CN115231863A - 一种纤维混凝土复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纤维混凝土复合材料及其制备方法，涉及混凝土技术领域，包括如下步骤：除混凝土修复胶囊以外，将各个组份原料按比例加入到搅拌设备中，对原料进行混合搅拌处理，搅拌速度设置为300～400转/分钟，搅拌时间设置为4～6分钟；将搅拌完成的混凝土从搅拌设备中取出，并对混凝土进行浇筑成型；采用投放设备将混凝土修复胶囊均匀的投放到混凝土的内部位置；本发明通过投放设备将混凝土修复胶囊自动的投放至混凝土中，避免直接将混凝土修复胶囊与混凝土混合浇筑而导致其破损失效，提高了该纤维混凝土复合材料的自修复功能的可靠性，同时使得混凝土修复胶囊投放的更加均匀，提高了该纤维混凝土复合材料的自修复效果。

Description

一种纤维混凝土复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种纤维混凝土复合材料及其制备方法。
背景技术
在一些大跨度桥梁、防洪大坝、隧道等混凝土建筑结构中，这类建筑需要较高强度和耐久性能的混凝土材料建造，由于外界环境等因素的影响，混凝土材料长期使用后内部会出现细小裂纹损伤，易导致混凝土结构的使用寿命降低，且易发生安全事故。为解决上述问题，现有技术中将胶粘剂(如氯丁橡胶胶粘剂)注入至玻璃、陶瓷等易破裂材质的容器中形成混凝土修复胶囊，将混凝土修复胶囊混合至混凝土原料中共同浇筑，在混凝土结构出现裂纹时，混凝土修复胶囊破裂使得其内部胶粘剂流出对裂纹进行粘合修复，但由于混凝土中含有较多的砂石原料，在浇筑过程中混凝土中的砂石原料易对混凝土修复胶囊造成冲击使得其损坏，从而使得混凝土的修复功能失效。因此，需要一种纤维混凝土复合材料及其制备方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纤维混凝土复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种纤维混凝土复合材料，其各个组份的重量比份数如下：
水泥220～240份，砂子500～600份，碎石900～1000份，合成纤维50～70份，大理石粉40～50份，水120～130份，减水剂2～3份，混凝土修复胶囊20～30份；其中合成纤维为聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维。
一种纤维混凝土复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：除混凝土修复胶囊以外，将各个组份原料按比例加入到搅拌设备中，对原料进行混合搅拌处理，搅拌速度设置为300～400转/分钟，搅拌时间设置为4～6分钟；
S2：将搅拌完成的混凝土从搅拌设备中取出，并对混凝土进行浇筑成型；
S3：采用投放设备将混凝土修复胶囊均匀的投放到混凝土的内部位置；
S4：混凝土修复胶囊投放完成后，采用混凝土振动整平机对混凝土进行整平处理，待混凝土凝固后即可完成混凝土复合材料的制备。
优选的，所述投放设备包括底板、行走轮以及第一框体，所述行走轮安装于底板的下端面四周位置，所述第一框体连接于底板的上端面，所述第一框体上设置有用于投放混凝土修复胶囊的投放组件，所述底板上连接有储料盒，所述储料盒的下侧设置有出料口，所述底板上还安装有用于对混凝土修复胶囊进行上料的上料机构，所述第一框体上设置有用于驱动投放组件和上料机构运动的驱动机构。
优选的，所述投放组件包括升降柱、夹持块以及限位环，所述升降柱上下滑动连接于第一框体中部的隔板上，所述夹持块转动连接于升降柱的下端两侧位置，且所述夹持块的转轴上连接有用于将2个夹持块相互闭合的扭簧，所述限位环滑动连接于升降柱上，所述限位环上连接有拉杆，所述拉杆的下端与夹持块上设置的固定耳相连接，用于控制夹持块的开闭。
