CN117191517B - 混凝土的实验室全自动制样装置及使用及改性优化方法 - Google Patents

Abstract

混凝土的实验室全自动制样装置及使用及改性优化方法，装置设置固定架，固定架内安装搅拌仓，搅拌仓内上部设置进料口、纳米二氧化硅自动进料组件和传送带，传送带右侧设置玄武岩纤维改性台，玄武岩纤维改性台设置结构有自动过滤组件、机械臂、温控搅拌组件和纤维传送辊；搅拌仓下部设置输料斗，输料斗下部设置自动找平组件和底部转盘，底部转盘上放置塌落度桶和混凝土试块模具；玄武岩纤维改性台下部设置自动伸缩振捣棒；装置可以实现实验室内高效制备纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土，制备过程全自动、有效消除人为因素造成的误差，还可以快速实现对混凝土的塌落度测量和试块制作。

Description

混凝土的实验室全自动制样装置及使用及改性优化方法

技术领域

本发明涉及建筑材料试验设备技术领域，具体为混凝土的实验室全自动制样装置及使用及改性优化方法。

背景技术

目前，随着建筑业的不断发展，新技术、新工艺和新材料的不断出现推动了建筑业的高速发展。新的工艺、技术和材料需要经过实践、论证和试验才能安全有效地应用于建筑施工中。钢筋混凝土是建筑中使用量最大的材料，其性能直接影响建筑质量和安全。因此，在使用前需要对一些特殊部位和关键部位的钢筋混凝土进行试验和论证，以满足施工现场的需求。目前在混凝土生产中已经开始使用纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土，

研究表明，纤维混凝土相较于普通混凝土具有更好的力学性能。纳米二氧化硅能够有效改性玄武岩纤维，使其表面更加粗糙，同时明显提高了其韧性和抗拉拔能力，但在实验室试验中，实验室内制备改性玄武岩纤维混凝土都是预先进行纤维改性，人工搅拌纳米二氧化硅溶液改性玄武岩纤维，待其改性完成后再进行混凝土制样，其耗时耗力不言而喻，而且由于全过程人为参与，不可避免造成人为实验误差；而且制备的试件往往达不到预计的强度，究其原因：1)纳米二氧化硅易团聚，人工搅拌容易出现搅拌不均匀，导致改性不完全的现象出现，而且改性时间以及改性温度无法准确把握；2)纤维不易分散，人工搅拌纤维混凝土容易出现纤维团聚的现象；3)采用手工振捣方式制作混凝土试块费时费力，且振捣不均匀，制出的试块质量不佳，试验效果不好；而随着其需求的使用量增大，现有的研究无法做到快速有序的零误差制样和试验，因此，亟需一种用于实验室内全自动制备改性玄武岩纤维加筋混凝土的装置来解决上述问题，为此申请人根据其需求发明设计制作混凝土的实验室全自动制样装置及使用及改性优化方法，可以快速实现实验室内高效制备纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土，制备过程全自动、有效消除人为因素造成的误差，还可以快速实现对混凝土的塌落度测量和试块制作。

此外，本发明提出了一种纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置。然而，在实验要求方面，需要对制样过程和成品的性能进行严格控制和分析。传统的分析方法，即实验方法过于耗时，并且不够精确。因此，目前迫切需要一种更加智能，快速，迅捷的纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土性能指标评估优化方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了混凝土的实验室全自动制样装置及使用及改性优化方法，通过设置固定架，在固定架内安装搅拌仓，搅拌仓内上部设置进料口、纳米二氧化硅自动进料组件和传送带，在传送带右侧设置玄武岩纤维改性台，玄武岩纤维改性台设置结构有自动过滤组件、机械臂、温控搅拌组件和纤维传送辊；在搅拌仓下部设置输料斗，输料斗下部设置自动找平组件和底部转盘，底部转盘上放置塌落度桶和混凝土试块模具；在玄武岩纤维改性台下部设置自动伸缩振捣棒；装置可以快速实现实验室内高效制备纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土，制备过程全自动、有效消除人为因素造成的误差，同时还能快速测量混凝土的塌落度并进行试块制作，于BRNN网络的纳米二氧化硅改性优化方法，能够高准确率、低成本且快速的对本装置制备的纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土进行性能指标预测与评估。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

混凝土的实验室全自动制样装置，包括有固定架、搅拌仓、自动找平组件、底部转盘、纳米二氧化硅自动进料组件、玄武岩纤维改性台、传送带、输料斗、固定平台、振捣棒电机、自动伸缩振捣棒、振动电机、固定横杆、自动输水管、进料口和支脚，其特征在于：所述纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置固定架，所述固定架底部四角位置设置四组支腿，所述支腿之间设置固定横杆，所述固定架左侧上部安装搅拌仓，所述搅拌仓左侧上部安装自动输水管和进料口，搅拌仓右侧上部安装纳米二氧化硅自动进料组件和传送带，所述传送带右侧安装玄武岩纤维改性台，所述玄武岩纤维改性台安装在固定架的右侧上方；所述玄武岩纤维改性台下部的固定架上设置有固定平台，所述固定平台下部安装振捣棒电机、自动伸缩振捣棒；所述搅拌仓下部设置输料斗，所述送料斗下部设置自动找平组件和底部转盘，所述底部转盘下部安装振动电机。

