一種鋼纖維定向增強超高性能混凝土的成型裝置及其使用方法制造方法及圖紙

一種鋼纖維定向增強超高性能混凝土的成型裝置及其使用方法，本發明專利技術涉及一種鋼纖維定向增強超高性能混凝土的成型裝置及其使用方法。本發明專利技術要解決現有方法在控制鋼纖維定向分布時對磁感應強度要求高、下層鋼纖維受上層混凝土壓力而旋轉困難，從而部分鋼纖維亂向分布，不能使絕大部分鋼纖維均勻單向分布的問題。一種鋼纖維定向增強超高性能混凝土的成型裝置由直流電源、活塞、推桿、第一開關、進料筒、第二開關、圓柱形流道、轉角流道和圓臺形流道組成。本發明專利技術利用推力、磁場和擋板的作用來實現超高性能混凝土鋼纖維定向分布，可以提高鋼纖維定向分布效果與澆筑速率。本發明專利技術適用于超高性能混凝土等水泥基材料的澆筑。

Forming device for steel fiber directional reinforced super high performance concrete and using method thereof

The utility model relates to a forming device and a method for using steel fiber directional reinforced super high performance concrete, which relates to a forming device of steel fiber directional reinforced super high performance concrete and a method for using the same. The present invention is to solve the existing methods in the control of steel fiber orientation distribution of magnetic induction intensity high, lower steel fiber concrete pressure and rotation by the upper part of the steel fiber is difficult, so the chaotic distribution, cannot make the most uniform distribution of steel fiber unidirectional. The utility model relates to a shaping device for steel fiber directional reinforced super high performance concrete, which is composed of a DC power supply, a piston, a push rod, a first switch, a feeding barrel, a second switch, a cylindrical flow passage, a corner flow passage and a circular cone shaped flow passage. The invention utilizes the action of thrust, magnetic field and baffle plate to realize the directional distribution of super high performance concrete steel fiber, and can improve the directional distribution effect and the pouring rate of the steel fiber. The invention is applicable to the pouring of cement-based materials such as ultra-high performance concrete.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種鋼纖維定向增強超高性能混凝土的成型裝置及其使用方法。
技術介紹
超高性能混凝土被認為是現代混凝土
最新的進展之一，具有超高的力學性能和耐久性，已被廣泛應用于道路、橋梁及軍事工程中。鋼纖維作為制備超高性能混凝土重要的原材料之一，具有高達3000MPa的抗拉強度，可以提高混凝土的抗壓強度、抗折強度和韌性。然而，隨著特殊工程對混凝土抗彎、抗拉強度和韌性的要求越來越高，通過機械攪拌使鋼纖維隨機亂向均勻分布在水泥混凝土中的傳統制備方法對于改善混凝土的抗彎拉強度和韌性非常有限，不能充分發揮鋼纖維的抗拉性能和增強增韌效果。有研究提出通過在裝有鋼纖維混凝土的非金屬模具周圍施加勻強磁場使鋼纖維單向分布的方法，使鋼纖維發生旋轉的力全部來自磁場，從而對磁感應強度要求較高，且下層鋼纖維由于受上層混凝土壓力而較難轉動，導致鋼纖維上下層單向分布程度不同，使混凝土上下層的力學性能不均。
