一种钢纤维定向排布用磁场发生装置及拆装方法

1.本发明提供了一种钢纤维定向排布用磁场发生装置，属于建筑施工技术领域。
2.

背景技术：

3.随着建筑行业发展、采用钢纤维增强的如水泥、混凝土、砂浆等建材极大的改进了材料的力学性能与耐久性。钢纤维在材料中的定向排布依赖于其所处的磁场强度和分布特点。磁场发生装置往往采用通电螺线圈等结构进行制备，而混凝土浇筑后需拆除模板、支撑、磁场发生装置等外加设备。对此，众多学者基于电磁原理进行纤维增强混凝土的制备（[1]慕儒,赵全明,田稳苓.制备单向分布钢纤维增强混凝土的方法及其专用设备[p].天津：cn101913188a,2010-12-15.）该方法适用范围小，需要振动台与通电线圈联合工作，该学者所发表论文旨在研究定向纤维增强水泥制品的力学性能，无法大规模推广。该学者近年所发表文献（[3]慕儒,邱欣,赵全明,李辉.单向分布钢纤维增强水泥基复合材料(i):钢纤维方向控制[j].建筑材料学报,2015,18(02):208-213.）均基于此方法，所述线圈缠绕过多，线圈中的水泥基复合材料只能从线圈轴向抽出，一旦轴向无法抽出时，无法在不拆除或破坏线圈的情况下取出线圈内部水泥基复合材料（[2]mur,xuey,qingl,etal.preparationandmechanicalperformanceofannularlyalignedsteelfiberreinforcedcement-basedcompositepipes[j].constructionandbuildingmaterials,2019,211(jun.30):167-173.），而土木工程中，由于构件尺寸、重量巨大，所制品往往梁柱一体浇筑，或环形浇筑、异形浇筑，此时，该方法并不能适用。多次拆除缠绕线圈严重影响到定向纤维混凝土的工程化发展与推广。因此亟需发明一种用于磁场发生的新型装置及安拆方法。
[0004]