作为本发明结构进一步的改进，所述纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置有搅拌仓，所述搅拌仓结构设置有搅拌电机固定架、搅拌电机、转轴、连接杆、搅拌杆、挡板、底板、自动出料口、压力传感器、固定框、转动螺母、不锈钢环和不锈钢片，所述搅拌仓外壁为挡板设置的圆柱型，所述搅拌仓中心上部设置搅拌电机固定架，所述搅拌电机固定架与固定架相连接安装，所述搅拌机固定架上安装搅拌电机，所述搅拌仓中心设置转轴与搅拌电机的转轴相连接，所述转轴下部设置十字型的连接杆，所述连接杆末端安装搅拌杆，所述搅拌仓底部设置底板，所述底板上设置四组自动出料口，所述自动出料口结构为设置固定框，所述固定框上设置不锈钢环，所述不锈钢环下部设置不锈钢片，所述不锈钢片通过转动螺母安装在不锈钢环上，所述底板中心安装有压力传感器；所述挡板围成的圆柱直径比底板的圆形直径小两厘米，所述搅拌杆底部距底板一厘米。

作为本发明结构进一步的改进，所述纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置有自动找平组件，所述自动找平组件结构包括有自动伸缩杆、找平电机、换向轴、传动杆、滑动槽、传动副杆、转轴座、找平刮板和调节平台，所述自动找平组件设置两组自动伸缩杆安装在固定架上，所述自动伸缩杆上部安装调节平台，所述调节平台左侧设置电机安装底座，电机安装底座上安装找平电机，所述找平电机转轴连接换向轴，所述换向轴上连接传动杆，所述传动杆与传动副杆相连接，所述传动杆与传动副杆相连接处设置在滑动槽内，所述传动杆与传动副杆相连接处还安装有找平刮板，所述找平刮板在滑动槽内移动，所述调节平台右侧设置有转轴座，所述传动副杆的一端安装在转轴座内。

作为本发明结构进一步的改进，所述纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置有纳米二氧化硅自动进料组件，所述纳米二氧化硅自动进料组件结构设置有固定螺栓、拉力传感器、细钢缆、二氧化硅料筒、二氧化硅料筒底板、二氧化硅自动出料口、橡胶填块和二氧化硅出料口，所述纳米二氧化硅自动进料组件设置二氧化硅料筒，所述二氧化硅料筒顶部中心设置固定螺栓，所述固定螺栓下部安装拉力传感器，所述拉力传感器下部连接细钢缆，所述二氧化硅料筒下部设置二氧化硅料筒底板，所述细钢缆与二氧化硅料筒底板相连接，所述二氧化硅料筒底板上设置两组二氧化硅自动出料口，所述二氧化硅料筒底板与二氧化硅料筒内壁接触处设置有橡胶填块，所述二氧化硅料筒底板下部设置有二氧化硅出料口。

作为本发明结构进一步的改进，所述纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置有玄武岩纤维改性台，所述玄武岩纤维改性台结构设置有自动过滤组件、机械臂、温控搅拌组件和纤维传送辊，所述玄武岩纤维改性台左侧安装自动过滤组件，玄武岩纤维改性台右侧安装两组机械臂，所述机械臂上分别安装温控搅拌组件和纤维传送辊。

作为本发明结构进一步的改进，所述纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置有玄武岩纤维改性台，所述玄武岩纤维改性台内设置有自动过滤组件，所述自动过滤组件结构设置有自动过滤组件电机、定滑轮组、钢丝绳、固定板座、连接构件、2000目钢制滤网和改性池箱，所述自动过滤组件设置固定板座，所述固定板座左侧安装自动过滤组件电机，所述自动过滤组件电机右侧的固定板座上安装动滑轮组，所述动滑轮组上设置有钢丝绳，所述钢丝绳一端与自动过滤组件电机的转轴相连接，钢丝绳另一端与连接构件相连接，所述固定板座右侧安装改性池箱，所述改性池箱底部设置有2000目钢制滤网，所述2000目钢制滤网与连接构件相连接。

作为本发明结构进一步的改进，所述纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置有玄武岩纤维改性台，所述玄武岩纤维改性台内设置有机械臂，所述机械臂结构设置有钢制垫台、供电装置、主控箱、机械臂转轴、机械臂杆、搅拌旋转器和联轴器，所述机械臂设置钢制垫台，所述钢制垫台上安装供电装置和主控箱，所述主控箱上部设置三组机械臂转轴，所述机械臂转轴之间设置机械臂杆，所述机械臂顶部设置搅拌旋转器，所述搅拌旋转器上设置联轴器。

作为本发明结构进一步的改进，所述纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置有玄武岩纤维改性台，所述玄武岩纤维改性台内设置有温控搅拌组件，所述温控搅拌组件结构设置有对接转轴、温控搅拌转轴、温控搅拌支撑杆、温控搅拌杆转轴、温控搅拌杆和温控加热棒，所述温控搅拌组件设置十字形温控搅拌支撑杆，所述温控搅拌支撑杆中心上部设置温控搅拌转轴及对接转轴，所述温控搅拌支撑杆中心下部安装温控加热棒，所述温控搅拌支撑杆末端下部设置温控搅拌杆转轴，所述温控搅拌杆转轴下部安装温控搅拌杆。

作为本发明结构进一步的改进，所述纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置有底部转盘，所述底部转盘上设置有一组塌落度桶和三组混凝土试块模具，所述底部转盘上放置塌落度桶和混凝土试块模具处设置有限位固定块。

