CN215150278U - 一种钢管-预置集料混凝土制备装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钢管‑预置集料混凝土制备装置，包括注浆机构，注浆机构与钢管相连通，钢管与进料机构相通，进料机构的顶端位于钢管上方，进料机构的底端伸入钢管内部；进料机构与自动提升机构相连接。进料机构包括粗骨料料斗，粗骨料料斗的顶端内部沿径向固设有安装板，安装板的小通孔处垂直穿过有一对粗骨料疏通伸缩杆，粗骨料疏通伸缩杆的底端伸入钢管内部并且能够在钢管内部沿轴向运动。本实用新型的粗骨料疏通伸缩杆有利于防止粗骨料在下落过程中出现堵塞的情况，避免钢管‑预置集料混凝土中因粗骨料含量不足而导致其性能下降。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑技术领域，涉及混凝土制备装置，具体涉及一种钢管-预置集料混凝土制备装置。
背景技术
目前世界上用量最大的人造材料为水泥混凝土，水泥混凝土在生产和使用的过程中会对自然界产生持久深刻的影响，每生产1吨水泥熟料大约向大气中排放1吨CO2，我国2020年水泥产量约为23.77亿吨，产生的巨大CO2排放量已经成为影响环境的主要因素之一，降低水泥用量对节能减排和改善环境具有重要的现实意义。
随着混凝土技术的不断发展，新的混凝土材料和成型工艺不断出现，混凝土向着高性能、低耗能、可持续的方向发展。普通混凝土是将混凝土的各个组分搅拌均匀，浇筑到模板后振捣均匀制成。这种制备工艺的混凝土中，粗骨料的体积分数占35％～40％。而振捣密实的粗骨料的体积分数约为55％～60％。造成混凝土中粗骨料的堆积率(单方混凝土中粗骨料的体积分数除以粗骨料的振实密度)仅为60％～70％，混凝土中浆体比例较大，粗骨料在混凝土中通常悬浮在浆体之间，粗骨料之间不能紧密接触，不能充分发挥粗骨料之间的嵌锁作用，混凝土中含量较高的水泥浆体更容易导致混凝土出现离析、泌水等缺陷。
预置集料混凝土，是先将洁净的粗骨料置入混凝土模板中，再用压力注浆的方式将砂浆注入到粗骨料的空隙中，形成的一种特殊混凝土。预置集料混凝土技术为混凝土成型工艺开辟了新的途径，相比于传统混凝土，预置集料混凝土中粗骨料含量较高且处于紧密堆积状态，充分发挥了粗骨料的骨架作用和集料嵌锁效应。并且具有胶凝材料用料少，制备能耗低，混凝土收缩小，耐久性强等特点，在一些水下工程、混凝土结构修补及加固工程等特殊工程中得到应用并取得良好的应用效果。推广使用预置集料混凝土对于促进节能减排低碳型绿色建筑的发展具有重要意义。
钢管混凝土是在钢管中填充混凝土而形成结构构件的一种新型结构形式，具有承载能力高，塑性和韧性好，施工和制作方便，经济效益好等优点，广泛应用于建筑、桥梁、大跨及高耸结构中。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供了一种钢管-预置集料混凝土制备装置，解决现有技术中粗骨料和混凝土混合时容易出现离析现象的技术问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
一种钢管-预置集料混凝土制备装置，包括注浆机构，注浆机构与钢管相连通，所述的钢管与进料机构相通，进料机构的顶端位于钢管上方，进料机构的底端伸入钢管内部；所述的进料机构与自动提升机构相连接；
所述的进料机构包括顶端与底端均开放的粗骨料料斗，粗骨料料斗的顶部为中空的圆柱体，粗骨料料斗的中部为中空的倒圆台体，粗骨料料斗的底部为中空的圆柱体；
所述的粗骨料料斗的顶端位于钢管上方，粗骨料料斗的底端伸入钢管内部；所述的粗骨料料斗的顶端内部沿径向固设有一个安装板，安装板上竖向开设有一对小通孔，安装板的小通孔处垂直穿过有一对粗骨料疏通伸缩杆，粗骨料疏通伸缩杆的底端伸入钢管内部并且能够在钢管内部沿轴向运动。
本实用新型还具有如下特征：
