一种适用于FRP加固钢纤维混凝土的智能定向纤维系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于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。本发明专利技术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。

An Intelligent Directional Fiber System for FRP Reinforcement of Steel Fiber Reinforced Concrete

The invention discloses an intelligent directional fiber system for FRP reinforced steel fiber concrete, which is characterized by: a fixed unit, a magnetic field unit, an intelligent control unit and a motion unit. The fixed unit is composed of an insulating bracket. The magnetic field unit is composed of a DC power supply, a current control knob, a protective resistance, a first solenoid, a second solenoid and a third solenoid. Pipe, fourth solenoid, fifth solenoid, sixth solenoid, iron core, resin and switch. Motion unit consists of lifting device, mounting device and intelligent switch. The magnetic field part of the invention compensates for the deposition effect of gravity effect on steel fibers, improves the arrangement of slender steel fibers according to the principle of magnetization and hysteresis effect, uniformly strengthens the whole side wall through the moving part and intelligent control part, alleviates the adverse effect of the side wall effect of steel fibers, and effectively improves the arrangement of steel fibers.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于FRP加固钢纤维混凝土的智能定向纤维系统
本专利技术属于混凝土制备
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术采取的技术方案为：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。上述的磁场单元中的第二螺线管、第三螺线管、第四螺线管、第五螺线管和第六螺旋管尺寸大于混凝土截面尺寸且它们的规格为300～7000匝。上述的磁场单元中的第一螺线管、第二螺线管、第三螺线管、第四螺线管、第五螺线管和第六螺旋管都采用竖直放置。本专利技术中的绝缘支架由绝缘结构连接，使整个装置在放置试件时保持稳定，而且不对所述磁场部分产生干扰；电流控制旋钮控制为第一螺线管、第二螺线管、第三螺线管、第四螺线管、第五螺线管和第六螺旋管提供直流电的电压与电流大小，受所述智能控制单元的控制；铁芯位于第一螺线管内，中间空隙由树脂填充，使三者连成一个整体，保证稳固性,开关受智能控制单元的控制；第一螺线管、第二螺线管、第三螺线管、第四螺线管、第五螺线管和第六螺旋管竖直放置，其产生的磁场力对螺线管截面的投影面方向内的钢纤维的作用方向与重力方向相反；在非螺线管截面的投影面的钢纤维的磁场力，有一个向轴心的水平分力与一个与重力反向的竖直分力，这使被磁化的钢纤维主要向重力反方向运动，边壁的钢纤维向轴心靠拢；运动单元可以使第一螺线管上下移动；传感器可探测未凝固混凝土中钢纤维位置，并把信号反馈给处所述理器，处理器依据反馈的结果对所述电流控制旋钮和运动单元进行实时监控调节。本专利技术的优点在于以下几点：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，增强钢纤维的有效系数，提高钢纤维混凝土的强度。附图说明图1是本专利技术的结构轴侧图；图2是本专利技术的结构主视图；图3是本专利技术磁场单元的结构轴侧图；图4是本专利技术磁场单元的结构主视图；图5是本专利技术磁场单元的结构俯视图。其中的附图标记为：固定单元1、绝缘支架11、磁场单元2、直流电源201、电流控制旋钮202、保护电阻203、第一螺线管204、第二螺线管205、第三螺线管206、第四螺线管207、第五螺线管208、第六螺旋管209、铁芯210、树脂211、开关212、智能控制单元3、处理器31、传感器32、运动单元4、升降装置41、搭载装置42、智能开关43。