优选的，所述上料机构包括第二框体、推料杆以及推料块，所述第二框体连接于底板上，所述推料杆滑动连接于第二框体上，且所述推料块固定连接于推料杆的一端，所述推料杆的另一端连接有受压板，所述推料杆上连接有用于其复位的复位弹簧，所述第二框体上转动连接有第一传动轴，所述第一传动轴上键连接有凸轮。
优选的，所述驱动机构包括升降板、驱动环以及驱动盘，所述升降板连接于升降柱的上端，所述驱动环固定连接于升降板的两端位置，所述驱动盘通过轴连接于第一框体的两侧位置，且所述驱动盘表面的偏心位置连接有滑动于驱动环内的驱动柱，用于驱动升降板上下运动，所述驱动盘同轴连接有从动齿轮，所述第一框体上端转动连接有第二传动轴，所述第二传动轴两端键连接有能够与从动齿轮相啮合的不完全齿轮，所述第一框体上连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端与第二传动轴上的皮带轮之间通过第一皮带相连接，所述第二传动轴上与第一传动轴上的皮带轮之间通过第二皮带相连接。
优选的，所述夹持块的下侧连接有凸块，且2个所述夹持块闭合时凸块形成侧边向下的锥形结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过投放设备将混凝土修复胶囊自动投放至混凝土中，避免直接将混凝土修复胶囊与混凝土混合浇筑而导致其破损失效，提高了该纤维混凝土复合材料的自修复功能的可靠性，同时使得混凝土修复胶囊投放的更加均匀，提高了该纤维混凝土复合材料的自修复效果。
2、本发明通过在混凝土原料中添加聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维，能够限制在外力作用下混凝土结构中裂缝的扩展，提高了该混凝土复合材料的抗拉伸和抗弯折性能，从而提高了混凝土建筑的使用寿命和安全性。
附图说明
图1和图2为本发明投放设备不同视角的整体结构示意图。
图3为本发明投放设备中投放组件结构示意图。
图4为本发明投放设备中上料机构结构示意图。
图5为本发明投放设备中驱动机构结构示意图。
图中：1、底板；2、行走轮；3、第一框体；4、投放组件；41、升降柱；42、夹持块；43、限位环；44、拉杆；45、固定耳；5、储料盒；6、出料口；7、上料机构；71、第二框体；72、推料杆；73、推料块；74、受压板；75、复位弹簧；76、第一传动轴；77、凸轮；8、驱动机构；81、升降板；82、驱动环；83、驱动盘；84、从动齿轮；85、第二传动轴；86、不完全齿轮；87、驱动电机；88、第一皮带；89、第二皮带。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：
一种纤维混凝土复合材料，其各个组份的重量比份数如下：
水泥220～240份，砂子500～600份，碎石900～1000份，合成纤维50～70份，大理石粉40～50份，水120～130份，减水剂2～3份，混凝土修复胶囊20～30份；其中合成纤维为聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维。
一种纤维混凝土复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：除混凝土修复胶囊以外，将各个组份原料按比例加入到搅拌设备中，对原料进行混合搅拌处理，搅拌速度设置为300～400转/分钟，搅拌时间设置为4～6分钟；
S2：将搅拌完成的混凝土从搅拌设备中取出，并对混凝土进行浇筑成型；
S3：采用投放设备将混凝土修复胶囊均匀的投放到混凝土的内部位置；
S4：混凝土修复胶囊投放完成后，采用混凝土振动整平机对混凝土进行整平处理，待混凝土凝固后即可完成混凝土复合材料的制备。