技术实现要素：

[0005]
本发明格根据上述不足提供了一种钢纤维定向排布用磁场发生装置，通过在截断导线安装接口的方法，进而有效的进行磁场发生装置的安装和拆卸，保证钢纤维混凝土的纤维磁场有序化工艺的进行，方便地进行施工及拆模，确保磁场装置的重复利用。安拆过程快速、方便，以及混凝土施工作业及纤维定向的顺利进行。
[0006]
本发明采用如下技术方案：本发明所述的钢纤维定向排布用磁场发生装置，包括磁化装置骨架、磁化装置连接套箍；所述磁化装置骨架为两个，且两个磁化装置骨架呈对半开合结构，组合后的两个磁化装置骨架之间形成用于磁化钢纤维增强混凝土结构的空腔；所述单个磁化装置骨架的两端分别设有用于稳固闭合的磁化装置骨架的磁化装置连接套箍。
[0007]
本发明所述的钢纤维定向排布用磁场发生装置，所述的磁化装置骨架与磁化装置连接套箍为一体化绑定成型或通过模块化拼装成型。
[0008]
本发明所述的钢纤维定向排布用磁场发生装置，所述磁化装置骨架由若干条高导电率导线组成；高导电率导线采用片装排列，每片高导电率导线含有若干束导线；若干条高导电率导线之间采用接触顶针连接器相互连接。
[0009]
本发明所述的钢纤维定向排布用磁场发生装置，所述的接触顶针连接器包括接触片、弹簧顶针、弹簧；每个高导电率导线的一端设有接触片，另一端设有含有弹簧的弹簧顶针；两个磁化装置骨架中的高导电率导线之间端部的弹簧顶针与接触片相连。
[0010]
本发明所述的钢纤维定向排布用磁场发生装置，所述磁化装置骨架中的若干条高导电率导线沿轴向依次排列且沿排列方向呈层叠叠置；层叠叠置的所述若干条高导电率导线之间设有若干根空心水冷铜导管；若干根所述空心水冷铜导管沿高导电率导线的弯曲形状依次排列；所述空心水冷铜导管位于单层高导电率导线或多层高导电率导线之间；若干根所述空心水冷铜导管相互为贯通式结构，其中一个空心水冷铜导管的一端通过水冷导管接口接入冷却液。
[0011]
本发明所述的钢纤维定向排布用磁场发生装置，磁化装置骨架上设有水冷进水口、水冷出水口；水冷导管接口分别接入水冷进水口、水冷出水口。
[0012]
本发明所述的钢纤维定向排布用磁场发生装置，两个磁化装置连接套箍均设有相互匹配的连接端板；连接端板通过螺栓相互固定。
[0013]
本发明所述的钢纤维定向排布用磁场发生装置，所述磁化装置骨架根据工程实际场景可制成呈不同形状框架，如圆管形状或方形框架或梯形框架。
[0014]
本发明所述的钢纤维定向排布用磁场发生装置的拆装方法，步骤如下：步骤一、依据梁柱式结构或板式结构或环式结构制定磁化装置骨架，并在磁化装置骨架中预埋空心水冷铜导管；步骤二、将预埋空心水冷铜导管与磁化装置连接套箍的水冷进水口及水冷出水口相连通，形成半片装置，后续使用仅需连接2个半片装置使导线形成回路即可；步骤三、浇筑钢纤维增强混凝土结构，通过化装置连接套箍将磁化装置骨架装配在对应的梁柱式结构或板式结构或环式结构上，使高导电率导线形成回路；步骤四、对导电率导线通电，在梁柱式结构或板式结构或环式结构空间区域形成有序磁场，钢纤维增强混凝土结构中钢纤维由于磁场影响而有序排列；步骤五、步骤四结束后，对导电率导线断电，将磁化装置连接套箍分离即拆除磁化装置骨架，拧下连接端板所设螺栓即可拆下骨架，重复使用仅需进行螺栓重拧即可；针对磁化后的钢纤维增强混凝土结构进行拆模养护。
[0015]
本发明所述的钢纤维定向排布用磁场发生装置的拆装方法，步骤三中梁柱式结构采用圆管形状的磁化装置骨架进行安装；板式结构宜采用方形框架的磁化装置骨架，磁化装置骨架沿板式结构的长度方向可依次间隔布置多组磁化装置骨架；环式结构宜采用梯形框架的磁化装置骨架，磁化装置骨架沿环式结构的圆周方向可依次环绕布置多组磁化装置骨架。
[0016]
有益效果本发明提供的钢纤维定向排布用磁场发生装置，磁化装置骨架与磁化装置连接套箍形成一个整体，带顶针连接器的高导电率导线可与骨架粘接形成整体，亦可作为组件，待
磁场强度设计需要，实现按需装配、多组装配。使用过程中，根据需要水冷装置保持导线处于合理工作温度。
[0017]
本发明提供的钢纤维定向排布用磁场发生装置，适用于混凝土传输管道时所需的磁场发生装置及其快速安拆，在混凝土预制领域，将其孔道做成圆环亦适用于管片钢纤维混凝土定向浇筑，将其孔道做成方形亦可满足梁板钢纤维混凝土定向浇筑。
[0018]
本发明提供的钢纤维定向排布用磁场发生装置，该方法使得磁场发生装置安拆简单，可根据需要调节带顶针连接器的高导电率导线匝数，操作简单，方便清理，混凝土浇筑完成后，可拆除装置，重复利用，适用于各种形式的钢纤维混凝土浇筑及施工作业。
[0019]
本发明提供的钢纤维定向排布用磁场发生装置的拆装方法，装置在搭建时不需要反复缠绕线圈，不需要预先设计固定线圈，模块化拼装后线圈形成通路，连接电源即可产生对应磁场。混凝土传输或浇筑完毕后，仅需要断开电源，拆除连接件断开弹簧顶针连接器即可拆卸，不影响混凝土模板，不扰动混凝土。拆除后的装置可重新拼装成完整结构，重复利用。
[0020]
附图说明
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图1为本发明装置的结构示意图。
[0022]
图2为本发明的布线结构示意图。
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图3为本发明的导线连接示意图。
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图4为本发明的连接套箍示意图。
[0025]
图5为本发明的水冷管与导线的布置示意图。
