一种水上光伏用漂浮承载盾构件的制作方法

1.本实用新型涉及水上光伏技术领域，尤其涉及一种水上光伏用漂浮承载盾构件。


背景技术：

2.光伏发电已经无处不在，除了常见的沙漠、荒漠和屋面等陆地上利用之外，人们为了获得清洁能源的开发，湖泊、海洋的延展已经开始实施，光伏入海会走的很快，前景带来的效益巨大，目前水深超10米以上，光伏采用的是漂浮式发电站，发电站承载浮体单元均采用塑料材质或高密度泡沫塑料作为浮体，而这种塑料浮体工作年限极短，极容易老化，溶解后的塑料颗粒、塑料微粒对海洋、湖泊的污染问题极为严重，且无法逆转，是生物和人类的噩梦。
3.因此，需要提供一种能够避免溶解后的塑料颗粒、塑料微粒扩散的漂浮浮体，成为需要解决的技术问题。
4.另外，现有技术中通常采用钢筋混凝土重质材料包裹高密度聚苯乙烯浮体作为漂浮载体，缺点是钢筋混凝土密度在2400～2800kg/m3，自重过大，对浮体造成一定浮力影响，且钢筋混凝土自身吸水率大，抗腐蚀性差，使用寿命短，极易造成固体废弃物。
5.因此，需要提供一种轻质低吸水率抗腐蚀的漂浮浮体，成为需要解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种水上光伏用漂浮承载盾构件，主要解决上述现有技术存在的问题，利用聚合物泡沫混凝土具有轻质自漂浮性，能减少中空包受压浮力的承载，增加漂浮体浮力，聚合物泡沫混凝土材质价格低廉，易于操作施工，性能具有优异的防水性、耐候性、高热阻和热稳定性、抗氯离子腐蚀等特点，同时提高漂浮承载盾构件的使用寿命。聚合物泡沫混凝土的高热阻和热稳定性能，可有效的保护有机类中空包免受老化及热化学解带来的环境污染及使用年限的问题。
7.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
8.一种水上光伏用漂浮承载盾构件，其特征在于：该漂浮承载盾构件包括聚合物泡沫混凝土、中空包、钢筋架，钢筋架同中空包连接，浇筑嵌入在聚合物泡沫混凝土中，形成轻质水上漂浮承载盾构件。
9.进一步，漂浮承载盾构件还包括螺栓套筒，螺栓套筒一端绑扎在钢筋架上，嵌入在聚合物泡沫混凝土中，螺栓套筒另一端的开口部连通漂浮承载盾构件外部。
10.进一步，中空包为圆球形中空包和/或带圆角方形密封箱体中空包；
11.钢筋架同圆球形中空包和/或带圆角方形密封箱体中空包连接，圆球形中空包和/或带圆角方形密封箱体中空包为多个，均匀地分布在钢筋架内部，形成中空包钢筋网笼一体架。
12.进一步，聚合物泡沫混凝土将圆球形中空包和/或带圆角方形密封箱体中空包同钢筋架浇筑嵌入一体凝固后形成漂浮承载盾构件；
13.进一步，漂浮承载盾构件的聚合物泡沫混凝土表面还设有增强网格布和防水层，增强网格布位于聚合物泡沫混凝土和防水层之间。
14.进一步，漂浮承载盾构件呈长方体。
15.进一步，中空包是由有机高密度聚烯烃发泡材料制成的实心或空心圆球形中空包或带圆角方形密封箱体中空包，或采用聚合物泡沫混凝土材料制成的空心带圆角方形密封箱体中空包。
16.进一步，钢筋架材质为轻质、耐腐蚀玄武岩纤维材质；
17.和/或螺栓套筒为预埋连接用耐腐蚀螺栓套筒，其材质为不锈钢材质或耐腐蚀合金材质或高强尼龙材质；
18.和/或螺栓套筒底部设有用于同钢筋架绑扎的安装爪；