本发明提供混凝土的实验室全自动制样装置的使用方法，具体步骤如下：

步骤一、开始前，在搅拌仓内放入所需试验的混凝土原料，在纳米二氧化硅自动进料组件内放入试验所需的纳米二氧化硅原料；

步骤二、启动纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置，在玄武岩纤维改性台内放入所需纳米二氧化硅与玄武岩纤维，装置控制自动进水到改性池箱内，安装温控搅拌组件的机械臂自动放入改性池箱，温控搅拌组件自动搅拌，温控搅拌组件恒温℃进行加工，待纳米二氧化硅与玄武岩纤维改性到合适时间，自动过滤组件运行，抬升2000目钢制滤网，待其表面干燥后，安装有纤维传送辊的机械臂自动放入改性池箱内；

步骤三、纤维传送辊传送改性后的纤维至履带，履带再进一步将纤维传输至搅拌仓内，纳米二氧化硅自动进料组件自动投入足量纳米二氧化硅与搅拌仓内的混凝土原料充分干拌；

步骤四、待搅拌仓内的混凝土原料与改性玄武岩纤维充分干拌完成后，自动输水管自动进足量的水，搅拌仓继续搅拌；

步骤五、搅拌完成后搅拌仓停止搅拌，搅拌仓底部自动出料口打开，装置通过压力传感器传输信号控制自动出料口开合；

步骤步骤六、混凝土落入塌落度桶1/2位置、2/3位置、装满位置时，装置分别控制底部转盘将塌落度桶转至右侧自动伸缩振捣棒下方，使其充分振捣，且自动找平组件自动为其找平，然后取出塌落度桶。

步骤七、装置继续运行将混凝土落入混凝土试块模具将其装满，振动电机震动的同时自动找平组件自动找平，底部转盘转动继续进行下一个混凝土试块模具，完成后取出混凝土试块模具，实现纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的全自动制备；

步骤八、清洗纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置，待下一次试验进行。

本发明提供混凝土的实验室全自动制样装置的改性优化方法，包括以下步骤：

1)数据收集；

首先采用BRNN进行后续时序性的关联提取；

2)数据处理；

首先对于制备过程中各个阶段对最终样品性能有所影响的参数即本次的特征值进行处理，方法为标准化，对于纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的性能指标值均采用最大值比例缩放公式进行缩放，降低回归任务中的拟合难度；

3)BRNN网络构建；

为BRNN网络架构与卷积网络的融合，此外还引入残差网络，利用双向RNN网络进行前向以及后向的关系及其时序性的提取；

4)BRNN网络权重分配；

在前向传递以及后向传递过程完毕后，需要将其单个特征传递的结果进行加权调整，本次单个特征前后传递特征合并公式采用时序权重调整公式进行表征；

5)CNN网络融合；

采用类Resnet网络结构思想，利用增权公式进行保留修正；

6)激活函数设定；

本次在BRNN以及卷积网络层的输出后采用Leaky ReLU激活函数以及BatchNormalization进行正则化，此外在本次网络的Head即末端预测部分采用一个5*1的全连接层；

7)网络模型训练与评估；

在上述步骤中，完成了网络的构建，在本步骤中，需要对网络模型进行训练以及评估，当网络模型测试集与训练集的均方误差均在5％以内即可完成模型的训练；

8)模型搭建与应用；

使用者需要设定本设备的温控搅拌组件的加热温度、搅拌时间以及玄武岩纤维改性台中纳米二氧化硅与玄武岩纤维的比例，以及搅拌仓中纳米二氧化硅与混凝土原料的比例和改性玄武岩与改性混凝土之间的比例。将这些参数作为算法模型的输入，即可输出本次调配的纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土是否满足性能指标要求。作为本发明方法进一步改进，所述步骤4)中最大值比例缩放公式表示为：

采用时序权重调整公式进行目标值的调整，其具体形式如下：

其中，y’为缩放后的目标值，y为原始的目标值，Y_max为当前属性的最高值，通过该公式，将目标值映射到0与1范围之内；

所述步骤4)中时序权重调整公式表示为：

在前向传递以及后向传递过程完毕后，需要将其单个特征传递的结果进行加权调整，本次单个特征前后传递特征合并采用时序权重调整公式为：

1≤α≤2

0＜β≤1

其中，x’为单个特征前后传递完成后加权合并后的特征，α则为超参数，n为当前BRNN的层次，N为BRNN的总层次，x_a为原特征完成前向传递后的值，β也为超参数，x_b则为原特征完成后向传递的值。

作为本发明方法进一步改进，所述步骤5)中增权公式表示为：

采用类Resnet网络结构思想，利用增权公式进行保留修正：

Y＝y_a+y_b

其中，Y为采用增权公式后的输出值，y_a为卷积层得输入值，也即上一层经过BRNN网络后的输出值，y_b则为经过卷积层后得输出值,利用本公式可保证经过卷积层网络的输出值，依然保持着BRNN网络层的信息。

本发明提供混凝土的实验室全自动制样装置及使用及改性优化方法，通过设置固定架，在固定架内安装搅拌仓，搅拌仓内上部设置进料口、纳米二氧化硅自动进料组件和传送带，在传送带右侧设置玄武岩纤维改性台，玄武岩纤维改性台设置结构有自动过滤组件、机械臂、温控搅拌组件和纤维传送辊；在搅拌仓下部设置输料斗，输料斗下部设置自动找平组件和底部转盘，底部转盘上放置塌落度桶和混凝土试块模具；在玄武岩纤维改性台下部设置自动伸缩振捣棒；装置可以快速实现实验室内高效制备纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土，制备过程全自动、有效消除人为因素造成的误差，还可以快速实现对混凝土的塌落度测量和试块制作，带来的好处是：

