一個井蓋開啟 孔的位置設(shè)置一U形并留有穿孔的外凸耳子，所述蓋板背面右側(cè)對應于另一個開啟孔外側(cè) 設(shè)有凹口，井圈的外側(cè)柱對應于蓋板U形外凸耳子位置設(shè)置有內(nèi)六角螺栓螺母預埋件，井 圈的內(nèi)側(cè)柱上表面對應于所述蓋板凹口位置還設(shè)置有"7 "形機械扣。
[0011] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述的球墨鑄鐵鋼纖維混凝±井蓋，所述鋼纖維混凝±由水泥、 砂、碎石、鋼纖維、水及減水劑加工制成，所述水泥為無機滲合料的滲加量《5. 0%的娃酸鹽 水泥，砂為1. 8mm~2. 2mm中粗砂，含泥量< 1. 0%，碎石為5mm~16mm連續(xù)級碎石，含泥量 < 2. 0%，所述鋼纖維的體積率為0. 2%~2. 0%，所述減水劑為高效減水劑。
[0012] 優(yōu)選地，所述的一種球墨鑄鐵鋼纖維井蓋，所述的鋼纖維的體積率為0. 6%~ 1. 6%〇
[0013] 進一步優(yōu)選，所述的一種球墨鑄鐵鋼纖維井蓋，所述無機滲合料為粉煤灰，所述滲 合料還可W添加黑色顏料，所述高效減水劑為濃度35%的糞系減水劑。
[0014] 本發(fā)明技術(shù)方案采用的球墨鑄鐵鋼纖維井蓋的井蓋骨架為橋拱形結(jié)構(gòu)，能夠增加 載重能力，經(jīng)試驗測定其承受點壓可W達到300MPa。球墨一體式井蓋骨架采用烙化的鐵水 經(jīng)球化浸熱處理后誘筑于模具中生產(chǎn)，材質(zhì)類似于鋼質(zhì)，且物美價廉、外形美觀、經(jīng)久耐用、 強度高且質(zhì)量輕，鋼纖維混凝±粘接力非常強，有效保證了井蓋蓋板的整體強度，進一步增 大了井蓋的承載能力。井蓋可根據(jù)實際需要設(shè)置形狀，如圓形、方形或正六邊形。
[0015] 本發(fā)明技術(shù)方案采用鋼纖維混凝±包裹井蓋骨架，使得井蓋骨架與空氣隔絕，杜 絕誘蝕。另外蓋板與井圈配合使用時，蓋板背面的凸起與井圈內(nèi)側(cè)柱上端面的凹槽吻合，且 蓋板的鑄鐵邊沿與井圈的混凝±表面接觸，可有效降低震動噪音。
[0016] 本發(fā)明技術(shù)方案的蓋板蓋合時，所述外凸耳子與井圈外側(cè)柱上的螺母預埋件通過 螺栓固定，"7"形機械扣與凹口卡合，使得井蓋不能開啟，達到防盜目的 本發(fā)明技術(shù)方案采用砂的粒度及用量使得混凝±的砂率達到33. 9%，能夠充分填充因 滲入鋼纖維而產(chǎn)生的巨大比表面積，保證纖維與基體間的黏結(jié)，提高增強效果。高效糞系減 水劑的減水率達到25%，對水泥有著良好的分散作用，改善和易性，減少用水量，提高混凝± 基體材料的致密性和硬度，增加流動性。而無機滲和料礦粉和粉煤灰是活性混合料，能夠有 效改善鋼纖維與混凝±基體界面結(jié)構(gòu)和截面黏結(jié)，有效提高耐久性。添加黑色顏料能夠使 得成品井蓋表面呈黑灰色，與黑色漸青路面顏色相近外表美觀。