所述的粗骨料疏通伸缩杆包括穿过安装板小通孔的活动伸缩杆，活动伸缩杆的底端伸入钢管内部并且能够在钢管内部沿轴向运动；活动伸缩杆的顶端设置有限位圆台，活动伸缩杆外同轴设置有位于安装板上表面的限位环，限位圆台的直径大于限位环的直径。
所述的粗骨料料斗的顶部外壁上相对设置有一对移动滑轨安装板；所述的自动提升机构包括一对固定安装于移动滑轨安装板上的移动滑轨，一对移动滑轨的横向两侧安装有一对料斗提升机，料斗提升机安装于支撑架上；所述的移动滑轨能够在料斗提升机的驱动下进行竖向运动；
所述的注浆机构包括顶端开放的注浆料斗，注浆料斗的底端与注浆泵相连通，注浆泵通过一根贯穿粗骨料料斗的注浆管与钢管相连通；所述的注浆泵与发动机相连接。
所述的安装板上的一对小通孔之间竖向开设有一个大通孔，注浆管穿过安装板的大通孔并伸入钢管的内部。
所述的注浆管上设置有压力表。
所述的钢管包括顶端和底端均开放的圆柱筒壁，圆柱筒壁的顶端位于粗骨料料斗顶端的下方，圆柱筒壁的底端放置于操作面上；圆柱筒壁和操作面形成的空间为混凝土试件成型室。
所述的进料机构的粗骨料疏通伸缩杆通过电线与控制器相连接；所述的自动提升机构的料斗提升机通过电线与控制器相连接。
本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：
(Ⅰ)本实用新型的粗骨料疏通伸缩杆有利于防止粗骨料在下落过程中出现堵塞的情况，避免钢管-预置集料混凝土中因粗骨料含量不足而导致其性能下降。
(Ⅱ)本实用新型的自动提升机构和控制器的设置，使得混凝土砂浆在注入中长柱钢管时，更加便捷化、自动化，避免因钢管过长无法清晰看清楚钢管内部而导致的粗骨料之间存在孔隙的现象，从而保证钢管-预置集料混凝土的性能。
(Ⅲ)本实用新型的通过注浆泵将混凝土砂浆注入钢管内，与粗骨料充分结合，有利于中长柱钢管-预置集料混凝土的制备，减少成本，降低劳动量。
附图说明
图1为钢管-预置集料混凝土的制备装置的整体结构示意图。
图2为钢管-预置集料混凝土的制备装置在工作状态下的整体结构示意图。
图中各个标号的含义为：1-注浆机构，2-钢管，3-进料机构，4-自动提升机构，5-控制器，6-电线，7-操作面，8-基座，9-混凝土砂浆；
101-注浆料斗，102-注浆泵，103-注浆管，104-发动机，105-压力表；
201-圆柱筒壁，202-混凝土试件成型室；
301-粗骨料料斗，302-安装板，303-粗骨料疏通伸缩杆，304-移动滑轨安装板；
401-移动滑轨，402-料斗提升机，403-支撑架；
30301-活动伸缩杆，30302-限位圆台，30303-限位环。
以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
本实用新型提供一种钢管-预置集料混凝土的制备装置，本实用新型的装置使得钢管-预置集料混凝土的制备更加简便化和自动化，同时所制备的预置集料混凝土的性能更加优越。
需要说明的是，本实用新型中的所有零部件，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件。
以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
实施例：
本实施例给出一种钢管-预置集料混凝土制备装置，如图1和图2所示，包括注浆机构1，注浆机构1与钢管2相连通，钢管2与进料机构3相通，进料机构3的顶端位于钢管2上方，进料机构3的底端伸入钢管2内部；进料机构3与自动提升机构4相连接；
进料机构3包括顶端与底端均开放的粗骨料料斗301，粗骨料料斗301的顶部为中空的圆柱体，粗骨料料斗301的中部为中空的倒圆台体，粗骨料料斗301的底部为中空的圆柱体；
粗骨料料斗301的顶端位于钢管2上方，粗骨料料斗301的底端伸入钢管2内部；粗骨料料斗301的顶端内部沿径向固设有一个安装板302，安装板302上竖向开设有一对小通孔，安装板302的小通孔处垂直穿过有一对粗骨料疏通伸缩杆303，粗骨料疏通伸缩杆303的底端伸入钢管2内部并且能够在钢管2内部沿轴向运动。
