一种可定时分解的混凝土预埋构件制造技术

本发明专利技术公开了一种可定时分解的混凝土预埋构件，以球形颗粒状，硫铝酸钙膨胀剂为芯，包覆硬脂酸壳体，制备出膨胀胶囊。预制的混凝土预埋构件内部有空腔，用以安放上述膨胀胶囊，该腔体内还安放有乙醇含量传感器和液位传感器，该腔体顶部预埋管线连接件，连接件与管线连接，管线通过电磁阀分别与去离子水储存罐和乙醇储存罐连接。由单片机通过程序读取传感器信息、预设时间信息并计算混凝土预埋构件腔体内醇的浓度，控制电磁阀工作，调整腔体内醇的浓度与液位，调整使膨胀胶囊壳体处于稳定状态或是溶解状态。根据预设时间实现膨胀剂的定时膨胀，达到混凝土预埋构件定时分解的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种可定时分解的混凝土预埋构件
本专利技术公开了一种可定时分解的混凝土预埋构件，属建筑领域。以球形颗粒状，硫铝酸钙膨胀剂为芯，包覆硬脂酸壳体，制备出膨胀胶囊。预制的混凝土预埋构件内部有空腔，用以安放上述膨胀胶囊，该腔体内还安放有乙醇含量传感器和液位传感器，该腔体顶部预埋管线连接件，连接件与管线连接，管线通过电磁阀分别与去离子水储存罐和乙醇储存罐连接。由单片机读取传感器信息、预设时间信息，计算混凝土预埋构件腔体内醇的浓度，控制电磁阀工作，调整腔体内醇的浓度与液位，调整使膨胀胶囊壳体处于稳定状态或是溶解状态。根据预设时间实现膨胀剂的定时膨胀，达到混凝土预埋构件定时分解的目的。
技术介绍
建筑对自然环境的影响，由过去的关注走到了重视，现在已经达到了立法的程度。建筑在使用寿命期，对环境的影响是个大课题暂且不论，但，建筑使用寿命结束，必须恢复原来的生态环境，地表地貌的恢复是对地面建筑分解，拆除，拉走。但埋入地下的建筑支撑体，不分解、不拆除，不恢复原生态的做法，对环境的影响是无法接受的。然而拆除又有相当难度，拆除施工又会对环境产生二次负面影响，并且，这种建筑寿命已经结束之后的负面影响，更无法接受。尤其是这种连续产生的负面影响，是不得不深入思考的问题。对埋入地下的建筑支撑体，即便是尽可能小心翼翼的拆除施工，也会对环境产生破坏，而且费用也不小。因此，埋入地下的建筑支撑体的分解与拆除，是现代建筑在规划与设计之初就必须考虑的问题，也是未来不得不面对的现实。
技术实现思路
以当地的沙石骨料与低碱度水泥，预制混凝土建筑基座，在建筑使用寿命结束时，该基座能在地下自行分解，这种做法对自然环境影响较小，也比较经济。所以，用上述混凝土预制一种建筑基座，在该基座内预埋膨胀剂即可以实现基座自分解。但难度在于寻找一种可控的，能在数年，乃至数十年中的某天、某时开始膨胀的膨胀剂。研究了硫铝酸钙膨胀剂，用3～5质量份石灰石，0.5～1质量份脱硫石膏和2～3质量份铝矾土磨细混合好。在上述混合好的粉体中加0.1～0.2质量份水，高速搅拌混合均匀，用3～5mm直径球体模具，压制成型制成生坯。该生坯经1100℃煅烧，得到了膨胀颗粒。研究了硬脂酸，并以该材料制备出壳体，包覆上述膨胀颗粒，得到了膨胀胶囊。研究了硬脂酸壳埋入地下的溶解情况，研究了硬脂酸壳在有离子水存在的水中的溶解情况，得到了用醇浓度控制其壳溶解的方法，醇浓度≤200ppm、温度≤38℃的无光环境该膨胀胶囊可长期存放，在有水、有离子水、潮湿环境、或干燥环境度胶囊存放影响不大。当醇浓度≥25%壳体会在36小时内溶解。壳体溶解后膨胀剂开始膨胀。醇浓度≤35%，对膨胀剂的膨胀倍率抑制不明显，对膨胀剂膨胀速度延缓是可以接受的。