CN110216776B - 一种钢纤维定向排布装置及钢纤维混凝土制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢纤维定向排布装置及钢纤维混凝土制作方法，包括鼓风机、吸附开关、吸紧开关、气管、钢纤维吸附盘、吸附针、定向磁场带。利用鼓风机带动气体产生吸引力，经气管传递吸力至钢纤维吸附盘的吸附针，吸附针吸紧纤维后在定向磁场带的磁力作用下，纤维趋向同方向排布，打开吸紧开关保证钢纤维与吸附针的固定不动，然后将定向排布的钢纤维放入逐层浇筑的混凝土表层形成钢纤维定向排布的钢纤维混凝土。本发明专利具有操作简单、钢纤维排布均匀等一系列制备优点，适用于钢纤维定向排布的钢纤维混凝土制作。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土制作装置及方法，特别是一种钢纤维定向排布装置及方法钢纤维混凝土制作方法。
背景技术
混凝土是土木工程中应用最为广泛，制备最为成熟的基本材料之一，随着科技的发展，各种外加剂与纤维材料的发明应用拓展了混凝土的组成与应用范围。将混凝土中掺入一定量的钢纤维能够提高混凝土的抗裂性能，保证混凝土的良好延性与耐久性。普通钢纤维混凝土与普通混凝土相比，抗拉强度提高40％—80％，抗弯强度提高60％—120％，抗剪强度提高50％一100％，抗压强度提高幅度较小，一般在0—25％之间，但抗压韧性却大幅度提高。为了提高混凝土的抗拉性能，在混凝土中加入钢纤维，只有当钢纤维的分布方向与混凝土受拉方向一致时，钢纤维在混凝土中粘结性能才能最大程度上提升混凝土的抗拉性能。目前常用的钢纤维混凝土制备方法，很难保证钢纤维的定向分布，并且混凝土制备过程中加入钢纤维后，混凝土搅拌困难，钢纤维很难做到定向均匀排布。
发明内容
发明目的：本发明公开了一种钢纤维定向排布装置及钢纤维混凝土制作方法，能够解决现有方法制备钢纤维混凝土过程中钢纤维分布散乱、纤维加入后混凝土搅拌困难、钢纤维分布不均匀等一系列问题。
技术方案：一种钢纤维定向排布装置，包括电源、鼓风机、吸附开关、气管、钢纤维吸附盘、吸附针、定向磁场带；所述鼓风机通过气管与钢纤维吸附盘进行连接，吸附针位于钢纤维吸附盘的盘面上，当打开吸附开关时，吸附针吸附钢纤维；所述吸附针可以在钢纤维吸附盘内转动；所述定向磁场带产生的定向磁场可用于钢纤维定向。
具体的，气管一端连接于鼓风机，另一端包括多个分支，每一个分支末端设置快速接头，快速接头固定于钢纤维吸附盘。
具体的，钢纤维定向排布装置还包括吸紧开关，打开吸紧开关，吸附针被吸紧固定于钢纤维吸附盘，无法转动。
具体的，定向磁场带由两块异性磁铁块N极、S极和连接底板组成；两块异性磁铁块N极、S极通过连接底板连接。
具体的，钢纤维吸附盘中间挖空形成空腔，所述气管通过空腔与吸附针连通。
具体的，空腔下方设置有与吸附针一一对应的安装孔，所述安装孔高度大于所述吸附针,所述吸附针上方圆头嵌入安装孔。
具体的，吸紧开关打开之后，所述吸附针与安装孔上表面接触，在摩擦力的作用下，停止转动。
本发明还公开了一种利用上述钢纤维定向排布装置的钢纤维混凝土制作方法的方法，包括如下步骤：
步骤1)根据浇筑试件的尺寸，排布钢纤维吸附盘；通过气管将鼓风机与吸附盘连接；