所述投放设备包括底板1、行走轮2以及第一框体3，所述行走轮2安装于底板1的下端面四周位置，所述第一框体3连接于底板1的上端面，所述第一框体3上设置有用于投放混凝土修复胶囊的投放组件4，所述投放组件4包括升降柱41、夹持块42以及限位环43，所述升降柱41上下滑动连接于第一框体3中部的隔板上，所述夹持块42转动连接于升降柱41的下端两侧位置，且所述夹持块42的转轴上连接有用于将2个夹持块42相互闭合的扭簧，所述限位环43滑动连接于升降柱41上，所述限位环43上连接有拉杆44，所述拉杆44的下端与夹持块42上设置的固定耳45相连接，用于控制夹持块42的开闭，所述夹持块42的下侧连接有凸块，且2个所述夹持块42闭合时凸块形成侧边向下的锥形结构，通过凸块的设置能便于使得夹持块42更加容易进入到混凝土中，通过投放组件4的设置能够将混凝土修复胶囊放置到混凝土的内部。
所述底板1上连接有储料盒5，所述储料盒5的下侧设置有出料口6，所述底板1上还安装有用于对混凝土修复胶囊进行上料的上料机构7，所述上料机构7包括第二框体71、推料杆72以及推料块73，所述第二框体71连接于底板1上，所述推料杆72滑动连接于第二框体71上，且所述推料块73固定连接于推料杆72的一端，所述推料杆72的另一端连接有受压板74，所述推料杆72上连接有用于其复位的复位弹簧75，所述第二框体71上转动连接有第一传动轴76，所述第一传动轴76上键连接有凸轮77，通过上料机构7的设置能够将混凝土修复胶囊推动至投放组件4上。
所述第一框体3上设置有用于驱动投放组件4和上料机构7运动的驱动机构8，所述驱动机构8包括升降板81、驱动环82以及驱动盘83，所述升降板81连接于升降柱41的上端，所述驱动环82固定连接于升降板81的两端位置，所述驱动盘83通过轴连接于第一框体3的两侧位置，且所述驱动盘83表面的偏心位置连接有滑动于驱动环82内的驱动柱，用于驱动升降板81上下运动，所述驱动盘83同轴连接有从动齿轮84，所述第一框体3上端转动连接有第二传动轴85，所述第二传动轴85两端键连接有能够与从动齿轮84相啮合的不完全齿轮86，所述第一框体3上连接有驱动电机87，所述驱动电机87的输出端与第二传动轴85上的皮带轮之间通过第一皮带88相连接，所述第二传动轴85上与第一传动轴76上的皮带轮之间通过第二皮带89相连接，通过驱动机构8的设置能够带动投放组件4和上料机构7同步连续地对混凝土修复胶囊进行投放操作。
本发明中投放设备的工作过程如下：
首先将待投放的混凝土修复胶囊放入到各个储料盒5中，通过启动该投放设备，驱动电机87通过第一皮带88带动第二传动轴85转动，第二传动轴85带动不完全齿轮86转动，此时不完全齿轮86与从动齿轮84不发生啮合，投放组件4处于静止状态，第二传动轴85通过第二皮带89带动第一传动轴76转动，第一传动轴76带动凸轮77转动对受压板74进行挤压，使得受压板74带动推料杆72和推料块73对储料盒5内的混凝土修复胶囊进行推动，使得混凝土修复胶囊进入到夹持块42内。
混凝土修复胶囊上料完成后，不完全齿轮86与从动齿轮84相啮合，不完全齿轮86通过从动齿轮84带动驱动盘83转动，使得驱动盘83通过驱动柱和驱动环82带动升降板81向下运动，升降板81带动投放组件4向下运动，升降柱41带动夹持块42将混凝土修复胶囊插入到浇筑完成的混凝土中，当限位环43与第一框体3上的隔板表面接触时，升降柱41继续向下运动，使得拉杆44对夹持块42拉动，从而使得夹持块42打开并将混凝土修复胶囊投放至混凝土内部，升降板81带动投放组件4向上运动，再通过行走轮2将该投放设备向前移动一段距离，进行再次投放，从而实现对混凝土修复胶囊的自动均匀投放操作。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种纤维混凝土复合材料，其特征在于，其各个组份的重量比份数如下：
