CN114214927A - 一种消能装置及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消能装置及其制作方法，所述消能装置包括外壳、复合材料和至少一个混凝土模块，所述外壳将复合材料和混凝土模块包裹成一个整体，所述混凝土模块的内部设有若干个球，所述复合材料将至少一个混凝土模块包裹成一个整体。该消能装置中混凝土模块中设有的若干个泡沫球混凝土中形成了腔体，使得所述混凝土模块形成了蜂窝状，具有良好形变消能能力，同时使得混凝土模块的密度减小。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土领域，特别涉及一种消能装置及其制作方法。
背景技术
防撞设备应用于对桥墩的保护，其使得船体对桥墩的撞击伤害减小到最低，并且也对船体起到一定的防护作用。防撞设备包括外壳和外壳内的消能装置。所述消能装置能够吸收撞击力，若应用于河道中，其还要具备密度较小的特点，使所述防撞设备浮于水面。
高性能混凝土，在普通的混凝土里面掺杂了金属，例如把钢纤维混杂在里面，还加了很多调和剂，最后得到的混凝土具有金属性，包括其切割性能、力学性能都非常好，非常均匀，使用非常广泛。
如何将高性能混凝土应用于防撞设备中是目前尚待解决的技术难题。
发明内容
针对背景技术中提到的问题，本发明的目的是提供一种消能装置及其制作方法，以解决背景技术中提到的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种消能装置，包括外壳、复合材料和至少一个混凝土模块，所述外壳将复合材料和混凝土模块包裹成一个整体，所述混凝土模块的内部设有若干个球，所述复合材料将至少一个混凝土模块包裹成一个整体。
通过采用上述技术方案，混凝土模块中设有的若干个球放置在混凝土中形成了腔体，使得混凝土模块形成了蜂窝状，具有良好形变消能能力，同时使得混凝土模块的密度减小。
优选的，所述混凝土模块的表面上开设有多组沟槽。
通过采用上述技术方案，通过混凝土模块表面上设有的多组沟槽方便混凝土的流入，提高流动性能。
优选的，还包括玻璃纤维布，所述玻璃纤维布包覆在至少一个所述混凝土模块上，所述复合材料经所述玻璃纤维布流淌至所述沟槽。
通过采用上述技术方案，设有的玻璃纤维布有利于提高混凝土模块的耐热性强、抗腐蚀性好和机械强度。
优选的，所述球为密度小于混凝土的轻质材料球体。
通过采用上述技术方案，轻质材料球体有利于降低球的重量，防止变形，提高球的使用性能。
本发明还提供了一种消能装置的制作方法，包括以下步骤：
步骤S1：设置第一模具，将球和混凝土放入第一模具中后搅拌；
步骤S2：用玻璃纤维布包覆至少一个所述混凝土模块；
步骤S3：将包覆有玻璃纤维布的混凝土模块依次排放在第二模具内；
步骤S4：在第二模具内注入复合材料；
步骤S5：脱模。
优选的，所述步骤S4包括如下步骤，
步骤S41：用带有注胶管的密封层将第二模具密封，并抽走空气；
步骤S42：打开所述注胶管，让复合材料流入第二模具内。
优选的，所述第一模具的内壁具有多组凸起，使得所述混凝土模块的表面形成多组沟槽。
优选的，所述步骤S1包括如下步骤，
步骤S11：使用振捣棒搅动所述混凝土模块和所述球，使球分散的分布于混凝土模块中。
优选的，所述步骤S1还包括如下步骤，
步骤S12：在所述混凝土模块(23)的表面上制作多组沟槽(25)。
综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
该消能装置中混凝土模块中设有的若干个泡沫球混凝土中形成了腔体，使得所述混凝土模块形成了蜂窝状，使得混凝土模块的密度减小，使消能装置更容易浮在水面上，并具有良好的形变消能作用。同时，采用玻璃纤维布和复合材料包裹在混凝土模块上，提高消能装置缓冲性能。
附图说明
图1是本发明一种消能装置的结构示意图；
图2是本发明消能装置的结构剖视图；
图3是图2中截面A处的放大图；
图4是混凝土模块的结构示意图；
图5是本发明制作消能装置的结构示意图；
图6是本发明制作消能装置的流程图。
附图标记：10为桥墩；20为消能装置；21为外壳；22为复合材料；23为混凝土模块；24为球；25为沟槽；26玻璃纤维布；30为第二模具；31为抽气口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
图1所示为本发明提供的一种消能装置的结构示意图，消能装置20将桥墩10的四周围住，能够消弱船舶对桥梁的撞击力，保护桥梁。
如图2至图4所示，所述消能装置20包括外壳21、复合材料22和多个混凝土模块23，所述外壳21将复合材料22和混凝土模块23包裹成一个整体，所述混凝土模块22的内部分散设有若干个球24，所述复合材料22将多个混凝土模块23包裹成一个整体。
所述混凝土模块23由高性能混凝土和若干个球24形成，使得混凝土模块23形成蜂窝状，具有良好形变消能能力；同时，由于所述球24采用密度小于高性能混凝土的轻质材料球体，如塑料球、泡沫球等，使得混凝土模块23的密度减小，因此，所述混凝土模块23中包含的球24的数量越多，混凝土模块23的密度越小，消能装置20更容易浮在水面上。
本发明采用的高性能混凝土，是在普通的混凝土里面掺杂金属，例如把钢纤维混杂在普通混凝土里面，再加入多种调和剂，最后得到的混凝土具有金属性，其切割性能、力学性能都非常好，非常均匀。