技術實現思路
本專利技術是為了解決現有方法在控制鋼纖維定向分布時對磁感應強度要求高、下層鋼纖維受上層混凝土壓力而旋轉困難，從而部分鋼纖維亂向分布，不能使絕大部分鋼纖維均勻單向分布的問題，而提供一種鋼纖維定向增強超高性能混凝土的成型裝置及其使用方法。本專利技術的一種鋼纖維定向增強超高性能混凝土的成型裝置由直流電源、活塞、推桿、第一開關、進料筒、第二開關、圓柱形流道、轉角流道和圓臺形流道組成；所述圓柱形流道由圓柱形外筒、圓柱形內筒和第一線圈組成；所述圓臺形流道由圓臺形外筒、圓臺形內筒和第二線圈組成；所述轉角流道內設置有擋板；所述圓柱形流道水平設置，所述圓柱形流道的一端設置圓臺形流道，所述圓柱形流道與圓臺形流道之間形成一夾角，該夾角為90°～135°；所述圓柱形流道和圓臺形流道之間設置轉角流道；所述圓柱形流道的上端設置有進料筒，所述進料筒穿過圓柱形外筒與圓柱形內筒連通；所述圓柱形流道內滑動設置有活塞，所述活塞的端部設置有推桿；所述圓柱形外筒和圓柱形內筒同心設置，所述圓柱形外筒和圓柱形內筒的長度相同，所述圓柱形外筒和圓柱形內筒之間形成一個空腔結構，該空腔結構內設置有第一線圈；所述圓臺形外筒和圓臺形內筒同心設置，所述圓臺形外筒和圓臺形內筒的高度相同，所述圓臺形外筒和圓臺形內筒之間形成一個空腔結構，該空腔結構內設置有第二線圈，所述第一線圈和第二線圈以并聯的方式電連接在直流電源上，第一線圈的支路上設置有第一開關，第二線圈的支路上設置有第二開關。一種鋼纖維定向增強超高性能混凝土的成型裝置的使用方法是按以下步驟進行的：通過進料筒向圓柱形內筒內倒入攪拌好的混凝土，閉合第一開關，對第一線圈通電；通過推桿推動活塞，使混凝土沿圓柱形內筒向前流動，攪拌好的混凝土經過轉角流道進入圓臺形流道，進入圓臺形流道時，閉合第二開關，對第二線圈通電，得到鋼纖維定向增強超高性能混凝土。有益效果：本專利技術利用推力、磁場和拌合物流動方向轉角流道內擋板的作用來實現超高性能混凝土中鋼纖維的定向分布，可以提高鋼纖維定向分布效果與增強增韌作用，適用于各類超高性能混凝土材料。該裝置工作原理簡單，操作過程方便，達到相同定向分布效果所需磁感應強度降低，且能較高程度地實現鋼纖維的定向分布，可以用于超高性能混凝土等水泥基材料中鋼纖維的定向分布。附圖說明圖1為一種鋼纖維定向增強超高性能混凝土的成型裝置的結構示意圖。具體實施方式具體實施方式一：結合圖1說明本實施方式，本實施方式一種鋼纖維定向增強超高性能混凝土的成型裝置由直流電源1、活塞2、推桿3、第一開關5、進料筒6、第二開關7、圓柱形流道、轉角流道和圓臺形流道組成；所述圓柱形流道由圓柱形外筒8、圓柱形內筒9和第一線圈10組成；所述圓臺形流道由圓臺形外筒12、圓臺形內筒13和第二線圈15組成；所述轉角流道內設置有擋板11；所述圓柱形流道水平設置，所述圓柱形流道的一端設置圓臺形流道，所述圓柱形流道與圓臺形流道之間形成一夾角，該夾角為90°～135°；所述圓柱形流道和圓臺形流道之間設置轉角流道；所述圓柱形流道的上端設置有進料筒6，所述進料筒6穿過圓柱形外筒8與圓柱形內筒9連通；所述圓柱形流道內滑動設置有活塞2，所述活塞2的端部設置有推桿3；所述圓柱形外筒8和圓柱形內筒9同心設置，所述圓柱形外筒8和圓柱形內筒9的長度相同，所述圓柱形外筒8和圓柱形內筒9之間形成一個空腔結構，該空腔結構內設置有第一線圈10；所述圓臺形外筒12和圓臺形內筒13同心設置，所述圓臺形外筒12和圓臺形內筒13的高度相同，所述圓臺形外筒12和圓臺形內筒13之間形成一個空腔結構，該空腔結構內設置有第二線圈15，所述第一線圈10和第二線圈15以并聯的方式電連接在直流電源1上，第一線圈10的支路上設置有第一開關5，第二線圈15的支路上設置有第二開關7。本實施方式還設置第一螺栓14用于控制澆筑口與水平面的夾角大小，同時控制混凝土流動速度。本實施方式還設置第二螺栓4可以控制澆筑口的口徑大小，同時控制出口混凝土中鋼纖維的單向分布程度。本實施方式圓柱形外筒8和圓臺形外筒12可以保護線圈不受外部環境腐蝕。本實施方式所述第一線圈10是沿圓柱形內筒9的外表面進行纏繞；所述第二線圈15是沿圓臺形內筒13的外表面進行纏繞。具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一的不同之處在于：所述活塞2、推桿3、進料筒6、圓柱形外筒8、圓柱形內筒9、擋板11、圓臺形外筒12和圓臺形內筒13的材質均為不受磁力吸附的高強材料。其他與具體實施方式一相同。所述不受磁力吸附的高強材料為工程塑料、玻璃、陶瓷、有機玻璃等。具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一或二的不同之處在于：所述直流電源1的輸出電壓為0～30V，輸出電流為0～20A。其他與具體實施方式一或二相同。具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一至三之一的不同之處在于：所述擋板11為伸縮型擋板，沿軸向在圓柱形內筒9和圓臺形內筒13的內壁進行滑動。