步骤2)连接电源，打开吸附开关，通过吸附盘的吸附针吸到钢纤维，此时钢纤维位于同一表面，但并不是定向排布；将吸附盘放入定向磁场带中，定向磁场带的定向磁场吸引钢纤维与吸附针，吸附针带动钢纤维在钢纤维吸附盘内转动达到钢纤维定向排布；
步骤3)打开吸紧开关，固定吸附针与钢纤维；分层浇筑混凝土，每层浇筑完成时，将钢纤维吸附盘放置于混凝土表层上方，关闭吸附开关与吸紧开关，钢纤维落入混凝土中；此时一层浇筑结束，以此类推，重复上述步骤制备钢纤维定向分布的钢纤维混凝土。
有益效果：本发明公开的一种钢纤维定向排布装置及钢纤维混凝土制作方法，该装置利用直流电源带动鼓风机产生吸引力，并通过气管、钢纤维吸附盘、吸附针传递至吸附针头，吸附针吸附钢纤维后经过定向磁场带后趋于均匀排布；然后将钢纤维吸附盘吸引的钢纤维置于分层浇筑的混凝土中，达到混凝土中钢纤维的定向排布的效果。该装置工作原理简单，操作过程方便，钢纤维定向、均匀分布实现容易，可以用于钢纤维定向分布的钢纤维混凝土的制备工作。该制作方法使得钢纤维混凝土内钢纤维定向分层均匀排布，使得钢纤维混凝土内钢纤维分布方向与混凝土受拉方向一致时，钢纤维在混凝土中粘结性能能最大程度上提升混凝土的抗拉性能。
附图说明
图1为本发明钢纤维定向排布装置示意图；
图2为本发明定向磁场带示意图；
图3为本发明钢纤维吸附盘剖面示意图；
图4为本发明钢纤维吸附盘工作过程示意图；
图5为本发明钢纤维混凝土分层浇筑前后示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种钢纤维定向排布装置，包括电源1、鼓风机2、吸附开关3、吸紧开关4、气管5、钢纤维吸附盘6、吸附针7、定向磁场带8；鼓风机2通过气管5与钢纤维吸附盘6进行连接，吸附针7位于钢纤维吸附盘6的盘面下方，当打开吸附开关3时，吸附针7吸附钢纤维；吸附针7可以在钢纤维吸附盘6内转动；打开吸紧开关4，吸附针7被吸紧固定于钢纤维吸附盘6，无法转动。定向磁场带8产生的定向磁场可用于钢纤维定向。
如图1所示，气管5一端连接于鼓风机2，另一端包括多个分支，每一个分支末端设置快速接头51，如图3所示，快速接头51固定于钢纤维吸附盘6，与钢纤维吸附盘6内空腔61连通。多个气管5可分别控制多个钢纤维吸附盘6。如图3所示，空腔61下方设置有与吸附针7一一对应的安装孔62，安装孔62高度大于所述吸附针7上方圆头高度,吸附针7上方圆头嵌入安装孔62。吸紧开关4打开之后，吸附针7与安装孔62上表面接触，在摩擦力的作用下，停止转动。安装孔62下方通孔直径等于吸附针7针管直径，且通孔表面光滑，使得吸附针7能够正常转动。吸附开关3和吸紧开关4通过控制吸附力的大小调整吸附针7位置以及与安装孔62之间的摩擦力。
定向磁场带8由两块异性磁铁块N极81、S极82和连接底板83组成；两块异性磁铁块N极81、S极82通过连接底板83连接。
一种钢纤维混凝土制作方法的方法，包括如下步骤：
步骤1)根据浇筑试件的尺寸，排布钢纤维吸附盘6；通过气管5将鼓风机2与吸附盘6连接；
步骤2)连接电源1，打开吸附开关3，通过吸附盘6的吸附针7吸到钢纤维，此时钢纤维位于同一表面，但并不是定向排布；将吸附盘放入定向磁场带8中，定向磁场带8的定向磁场吸引钢纤维与吸附针7，吸附针7带动钢纤维在钢纤维吸附盘6内转动达到钢纤维定向排布；