水泥220～240份，砂子500～600份，碎石900～1000份，合成纤维50～70份，大理石粉40～50份，水120～130份，减水剂2～3份，混凝土修复胶囊20～30份；其中合成纤维为聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维。
2.一种用于权利要求1所述的纤维混凝土复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：除混凝土修复胶囊以外，将各个组份原料按比例加入到搅拌设备中，对原料进行混合搅拌处理，搅拌速度设置为300～400转/分钟，搅拌时间设置为4～6分钟；
S2：将搅拌完成的混凝土从搅拌设备中取出，并对混凝土进行浇筑成型；
S3：采用投放设备将混凝土修复胶囊均匀的投放到混凝土的内部位置；
S4：混凝土修复胶囊投放完成后，采用混凝土振动整平机对混凝土进行整平处理，待混凝土凝固后即可完成混凝土复合材料的制备。
3.根据权利要求2所述的一种纤维混凝土复合材料的制备方法，其特征在于：所述投放设备包括底板(1)、行走轮(2)以及第一框体(3)，所述行走轮(2)安装于底板(1)的下端面四周位置，所述第一框体(3)连接于底板(1)的上端面，所述第一框体(3)上设置有用于投放混凝土修复胶囊的投放组件(4)，所述底板(1)上连接有储料盒(5)，所述储料盒(5)的下侧设置有出料口(6)，所述底板(1)上还安装有用于对混凝土修复胶囊进行上料的上料机构(7)，所述第一框体(3)上设置有用于驱动投放组件(4)和上料机构(7)运动的驱动机构(8)。
4.根据权利要求3所述的一种纤维混凝土复合材料的制备方法，其特征在于：所述投放组件(4)包括升降柱(41)、夹持块(42)以及限位环(43)，所述升降柱(41)上下滑动连接于第一框体(3)中部的隔板上，所述夹持块(42)转动连接于升降柱(41)的下端两侧位置，且所述夹持块(42)的转轴上连接有用于将2个夹持块(42)相互闭合的扭簧，所述限位环(43)滑动连接于升降柱(41)上，所述限位环(43)上连接有拉杆(44)，所述拉杆(44)的下端与夹持块(42)上设置的固定耳(45)相连接，用于控制夹持块(42)的开闭。
5.根据权利要求4所述的一种纤维混凝土复合材料的制备方法，其特征在于：所述上料机构(7)包括第二框体(71)、推料杆(72)以及推料块(73)，所述第二框体(71)连接于底板(1)上，所述推料杆(72)滑动连接于第二框体(71)上，且所述推料块(73)固定连接于推料杆(72)的一端，所述推料杆(72)的另一端连接有受压板(74)，所述推料杆(72)上连接有用于其复位的复位弹簧(75)，所述第二框体(71)上转动连接有第一传动轴(76)，所述第一传动轴(76)上键连接有凸轮(77)。
6.根据权利要求5所述的一种纤维混凝土复合材料的制备方法，其特征在于：所述驱动机构(8)包括升降板(81)、驱动环(82)以及驱动盘(83)，所述升降板(81)连接于升降柱(41)的上端，所述驱动环(82)固定连接于升降板(81)的两端位置，所述驱动盘(83)通过轴连接于第一框体(3)的两侧位置，且所述驱动盘(83)表面的偏心位置连接有滑动于驱动环(82)内的驱动柱，用于驱动升降板(81)上下运动，所述驱动盘(83)同轴连接有从动齿轮(84)，所述第一框体(3)上端转动连接有第二传动轴(85)，所述第二传动轴(85)两端键连接有能够与从动齿轮(84)相啮合的不完全齿轮(86)，所述第一框体(3)上连接有驱动电机(87)，所述驱动电机(87)的输出端与第二传动轴(85)上的皮带轮之间通过第一皮带(88)相连接，所述第二传动轴(85)上与第一传动轴(76)上的皮带轮之间通过第二皮带(89)相连接。
7.根据权利要求4所述的一种纤维混凝土复合材料的制备方法，其特征在于：所述夹持块(42)的下侧连接有凸块，且2个所述夹持块(42)闭合时凸块形成侧边向下的锥形结构。
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