微变氧化物半导体乙醇传感器对醇的灵敏度很高，感应范围很宽，液体或气体的密闭环境都很灵敏。选择价格低廉的，电阻式液位传感器就完全可以胜任，安装也很简单。传感器引线是通过专用的硬质连接器引出管线的，该连接器安装在管路上保持了各自的独立性。单片机的选择范围及宽，甚至任一款都可以胜任。可定时分解的混凝土预埋构件由以下步骤实现，①石灰石3～5质量份，脱硫石膏0.5～1质量份，铝矾土2～3质量份，磨细混合好后与水0.1～0.2质量份混合均匀，在3～5mm直径球体模具中压制成型，②将上述颗粒煅烧到1100℃保温10min，冷却到100℃±10℃，③上述冷却到100℃±10℃的颗粒中加入全部颗粒质量0.5%～1%的硬脂酸，边搅拌边冷却，直至室温，得到膨胀胶囊，④预制中部有腔体的混凝土预埋构件，中部腔体体积≥构件总体积的5%，构件腔体顶部预埋管线连接件，⑤上述混凝土预埋构件安放置建筑工地，⑥构件腔体底部安置乙醇传感器，沿腔体竖直方向安置液位传感器，灌入上述制备好的膨胀胶囊到4/5体积，⑦外部设备连接，预备两个液体存储罐，存储罐体积≥60%构件腔体的体积，安置好后加满无水乙醇和去离子水，罐体下部安装管线，管线分别连接电磁阀，电磁阀出口并联，与构件腔体顶部之管线连接件连接，传感器引线通过硬质连接件引出管线外，乙醇传感器与单片机的输入端in1连接，液位传感器与单片机in2连接，单片机输出端out1连接乙醇罐下部电磁阀，out2连接去离子水罐下部电磁阀，⑧全部连接好后将基座埋入地下，恢复地表植被，⑨系统启动，预设分解时间，由单片机读取传感器信息、计算混凝土预埋构件腔体内醇的浓度，未达到预设时间，按日检测醇含量，当醇含量≥150ppm以1秒为单位，启动去离子水电磁阀，注水稀释，到达预设时间以1秒为单位轮流启动电磁阀注入乙醇和去离子水，且根据液位计算调整电磁阀，控制醇含量在25%～35%之间，到满液位。附图说明：图1，可定时分解的混凝土建筑预埋构件示意图附图标注：1混凝土基座、2腔体预埋管线连接件、3外部管线、4电磁阀、5乙醇存储罐、6去离子水存储罐、7单片机、8液位传感器、9腔体、10膨胀胶囊、11乙醇传感器、12导线硬质连接件。具体实施例首先制备膨胀胶囊：石灰石5质量份，脱硫石膏0.75质量份，铝矾土2质量份，混合磨细，过80目筛，开搅拌，缓慢加水0.1质量份混合均匀，在4mm直径球体模具中压制成型。将上述压制成型的颗粒坯体煅烧到1100℃保温10min，冷却到100℃，加入颗粒质量1%的硬脂酸，边搅拌边冷却，直至室温，得到膨胀胶囊。预制混凝土预埋构件，见图1，预制外经350mm内径50mm长2.5m的空芯混凝土预埋构件1，底部20cm封堵，顶部预埋Φ50mm的内丝直通管线连接件2。上述预埋构件安放置建筑工地。预埋构件腔体9内安置乙醇传感器11和液位传感器8，灌入上述制备好的膨胀胶囊10到1.84m位置。外部设备连接：预备两个体积3L的存储罐5、6，安置好后分别加满无水乙醇和去离子水，前述罐体下部安装管线3，管线分别连接电磁阀4，电磁阀4出口并联，且与预制混凝土预埋构件腔体9顶部预埋的内丝直通管线连接件2连接，传感器引线通过硬质连接件12引出管线，乙醇传感器11与单片机的输入端in1连接，液位传感器8与单片机in2连接，单片机输出端out1连接乙醇罐5下部电磁阀，out2连接去离子水罐6下部电磁阀。全部连接好后将基座埋入地下。恢复地表植被。单片机7输入程序，设定分解启动时间：2592000秒。启动单片机。结论：30天内正常，31天后地表无明显变化。