1、纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置通过机械自动搅拌玄武岩纤维，避免了人工搅拌的不均匀特点，并利用自动控温技术避免了人工温度控制的不准确，确保玄武岩纤维始终在最适宜的温度下完成改性，从而实现了高效且优质的混凝土加工；

2、纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置采用将纤维传送至搅拌仓内与纳米二氧化硅、水泥、骨料预先干拌的思路，使得搅拌更加均匀，避免纤维团聚，最大限度还原混凝土的实际生产制作过程；机器自动实现制作混凝土试块，且振捣均匀，省去了一系列繁琐的制样过程，实现了从纤维改性到用改性纤维制样的全过程全自动，将试验前期工作量缩短，得出真实有效数据；

3、基于BRNN网络的纳米二氧化硅改性优化方法，能够较高准确率且快速的对本装置设定的方案中制备的纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土进行性能指标预测与评估，减少生产成本；

4、基于BRNN网络的纳米二氧化硅改性优化方法采用BRNN网络来预测装置制备样品的性能值，可以表征复杂的前向和后向信息，捕捉本次装置中各个特征之间的依赖性，从而更准确地建立特征与性能指标之间的映射关系；

5、基于BRNN网络的纳米二氧化硅改性优化方法采用卷积层对网络模型进行加深处理，扩大了网络的拟合表达能力。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明搅拌仓局部结构示意图一；

图3为本发明搅拌仓局部结构示意图二；

图4为本发明搅拌仓局部结构示意图三；

图5为本发明自动找平组件结构示意图；

图6为本发明二氧化硅自动进料组件局部结构示意图；

图7为本发明自动滤网组件结构示意图；

图8为本发明机械臂结构示意图；

图9为本发明温控搅拌组件结构示意图；

图10为本发明底部转盘结构示意图；

图11为本发明优化方法流程图；

图12为本发明优化方法模型示意图；

图中标记为：1、固定架；2、搅拌仓；201、转轴；202、连接杆；203、搅拌杆；204、挡板；205、底板；206、自动出料口；2061、固定框；2062、转动螺母；2063、不锈钢环；2064、不锈钢片；207、压力传感器；3、搅拌电机固定架；4、自动找平组件；401、找平电机；402、换向轴；403、传动杆；404、滑动槽；405、传动副杆；406、转轴座；407、找平刮板；408、调节平台；5、底部转盘；6、纳米二氧化硅自动进料组件；601、固定螺栓；602、拉力传感器；603、细钢缆；604、二氧化硅料筒；605、二氧化硅料筒底板；606、二氧化硅自动出料口；607、橡胶填块；608、二氧化硅出料口；7、玄武岩纤维改性台；701、自动过滤组件；7011、自动过滤组件电机；7012、定滑轮组；7013、钢丝绳；7014、固定板座；7015、连接构件；7016、2000目钢制滤网；7017、改性池箱；702、机械臂；7021、钢制垫台；7022、供电装置；7023、主控箱；7024、机械臂转轴；7025、机械臂杆；7026、搅拌旋转器；7027、联轴器；703、温控搅拌组件；7031、对接转轴；7032、温控搅拌转轴；7033、温控搅拌支撑杆；7034、温控搅拌杆转轴；7035、温控搅拌杆；7036、温控加热棒；704、纤维传送辊；8、传送带；9、输料斗；10、固定平台；11、振捣棒电机；12、自动伸缩振捣棒；13、振动电机；14、固定横杆；15、自动伸缩杆；16、自动输水管；17、进料口；18、搅拌电机；19、和支脚。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示：所示为混凝土的实验室全自动制样装置及使用及改性优化方法，包括有固定架1、搅拌仓2、自动找平组件4、底部转盘5、纳米二氧化硅自动进料组件6、玄武岩纤维改性台7、传送带8、输料斗9、固定平台10、振捣棒电机11、自动伸缩振捣棒12、振动电机13、固定横杆14、自动输水管16、进料口17和支脚19，如图1所示，所示纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置固定架1，固定架1采用型钢和钢板焊接制作而成，其结构根据安装设备的需求制作，所示固定架1底部四角位置设置四组支腿19，所示支腿19之间设置固定横杆14，支腿19与固定横杆14焊接组合为稳定的结构，所示固定架1左侧上部安装搅拌仓2，搅拌仓2为主要搅拌水泥、混凝土骨料和纤维等，所示搅拌仓2左侧上部安装自动输水管16和进料口17，自动输水管16上安装电磁阀可自动控制水进入搅拌仓2内，进料口17为水泥、混凝土骨料和添加剂等在添加通道，进料口17上设置防尘盖，在搅拌时防止水泥灰浆飞溅，所示搅拌仓2右侧上部安装纳米二氧化硅自动进料组件6和传送带8，纳米二氧化硅自动进料组件6为给搅拌仓2内提供需要的纳米二氧化硅原料，所示传送带8右侧安装玄武岩纤维改性台7，经玄武岩纤维改性台7改性的原料由传送带8传送到搅拌仓2内，所示玄武岩纤维改性台7安装在固定架1的右侧上方；所示玄武岩纤维改性台7下部的固定架1上设置有固定平台10，固定平台10为安装设备和支撑玄武岩纤维改性台7设置，所示固定平台10下部安装振捣棒电机11和自动伸缩振捣棒12，振捣棒电机11为振捣棒12提供动能；所示搅拌仓2下部设置输料斗9，输料斗9结构为锥形，其作用是将搅拌仓2内的混凝土收集后便于放入下部的容器中，所示送料斗9下部设置自动找平组件4和底部转盘5，所示底部转盘5下部安装振动电机13，所示底部转盘5上设置有一组塌落度桶501和三组混凝土试块模具502，输料斗9内的混凝土可进入塌落度桶501和混凝土试块模具502内，振动电机13为底部转盘5提供动能和振动力，自动找平组件4则给塌落度桶501和混凝土试块模具502上部的混凝土进行找平处理。

