一种纤维可控的预制UHPC构件模板制造技术

本发明专利技术涉及一种工厂生产纤维可控的预制UHPC构件的制作方法，主要是一种纤维可控的预制UHPC构件模板。原理是在浆体进入模板过程中，浆体通过漏斗状入模口改变纤维分布方向，从而控制构件纤维分布，无须额外操作。该模板装置构造简单，使用方便，生产简易，成本低廉，且对同类构件该浇筑模具可循环使用，提高构件内纤维的利用率，从而降低成本。从而降低成本。从而降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维可控的预制UHPC构件模板


[0001]本专利技术涉及纤维超高性能混凝土制备
，尤其涉及一种工厂生产超高性能混凝土预制构件可重复使用UHPC构件模板。

技术介绍

[0002]超高性能混凝土(UHPC)通过提高组分的细度与活性，不使用粗骨料，使材料内部的缺陷(孔隙与微裂缝)减到最少，以获得超高强度与高耐久性。UHPC产品的强度比传统混凝土高6～8倍。其优异的性能使得其近年来越来越多地被应用于建筑工程中，但由于UHPC对养护和制作工艺要求高，现场制作的条件难以满足，多为预制构件中使用。纤维的掺加是UHPC拥有优异性能的一大要素，由于纤维的桥接作用，大大延缓了构件的开裂，并提高构件延性和极限承载能力。从成本上看，以最常用于UHPC构件的2％掺量钢纤维为例，钢纤维在UHPC中的成本占比可达50％，甚至更多，这也是UHPC价格远高于普通混凝土的一大因素，若能降低UHPC的造价，将大大促进工厂中UHPC的开发和使用。
[0003]纤维桥接作用发挥的前提在于纤维穿过裂缝，目前UHPC构件浇筑过程中对于纤维方向不加以控制，浇筑所得的纤维是杂乱无章的，这导致里面很多纤维不穿过裂缝或是在裂缝一侧的埋置深度很小，从而被轻松拔出失效，有实验证明简单对纤维方向进行控制后，其性能能提高近30％，这意味着纤维利用率提高，带来的经济效益是巨大的。由此可见，若能合理控制纤维在UHPC构件中的方向，将大大降低所需的纤维含量，从而降低UHPC成本，促进UHPC在建筑工程中的普及应用。
[0004]目前对纤维定向浇筑的方法研究较少，纤维定向处理很多现有技术在养护阶段对纤维进行梳理，如施工刷一类设备，将浇筑完成的浆体重新按照所需搅拌，改变纤维方向。但其有一致命缺陷，建筑工程中的UHPC构件几乎都有钢筋笼，而钢筋笼的存在使得对纤维方向进行梳理时会面临与钢筋碰撞的问题，浇筑难度大。此外有一些技术在搅拌阶段下进行纤维方向梳理，但这种方法，在浇筑时纤维可能会再次发生转动，故而提出一种在浇筑过程中改变纤维方向的方法。
[0005]现有利用电磁作用改变纤维方向的技术面对部分聚乙烯纤维等非磁性纤维材料时无法使用，总的来说，现有控制纤维方向的技术还有待开发，亟需一种通用、高效、简单易行的纤维定向方法。