本实施例中，粗骨料疏通伸缩杆5在粗骨料料斗6中竖向振捣和振动，确保在粗骨料下落时不出现堵塞情况。
作为本实施例的一种具体方案，粗骨料疏通伸缩杆303包括穿过安装板302小通孔的活动伸缩杆30301，活动伸缩杆30301的底端伸入钢管2内部并且能够在钢管2内部沿轴向运动；活动伸缩杆30301的顶端设置有限位圆台30302，活动伸缩杆30301外同轴设置有位于安装板302上表面的限位环30303，限位圆台30302的直径大于限位环30303的直径。
本实施例中，活动伸缩杆30301的直径小于安装板302小通孔的直径，保证活动伸缩杆30301能够钢管2内部自如地沿轴向运动，提高粗骨料的疏通效率，限位圆台30302和限位环30303相互配合对活动伸缩杆30301起到限位导向作用。
作为本实施例的一种具体方案，粗骨料料斗301的顶部外壁上相对设置有一对移动滑轨安装板304；自动提升机构4包括一对固定安装于移动滑轨安装板304上的移动滑轨401，一对移动滑轨401的横向两侧安装有一对料斗提升机402，料斗提升机402安装于支撑架403上；移动滑轨401能够在料斗提升机402的驱动下进行竖向运动。
本实施例中，料斗提升机402采用现有技术中已知的料斗提升机。
本实施例中，移动滑轨安装板304为钢板，用于支撑和安装移动滑轨。
作为本实施例的一种具体方案，注浆机构1包括顶端开放的注浆料斗101，注浆料斗101的底端与注浆泵102相连通，注浆泵102通过一根贯穿粗骨料料斗301的注浆管103与钢管2相连通；注浆泵102与发动机104相连接。
本实施例中，混凝土砂浆9从注浆料斗101的顶端倒入，注浆料斗101通过螺栓连接与注浆泵2紧密固定，保证倾倒过程中混凝土砂浆9不撒漏；注浆泵102在发动机104的驱动下提供将混凝土砂浆9注入钢管2的动力，注浆管103保证注浆过程中混凝土砂浆9不撒漏。
作为本实施例的一种优选方案，安装板302上的一对小通孔之间竖向开设有一个大通孔，注浆管103穿过安装板302的大通孔并伸入钢管2的内部。
本实施例中，安装板302对注浆管103和粗骨料疏通伸缩杆303起到导向定位作用。
作为本实施例的一种优选方案，注浆管103上设置有压力表105，压力表105可实时监测注浆管103中混凝土砂浆9的压力值。
作为本实施例的一种具体方案，钢管2包括顶端和底端均开放的圆柱筒壁201，圆柱筒壁201的顶端位于粗骨料料斗301顶端的下方，圆柱筒壁201的底端放置于操作面7上；圆柱筒壁201和操作面7形成的空间为混凝土试件成型室202。
本实施例中，混凝土砂浆9和粗骨料进入钢管2内部后，在混凝土试件成型室202中混合并压实。
作为本实施例的一种具体方案，进料机构3的粗骨料疏通伸缩杆303通过电线6与控制器5相连接；自动提升机构4的料斗提升机402通过电线6与控制器5的相连。
本实施例中，控制器5采取现有技术中已知的控制器。
本实施例中，控制器5控制粗骨料疏通伸缩杆5在粗骨料料斗6中竖向振捣和振动的速率，确保在粗骨料下落时不出现堵塞情况。本实施例中，控制器5设定粗骨料料斗301的上升速率，通过调整粗骨料料斗301的上升速率调整粗骨料的放置速率，确保粗骨料与混凝土砂浆9充分结合，在粗骨料料斗301上升阶段，粗骨料应重力作用流向钢管2内，形成嵌锁效应，最后与混凝土砂浆9进行混合制备作业。
本实用新型的工作流程如下：
第一，钢管2放置于操作面7的基座8之上，将洁净的粗骨料倒入粗骨料料斗301中，使得粗骨料进入钢管2内并初步塞满钢管2底部；
第二，启动发动机104和注浆泵102，将预先制备好的的混凝土砂浆9倒入干净的注浆料斗101中，混凝土砂浆9流向注浆泵102，最后通过压力作用流入钢管2底部，同时充满底部粗骨料间的空隙；
第三，打开控制器5开关，设置粗骨料料斗301的提升速率和粗骨料疏通伸缩杆303的疏通速率，通过提升粗骨料料斗301来控制粗骨料的填放速率，采取分层填充的方式倒入粗骨料，每层粗骨料的深度约为30cm；填充粗骨料时粗骨料疏通伸缩杆303竖向振捣，防止出现粗骨料堵塞的现象；