步骤3)打开吸紧开关4，固定吸附针7与钢纤维；分层浇筑混凝土，每层浇筑完成时，将钢纤维吸附盘6放置于混凝土表层上方，关闭吸附开关3与吸紧开关4，鼓风机2不再吸气，钢纤维落入混凝土中；此时一层浇筑结束，以此类推，重复上述步骤制备钢纤维定向分布的钢纤维混凝土。混凝土选用自密实混凝土，该种混凝土不需要振捣，方便钢纤维放置于分层浇筑的混凝土中。
Claims (7)
1.一种钢纤维定向排布装置，其特征在于：包括电源（1）、鼓风机（2）、吸附开关（3）、气管（5）、钢纤维吸附盘（6）、吸附针（7）、定向磁场带（8）；所述鼓风机（2）通过气管（5）与钢纤维吸附盘（6）进行连接，吸附针（7）位于钢纤维吸附盘（6）的盘面上，当打开吸附开关（3）时，吸附针（7）吸附钢纤维；所述吸附针（7）可以在钢纤维吸附盘（6）内转动；所述定向磁场带（8）产生的定向磁场可用于钢纤维定向；所述钢纤维吸附盘（6）中间挖空形成空腔（61），所述气管（5）通过空腔（61）与吸附针（7）连通；所述空腔（61）下方设置有与吸附针（7）一一对应的安装孔（62），所述安装孔（62）高度大于所述吸附针（7）上方圆头高度，所述吸附针（7）上方圆头嵌入安装孔（62）。
2.根据权利要求1所述的钢纤维定向排布装置，其特征在于：所述气管（5）一端连接于鼓风机（2），另一端包括多个分支，每一个分支末端设置快速接头（51），所述快速接头（51）固定于钢纤维吸附盘（6）。
3.根据权利要求1所述的钢纤维定向排布装置，其特征在于：所述钢纤维定向排布装置还包括吸紧开关（4），打开吸紧开关（4），吸附针（7）被吸紧固定于钢纤维吸附盘（6），无法转动。
4.根据权利要求1所述的钢纤维定向排布装置，其特征在于：所述定向磁场带（8）由两块异性磁铁块N极（81）、S极（82）和连接底板（83）组成；两块异性磁铁块N极（81）、S极（82）通过连接底板（83）连接。
5.根据权利要求3所述的钢纤维定向排布装置，其特征在于：所述吸紧开关（4）打开之后，所述吸附针（7）与安装孔（62）上表面接触，在摩擦力的作用下，停止转动。
6.一种利用如权利要求1~5任一项所述的钢纤维定向排布装置制作钢纤维混凝土的方法，包括如下步骤：
步骤1）根据浇筑试件的尺寸，排布钢纤维吸附盘（6）；通过气管（5）将鼓风机（2）与吸附盘（6）连接；
步骤2）连接电源（1），打开吸附开关（3），通过吸附盘（6）的吸附针（7）吸到钢纤维，此时钢纤维位于同一表面，但并不是定向排布；将吸附盘放入定向磁场带（8）中，定向磁场带（8）的定向磁场吸引钢纤维与吸附针（7），吸附针（7）带动钢纤维在钢纤维吸附盘（6）内转动达到钢纤维定向排布；
步骤3）打开吸紧开关（4），固定吸附针（7）与钢纤维；分层浇筑混凝土，每层浇筑完成时，将钢纤维吸附盘（6）放置于混凝土表层上方，关闭吸附开关（3）与吸紧开关（4），钢纤维落入混凝土中；此时一层浇筑结束，以此类推，重复上述步骤制备钢纤维定向分布的钢纤维混凝土。
7.一种根据权利要求6所述的钢纤维混凝土制作方法，其特征在于：所述步骤3）中选用的混凝土为自密实混凝土。
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