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作出进一步说明：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1、磁场单元2、智能控制单元3和运动单元4，所述的固定单元1由绝缘支架11组成，所述的绝缘支架11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2安装在固定单元1上，所述的磁场单元2由直流电源201、电流控制旋钮202、保护电阻203、第一螺线管204、第二螺线管205、第三螺线管206、第四螺线管207、第五螺线管208、第六螺旋管209、铁芯210、树脂211和开关212，所述的第二螺线管205、第三螺线管206、第四螺线管207、第五螺线管208和第六螺旋管209从上到下依次叠放在一起，所述的第一螺线管204安装在运动单元4上，所述的铁芯210安装在第一螺线管204内且铁芯210与第一螺线管204之间填充有树脂211，所述的直流电源201、电流控制旋钮202、保护电阻203、开关212和第一螺线管204之间通过导线连通组成回路，所述的第二螺线管205通过导线分别与直流电源201、电流控制旋钮202、保护电阻203和开关212组成回路，所述的第三螺线管206通过导线分别与直流电源201、电流控制旋钮202、保护电阻203和开关212组成回路，所述的第四螺线管207通过导线分别与直流电源201、电流控制旋钮202、保护电阻203和开关212组成回路，所述的第五螺线管208通过导线分别与直流电源201、电流控制旋钮202、保护电阻203和开关21本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于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(1)、磁场单元(2)、智能控制单元(3)和运动单元(4)，所述的固定单元(1)由绝缘支架(11)组成，所述的绝缘支架(11)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(2)安装在固定单元(1)上，所述的磁场单元(2)由直流电源(201)、电流控制旋钮(202)、保护电阻(203)、第一螺线管(204)、第二螺线管(205)、第三螺线管(206)、第四螺线管(207)、第五螺线管(208)、第六螺旋管(209)、铁芯(210)、树脂(211)和开关(212)，所述的第二螺线管(205)、第三螺线管(206)、第四螺线管(207)、第五螺线管(208)和第六螺旋管(209)从上到下依次叠放在一起，所述的第一螺线管(204)安装在运动单元(4)上，所述的铁芯(210)安装在第一螺线管(204)内且铁芯(210)与第一螺线管(204)之间填充有树脂(211)，所述的直流电源(201)、电流控制旋钮(202)、保护电阻(203)、开关(212)和第一螺线管(204)之间通过导线连通组成回路，所述的第二螺线管(205)通过导线分别与直流电源(201)、电流控制旋钮(202)、保护电阻(203)和开关(212)组成回路，所述的第三螺线管(206)通过导线分别与直流电源(201)、电流控制旋钮(202)、保护电阻(203)和开关(212)组成回路，所述的第四螺线管(207)通过导线分别与直流电源(201)、电流控制旋钮(202)、保护电阻(203)和开关(212)组成回路，所述的第五螺线管(208)通过导线分别与直流电源(201)、电流控制旋钮(202)、保护电阻(203)和开关(212)组成回路，所述的第六螺旋管(209)通过导线分别与直流电源(201)、电流控制旋钮(202)、保护电阻(203)和开关(212)组成回路，所述的运动单元(4)由升降装置(41)、搭载装置(42)和智能开关(43)组成，所述的升降装置(41)安装在固定单元(1)上，所述的搭载装置(42)安装在升降装置(41)上，所述的智能开关(43)安装在固定单元(1)的左侧，所述的智能控制单元(3)由处理器(31)和传感器(32)组成，所述的处理器(31)、传感器(32)和运动单元(4)中的智能开关(43)通过导线组成回路。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于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(1)、磁场单元(2)、智能控制单元(3)和运动单元(4)，所述的固定单元(1)由绝缘支架(11)组成，所述的绝缘支架(11)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(2)安装在固定单元(1)上，所述的磁场单元(2)由直流电源(201)、电流控制旋钮(202)、保护电阻(203)、第一螺线管(204)、第二螺线管(205)、第三螺线管(206)、第四螺线管(207)、第五螺线管(208)、第六螺旋管(209)、铁芯(210)、树脂(211)和开关(212)，所述的第二螺线管(205)、第三螺线管(206)、第四螺线管(207)、第五螺线管(208)和第六螺旋管(209)从上到下依次叠放在一起，所述的第一螺线管(204)安装在运动单元(4)上，所述的铁芯(210)安装在第一螺线管(204)内且铁芯(210)与第一螺线管(204)之间填充有树脂(211)，所述的直流电源(201)、电流控制旋钮(202)、保护电阻(203)、开关(212)和第一螺线管(204)之间通过导线连通组成回路，所述的第二螺线管(205)通过导线分别与直流电源(201)、电流控制旋钮(202)、保护电阻(203)和开关(212)组成回路，所述的第三螺线管(206)通过导线分别与直流电源(201)、电流控制旋钮(202)、保护电阻(203)和开关(212)组成回路，所述的第四螺线管(207)通过导线分别与直流电源(201)、电流控制旋钮(202)、保护电阻(203)和开关(212)组成回路，所述的第五螺线管(208)通过导线分别与直流电源(201)、电流控制旋钮(202)、保护电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙天洋，高鸣杰，黄鑫，姜景山，张超，黄斌，祝兵，朱伟豪，顾云凡，孙俊飞，蒋威，马冰艳，王震博，沈怀有，周子阳，晏凤元，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32