40天后挖开预埋构件埋入地点，混凝土预埋构件已分解，最大混凝土颗粒100*200*300mm，土壤已堆积在混凝土颗粒周围，浑然一体。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可定时分解的混凝土预埋构件，其区别特征是：硫铝酸钙膨胀剂颗粒为芯，硬脂酸为壳，制备成胶囊结构膨胀剂，其区别特征还在于，此胶囊放置于混凝土预埋构件内部的腔体中，通过调整腔体内的醇浓度实现混凝土预埋构件的自分解，可定时分解的混凝土预埋构件由以下步骤实现，①石灰石3～5质量份，脱硫石膏0.5～1质量份，铝矾土2～3质量份，磨细混合好后与水0.1～0.2质量份混合均匀，在3～5mm直径球体模具中压制成型，②将上述颗粒煅烧到1100℃保温10min，冷却到100℃±10℃，③上述冷却到100℃±10℃的颗粒中加入全部颗粒质量0.5%～1%的硬脂酸，边搅拌边冷却，直至室温，得到膨胀胶囊，④预制中部有腔体的混凝土预埋构件，中部腔体体积≥构件总体积的5%，构件腔体顶部预埋管线连接件，⑤上述混凝土预埋构件安放置建筑工地，⑥构件腔体底部安置乙醇传感器，沿腔体竖直方向安置液位传感器，灌入上述制备好的膨胀胶囊到4/5体积，⑦外部设备连接，预备两个液体存储罐，存储罐体积≥60%构件腔体的体积，安置好后加满无水乙醇和去离子水，罐体下部安装管线，管线分别连接电磁阀，电磁阀出口并联，与构件腔体顶部之管线连接件连接，传感器引线通过硬质连接件引出管线外，乙醇传感器与单片机的输入端in1连接，液位传感器与单片机in2连接，单片机输出端out1连接乙醇罐下部电磁阀， out2连接去离子水罐下部电磁阀，⑧全部连接好后将基座埋入地下，恢复地表植被，⑨系统启动，预设分解时间，由单片机读取传感器信息、计算混凝土预埋构件腔体内醇的浓度，未达到预设时间，按日检测醇含量，当醇含量≥150ppm以1秒为单位，启动去离子水电磁阀，注水稀释，到达预设时间以1秒为单位轮流启动电磁阀注入乙醇和去离子水，且根据液位计算调整电磁阀，控制醇含量在25%～35%之间，到满液位；上述醇传感器是微变氧化物半导体乙醇传感器；上述液位传感器是电阻式液位传感器。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可定时分解的混凝土预埋构件，其区别特征是：硫铝酸钙膨胀剂颗粒为芯，硬脂酸为壳，制备成胶囊结构膨胀剂，其区别特征还在于，此胶囊放置于混凝土预埋构件内部的腔体中，通过调整腔体内的醇浓度实现混凝土预埋构件的自分解，可定时分解的混凝土预埋构件由以下步骤实现，①石灰石3～5质量份，脱硫石膏0.5～1质量份，铝矾土2～3质量份，磨细混合好后与水0.1～0.2质量份混合均匀，在3～5mm直径球体模具中压制成型，②将上述颗粒煅烧到1100℃保温10min，冷却到100℃±10℃，③上述冷却到100℃±10℃的颗粒中加入全部颗粒质量0.5%～1%的硬脂酸，边搅拌边冷却，直至室温，得到膨胀胶囊，④预制中部有腔体的混凝土预埋构件，中部腔体体积≥构件总体积的5%，构件腔体顶部预埋管线连接件，⑤上述混凝土预埋构件安放置建筑工地，⑥构件腔体底部安置乙醇传感器，沿腔体竖直方向安置液位传感器，灌入上述制备好的膨胀胶囊到...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙蓉祥，龚小平，刘海顺，
申请(专利权)人：清大赛思迪新材料科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11