CN107379244A - 一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置及制备工艺 - Google Patents

Abstract

一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置及制备工艺，它涉及一种混凝土的制备装置及制备工艺，具体涉及一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置及制备工艺。本发明为了解决混凝土搅拌过程中由于轻骨料破碎引起相变材料泄露以及相变储能骨料上浮引起的混凝土均质性不良的问题。本发明所述装置包括下压组件、竖向支撑架、承压板、可拆卸模具和底座组件，所述下压组件、可拆卸模具、所述底座组件由上至下依次安装在竖向支撑架上，承压板安装在可拆卸模具的上端内，且所述下压组件能推动承压板沿可拆卸模具内壁直线移动。本发明属于材料领域。

Description

一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置及制备工艺

技术领域

本发明涉及一种混凝土的制备装置及制备工艺，具体涉及一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置及制备工艺，属于材料领域。

背景技术

相变材料是一种利用相变潜热来吸收和释放热能的材料，利用这一特性可以调节周围环境温度，应用于建筑领域可以达到建筑节能和改善居住舒适度的目的。目前，可用于建筑领域的相变材料种类很多，但均要通过不同技术手段将相变材料定形封装。轻骨料具有孔隙率大、与水泥基材料兼容性好等优点，因而可以利用不同种类轻骨料中大量孔隙对相变材料的吸附作用制备成具有相变储能功能的轻质骨料。将这种相变储能骨料用于制备混凝土，可以实现建筑部件的结构、储能、调温功能一体化。

目前，各类混凝土的制备均采用强制式搅拌将各种物料搅拌均匀而成型不同试件，在搅拌过程中由于转轴叶片与骨料、骨料与骨料之间以及骨料与搅拌机内壁的相互剪切、挤压作用，往往导致强度较低的轻骨料颗粒发生破碎。制备相变储能骨料的孔隙率越高，这种破坏现象越明显，从而导致骨料中封装的相变材料发生泄露，严重影响混凝土整体储能效果、混凝土强度发展甚至污染环境。另一方面，相变储能骨料由于本身密度小、在水泥浆中容易上浮而影响混凝土的均质性。这两方面的不利影响均在很大程度上限制了相变储能骨料混凝土的推广应用。

发明内容

本发明为解决混凝土搅拌过程中由于轻骨料破碎引起相变材料泄露以及相变储能骨料上浮引起的混凝土均质性不良的问题，进而提出一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置及制备工艺。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明所述装置包括下压组件、竖向支撑架、承压板、可拆卸模具和底座组件，所述下压组件、可拆卸模具、所述底座组件由上至下依次安装在竖向支撑架上，承压板安装在可拆卸模具的上端内，且所述下压组件能推动承压板沿可拆卸模具内壁直线移动。

本发明所述制备工艺的具体步骤如下：

步骤一、安装：固定竖向支撑架、上顶板及下底板，用弹簧将横向支撑架与上顶板连接，螺旋千斤顶被固定在横向支撑架上，安装可拆卸模具，将压力传感器固定在承压板上，保证上述构件均竖直或水平；

步骤二、将脱模剂均匀涂抹在可拆卸模具的内壁及底面；

步骤三、按照配合比要求设计相变骨料用量及对应水泥净浆或砂浆用量，将骨料均匀堆积于模板底部，再倒入新拌水泥砂浆或净浆，抹平表面，放置已固接压力传感器的承压板；

步骤四、检查：螺旋千斤顶、横向支撑架、压力传感器和可拆卸模具的中心线都与竖向中心线在同一直线上；

步骤五、连接压力传感器与数据记录显示仪，并将数据仪调零；

步骤六、打开密封塞，骨料中多余气体可从多孔底板以及排气腔侧壁上排气孔排出；

步骤七、通过螺旋千斤顶施加压力，将水泥砂浆或净浆缓慢压入均匀堆积于模板中的相变储能骨料之间的空隙，压力传感器返回压力值并将数据传输给数据记录仪，持续加压使得相变储能骨料混凝土充分密实；