19.和/或增强网格布为耐碱玻璃纤维材质或玄武岩编织纤维材质；
20.和/或防水层为耐腐蚀防水层，其材质为高分子聚合物防水材料或高弹性硅烷改性聚合物防水材料或聚氨酯防水材料。
21.进一步，圆球形中空包或带圆角方形密封箱体中空包表面粗糙；
22.和/或圆球形中空包或带圆角方形密封箱体中空包表面设有若干个刺状连接杆；
23.和/或圆球形中空包或带圆角方形密封箱体中空包表面设有用于连接钢筋架的卡扣。
24.进一步，刺状连接杆为多个，均匀分布在圆球形中空包或带圆角方形密封箱体中空包表面；
25.和/或卡扣为多个，均匀分布在圆球形中空包或带圆角方形密封箱体中空包表面。
26.鉴于上述技术特征，本实用新型具有如下有益效果：
27.1、无机、轻质自漂浮
28.聚合物泡沫混凝土作为主体，利用自身具有轻质漂浮性、低吸水率、抗氯离子腐蚀性、抗冻融性等优点，避免传统混凝土自重大、吸水率高，抗腐蚀性差等问题，聚合物泡沫混凝土优异的热阻性能和热稳定性对有机材料的中空包具有耐老化及热化学解的保护作用，避免有机材料造成环境污染。
29.2、抗冲击韧性高(即高强度)
30.聚合物泡沫混凝土抗冲击强度韧性高，具有吸能作用，不同于传统混凝土的脆性易断裂性质。漂浮承载盾构件的内部带有玄武岩筋作为骨架，表面带有网格布增强，采用聚合物泡沫混凝土浇筑连接凝固为一体，可承受海浪拍打冲击力的破坏；在水中具有稳定的吃水线，不会像单一塑料漂浮体那样浮动不稳固导致相互撞击的危险，当内部中空包采用圆球形，使用有机高密度聚烯烃发泡材质时，高密度聚烯烃自身具有高强的抗撕裂性和受压反弹性，圆球形状可进一步的增加外部冲击力吸收并释放作用。当内部中空包采用带圆角方形密封箱体，使用无机聚合物泡沫混凝土材质时，与漂浮承载盾构件主体材料材质相同，相容性优，圆角方形密封箱体受到钢筋网架的固定及聚合物泡沫混凝土浇筑自密凝固为一体，抗冲击性能同样优越。
31.3、整体性优
32.中空包表面粗糙并带有若干个刺状连接杆，目的是增加聚合物泡沫混凝土浆体的粘结性，玄武岩钢筋网架作为漂浮承载盾构件的骨架，材质避免金属钢筋网架腐蚀耐久的
问题，同时还起到固定中空包的位置摆放，防止制作过程中，中空包移位造成整体水平偏差问题，表面的耐腐蚀防水层属于设防层，能有效的保护漂浮承载盾构件整体和表面耐磨性，增加漂浮承载盾构件工作年限。
33.4、经济、安装简便
34.聚合物泡沫混凝土材料成本低廉，易于操作施工，经济效益高；漂浮承载盾构件表面带有预埋连接用耐腐蚀螺栓套筒，在安装光伏时无需现场开孔，可直接安装光伏龙骨钢架，安装简便效率高。
附图说明
35.图1是具体实施例1中内部圆球形中空包水上光伏用漂浮承载盾构件构造图。
36.图2具体实施例1中圆球形中空包钢筋网笼一体架构造图。
37.图3是具体实施例1中圆球形中空包样式图。
38.图4是图3中a部放大图。
39.图5是具体实施例1中螺栓套筒的结构示意图。
40.图6是具体实施例1中螺栓套筒同钢筋架连接的结构示意图。
41.图7是具体实施例2中内部带圆角方形密封箱体中空包水上光伏用漂浮承载盾构件构造图。
42.图8是具体实施例2中带圆角方形密封箱体中空包钢筋网笼一体架构造图。
43.图9是具体实施例2中带圆角方形密封箱体中空包样式图。
44.图10是图9中b部放大图。
