[发明专利]纤维定向分布纤维增强超高性能混凝土的制备方法及装置

说明书

本发明公开了一种纤维定向分布纤维增强超高性能混凝土的制备方法及装置，方法包括：配置纤维增强超高性能混凝土并充分搅拌；将纤维增强超高性能混凝土拌合物浇入试模；开启两高压电极板电源，两高压电极板中间区域形成电场，打开振动台电源让振动台开始振动，让纤维增强超高性能混凝土拌合物内的纤维按照电场线的方向重新排列，打开透视检测仪，透视检测仪实时检测纤维增强超高性能混凝土中的纤维排列信息；关闭电场、振动和停止透视检测；通过透视检测仪的显示装置实时获取纤维增强超高性能混凝土中的纤维排列信息，达到要求后，关闭电场、振动和停止透视检测仪工作；拆模及养护。本发明能够有效地提高超高性能混凝土的抗拉性能和韧性。

技术领域

本发明涉及超高性能混凝土的制备技术领域，尤其涉及一种纤维定向分布纤维增强超高性能混凝土的制备方法及装置。

背景技术

混凝土是土木工程中应用最广泛，最成熟的基本材料之一。随着科技的发展，高效减水剂、矿物超细粉料及纤维材料的发明和应用，混凝土材料向以超高强度和超高耐久性能为主要特征的超高性能混凝土方向发展。以强度为标志，混凝土的发展经历了普通强度混凝土(NSC)，高强度混凝土(HSC)，超高强度混凝土(UHPC)的发展历程。超高性能混凝土强度达到150Mpa以上，拉伸强度大于5Mpa，弹性模量大于40GMPa，且具有良好延性和耐久性的混凝土。为保证超高性能混凝土具有良好的延性和耐久性，需要掺入纤维以加强混凝土的抗裂性能。掺入的纤维可以有效分担拉应力，防止裂缝过早发生。在实际运用中，纤维在混凝土的拌制过程中方向位置无法准确控制，因此纤维在混凝土中为乱向型随机分布。理论上只有当纤维的分布方向与混凝土受拉方向一致时，纤维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，其他方向的纤维对改善混凝土中的抗弯拉强度和韧性的效果随着方向的偏离而下降，与拉应力方向垂直的纤维对改善混凝土抗裂性能几乎没有作用。这样导致的结果必然不能充分发挥纤维的抗拉性能和增强增韧效果，很大部分的纤维不能发挥应有的作用。要增强纤维的作用只能增加纤维用量，但同时纤维增强超高性能混凝土的原材料成本也会大幅度增加，而且，过高的纤维掺量会导致纤维在搅拌过程中容易发生变形打结现象，影响混凝土成型及力学性能。

目前有关混凝土纤维定向分布的专利(CN101913188A，CN104612147A)均是基于通过在装有钢纤维混凝土的非金属模具周围施加磁场(通电螺线管)使钢纤维单向分布排列。使钢纤维发生旋转的力来自磁场，钢纤维需要提前被磁化，工艺要求高，对磁感应强度要求也高(即线圈电流须大)，工艺耗能高。且该方法只适用于铁等能被磁化的纤维材料，对于铜纤维或者其他有机纤维则无效果。因此，现有技术存在以下两个不足之处：

1、在超高性能混凝土以及钢纤维加强混凝土实际运用中，纤维在混凝土的拌制过程中方向位置无法控制，不能充分发挥纤维的抗拉性能和增强增韧效果。

2、目前磁力定向的混凝土纤维定向方法耗能大，效果差，只针对钢纤维，纤维类型单一。

因此，亟需一种纤维定向分布纤维增强超高性能混凝土的制备方法及装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种纤维定向分布纤维增强超高性能混凝土的制备方法及装置。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：提供一种纤维定向分布纤维增强超高性能混凝土的制备方法，包括如下步骤：

配置纤维增强超高性能混凝土并充分搅拌：

按照纤维增强超高性能混凝土所确定的组成成分的配合比，称取所需量的水泥、砂石、高效减水剂、塑化剂、纤维和水，将所称取的材料投入搅拌机中进行充分的搅拌，得到具有一定流动性的纤维增强超高性能混凝土拌合物；

将纤维增强超高性能混凝土拌合物浇入试模：

将第一步所得纤维增强超高性能混凝土拌合物浇入试模中，将试模放置于振动台上，位于两高压电极板之间；

开启电场、振动和启动透视检测：