[发明专利]一种钢纤维定向增强超高性能混凝土的成型装置及其使用方法

说明书

一种钢纤维定向增强超高性能混凝土的成型装置及其使用方法，本发明涉及一种钢纤维定向增强超高性能混凝土的成型装置及其使用方法。本发明要解决现有方法在控制钢纤维定向分布时对磁感应强度要求高、下层钢纤维受上层混凝土压力而旋转困难，从而部分钢纤维乱向分布，不能使绝大部分钢纤维均匀单向分布的问题。一种钢纤维定向增强超高性能混凝土的成型装置由直流电源、活塞、推杆、第一开关、进料筒、第二开关、圆柱形流道、转角流道和圆台形流道组成。本发明利用推力、磁场和挡板的作用来实现超高性能混凝土钢纤维定向分布，可以提高钢纤维定向分布效果与浇筑速率。本发明适用于超高性能混凝土等水泥基材料的浇筑。

技术领域

本发明涉及一种钢纤维定向增强超高性能混凝土的成型装置及其使用方法。

背景技术

超高性能混凝土被认为是现代混凝土技术领域最新的进展之一，具有超高的力学性能和耐久性，已被广泛应用于道路、桥梁及军事工程中。钢纤维作为制备超高性能混凝土重要的原材料之一，具有高达3000MPa的抗拉强度，可以提高混凝土的抗压强度、抗折强度和韧性。然而，随着特殊工程对混凝土抗弯、抗拉强度和韧性的要求越来越高，通过机械搅拌使钢纤维随机乱向均匀分布在水泥混凝土中的传统制备方法对于改善混凝土的抗弯拉强度和韧性非常有限，不能充分发挥钢纤维的抗拉性能和增强增韧效果。有研究提出通过在装有钢纤维混凝土的非金属模具周围施加匀强磁场使钢纤维单向分布的方法，使钢纤维发生旋转的力全部来自磁场，从而对磁感应强度要求较高，且下层钢纤维由于受上层混凝土压力而较难转动，导致钢纤维上下层单向分布程度不同，使混凝土上下层的力学性能不均。

发明内容

本发明是为了解决现有方法在控制钢纤维定向分布时对磁感应强度要求高、下层钢纤维受上层混凝土压力而旋转困难，从而部分钢纤维乱向分布，不能使绝大部分钢纤维均匀单向分布的问题，而提供一种钢纤维定向增强超高性能混凝土的成型装置及其使用方法。

本发明的一种钢纤维定向增强超高性能混凝土的成型装置由直流电源、活塞、推杆、第一开关、进料筒、第二开关、圆柱形流道、转角流道和圆台形流道组成；所述圆柱形流道由圆柱形外筒、圆柱形内筒和第一线圈组成；所述圆台形流道由圆台形外筒、圆台形内筒和第二线圈组成；所述转角流道内设置有挡板；所述圆柱形流道水平设置，所述圆柱形流道的一端设置圆台形流道，所述圆柱形流道与圆台形流道之间形成一夹角，该夹角为90°～135°；所述圆柱形流道和圆台形流道之间设置转角流道；所述圆柱形流道的上端设置有进料筒，所述进料筒穿过圆柱形外筒与圆柱形内筒连通；所述圆柱形流道内滑动设置有活塞，所述活塞的端部设置有推杆；所述圆柱形外筒和圆柱形内筒同心设置，所述圆柱形外筒和圆柱形内筒的长度相同，所述圆柱形外筒和圆柱形内筒之间形成一个空腔结构，该空腔结构内设置有第一线圈；所述圆台形外筒和圆台形内筒同心设置，所述圆台形外筒和圆台形内筒的高度相同，所述圆台形外筒和圆台形内筒之间形成一个空腔结构，该空腔结构内设置有第二线圈，所述第一线圈和第二线圈以并联的方式电连接在直流电源上，第一线圈的支路上设置有第一开关，第二线圈的支路上设置有第二开关。

一种钢纤维定向增强超高性能混凝土的成型装置的使用方法是按以下步骤进行的：

通过进料筒向圆柱形内筒内倒入搅拌好的混凝土，闭合第一开关，对第一线圈通电；通过推杆推动活塞，使混凝土沿圆柱形内筒向前流动，搅拌好的混凝土经过转角流道进入圆台形流道，进入圆台形流道时，闭合第二开关，对第二线圈通电，得到钢纤维定向增强超高性能混凝土。

有益效果：

本发明利用推力、磁场和拌合物流动方向转角流道内挡板的作用来实现超高性能混凝土中钢纤维的定向分布，可以提高钢纤维定向分布效果与增强增韧作用，适用于各类超高性能混凝土材料。该装置工作原理简单，操作过程方便，达到相同定向分布效果所需磁感应强度降低，且能较高程度地实现钢纤维的定向分布，可以用于超高性能混凝土等水泥基材料中钢纤维的定向分布。

附图说明