45.图中：1、聚合物泡沫混凝土；2-1、圆球形中空包；2-2、带圆角方形密封箱体中空包；3、钢筋架；4、螺栓套筒；安装爪4-1；5、增强网格布；6、防水层；7、刺状连接杆；8、钢筋卡扣。
具体实施方式
46.下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
47.参见图1至图5，具体实施例1，本实施例1提供了一种水上光伏用漂浮承载盾构件，该漂浮承载盾构件包括中空包、钢筋架3和聚合物泡沫混凝土 1，钢筋架3同中空包连接，浇筑嵌入在聚合物泡沫混凝土1中，形成轻质水上漂浮承载盾构件。
48.在本实施例1中，将中空包和钢筋架3浇筑嵌入在聚合物泡沫混凝土1中凝固后形成漂浮承载盾构件，也就是说中空包完全被聚合物泡沫混凝土1包裹住，聚合物泡沫混凝土1在中空包外形成一个壳体，将中空包同外界隔离开，对中空包进行保护。
49.利用聚合物泡沫混凝土1(比如授权公告号cn 107572936 b，授权公告日为2020年01月31日，申请号201710968790.6，名称为“聚合物泡沫混凝土1及其制备方法和用途”的发明专利中提及的一种聚合物泡沫混凝土1)，具有轻质高强漂浮性、优异的热阻性能和热稳定性、防水性、抗氯离子腐蚀性，能有效阻挡阳光热辐射的穿透及二氧化碳、氯离子等腐蚀
问题，漂浮承载盾构件的使用寿命更长，将中空包浇筑嵌入在聚合物泡沫混凝土1中，也能提高漂浮承载盾构件的稳定性，即吃水线的稳定性。聚合物泡沫混凝土1 对使用中空包(比如有机材质)具有耐老化及热化学解的保护作用，增加漂浮承载盾构件的使用寿命，避免单一采用有机材料(比如塑料)漂浮产生的塑料微粒对生物和人类污染不可逆问题。
50.钢筋架3材质为轻质、耐腐蚀玄武岩纤维材质，钢筋架3作为漂浮承载盾构件的骨架，起到整体牢固增强作用，同时使得漂浮承载盾构件的整体更轻，更耐腐蚀，延长了漂浮承载盾构件的使用寿命。
51.中空包是由有机高密度聚烯烃发泡材料制成的实心或空心圆球形中空包 2-1或带圆角方形密封箱体中空包2-2。或采用聚合物泡沫混凝土1材料制成的空心带圆角方形密封箱体2-2。
52.比如，当内部中空包采用圆球形，使用有机高密度聚烯烃发泡材质时，高密度聚烯烃自身具有高强的抗撕裂性和受压反弹性，圆球形中空包2-1可进一步的增加外部冲击力吸收并释放作用。
53.比如，当内部中空包采用空心带圆角方形密封箱体中空包2-2，使用聚合物泡沫混凝土1材质时，与漂浮承载盾构件主体材料材质相同，相容性优，空心带圆角方形密封箱体中空包2-2受到钢筋网架的固定及聚合物泡沫混凝土1浇筑自密凝固为一体，抗冲击性能卓越。
54.本实施例1中，提供了一种水上光伏用漂浮承载盾构件，漂浮承载盾构件呈长方体，采用圆球形中空包2-1，圆球形中空包2-1固定在钢筋架3内部，形成圆球形中空包钢筋网笼一体架，在聚合物泡沫混凝土1浇筑时，避免圆球形中空包2-1位置发生变化(即移位)，造成漂浮承载盾构件整体水平偏差的问题。
55.圆球形中空包2-1表面粗糙，设有若干个刺状连接杆7和用于连接钢筋架的卡扣8。表面粗糙和设有若干个刺状连接杆7主要目的是增加聚合物泡沫混凝土1凝固后与圆球形中空包2-1的界面粘结拉拔力，提高整体抗撕裂脱离性，用于连接钢筋架的卡扣8，主要用途为便于钢筋架安装固定，并使钢筋架与圆球形中空包2-1有一定空间空隙，使聚合物泡沫混凝土1能有一定的有效的保护层厚度。