步骤八、在水泥砂浆或净浆压入过程中骨料颗粒之间的气体从排气腔侧壁上排气孔排出，当开口处有均匀的水泥砂浆或净浆溢出时，关闭密封塞，停止加压，并缓慢移出承压板；

步骤九、完成相变储能骨料混凝土试件的制备。

本发明的有益效果是：1、本发明可实现在一定压力下将水泥净浆或砂浆填充到模具中堆积的相变储能骨料间隙内，并通过多孔不锈钢网及透气孔排出空气制备均匀密实的相变储能骨料混凝土；2、此装置通过螺旋千斤顶将水泥净浆或砂浆缓慢压入均匀堆积于模具中的骨料间隙内，水泥净浆或砂浆在骨料间隙的流动速率可通过外加压力控制，同时压力传感器可实时监测浆体所受压力，可反映出不同配比水泥净浆或砂浆填充于骨料间隙的难易程度；3、由于免除了骨料与水泥净浆或砂浆混合搅拌工艺，骨料事先堆放在有限模具空间中，因而可以同时解决相变储能骨料破碎与上浮问题；4、本发明简化了相变储能骨料混凝土的拌合工序、设备简单操作方便、压力精确可控，可用于制备不同密度与强度的相变储能骨料混凝土材料。

附图说明

图1是本发明所述制备装置的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置包括下压组件、竖向支撑架4、承压板9、可拆卸模具10和底座组件，所述下压组件、可拆卸模具10、所述底座组件由上至下依次安装在竖向支撑架4上，承压板9安装在可拆卸模具10的上端内，且所述下压组件能推动承压板9沿可拆卸模具10内壁直线移动。

螺旋千斤顶1、横向支撑架5、压力传感器8和可拆卸模具10都沿竖向中心线对称，各构件中心线重合。这样设计可保证压力传递直接均匀，测试的结果准确。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置的下压组件包括螺旋千斤顶1、横向支撑架5和顶压头7，横向支撑架5安装在竖向支撑架4上，且横向支撑架5能沿竖向支撑架4直线移动，上顶板2安装在竖向支撑架4的顶部，螺旋千斤顶1的下端与横向支撑架5的上表面固接，螺旋千斤顶1的上端与上顶板2的下表面始终保持接触，顶压头7安装在横向支撑架5的下表面，且顶压头7位于承压板9的上方。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置的下压组件还包括两个弹簧6，弹簧6的下端与横向支撑架5的上表面固接，弹簧6的上端与上顶板2的下表面始终保持接触。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置还包括多孔不锈钢板11和多孔底板12，多孔不锈钢板11、多孔底板12由上至下依次设置在可拆卸模具10内。多孔底板12距上模具边缘距离为试件高度+5cm。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置的可拆卸模具10内的下部设有排气腔10-1，且排气腔10-1位于多孔底板12的下方。

可拆卸模具10由带内嵌槽的U形截面板与单块方形板组成，组装时将多孔底板12***U形截面板，再将单块长方形板通过螺丝钉固接在U形截面板上，最后将底板槽13固接在已经组装的部分构件上；多孔底板12将可拆卸模具10内腔分成上下两腔体，上腔体截面尺寸及高度视具体试件尺寸而定，下腔体截面尺寸与上腔体一致，净腔高度为3～5cm；可拆卸模具10采用上述参数时，既能保证模具自身刚度，固接紧密，不漏浆，又能在压力作用下合理地排出气体，下腔体即是排气腔10-1。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置的排气腔10-1的侧壁上设有排气孔，所述排气孔内插装有密封塞14。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置的底座组件包括下底板3和底板槽13，下底板3安装竖向支撑架4的底部，底板槽13安装在下底板3的上表面上，可拆卸模具10安装在底板槽13内。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置还包括压力传感器8，压力传感器8安装在承压板9的上表面上，且压力传感器8位于顶压头7的下方。压力传感器8固接在承压板9上，并返回压力数据导入外接数据记录仪。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式九：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备工艺是通过如下步骤实现的：

步骤一、安装：固定竖向支撑架4、上顶板2及下底板3，用弹簧6将横向支撑架5与上顶板2连接，螺旋千斤顶1被固定在横向支撑架5上，安装可拆卸模具10，将压力传感器8固定在承压板9上，保证上述构件均竖直或水平；

步骤二、将脱模剂均匀涂抹在可拆卸模具10的内壁及底面；

步骤三、按照配合比要求设计相变骨料用量及对应水泥净浆或砂浆用量，将骨料均匀堆积于模板底部，再倒入新拌水泥砂浆或净浆，抹平表面，放置已固接压力传感器8的承压板9；

步骤四、检查：螺旋千斤顶1、横向支撑架5、压力传感器8和可拆卸模具10的中心线都与竖向中心线在同一直线上；

步骤五、连接压力传感器8与数据记录显示仪，并将数据仪调零；

步骤六、打开密封塞14，骨料中多余气体可多孔底板12以及排气腔10-1侧壁上排气孔排出；

步骤七、通过螺旋千斤顶1施加压力，将水泥砂浆或净浆缓慢压入均匀堆积于模板中的相变储能骨料之间的空隙，压力传感器8返回压力值并将数据传输给数据记录仪，持续加压使得相变储能骨料混凝土充分密实；