如图2-4所示，所示为纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置的搅拌仓2，所示搅拌仓2结构设置有搅拌电机固定架3、搅拌电机18、转轴201、连接杆202、搅拌杆203、挡板204、底板205、自动出料口206、压力传感器207、固定框2061、转动螺母2062、不锈钢环2063和不锈钢片2064，如图2所示，所示搅拌仓2外壁为挡板204设置的圆柱型，所示搅拌仓2中心上部设置搅拌电机固定架3，所示搅拌电机固定架3与固定架1相连接安装，所示搅拌机固定架3上安装搅拌电机18，搅拌电机18为搅拌仓2提供动能，所示搅拌仓2中心设置转轴201与搅拌电机18的转轴相连接，所示转轴201下部设置十字型的连接杆202，所示连接杆202末端安装搅拌杆203，所示搅拌杆203为四组，通过搅拌电机18带动旋转，实现对搅拌仓2内部的物料进行混合，所示搅拌仓2底部设置底板205；如图3所示，所示底板205上设置四组自动出料口206，所示自动出料口206结构为设置固定框2061，所示固定框2061上设置不锈钢环2063，所示不锈钢环2063下部设置不锈钢片2064，所示不锈钢片2064通过转动螺母2062安装在不锈钢环2063上，所示底板205中心安装有压力传感器207；所示挡板204围成的圆柱直径比底板205的圆形直径小两厘米，所示搅拌杆203底部距底板205一厘米，如4所示，所示不锈钢片2064向内转动时实现自动出料口206的封闭，不锈钢片2064向外转动时实现自动出料口206的打开，不锈钢片2064的转动靠底部安装的微型电机带动实现，压力传感器207为测量各种物料进出搅拌仓2内在重量提供数据，供装置控制***使用。

如图5所示，所示纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置的自动找平组件4，所示自动找平组件4结构包括有自动伸缩杆15、找平电机401、换向轴402、传动杆403、滑动槽404、传动副杆405、转轴座406、找平刮板407和调节平台408，所示自动找平组件4设置两组自动伸缩杆15安装在固定架1上，所示自动伸缩杆15上部安装调节平台408，所示调节平台408左侧设置电机安装底座，电机安装底座上安装找平电机401，所示找平电机401转轴连接换向轴402，所示换向轴402上连接传动杆403，所示传动杆403与传动副杆405相连接，所示传动杆403与传动副杆405相连接处设置在滑动槽404内，所示传动杆403与传动副杆405相连接处还安装有找平刮板407，所示找平刮板407在滑动槽404内移动，所示调节平台408右侧设置有转轴座406，所示传动副杆405的一端安装在转轴座406内，所示自动找平组件4工作时通过找平电机401带动换向轴402自动，换向轴402带动传动杆403转动，从而实现传动副杆405和找平刮板407在滑动槽404内运动，通过找平刮板405在塌落度桶501和混凝土试块模具502上部运动，实现将塌落度桶501和混凝土试块模具502上部的混凝土刮平，所示塌落度桶501和混凝土试块模具502切换时，自动伸缩杆15动作，将找平刮板405调节到塌落度桶501和混凝土试块模具502的高度，实现自动调节配合。

如图6所示，所示纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置有纳米二氧化硅自动进料组件6，所示纳米二氧化硅自动进料组件6结构设置有固定螺栓601、拉力传感器602、细钢缆603、二氧化硅料筒604、二氧化硅料筒底板605、二氧化硅自动出料口606、橡胶填块607和二氧化硅出料口608，所示纳米二氧化硅自动进料组件6设置二氧化硅料筒604，所示二氧化硅料筒604顶部中心设置固定螺栓601，所示固定螺栓601下部安装拉力传感器602，所示拉力传感器602下部连接细钢缆603，所示二氧化硅料筒604下部设置二氧化硅料筒底板605，所示细钢缆603与二氧化硅料筒底板605相连接，所示二氧化硅料筒底板605上设置两组二氧化硅自动出料口606，所示二氧化硅料筒底板605与二氧化硅料筒604内壁接触处设置有橡胶填块607，所示二氧化硅料筒底板605下部设置有二氧化硅出料口602，所示纳米二氧化硅自动进料组件6工作时，按照装置控制***的需求向搅拌仓2内加入需要的纳米二氧化硅原料，拉力传感器602为控制加入搅拌仓2内的量提供数据支撑，二氧化硅自动出料口606通过微型电机控制使用。

