[实用新型]一种3D建造层间粘结强度的增强装置

说明书

本实用新型公开了一种3D建造层间粘结强度的增强装置，包括同心设置且长度相同的不锈钢空心钢管和铁磁性材料外层管,在不锈钢空心钢管的外径上缠绕用于在不锈钢空心钢管产生竖向匀强磁场的漆包线圈，不锈钢空心钢管和铁磁性材料外层管两端设有上盖板和下盖板，漆包线圈的接线头从上盖板或下盖板穿出；在不锈钢空心钢管的内径设有硅钢铁芯；该硅钢铁芯由第一实心不锈钢棒和第二实心不锈钢棒固定于不锈钢空心钢管中央；在铁磁性材料下盖板两侧，通过横梁对称连接有纵向磁力装置。采用本实用新型的3D建造层间粘结强度的增强装置进行3D打印，能够增强打印试件的整体性，相比于乱向分布的钢纤维，能使得打印试件具有更好的抗震能力。

技术领域

本实用新型属于3D打印技术领域，涉及纤维混凝土3D建造装置，具体涉及一种3D建造层间粘结强度的增强装置。

背景技术

近年来，3D打印技术已成为国内外重点研究的“快速成型技术”。该技术又名“增材技术”，是指通过建筑材料连续叠加，生成三维实体的一种技术，已在工业设计、航空航天，医疗卫生等领域取得较多成果。随着3D打印技术的不断发展，3D打印技术将更多地运用在建筑领域。3D打印混凝土技术是在3D打印技术的基础上发展起来应用于混凝土施工的新技术，与传统模板浇筑混凝土施工技术相比，3D打印混凝土技术具有节约成本、绿色环保、人员流动少、施工周期短、生产效率高等优点。已有的研究表明，3D打印混凝土存在层间粘结薄弱层，当构件受到外力作用后，破坏多发生在层间粘结处。改善和提高层间粘结强度将作为3D打印混凝土技术的一个研究重点，对确定工程结构的承载安全性能具有重要意义。

现有的层间粘结强度的增强方法有涂抹粘性砂浆法、预埋钢筋法。由于层间涂抹粘性砂浆增强粘结能力的范围有限，不能用于大型结构的建造；预埋钢筋法在打印前期，需要人工绑扎钢筋，会耗费大量的人力，限制了3D打印技术高自由度的发展。一些学者提出了在3D打印试件中加入钢纤维的方法，但由于技术上的限制，钢纤维在打印试件中多为乱向分布，并不能解决其薄弱的层间粘结。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种3D建造层间粘结强度的增强装置。

为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种3D建造层间粘结强度的增强装置，包括同心设置且长度相同的不锈钢空心钢管和铁磁性材料外层管，其特征在于，在不锈钢空心钢管的外径上缠绕有用于在不锈钢空心钢管产生竖向匀强磁场的漆包线圈，不锈钢空心钢管和铁磁性材料外层管两端设有将不锈钢空心钢管和铁磁性材料外层管固定在一起的铁磁性材料上盖板和铁磁性材料下盖板，漆包线圈的接线头从铁磁性材料上盖板或铁磁性材料下盖板穿出；在不锈钢空心钢管的内径设有硅钢铁芯；该硅钢铁芯由第一实心不锈钢棒和第二实心不锈钢棒固定于不锈钢空心钢管中央；

在铁磁性材料下盖板两侧，通过横梁对称连接有纵向磁力装置，在纵向磁力装置内均匀安装有六个用于产生竖向方向匀强磁场的小型通电螺线管，在横梁上设置有横向轨道，通过该横向轨道使得纵向磁力装置在横梁上移动。

本实用新型的其它特点是：

所述第二实心不锈钢棒的长度是第一实心不锈钢棒的一半。

所述的不锈钢空心钢管的内径为40mm，长度为200mm，所述的铁磁性材料外层管内径为60mm。

所述第一实心不锈钢棒和第二实心不锈钢棒的直径均为1mm。

所述硅钢铁芯的直径为1mm，长度与不锈钢空心钢管相同。

所述漆包线圈的线径为1mm，匝数为1800～2200匝，外接直流电源的电压为0～30V，电流为0～50A，通电后产生竖直向下的匀强磁场，该匀强磁场的磁感应强度为1.37×10^-3～8.94×10^-3T。

所述硅钢铁芯与第一实心不锈钢棒和第二实心不锈钢棒焊接。