其他與具體實施方式一至三之一相同。本實施方式通過調節擋板11的位置可以控制轉角流道的大小。具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一至四之一的不同之處在于：所述圓柱形外筒8和圓柱形內筒9的底面半徑比為(1.2～1.5):1；所述圓臺形外筒12和圓臺形內筒13的底面半徑比為(1.2～1.5):1。其他與具體實施方式一至四之一相同。具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式一至五之一的不同之處在于：所述第一線圈10產生的磁感應強度為0～10×10-3T；所述第二線圈15產生的磁感應強度為0～20×10-3T。其他與具體實施方式一至五之一相同。具體實施方式七：本實施方式一種鋼纖維定向增強超高性能混凝土的成型裝置的使用方法是按以下步驟進行的：通過進料筒6向圓柱形內筒9內倒入攪拌好的混凝土，閉合第一開關5，對第一線圈10通電；通過推桿3推動活塞2，使混凝土沿圓柱形內筒9向前流動，攪拌好的混凝土經過轉角流道進入圓臺形流道，進入圓臺形流道時，閉合第二開關7，對第二線圈15通電，得到鋼纖維定向增強超高性能混凝土。本實施方式可用于成型不同結構或構件。本實施方式中混凝土中的鋼纖維在活塞2的推力和第一線圈10產生的勻強磁場的作用下，發生一部分旋轉，根據不同混凝土粘性，可以適當調整攪拌好的混凝土在圓柱形內筒9內的停留時間。同時根據所用鋼纖維長度調節本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋼纖維定向增強超高性能混凝土的成型裝置，其特征在于鋼纖維定向增強超高性能混凝土的成型裝置由直流電源(1)、活塞(2)、推桿(3)、第一開關(5)、進料筒(6)、第二開關(7)、圓柱形流道、轉角流道和圓臺形流道組成；所述圓柱形流道由圓柱形外筒(8)、圓柱形內筒(9)和第一線圈(10)組成；所述圓臺形流道由圓臺形外筒(12)、圓臺形內筒(13)和第二線圈(15)組成；所述轉角流道內設置有擋板(11)；所述圓柱形流道水平設置，所述圓柱形流道的一端設置圓臺形流道，所述圓柱形流道與圓臺形流道之間形成一夾角，該夾角為90°～135°；所述圓柱形流道和圓臺形流道之間設置轉角流道；所述圓柱形流道的上端設置有進料筒(6)，所述進料筒(6)穿過圓柱形外筒(8)與圓柱形內筒(9)連通；所述圓柱形流道內滑動設置有活塞(2)，所述活塞(2)的端部設置有推桿(3)；所述圓柱形外筒(8)和圓柱形內筒(9)同心設置，所述圓柱形外筒(8)和圓柱形內筒(9)的長度相同，所述圓柱形外筒(8)和圓柱形內筒(9)之間形成一個空腔結構，該空腔結構內設置有第一線圈(10)；所述圓臺形外筒(12)和圓臺形內筒(13)同心設置，所述圓臺形外筒(12)和圓臺形內筒(13)的高度相同，所述圓臺形外筒(12)和圓臺形內筒(13)之間形成一個空腔結構，該空腔結構內設置有第二線圈(15)，所述第一線圈(10)和第二線圈(15)以并聯的方式電連接在直流電源(1)上，第一線圈(10)的支路上設置有第一開關(5)，第二線圈(15)的支路上設置有第二開關(7)。...

【技術特征摘要】
1.一種鋼纖維定向增強超高性能混凝土的成型裝置，其特征在于鋼纖維定向增強超高性能混凝土的成型裝置由直流電源(1)、活塞(2)、推桿(3)、第一開關(5)、進料筒(6)、第二開關(7)、圓柱形流道、轉角流道和圓臺形流道組成；所述圓柱形流道由圓柱形外筒(8)、圓柱形內筒(9)和第一線圈(10)組成；所述圓臺形流道由圓臺形外筒(12)、圓臺形內筒(13)和第二線圈(15)組成；所述轉角流道內設置有擋板(11)；所述圓柱形流道水平設置，所述圓柱形流道的一端設置圓臺形流道，所述圓柱形流道與圓臺形流道之間形成一夾角，該夾角為90°～135°；所述圓柱形流道和圓臺形流道之間設置轉角流道；所述圓柱形流道的上端設置有進料筒(6)，所述進料筒(6)穿過圓柱形外筒(8)與圓柱形內筒(9)連通；所述圓柱形流道內滑動設置有活塞(2)，所述活塞(2)的端部設置有推桿(3)；所述圓柱形外筒(8)和圓柱形內筒(9)同心設置，所述圓柱形外筒(8)和圓柱形內筒(9)的長度相同，所述圓柱形外筒(8)和圓柱形內筒(9)之間形成一個空腔結構，該空腔結構內設置有第一線圈(10)；所述圓臺形外筒(12)和圓臺形內筒(13)同心設置，所述圓臺形外筒(12)和圓臺形內筒(13)的高度相同，所述圓臺形外筒(12)和圓臺形內筒(13)之間形成一個空腔結構，該空腔結構內設置有第二線圈(15)，所述第一線圈(10)和第二線圈(15)以并聯的方式電連接在直流電源(1)上，第一線圈(10)的支路上設置有第一開關(5)，第二線圈(15)的支路上設置有第二開關(7)。2.根據權利要求1所述的一種鋼纖維定向增強超高性能混凝土的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高小建，黃煌煌，王睿，韓廣帥，陽華龍，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23