如图2-3所示，所述混凝土模块23的表面上开设有多组沟槽25，所述沟槽25可以为多组横向沟槽和/或多组纵向沟槽，也可以是其他方向的沟槽，优选为在混凝土模块23的各个表面上同时等距开设多组横向和多组竖向的沟槽25。将1个或2个或多个混凝土模块23用玻璃纤维布26包裹起来，然后将复合材料22加热熔化形成流体，流淌在玻璃纤维布26表面上，使得玻璃纤维布26紧紧包覆在混凝土模块23上，所述复合材料22填满混凝土模块23上的沟槽，并将玻璃纤维布26和混凝土模块23紧紧包裹成一个整体。
所述复合材料22为受热后易于熔化且熔化后具有流动性的复合材料，如树脂等。所述复合材料22根据使用情况将玻璃纤维布26和若干个混凝土模块23包裹起来。
如图6所示，本发明还提供了一种消能装置的制作方法，主要包括以下步骤：
步骤S1：设置第一模具，将泡沫球和混凝土放入第一模具中后搅拌；
所述第一模具一般为一正方体，如50*50*50cm的方形模具，所述第一模具的内壁具有多组等距设置的横向和/或竖向凸起，所述凸起可根据实际情况设置。先把高性能混凝土和泡沫球倒进去，再用振捣棒搅拌，泡沫球在高性能混凝土中不规则分布，形成内腔体，最终形成表面具有多组沟槽25的混凝土模块23。
由于混凝土模块23里面加了泡沫球，形成一个蜂窝状的结构，所以整个混凝土模块23的比重比水轻，能够浮起来，能够承受船舶的撞击力，同时又不下沉。可根据需求选择泡沫球的大小，调节模块比重。
如果所述第一模具的内壁没有设置凸起，则可以采用金属切割的方式，在浇注的时候，在混凝土模块23的表面制作多组沟槽。
步骤S2：用玻璃纤维布26包覆所述混凝土模块23；
根据实际消能装置的形状、大小，可以选择用玻璃纤维布26包裹混凝土模块23的数量，如1个、2个或多个。如图5所示，每个混凝土模块23上都包裹了玻璃纤维布26。
步骤S3：将包覆有玻璃纤维布26的混凝土模块23依次排放在第二模具30内；
如图5所示，所述第二模具30为一长方体箱体，箱体顶部设有一密封层，所述密封层上设置一注胶管，所述箱体下部还设置有一抽气口31。将用玻璃纤维布26包裹好的混凝土模块23依次排放在第二模具30内后。
步骤S4：将树脂注入到第二模具30内；
用带有注胶管的密封层将第二模具30密封，然后使用抽气装置通过抽气口31将模具内的空气抽走，形成负压状态。打开注胶管，让加热后的树脂液体流入进第二模具30内，所述树脂液体在玻璃纤维布26表面流淌，填满各组沟槽，将玻璃纤维布26和混凝土模块23紧紧包裹在一起。
步骤S5：脱模；
将表面包覆有树脂和玻璃纤维布26的混凝土模块23从第二模具30中脱模取出。
步骤S6：制作消能装置。
采用外壳将若干个包覆有树脂和玻璃纤维布26的混凝土模块23包裹起来，形成消能装置。
本发明提供的消能装置采用高性能混凝土加密度小的球制成混凝土模块，降低整个混凝土模块的密度，使消能装置更容易浮在水面上，并具有良好的形变消能作用。同时，采用玻璃纤维布和复合材料包裹在混凝土模块上，形成格构状态，提高消能装置缓冲性能。本消能装置的制作方法具有步骤简短、消耗率低、产量高、经济效益高等优点。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种消能装置，包括外壳(21)、复合材料(22)和至少一个混凝土模块(23)，所述外壳(21)将复合材料(22)和混凝土模块(23)包裹成一个整体，其特征在于：所述混凝土模块(22)的内部设有若干个球(24)，所述复合材料(22)将至少一个混凝土模块(23)包裹成一个整体。
2.根据权利要求1所述的一种消能装置，其特征在于，所述混凝土模块(22)的表面上开设有多组沟槽(25)。
3.根据权利要求2所述的一种消能装置，其特征在于，还包括玻璃纤维布(26)，所述玻璃纤维布(26)包覆在至少一个所述混凝土模块(23)上，所述复合材料(22)经所述玻璃纤维布(26)流淌至所述沟槽(25)。
4.根据权利要求1所述的一种消能装置，其特征在于，所述球(24)为密度小于混凝土的轻质材料球体。
5.一种制作如权利要求1-4任一项所述的消能装置的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：设置第一模具，将球(24)和混凝土放入第一模具中后搅拌；
步骤S2：用玻璃纤维布(26)包覆至少一个所述混凝土模块(23)；
步骤S3：将包覆有玻璃纤维布(26)的混凝土模块(23)依次排放在第二模具(30)内；
步骤S4：在第二模具(30)内注入复合材料(22)；
步骤S5：脱模。
6.根据权利要求5所述的一种消能装置制作方法，其特征在于，所述步骤S4包括如下步骤，
步骤S41：用带有注胶管的密封层将第二模具(30)密封，并抽走空气；
步骤S42：打开所述注胶管，让复合材料(22)流入第二模具(30)内。
7.根据权利要求5所述的一种消能装置制作方法，其特征在于，所述第一模具的内壁具有多组凸起，使得所述混凝土模块(23)的表面形成多组沟槽(25)。
8.根据权利要求5所述的一种消能装置制作方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤，
步骤S11：使用振捣棒搅动所述混凝土模块(23)和所述球(24)，使球(24)分散的分布于混凝土模块(23)中。
9.根据权利要求5所述的一种消能装置制作方法，其特征在于，所述步骤S1还包括如下步骤，
步骤S12：在所述混凝土模块(23)的表面上制作多组沟槽(25)。
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