1 研制背景
黄河防汛抢险需要大量备防石。传统的备防石都是开采天然石材得来的,受资源短缺等影响,防汛抢险用备防石的采购价格逐年攀升,为此,十几年来各有关单位研制了很多类型的人工石材来代替天然石材,主要有:黄河泥沙烧结人工石材备防石,利用陶瓷生产工艺烧制成型;黄河泥沙碾压备防石,免蒸免烧制备大块材料用于防汛抢险;振动成型胶凝材料免烧黄河泥沙备防石,利用胶凝材料和活性激发剂制作人工石材;海岸防浪四角锥混凝土体,利用混凝土制作备防石代用品。这些产品存在生产工艺复杂、生产成本高、难以规模化生产等缺点,有些产品的耐冲刷性、抗冻融性等存在一定问题,因而很难推广应用。
黄河沙芯钢筋混凝土复合结构备防石产品利用复合材料的原理,发挥了水泥、钢筋、黄河泥沙等基本组成材料各自的优势,弥补了各自的缺陷,并且产生了复合材料复合后的优异功能,具有性能优越、工艺简单、成本低廉、易于生产、耐久性强、易于推广等特点,是复合材料理论在黄河泥沙产品和人工备防石产品生产应用中的重大突破。
黄河沙芯钢筋混凝土复合结构备防石以钢筋混凝土为箱体框架,内部充填经一定工艺处理的压实黄河泥沙,组成复合结构块材,可作为天然石材黄河备防石的替代品。经试验检测,产品各项指标优异,可替代天然石材,某些性能优于片石状天然石材备防石,甚至优于块石状备防石。经过5年的黄河河道水下服役,证明该产品完全符合黄河防汛抢险的要求,并且可实现机械化抛投,在水下稳定、不易被水流冲走,且生产成本低、制作工艺简单,产品取之黄河、用之黄河,既方便取材又能治理环境,具有较好的经济效益、社会效益和环境效益。
2 基本生产工艺
黄河沙芯钢筋混凝土复合结构备防石生产工艺流程见图1,产品立体示意见图2,产品壳体及实物剖面见图3,产品制作过程见图4。