步骤八、在水泥砂浆或净浆压入过程中骨料颗粒之间的气体从排气腔10-1侧壁上排气孔排出，当开口处有均匀的水泥砂浆或净浆溢出时，关闭密封塞14，停止加压，并缓慢移出承压板9；

步骤九、完成相变储能骨料混凝土试件的制备。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置，其特征在于：所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置包括下压组件、竖向支撑架(4)、承压板(9)、可拆卸模具(10)和底座组件，所述下压组件、可拆卸模具(10)、所述底座组件由上至下依次安装在竖向支撑架(4)上，承压板(9)安装在可拆卸模具(10)的上端内，且所述下压组件能推动承压板(9)沿可拆卸模具(10)内壁直线移动。

2.根据权利要求1所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置，其特征在于：所述下压组件包括螺旋千斤顶(1)、上顶板(2)、横向支撑架(5)和顶压头(7)，横向支撑架(5)安装在竖向支撑架(4)上，且横向支撑架(5)能沿竖向支撑架(4)直线移动，上顶板(2)安装在竖向支撑架(4)的顶部，螺旋千斤顶(1)的下端与横向支撑架(5)的上表面固接，螺旋千斤顶(1)的上端与上顶板(2)的下表面始终保持接触，顶压头(7)安装在横向支撑架(5)的下表面，且顶压头(7)位于承压板(9)的上方。

3.根据权利要求2所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置，其特征在于：所述下压组件还包括两个弹簧(6)，弹簧(6)的下端与横向支撑架(5)的上表面连接，弹簧(6)的上端与上顶板(2)的下表面连接。

4.根据权利要求1所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置，其特征在于：所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置还包括多孔不锈钢板(11)和多孔底板(12)，多孔不锈钢板(11)、多孔底板(12)由上至下依次设置在可拆卸模具(10)内。

5.根据权利要求4所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置，其特征在于：可拆卸模具(10)内的下部设有排气腔(10-1)，且排气腔(10-1)位于多孔底板(12)的下方。

6.根据权利要求5所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置，其特征在于：排气腔(10-1)的侧壁上设有排气孔，所述排气孔内插装有密封塞(14)。

7.根据权利要求1所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置，其特征在于：所述底座组件包括下底板(3)和底板槽(13)，下底板(3)安装竖向支撑架(4)的底部，底板槽(13)安装在下底板(3)的上表面上，可拆卸模具(10)安装在底板槽(13)内。

8.根据权利要求1或2所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置，其特征在于：所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备装置还包括压力传感器(8)，压力传感器(8)安装在承压板(9)的上表面上，且压力传感器(8)位于顶压头(7)的下方。

9.一种利用权利要求1所述制备装置制备相变储能骨料混凝土的制备工艺，其特征在于：所述一种相变储能骨料混凝土的免搅拌制备工艺是通过如下步骤实现的：

步骤一、安装：固定竖向支撑架(4)、上顶板(2)及下底板(3)，用弹簧(6)将横向支撑架(5)与上顶板(2)连接，螺旋千斤顶(1)被固定在横向支撑架(5)上，安装可拆卸模具(10)，将压力传感器(8)固定在承压板(9)上，保证上述构件均竖直或水平；

步骤二、将脱模剂均匀涂抹在可拆卸模具(10)的内壁及底面；

步骤三、按照配合比要求设计相变骨料用量及对应水泥净浆或砂浆用量，将骨料均匀堆积于模板底部，再倒入新拌水泥砂浆或净浆，抹平表面，放置已固接压力传感器(8)的承压板(9)；

步骤四、检查：螺旋千斤顶(1)、横向支撑架(5)、压力传感器(8)和可拆卸模具(10)的中心线都与竖向中心线在同一直线上；

步骤五、连接压力传感器(8)与数据记录显示仪，并将数据仪调零；

步骤六、打开密封塞(14)，骨料中多余气体可多孔底板(12)以及排气腔(10-1)侧壁上排气孔排出；

步骤七、通过螺旋千斤顶(1)施加压力，将水泥砂浆或净浆缓慢压入均匀堆积于模板中的相变储能骨料之间的空隙，压力传感器(8)返回压力值并将数据传输给数据记录仪，持续加压使得相变储能骨料混凝土充分密实；

步骤八、在水泥砂浆或净浆压入过程中骨料颗粒之间的气体从排气腔(10-1)侧壁上排气孔排出，当开口处有均匀的水泥砂浆或净浆溢出时，关闭密封塞(14)，停止加压，并缓慢移出承压板(9)；

步骤九、完成相变储能骨料混凝土试件的制备。