[发明专利]一种适用于FRP加固钢纤维混凝土的智能定向纤维系统

说明书

本发明公开了一种适用于FRP加固钢纤维混凝土的智能定向纤维系统，其特征在于：包括固定单元、磁场单元、智能控制单元和运动单元，所述的固定单元由绝缘支架组成，所述的磁场单元由直流电源、电流控制旋钮、保护电阻、第一螺线管、第二螺线管、第三螺线管、第四螺线管、第五螺线管、第六螺旋管、铁芯、树脂和开关，运动单元由升降装置、搭载装置和智能开关组成。本发明通过磁场部分弥补了重力效应对钢纤维引起的沉积效果，并依据磁化现象与磁滞效应的原理改善细长的钢纤维的排布，通过运动部分和智能控制部分，对整体边壁进行均匀的加强，缓解了钢纤维的边壁效应的不利影响，有效改善钢纤维的排布情况。

技术领域

本发明属于混凝土制备技术领域，具体涉及一种适用于FRP加固钢纤维混凝土的智能定向纤维系统。

背景技术

在钢纤维混凝土制备过程中，其内部的钢纤维的角度分布具有很强的随机性。纤维的有效系数通常较低，分布方向为二维的纤维其有效系数往往低于0.4；而分布方向为三维的纤维的有效系数更可能会低于0.25。因此，只有小部分纤维能够有效地承接张应力和弯曲应力。在振捣工艺和重力效应的共同作用下,钢纤维将不断向混凝土下部移动,并趋于与重力垂直的平面同向,这一现象称为纤维的重力效应,重力效应造成纤维在混凝土中的分布上疏下密，导致实际强度较理论值有所下降。因此需要一种装置来改善其纤维的方向分布与解决重力效应的不利影响。钢纤维属于铁磁物质其磁导率μ＞＞1，有很强的磁化强度，由此想到用电磁场来精准有效的控制纤维的排布与空间位置。在现有技术中，无效排布的钢纤维导致了钢材的浪费且对混凝土强度提升不明显，甚至会加重混凝土底层蜂窝麻面的不利现象与导致混凝土边壁多缝开裂情况的发生。对在现有技术中，对钢纤维排布的改善有离心法与电磁定向法等方法，但对条件要求过于苛刻，难以大规模运用；对于重力效应与边壁效应改善的方法尚且没有。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种适用于FRP加固钢纤维混凝土的智能定向纤维系统，其通过磁场部分弥补了重力效应对钢纤维引起的沉积效果，并依据磁化现象与磁滞效应的原理改善细长的钢纤维的排布，通过运动部分和智能控制部分，对整体边壁进行均匀的加强，缓解了钢纤维的边壁效应的不利影响。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种适用于FRP加固钢纤维混凝土的智能定向纤维系统，其特征在于：包括固定单元、磁场单元、智能控制单元和运动单元，所述的固定单元由绝缘支架组成，所述的绝缘支架由四根绝缘杆固定安装在绝缘底板上组合而成，所述的磁场单元安装在固定单元上，所述的磁场单元由直流电源、电流控制旋钮、保护电阻、第一螺线管、第二螺线管、第三螺线管、第四螺线管、第五螺线管、第六螺旋管、铁芯、树脂和开关，所述的第二螺线管、第三螺线管、第四螺线管、第五螺线管和第六螺旋管从上到下依次叠放在一起，所述的第一螺线管安装在运动单元上，所述的铁芯安装在第一螺线管内且铁芯与第一螺线管之间填充有树脂，所述的直流电源、电流控制旋钮、保护电阻、开关和第一螺线管之间通过导线连通组成回路，所述的第二螺线管通过导线分别与直流电源、电流控制旋钮、保护电阻和开关组成回路，所述的第三螺线管通过导线分别与直流电源、电流控制旋钮、保护电阻和开关组成回路，所述的第四螺线管通过导线分别与直流电源、电流控制旋钮、保护电阻和开关组成回路，所述的第五螺线管通过导线分别与直流电源、电流控制旋钮、保护电阻和开关组成回路，所述的第六螺旋管通过导线分别与直流电源、电流控制旋钮、保护电阻和开关组成回路，所述的运动单元由升降装置、搭载装置和智能开关组成，所述的升降装置安装在固定单元上，所述的搭载装置安装在升降装置上，所述的智能开关安装在固定单元的左侧，所述的智能控制单元由处理器和传感器组成，所述的处理器、传感器和运动单元中的智能开关通过导线组成回路。

上述的磁场单元中的直流电源的电流为0～20A且直流电源的电压为0～30V。

上述的磁场单元中的第一螺线管尺寸小于混凝土截面尺寸且第一螺线管的规格为300～7000匝。