[0017] 本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是球墨鑄鐵鋼纖維井蓋的制備方法，其中井蓋蓋板采用 倒模法制備，先將水泥、碎石、砂、水與減水劑混合攬拌制成砂漿，預留出1/3砂漿，剩余砂 漿與鋼纖維混合攬拌制成鋼纖維混凝±，將預留的一半砂漿鋪在模具中振平后第一次加鋼 纖維混凝±，放入井蓋骨架后需分兩次加入鋼纖維混凝±，并分別振平，最后用剩余砂漿抹 面，成型后刻花、收光、脫模即可；井圈采用正模法制備，先向模具中加入少量砂漿并振平， 然后放入鋼筋骨架、較鏈和制備好的蓋板然后進行誘筑。
[0018] 優(yōu)選地，本發(fā)明的井圈制備中使用的鋼筋骨架的鋼筋斷料長度尺寸允許偏差為 0mm~2mm，表面無油污，鋼髓外徑域邊長)允許偏差為± 2mm，高度偏差允許為0mm~2mm， 鋼筋骨架的鋼筋間距允許偏差為±5mm。井圈的鋼纖維混凝±保護層不得小于12mm。井圈 的外側(cè)柱高度為140mm，寬度為96mm，內(nèi)側(cè)柱高度為80mm，寬度為110mm。
[0019] 優(yōu)選地，本發(fā)明的蓋板、井圈凝固時間控制為初凝時間不少于2小時，確?；炷?保持塑性的時間至少為2小時，終凝時間在48小時W內(nèi)。
[0020] 本發(fā)明技術(shù)方案中加入鋼纖維混凝±及模具前先用少量砂漿振平鋪底及最后用 砂漿抹面的目的是為了隔絕空氣與鋼纖維接觸，避免誘蝕，分Ξ次添加鋼纖維混凝±并分 別振平的目的是是球墨鑄鐵一體式井蓋骨架或鋼筋骨架與鋼纖維混凝±接觸均勻、密實， 增強井蓋的強度及耐久性，井圈制備時先放入較鏈和蓋板的目的是為了保證蓋板在不添加 膨脹劑的情況下就能很好的與井圈結(jié)合。為保證混凝±有足夠時間運輸、桶裝或誘筑，通過 添加緩凝劑使得初凝時間不少于2小時，誘筑后為加速凝固加入促凝劑使得凝固時間在48 小時W內(nèi)。
[0021] 本發(fā)明技術(shù)有益效果： 本發(fā)明提出一種球墨鑄鐵鋼纖維井蓋，采用主骨架主體為拱形且呈六角星形的球墨鑄 鐵一體式井蓋骨架與鋼纖維混凝±組合制備井蓋蓋板，增加井蓋承載能力，同時使得制備 成本下降，球墨鑄鐵鋼纖維混凝±井蓋蓋板與鋼纖維混凝±井圈配合使用，由于蓋板與井 圈的接觸是混凝±與球鐵的接觸，可有效降低震動噪音，在井圈上設(shè)置機械扣具有防盜功 能。
【附圖說明】
[0022] 圖1是球墨鑄鐵一體式井蓋骨架俯視圖， 圖2是球墨鑄鐵一體式井蓋骨架仰視圖， 圖3是圖1的剖視圖， 圖4是蓋板成品俯視圖， 圖5是蓋板成品仰視圖， 圖6是井圈俯視圖， 圖7是圖6中A的放大圖， 圖8是圖6中B的放大圖， 圖9是圖6的剖視圖， 1-主骨架，2-邊框，3-副筋，4-加強筋，5-開啟孔，6-支撐托板，7-外凸耳子，8-凹口， 9-外側(cè)柱，10-內(nèi)側(cè)柱，11-凹槽，12-螺母預埋件，13-機械扣。
【具體實施方式】
[0023] 本發(fā)明的制備步驟： 蓋板采用倒模法并分Ξ次加入鋼纖維混凝±制備，包括W下步驟： (1) 將水泥、碎石、砂在攬拌機內(nèi)進行干拌后與由水和減水劑配制的溶液混合繼續(xù)攬拌 制備砂漿，預留1/3砂漿，向攬拌機內(nèi)剩余砂漿加鋼纖維攬拌均勻制備鋼纖維混凝± ; (2) 將模具放置在振動機上端的振動臺板上，向模具中加入一半砂漿并振平后加入少 量鋼纖維混凝±，再放入球墨鑄鐵一體式井蓋骨架； (3) 向模具中第二次加入一半的鋼纖維混凝±振動5min~lOmin; (4) 再將剩余的鋼纖維混凝±全部加入模具中振動5min~lOmin后壓平； (5) 最后在壓平