技术实现思路

[0006]为了提高纤维在UHPC中的利用率，减少所需纤维用量，降低UHPC成本，提高成品UHPC构件性能，本专利技术提出一种简单易行，适用于各种纤维材料、纤维长度、大部分预制UHPC构件的浇筑模板，在避免纤维浇筑过程中钢筋碰撞问题的前提下尽可能提高对纤维方向控制率，使纤维分布沿构件主拉应力方向，对UHPC大规模推广使用有着巨大的推动作用。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种预制UHPC构件模板，包括模板层、双层插销层、定向层、存料仓。对于单向板构件只需依次浇筑，对梁、柱构件需要进行分
层浇筑，确保各层纤维均平行钢筋方向分布。
[0008]在上述技术方案中，首先利用搅拌机将UHPC浆体搅拌完成，同时将模板通过槽口进行拼装，在模板侧面将插销全部固定好。将钢筋笼固定在模板内，随后将搅拌完成的浆体倒入存料仓，从下往上依次将插销拔出，浇筑完成后将插销插回，移开浇筑装置至下一个需要浇筑的模板位置，重复上述操作。
[0009]特别的，对于浇筑单向板构件，由于板高很小，无需分层浇筑。
[0010]纤维取向控制实现基于漏斗状浆体流动出口，在进入模板时，通过入口的形状和大小控制，实现对纤维取向的改变，从而避免在养护阶段下调整纤维方向时的碰撞问题。同时漏斗状出口的存在使得其纤维定向效果优于简单的控制浆体流动方向。该装置和浇筑方法适用于所有纤维类型，同时对于不同的纤维长度、类型均可适用。
[0011]进一步，存料仓底部安装有滚轮，方便浇筑设备移动。
[0012]进一步，不同构件对纤维方向的需求不同，对于单向板，主要受弯，荷载沿短跨传递，纤维适宜沿着短跨方向分布；对于梁、柱构件，主要受弯，纤维宜沿着钢筋方向分布。
[0013]进一步，漏斗入浆口大小宜选用30mm，避免纤维团簇发生堵塞。同时UHPC内不含粗骨料，其骨料粒径最大4
‑
6mm，不会发生堵塞。
[0014]进一步，适用纤维长度5
‑
15mm，涵盖现有绝大部分纤维长度。
[0015]特殊的，对于部分长度极长的纤维，需定制宽度更大的漏斗状入口存料仓。漏斗状入浆口宽度可选用3倍纤维长度。
[0016]在上述技术方案中，模板等部件均采用钢材，便于重复利用。
[0017]在上述技术方案中，插销和模板层的组合共同构成了浇筑模板，双层插销层的存在实现分层浇筑的可能性。
[0018]在上述技术方案中，该浇筑设备对于较长长度构件和流动性能不良的UHPC浆体浇筑时，宜两侧同时浇筑，提高浇筑效率，此外设置有活塞，也可外力推进浆体，加速浆体流动。
[0019]通过上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0020]针对所需不同预制构件的实际应力分布情况，改变浆体入浆方向，进而改变构件内纤维分布方向，日高纤维利用率，减少其用量，降低UHPC应用成本，革新了UHPC施工工艺，对大规模推广与应用UHPC具有巨大的推动意义。该浇筑模板构造简单，使用时，仅需改变插销顺序便能实现浆体分层浇筑，浇筑方式简单易行，浇筑模板对于同类构件可循环利用，完全满足工厂预制UHPC构件的生产高效性、经济性、便捷性。
附图说明
[0021]图1预制梁、柱构件浇筑模板示意图
[0022]图2预制板构件浇筑模板示意图
[0023]图3漏斗入模口构造示意图
[0024]图4模板层构造示意图
[0025]图5存料仓构造示意图
[0026]附图标号说明：
[0027]1.搅拌离散装置，1.钢筋笼，21.浆体，22.养护侧模板，3.进料层，31.漏斗状进模
口，311.入模口侧模，32.入模口顶模，33.入模口插销，34.抬升坡，35.纤维，4.存料仓，41.滚轮，42.侧模，43.底模，44.入模口连接处，45.挡板，46.槽口，47.滚轮，48.活塞控制板5.模板层，51.养护侧模，52.插槽，53.插销,54.栓孔。
具体实施方式
[0028]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细介绍。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。
[0029]本实施例是工厂预制UHPC梁、板、柱类构件纤维定向浇筑，根据不同构件的受力特征，对于纤维最优方向有不同要求，梁类构件受弯为主，梁底受拉应力为主，梁顶受压应力，纤维宜保持纵向受力筋方向，与钢筋共同抵抗水平拉裂力，抑制混凝土开裂；柱类构件柱侧易发生混凝土剥落，纤维宜沿竖向受力筋方向分布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维可控的预制UHPC构件工厂生产模板，其特征在于：漏斗状入料口：由侧模和顶模按一定形状拼装组成漏斗状组成，能够调整纤维分布，使之更多沿着流动方向分布。浆体搅拌好后，倒入存料仓，经由漏斗状入模口后，方向发生改变，进入模板。模板层由插销和槽口组成，入模口插销共同组合，控制浆体流动与否。2.根据权利要求1所述的预制UHPC构件模板，其特征在于，存料仓底部设置滚轮，便于移动，能够实现一次性多批量构件浇筑，便于工厂浇筑工艺，存料仓与模板采用螺栓和插销组合使用，前者控制连接紧密性，后者为...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄远，朱雨枫，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：