[實用新型]超高性能混凝土纖維定向裝置

有效

• 申請號: 202020715515.0
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN212312291U
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 張陽;屈少欽;饒欣頻;霍文斌;盧九章;張強
• 申請（專利權）人: 湖南大學;廣東省建筑設計研究院
• 主分類號: B28B1/52
• 分類號: B28B1/52;B28B13/02
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 黃志興

本實用新型公開一種超高性能混凝土纖維定向裝置包括進料結構、豎向并列通道、纏繞有用于產生恒定磁場的線圈的斜向并列通道和固定框架；所述進料結構安裝于所述豎向并列通道的上端口，所述豎向并列通道包括多個并列布置的豎向單通道，所述斜向并列通道包括多個并列布置的斜向單通道，各所述豎向單通道與對應的各所述斜向單通道連接處形成活動關節，所述斜向并列通道與所述固定框架之間設置有角度調節裝置，以使該斜向并列通道能夠相對所述豎向并列通道轉動；所述固定框架上安裝有用于使該固定框架振動的振動裝置。本實用新型能夠適應不同工作性的超高性能混凝土，使超高性能混凝土纖維定向的效果更理想。

技術領域

本實用新型涉及超高性能混凝土纖維定向技術，具體地，涉及一種超高性能混凝土纖維定向裝置。

背景技術

混凝土是土木工程中應用最廣泛，最成熟的基本材料之一。隨著科技的發展，高效減水劑、礦物超細粉料及纖維材料的發明和應用，混凝土材料向以超高強度和超高耐久性能為主要特征的超高性能混凝土方向發展。以強度為標志，混凝土的發展經歷了普通強度混凝土(NSC)，高強度混凝土(HSC)，超高強度混凝土(UHPC)的發展歷程。超高性能混凝土強度達到150Mpa以上，拉伸強度大于5Mpa，彈性模量大于40GMPa，且具有良好延性和耐久性的混凝土。為保證超高性能混凝土具有良好的延性和耐久性，需要摻入纖維以加強混凝土的抗裂性能。摻入的纖維可以有效分擔拉應力，防止裂縫過早發生。理論上只有當纖維的分布方向與混凝土受拉方向一致時，纖維在混凝土中的粘接性能才能最大程度上提升混凝土的抗拉性能，其他方向的纖維對改善混凝土中的抗彎拉強度和韌性的效果隨著方向的偏離而下降，與拉應力方向垂直的纖維對改善混凝土抗裂性能幾乎沒有作用。

超高性能混凝土(UHPC)內纖維取向的受超高性能混凝土漿體的流動特性，澆筑過程中漿體的流動方向及過程影響。據此有學者(Boulekbache B,Hamrat M,Chemrouk M,etal.Flowability of fibre-reinforced concrete and its effect on the mechanicalproperties of the material[J].Construction and Building Materials,2010,24(9):1664-1671.)采用漿體流動的方法來實現纖維的定向澆筑，具體實施方法為將超高性能混凝土漿體倒入模具一側，利用超高性能混凝土漿體的重力和自密實流動性讓其自動流動通道另一邊，試驗結果表明纖維定向效果良好。這一試驗還發現纖維定向的效果與漿體在通道流動的速度梯度相關，速度梯度受通道寬度和漿體平均流動速率的影響。對于工作性較差的超高性能混凝土，較低的流動性使得其在通道中的平均流動速率和速度梯度均偏低，因此影響了纖維定向的效果。因此該方法無法適用于工作性差的超高性能混凝土，例如纖維摻量較高的超高性能混凝土。并且該試驗采用模具中直接流動澆筑的方式難以有效地控制漿體的流動過程，導致超高性能混凝土的整體纖維定向效果較差，試件的承載能力提升較小。

對于磁導性材質的纖維，例如鋼纖維，可以利用其磁性來實現纖維定向。現有的采用磁場來實現超高性能能混凝土的纖維定向的裝置，例如中國發明專利CN106378857B，其包括：(1)UHPC漿體需要通過的圓柱形和圓臺形的封閉流通通道；(2)提供磁場作用的通道壁夾層內部的螺旋線圈以及相連的直流電源和控制開關；(3)為了推動UHPC漿體流動的推桿加活塞。如圖1所示，該技術方案的主要技術原理是通過磁場控制UHPC漿體內部纖維向磁感線方向旋轉，從而實現纖維定向。該裝置的主要問題在于使用活塞擠壓漿體使其流動的過程中會導致漿體的壓力增大，從而導致鋼纖維受磁場作用旋轉時受到的阻力更大，實際纖維定向的效果較差。因此，該裝置也不適用于工作性較差的超高性能混凝土。另外，該裝置的出料口偏小，使得該裝置難以實現大規模的超高性能混凝土纖維定向澆筑。

綜上所述，實際澆筑時，上述兩種纖維定向方法的超高性能混凝土內纖維定向的效果不夠理想。

實用新型內容