56.圆球形中空包2-1为多个，均匀地分布在钢筋架3内部，增加漂浮承载盾构件浮力，均匀地分布帮助漂浮承载盾构件整体保持水平。
57.漂浮承载盾构件还包括螺栓套筒4，螺栓套筒4一端嵌入在聚合物泡沫混凝土1中，螺栓套筒4另一端的开口部连通漂浮承载盾构件外部。比如螺栓套筒4为预埋连接用耐腐蚀螺栓套筒4，其材质为不锈钢材质或耐腐蚀合金材质或高强尼龙材质；螺栓套筒4的主要用途为后期安装光伏支架连接使用或者漂浮承载盾构件相互连接使用，避免开孔对漂浮承载盾构件的破坏。
58.螺栓套筒4一端绑扎在钢筋架3，比如本实施例1中螺栓套筒4底部设有安装爪4-1，螺栓套筒4通过安装爪4-1同钢筋架3的相应钢筋进行绑扎，增加螺栓套筒4拉拔力，同时可确定安装位置尺寸精确性，避免浇筑聚合物泡沫混凝土1时发生位移变化。四个安装爪4-1从四个角度共同对螺栓套筒 4进行支撑和限位，最大限度地提升螺栓套筒4拉拔力度和确保螺栓套筒4 的位置准确性。
59.漂浮承载盾构件的聚合物泡沫混凝土1表面还设有增强网格布5和防水层6，增强
网格布5位于聚合物泡沫混凝土1和防水层6之间，此时预埋连接用耐腐蚀螺栓套筒4的开口部穿过聚合物泡沫混凝土1、增强网格布5和防水层6后连通漂浮承载盾构件外部，增强网格布5为耐碱玻璃纤维材质或玄武岩编织纤维材质，防水层6为耐腐蚀防水层6，其材质为高分子聚合物防水材料或高弹性硅烷改性聚合物防水材料或聚氨酯防水材料，漂浮承载盾构件表面的耐腐蚀防水层6能有效的保护漂浮承载盾构件整体和表面耐磨性，增加漂浮承载盾构件工作年限。
60.漂浮承载盾构件内部的钢筋架3作为骨架，表面还设有增强网格布5，采用聚合物泡沫混凝土1将圆球形中空包2-1和钢筋架3浇筑连接为一体，整体提升漂浮承载盾构件的抗冲击性能，受到海浪拍打冲击，能有效抵消冲击力的破坏。
61.具体实施例2，本实施例2中，提供了一种上光伏用漂浮承载盾构件，实施例2的内容同实施例1的内容基本相同，不同之处在于：中空包采用带圆角方形密封箱体中空包2-2，方形设计既便于漂浮承载盾构件生产加工，比如便于更便捷、均匀地将中空包装设在钢筋架3上，带圆角的设计能够增加中空包和聚合物泡沫混凝土1的接触截面，提高相容性，提升漂浮承载盾构件整体抗拉性，带圆角方形密封箱体中空包2-2同聚合物泡沫混凝土1接触部位帮助聚合物泡沫混凝土1凝固后形成拱形，拱形部位的抗弯曲力度更大，抗弯荷载力更大，能够提升漂浮承载盾构件整体的抗弯曲性。
62.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种水上光伏用漂浮承载盾构件，其特征在于：该漂浮承载盾构件包括聚合物泡沫混凝土(1)、中空包、钢筋架(3)，钢筋架(3)同中空包连接，浇筑嵌入在聚合物泡沫混凝土(1)中，形成轻质水上漂浮承载盾构件。2.根据权利要求1所述一种水上光伏用漂浮承载盾构件，其特征在于：漂浮承载盾构件还包括螺栓套筒(4)，螺栓套筒(4)一端绑扎在钢筋架(3)上，嵌入在聚合物泡沫混凝土(1)中，螺栓套筒(4)另一端的开口部连通漂浮承载盾构件外部。3.