如图1所示，所示纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置有玄武岩纤维改性台7，所示玄武岩纤维改性台7结构设置有自动过滤组件701、机械臂702、温控搅拌组件703和纤维传送辊704，所示玄武岩纤维改性台7左侧安装自动过滤组件701，自动过滤组件701为过滤加工完成的玄武岩纤维，玄武岩纤维改性台7右侧安装两组机械臂702，所示机械臂702上分别安装温控搅拌组件703和纤维传送辊704，安装温控搅拌组件703的机械臂702对玄武岩纤维进行搅拌加热，安装纤维传送辊704的机械臂702完成对加工后的玄武岩纤维进行运输传送到传送带8上。

如图7所示，所示为纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置的玄武岩纤维改性台7内设置的自动过滤组件701，所示自动过滤组件701结构设置有自动过滤组件电机7011、定滑轮组7012、钢丝绳7013、固定板座7014、连接构件7015、2000目钢制滤网7016和改性池箱7017，所示自动过滤组件701设置固定板座7014，所示固定板座7014左侧安装自动过滤组件电机7011，所示自动过滤组件电机右侧的固定板座7014上安装动滑轮组7012，所示动滑轮组7012上设置有钢丝绳7013，所示钢丝绳7013一端与自动过滤组件电机7011的转轴相连接，钢丝绳7013另一端与连接构件7015相连接，所示固定板座7014右侧安装改性池箱7017，所示改性池箱7017底部设置有2000目钢制滤网7016，所示2000目钢制滤网7016与连接构件7015相连接，所示自动过滤组件701加工时通过玄武岩纤维在改性池箱7017内进行改性完成后，自动过滤组件电机7011动作，通过定滑轮组7012收拉钢丝绳7013，从而实现与钢丝绳7013连接的连接构件7015及2000钼钢制过滤网7016向上运动，实现对玄武岩纤维的过滤。

如图8所示，所示为纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置的玄武岩纤维改性台7内设置的机械臂702，所示机械臂702结构设置有钢制垫台7021、供电装置7022、主控箱7023、机械臂转轴7024、机械臂杆7025、搅拌旋转器7026和联轴器7027，所示机械臂702设置钢制垫台7021，所示钢制垫台7021上安装供电装置7022和主控箱7023，主控箱7023外部箱体作为支撑结构设置在钢制垫台7021上，所示主控箱7023上部设置三组机械臂转轴7024，所示机械臂转轴7024之间设置机械臂杆7025，所示机械臂702顶部设置搅拌旋转器7026，所示搅拌旋转器7026上设置联轴器7027，所示联轴器7027可连接安装温控搅拌组件703或纤维传送辊704，通过在主控箱7023内设置程序和接入控制信号实现对机械臂702和顶部安装的温控搅拌组件703或纤维传送辊704的控制。

如图9所示，所示为纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置的玄武岩纤维改性台7内设置的温控搅拌组件703，所示温控搅拌组件703结构设置有对接转轴7031、温控搅拌转轴7032、温控搅拌支撑杆7033、温控搅拌杆转轴7034、温控搅拌杆7035和温控加热棒7036，所示温控搅拌组件703设置十字形温控搅拌支撑杆7033，所示温控搅拌支撑杆7033中心上部设置温控搅拌转轴7032及对接转轴7031，所示温控搅拌支撑杆7033中心下部安装温控加热棒7036，所示温控搅拌支撑杆7033末端下部设置温控搅拌杆转轴7034，所示温控搅拌杆转轴7034下部安装温控搅拌杆7035，所示温控搅拌组件703使用时通过机械臂702上安装的搅拌旋转器7026带动旋转，温控加热棒7036对内部进行加热处理，温控加热棒7036恒温60℃加热进行。

如图10所示，所示纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置的底部转盘5，所示底部转盘5上设置有一组塌落度桶501和三组混凝土试块模具502，所示底部转盘5上放置塌落度桶501和混凝土试块模具502处设置有限位固定块503，其设置是根据试验需求设置，在加工完成后，将塌落度桶501和混凝土试块模具502取出，测量混凝土的塌落度和待混凝土凝固后对试块性能进行检测。

如图1-10所示，所示纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置使用方法步骤为：

步骤一、开始前，在搅拌仓2内放入所需试验的混凝土原料，在纳米二氧化硅自动进料组件6内放入试验所需的纳米二氧化硅原料；

步骤二、启动纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置，在玄武岩纤维改性台7内放入所需纳米二氧化硅与玄武岩纤维，装置控制自动进水到改性池箱7017内，安装温控搅拌组件703的机械臂702自动放入改性池箱7017，温控搅拌组件703自动搅拌，温控搅拌组件703恒温60℃进行加工，待纳米二氧化硅与玄武岩纤维改性到合适时间，自动过滤组件701运行，抬升2000目钢制滤网7016，待其表面干燥后，安装有纤维传送辊704的机械臂702自动放入改性池箱7017内；

步骤三、纤维传送辊704传送改性后的纤维至履带8，履带8再进一步将纤维传输至搅拌仓2内，纳米二氧化硅自动进料组件6自动投入足量纳米二氧化硅与搅拌仓2内的混凝土原料充分干拌；

步骤四、待搅拌仓2内的混凝土原料与改性玄武岩纤维充分干拌完成后，自动输水管16自动进足量的水，搅拌仓2继续搅拌；

步骤五、搅拌完成后搅拌仓2停止搅拌，搅拌仓2底部自动出料口206打开，装置通过压力传感器207传输信号控制自动出料口206开合；

步骤步骤六、混凝土落入塌落度桶5011/3位置、2/3位置、装满位置时，装置分别控制底部转盘5将塌落度桶501转至右侧自动伸缩振捣棒12下方，使其充分振捣，且自动找平组件4自动为其找平，然后取出塌落度桶501。