第四，待钢管2内填满粗骨料与混凝土砂浆9后，待最顶端的混凝土砂浆9沉降稳定后，用抹刀仔细抹平顶端的混凝土砂浆9，固化后的钢管-预置集料混凝土试件，将制好的钢管-预置集料混凝土试件静置自然养护；
第五，将粗骨料料斗301提升升至钢管2顶端处，关闭控制器5、发动机104和注浆泵102，拆卸注浆料斗101、注浆泵102、注浆管103，发动机104和压力表105，并将其在下一个钢管-预置集料混凝土试件生产过程中进行组装。
Claims (8)
1.一种钢管-预置集料混凝土制备装置，包括注浆机构(1)，注浆机构(1)与钢管(2)相连通，其特征在于，所述的钢管(2)与进料机构(3)相通，进料机构(3)的顶端位于钢管(2)上方，进料机构(3)的底端伸入钢管(2)内部；所述的进料机构(3)与自动提升机构(4)相连接；
所述的进料机构(3)包括顶端与底端均开放的粗骨料料斗(301)，粗骨料料斗(301)的顶部为中空的圆柱体，粗骨料料斗(301)的中部为中空的倒圆台体，粗骨料料斗(301)的底部为中空的圆柱体；
所述的粗骨料料斗(301)的顶端位于钢管(2)上方，粗骨料料斗(301)的底端伸入钢管(2)内部；所述的粗骨料料斗(301)的顶端内部沿径向固设有一个安装板(302)，安装板(302)上竖向开设有一对小通孔，安装板(302)的小通孔处垂直穿过有一对粗骨料疏通伸缩杆(303)，粗骨料疏通伸缩杆(303)的底端伸入钢管(2)内部并且能够在钢管(2)内部沿轴向运动。
2.如权利要求1所述的钢管-预置集料混凝土制备装置，其特征在于，所述的粗骨料疏通伸缩杆(303)包括穿过安装板(302)小通孔的活动伸缩杆(30301)，活动伸缩杆(30301)的底端伸入钢管(2)内部并且能够在钢管(2)内部沿轴向运动；活动伸缩杆(30301)的顶端设置有限位圆台(30302)，活动伸缩杆(30301)外同轴设置有位于安装板(302)上表面的限位环(30303)，限位圆台(30302)的直径大于限位环(30303)的直径。
3.如权利要求1所述的钢管-预置集料混凝土制备装置，其特征在于，所述的粗骨料料斗(301)的顶部外壁上相对设置有一对移动滑轨安装板(304)；所述的自动提升机构(4)包括一对固定安装于移动滑轨安装板(304)上的移动滑轨(401)，一对移动滑轨(401)的横向两侧安装有一对料斗提升机(402)，料斗提升机(402)安装于支撑架(403)上；所述的移动滑轨(401)能够在料斗提升机(402)的驱动下进行竖向运动。
4.如权利要求1所述的钢管-预置集料混凝土制备装置，其特征在于，所述的注浆机构(1)包括顶端开放的注浆料斗(101)，注浆料斗(101)的底端与注浆泵(102)相连通，注浆泵(102)通过一根贯穿粗骨料料斗(301)的注浆管(103)与钢管(2)相连通；所述的注浆泵(102)与发动机(104)相连接。
5.如权利要求4所述的钢管-预置集料混凝土制备装置，其特征在于，所述的安装板(302)上的一对小通孔之间竖向开设有一个大通孔，注浆管(103)穿过安装板(302)的大通孔并伸入钢管(2)的内部。
6.如权利要求4所述的钢管-预置集料混凝土制备装置，其特征在于，所述的注浆管(103)上设置有压力表(105)。
7.如权利要求1所述的钢管-预置集料混凝土制备装置，其特征在于，所述的钢管(2)包括顶端和底端均开放的圆柱筒壁(201)，圆柱筒壁(201)的顶端位于粗骨料料斗(301)顶端的下方，圆柱筒壁(201)的底端放置于操作面上；圆柱筒壁(201)和操作面形成的空间为混凝土试件成型室(202)。
8.如权利要求1所述的钢管-预置集料混凝土制备装置，其特征在于，所述的进料机构(3)的粗骨料疏通伸缩杆(303)通过电线(6)与控制器(5)相连接；所述的自动提升机构(4)的料斗提升机(402)通过电线(6)与控制器(5)的相连。
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