根据权利要求2所述一种水上光伏用漂浮承载盾构件，其特征在于：中空包为圆球形中空包(2-1)和/或带圆角方形密封箱体中空包(2-2)；钢筋架(3)同圆球形中空包(2-1)和/或带圆角方形密封箱体中空包(2-2)连接，圆球形中空包(2-1)和/或带圆角方形密封箱体中空包(2-2)为多个，均匀地分布在钢筋架(3)内部，形成中空包钢筋网笼一体架。4.根据权利要求3所述一种水上光伏用漂浮承载盾构件，其特征在于：聚合物泡沫混凝土(1)将圆球形中空包(2-1)和/或带圆角方形密封箱体中空包(2-2)同钢筋架(3)浇筑嵌入一体凝固后形成漂浮承载盾构件。5.根据权利要求4所述一种水上光伏用漂浮承载盾构件，其特征在于：漂浮承载盾构件的聚合物泡沫混凝土(1)表面还设有增强网格布(5)和防水层(6)，增强网格布(5)位于聚合物泡沫混凝土(1)和防水层(6)之间。6.根据权利要求5所述一种水上光伏用漂浮承载盾构件，其特征在于：漂浮承载盾构件呈长方体。7.根据权利要求6所述一种水上光伏用漂浮承载盾构件，其特征在于：中空包是由有机高密度聚烯烃发泡材料制成的实心或空心圆球形中空包(2-1)或带圆角方形密封箱体中空包(2-2)，或采用聚合物泡沫混凝土(1)材料制成的空心带圆角方形密封箱体中空包(2-2)。8.根据权利要求7所述一种水上光伏用漂浮承载盾构件，其特征在于：钢筋架(3)材质为轻质、耐腐蚀玄武岩纤维材质；和/或螺栓套筒(4)为预埋连接用耐腐蚀螺栓套筒，其材质为不锈钢材质或耐腐蚀合金材质或高强尼龙材质；和/或螺栓套筒(4)底部设有用于同钢筋架(3)绑扎的安装爪(4-1)；和/或增强网格布(5)为耐碱玻璃纤维材质或玄武岩编织纤维材质；和/或防水层(6)为耐腐蚀防水层，其材质为高分子聚合物防水材料或高弹性硅烷改性聚合物防水材料或聚氨酯防水材料。9.根据权利要求1至8中任意一项所述一种水上光伏用漂浮承载盾构件，其特征在于：圆球形中空包(2-1)或带圆角方形密封箱体中空包(2-2)表面粗糙；和/或圆球形中空包(2-1)或带圆角方形密封箱体中空包(2-2)表面设有若干个刺状连接杆(7)；和/或圆球形中空包(2-1)或带圆角方形密封箱体中空包(2-2)表面设有用于连接钢筋架(3)的卡扣(8)。10.根据权利要求9所述一种水上光伏用漂浮承载盾构件，其特征在于：刺状连接杆(7)为多个，均匀分布在圆球形中空包(2-1)或带圆角方形密封箱体中空包(2-2)表面；和/或卡扣(8)为多个，均匀分布在圆球形中空包(2-1)或带圆角方形密封箱体中空包
(2-2)表面。

技术总结
本实用新型提供了一种水上光伏用漂浮承载盾构件，该漂浮承载盾构件包括聚合物泡沫混凝土、中空包、钢筋架，钢筋架同中空包连接，浇筑嵌入在聚合物泡沫混凝土中，形成轻质水上漂浮承载盾构件。所述的聚合物泡沫混凝土具有轻质自漂浮性，能减少圆球形和/或带圆角方形密封箱体中空包受压浮力的承载，增加漂浮体浮力，聚合物泡沫混凝土材料价格低廉，易于操作施工，性能具有优异的防水性、耐候性、高热阻和热稳定性、抗氯离子腐蚀等特点，提高漂浮承载盾构件的使用寿命。聚合物泡沫混凝土的高热阻和热稳定性能，可有效的保护有机类中空包免受老化及热化学解带来的环境污染及使用年限的问题。问题。问题。


技术研发人员：祁磊 徐衍军 王伟 王威 祁一鸣 卢昆
受保护的技术使用者：山东济创新材料科技有限公司
技术研发日：2022.11.24
技术公布日：2023/3/24