[0026]
图6为本发明实施案例一结构示意图。
[0027]
图7为本发明实施案例二结构示意图。
[0028]
图8为本发明实施案例三结构示意图。
[0029]
图中：磁化装置骨架1、磁化装置连接套箍2、连接端板3、螺栓4、接触顶针连接器5、接触片6、高导电率导线7、弹簧顶针8、弹簧9、加劲肋10、水冷进水口11、水冷出水口12，水冷导管接口13、空心水冷铜导管14、梁柱式结构15，板式结构16、环式结构17。
[0030]
具体实施方式
[0031]
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]
如图1所示：本发明所述的钢纤维定向排布用磁场发生装置，包括磁化装置骨架1、磁化装置连接套箍2；磁化装置骨架1为两个，且两个磁化装置骨架1呈对半开合结构，组合后的两个磁化装置骨架1之间形成用于磁化钢纤维增强混凝土结构的空腔；单个磁化装置骨架1的两端分别设有用于稳固闭合的磁化装置骨架1的磁化装置连接套箍2；磁化装置连接套箍2可与磁化装置骨架1实行绑定一体化，也可预留接口实现模块化拼装。
[0033]
磁化装置骨架1可制成圆管形状，符合混凝土传输需要，在混凝土传输过程中实现纤维定向排布；磁化装置骨架1可制成方形框架、梯形框架，符合混凝土梁的浇筑形状需要，在混凝土模板外搭设实现混凝土梁、板中纤维定向排布；磁化装置骨架1可制成圆环形状，符合混凝土管壁浇筑形状需要，在混凝土模板外搭设实现混凝土圆管中纤维环向排布。
[0034]
两个磁化装置连接套箍2均设有相互匹配的连接端板3；连接端板3是用来连接磁化装置连接套箍，采用但不限于螺栓连接。
[0035]
如图2所示：钢纤维定向排布用磁场发生装置，磁化装置骨架1由若干条高导电率导线7组成；高导电率导线7采用片装排列，每片高导电率导线含有若干束导线；若干条高导电率导线7之间采用接触顶针连接器5相互连接。
[0036]
高导电率导线7采用片装排列，每片高导电率导线含有若干束导线，根据磁场强度需求和磁化装置骨架1的空间限制设计导线束数，可根据磁场需要采用多片高导电率导线。
[0037]
在本实施例中接触顶针连接器5可采用任意连接形式，推荐但不限于弹簧顶针连接器，只需在装配后导线对应连接形成通路即可。
[0038] 如图3所示：钢纤维定向排布用磁场发生装置，所述的接触顶针连接器5包括接触片6、弹簧顶针8、弹簧9；每个高导电率导线7的一端设有接触片6，另一端设有含有弹簧9的弹簧顶针8；两个磁化装置骨架1中的高导电率导线7之间端部的弹簧顶针8与接触片6相连。
[0039]
如图4、图5所示：钢纤维定向排布用磁场发生装置，磁化装置骨架1上设有水冷进水口11、水冷出水口12；水冷导管接口13分别接入水冷进水口11、水冷出水口12。水冷进水口11、水冷出水口12用来连接定向装置中的空心水冷铜导管14，通过液体冷却原理使设备降温，保证设备合理温度工作区间。
[0040]
磁化装置骨架1中的若干条高导电率导线7沿轴向依次排列且沿排列方向呈层叠叠置；层叠叠置的若干条高导电率导线7之间设有若干根空心水冷铜导管14；若干根空心水冷铜导管14沿高导电率导线7的弯曲形状依次排列；空心水冷铜导管14位于单层高导电率导线7或多层高导电率导线7之间；若干根空心水冷铜导管14相互为贯通式结构，其中一个空心水冷铜导管14的一端通过水冷导管接口13接入冷却液。
[0041]
如图7、图8所示：钢纤维定向排布用磁场发生装置的拆装方法，步骤如下：步骤一、依据梁柱式结构15或板式结构16或环式结构17制定磁化装置骨架1，并在磁化装置骨架中预埋空心水冷铜导管14；步骤二、将预埋空心水冷铜导管14与磁化装置连接套箍2的水冷进水口11及水冷出水口12相连通，形成半片装置；后续使用仅需连接2个半片装置使导线形成回路即可；步骤三、浇筑钢纤维增强混凝土结构，通过化装置连接套箍将磁化装置骨架装配在对应的梁柱式结构15或板式结构16或环式结构17上，使高导电率导线7形成回路；步骤四、对导电率导线7通电，在梁柱式结构15或板式结构16或环式结构17空间区域形成有序磁场，钢纤维增强混凝土结构中钢纤维由于磁场影响而有序排列；步骤五、步骤四结束后，对导电率导线7断电，将磁化装置连接套箍2分离即拆除磁化装置骨架1；拧下连接端板所设螺栓即可拆下骨架，重复使用仅需进行螺栓重拧即可；针对磁化后的钢纤维增强混凝土结构进行拆模养护。
[0042]
针对上述方法本发明采用如下三个实施例进行说明：实施案例1
采用单个磁场发生装置对梁柱式结构15中的钢纤维进行定向排布，使得混凝土中的钢纤维沿磁感线排布。由于梁柱结构截面尺寸较为方正，优选地选着圆形截面磁场发生装置进行钢纤维定向排列。本案例中可选择单个磁场发生装置，亦可采用多个磁场发生装置协同工作。
[0043]
实施案例2采用单个磁场发生装置对板式结构16中的钢纤维进行定向排布，使得混凝土中的钢纤维沿磁感线排布。由于板式结构截面尺寸较为狭长，优选地选着矩形截面磁场发生装置进行钢纤维定向排列。本案例中采用多个磁场发生装置协同工作，亦可选择单个磁场发生装置。
[0044]
实施案例3采用单个磁场发生装置对环式结构17中的钢纤维进行定向排布，使得混凝土中的钢纤维沿磁感线排布。由于环式结构弧度对装置影响较大，优选地选着矩形截面磁场发生装置进行钢纤维定向排列，同时推荐采用多个磁场发生装置协同工作。
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以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。