步骤七、装置继续运行将混凝土落入混凝土试块模具502将其装满，振动电机13震动的同时自动找平组件4自动找平，底部转盘5转动继续进行下一个混凝土试块模具502，完成后取出混凝土试块模具502，实现纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的全自动制备；

步骤八、清洗纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置，待下一次试验进行。

如图11所示为本申请提供的基于BRNN网络的纳米二氧化硅改性优化方法流程图。

S1：数据收集。

本次申请中，所采取的装置为一种纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置，其制备过程存在很强的时序以及前后联系关系，因此在本次申请中首先采用BRNN进行后续时序性的关联提取。在步骤S1中，则将制备过程中各个阶段对最终样品性能有所影响的参数进行收集，其中包括：温控搅拌组件的加热温度，温控搅拌组件搅拌时间，玄武岩纤维改性台中纳米二氧化硅与玄武岩纤维的比例，搅拌仓中纳米二氧化硅与混凝土原料的比例，改性玄武岩与改性混凝土之间的比例。此外，还需对纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的性能指标进行收集和表征，包括抗压强度、抗拉强度、韧性、耐久性和密实度等。

S2：数据处理。

本次数据处理中，首先对于制备过程中各个阶段对最终样品性能有所影响的参数即本次的特征值进行处理，方法为标准化。通过减去均值并除以标准差，将特征值转化为均值为0，标准差为1的标准正态分布，进而消除所有特征值间的量纲差异。

此外，在本次申请中，为了降低模型的训练难度，对于纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的性能指标值均进行缩放，降低回归任务中的拟合难度，避免例如强度这样范围较大的指标值等。

本次申请中，直接采用最大值比例缩放公式进行目标值的调整，其具体形式如下：

其中，y’为缩放后的目标值，y为原始的目标值，Y_max为当前属性的最高值。通过该公式，可以将目标值映射到0与1范围之内。例如纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的抗压强度最高值一般在100Mpa左右，当实验制备的样本为80Mpa，则最终目标值缩放为0.8，降低了回归拟合难度。

步骤S3：BRNN网络构建。

如图12所示为本申请提供的基于BRNN网络的纳米二氧化硅改性优化方法算法模型示意图；

本次申请提出一种新的网络架构，为BRNN网络架构与卷积网络的融合，此外还引入残差网络。其中，首先采用双向RNN网络对特征间时序关系的提取，例如温控搅拌组件的加热温度，温控搅拌组件搅拌时间，玄武岩纤维改性台中纳米二氧化硅与玄武岩纤维的比例，搅拌仓中纳米二氧化硅与混凝土原料的比例，改性玄武岩与改性混凝土之间的比例分别设定为特征x₁₁，x₂₁，x₃₁，x₄₁，x₅₁，利用双向RNN网络进行前向以及后向的关系提取，其中x₁₂₁到x₅₂₁为前向过程，x₅₂₂到x₁₂₂则为后向过程。

步骤S4：BRNN网络权重分配

在前向传递以及后向传递过程完毕后，需要将其单个特征传递的结果进行加权调整，本次单个特征前后传递特征合并采用时序权重调整公式为：

1≤α≤2

0＜β≤1

其中，x’为单个特征前后传递完成后加权合并后的特征，α则为超参数，n为当前BRNN的层次，N为BRNN的总层次，x_a为原特征完成前向传递后的值，β也为超参数，x_b则为原特征完成后向传递的值。

通过本公式可以使得靠前的BRNN网络中，前向序列比较重要而获得较大的权重信息值，而后向序列的权重值较低，这与本次纳米二氧化硅改性优化方法也有所呼应，在工艺设计影响中，前向的步骤对于后续的步骤影响较大，而后续的对前面的有所影响，但是其影响值是较为偏低的。此外，在通过一定步骤的BRNN网络获取前后关系完成了充分的交融，后续可采用前向权重和后向权重较为平等的方式进行输出。

步骤S5：CNN网络融合。

此外本次网络结构中，由于BRNN的网络深度难以增加，过度的增大会使得梯度消失或者***。因此为了增加网络的深度，以及增加其特征提取能力，本次网络设计中，对于每个BRNN层后，都增加一个卷积网络层，其中，为了保持特征维度统一，卷积核大小为3*1，步长为1，填充为1。

此外，为了避免BRNN网络中特征参数前后时序性在经过卷积层后仍然保留，本次申请采用类Resnet网络结构思想，利用增权公式进行保留修正：

Y＝y_a+y_b

其中，Y为采用增权公式后的输出值，y_a为卷积层得输入值，也即上一层经过BRNN网络后的输出值，y_b则为经过卷积层后得输出值。利用本公式可保证经过卷积层网络的输出值，依然保持着BRNN网络层的信息。例如在第一层中，BRNN-1层输出的x₁₃，在经过卷积后输出值为m，则输入下一层BRNN-2中的值为x₁₃+m，避免了时序性在经过卷积层后产生消失的情况，并且增加了网络深度，进而增加了网络拟合能力。

步骤S6:激活函数设定

为了增加网络非线性能力，本次在BRNN以及卷积网络层的输出后采用Leaky ReLU激活函数以及BatchNormalization进行正则化。此外在本次网络的Head即末端预测部分采用一个5*1的全连接层。

步骤S7：网络模型训练与评估。

在上述步骤中，完成了网络的构建，在本步骤中，需要对网络模型进行训练以及评估，当网络模型测试集与训练集的均方误差均在5％以内即可完成模型的训练。

步骤S8：模型搭建与应用。

将本次算法模型进行构建，当使用者需要设定本设备的温控搅拌组件的加热温度，温控搅拌组件搅拌时间，玄武岩纤维改性台中纳米二氧化硅与玄武岩纤维的比例，搅拌仓中纳米二氧化硅与混凝土原料的比例，改性玄武岩与改性混凝土之间的比例，将其参数作为算法模型的输入，即可输出本次调配的纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土是否满足性能指标要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (4)

1.混凝土的实验室全自动制样装置，包括有固定架（1）、搅拌仓（2）、自动找平组件（4）、底部转盘（5）、纳米二氧化硅自动进料组件（6）、玄武岩纤维改性台（7）、传送带（8）、输料斗（9）、固定平台（10）、振捣棒电机（11）、自动伸缩振捣棒（12）、振动电机（13）、固定横杆（14）、自动输水管（16）、进料口（17）和支脚（19），其特征在于：所述纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置设置固定架（1），所述固定架（1）底部四角位置设置四组支脚（19），所述支脚（19）之间设置固定横杆（14），所述固定架（1）左侧上部安装搅拌仓（2），所述搅拌仓（2）左侧上部安装自动输水管（16）和进料口（17），搅拌仓（2）右侧上部安装纳米二氧化硅自动进料组件（6）和传送带（8），所述传送带（8）右侧安装玄武岩纤维改性台（7），所述玄武岩纤维改性台（7）安装在固定架（1）的右侧上方；所述玄武岩纤维改性台（7）下部的固定架（1）上设置有固定平台（10），所述固定平台（10）下部安装振捣棒电机（11）、自动伸缩振捣棒（12）；所述搅拌仓（2）下部设置输料斗（9），所述输料斗（9）下部设置自动找平组件（4）和底部转盘（5），所述底部转盘（5）下部安装振动电机（13）；

所述搅拌仓（2）结构设置有搅拌电机固定架（3）、搅拌电机（18）、转轴（201）、连接杆（202）、搅拌杆（203）、挡板（204）、底板（205）、自动出料口（206）、压力传感器（207）、固定框（2061）、转动螺母（2062）、不锈钢环（2063）和不锈钢片（2064），所述搅拌仓（2）外壁为挡板（204）设置的圆柱型，所述搅拌仓（2）中心上部设置搅拌电机固定架（3），所述搅拌电机固定架（3）与固定架（1）相连接安装，所述搅拌电机固定架（3）上安装搅拌电机（18），所述搅拌仓（2）中心设置转轴（201）与搅拌电机（18）的转轴相连接，所述转轴（201）下部设置十字型的连接杆（202），所述连接杆（202）末端安装搅拌杆（203），所述搅拌仓（2）底部设置底板（205），所述底板（205）上设置四组自动出料口（206），所述自动出料口（206）结构为设置固定框（2061），所述固定框（2061）上设置不锈钢环（2063），所述不锈钢环（2063）下部设置不锈钢片（2064），所述不锈钢片（2064）通过转动螺母（2062）安装在不锈钢环（2063）上，所述底板（205）中心安装有压力传感器（207）；所述挡板（204）围成的圆柱直径比底板（205）的圆形直径小两厘米，所述搅拌杆（203）底部距底板（205）一厘米；

所述玄武岩纤维改性台（7）结构设置有自动过滤组件（701）、机械臂（702）、温控搅拌组件（703）和纤维传送辊（704）；

所述玄武岩纤维改性台（7）左侧安装自动过滤组件（701），玄武岩纤维改性台（7）右侧安装两组机械臂（702），所述机械臂（702）上分别安装温控搅拌组件（703）和纤维传送辊（704），所述自动过滤组件（701）结构设置有自动过滤组件电机（7011）、定滑轮组（7012）、钢丝绳（7013）、固定板座（7014）、连接构件（7015）、2000目钢制滤网（7016）和改性池箱（7017），所述自动过滤组件（701）设置固定板座（7014），所述固定板座（7014）左侧安装自动过滤组件电机（7011），所述自动过滤组件电机右侧的固定板座（7014）上安装定滑轮组（7012），所述定滑轮组（7012）上设置有钢丝绳（7013），所述钢丝绳（7013）一端与自动过滤组件电机（7011）的转轴相连接，钢丝绳（7013）另一端与连接构件（7015）相连接，所述固定板座（7014）右侧安装改性池箱（7017），所述改性池箱（7017）底部设置有2000目钢制滤网（7016），所述2000目钢制滤网（7016）与连接构件（7015）相连接；

所述玄武岩纤维改性台（7）内设置有机械臂（702），所述机械臂（702）结构设置有钢制垫台（7021）、供电装置（7022）、主控箱（7023）、机械臂转轴（7024）、机械臂杆（7025）、搅拌旋转器（7026）和联轴器（7027），所述机械臂（702）设置钢制垫台（7021），所述钢制垫台（7021）上安装供电装置（7022）和主控箱（7023），所述主控箱（7023）上部设置三组机械臂转轴（7024），所述机械臂转轴（7024）之间设置机械臂杆（7025），所述机械臂（702）顶部设置搅拌旋转器（7026），所述搅拌旋转器（7026）上设置联轴器（7027）；

所述玄武岩纤维改性台（7）内设置有温控搅拌组件（703），所述温控搅拌组件（703）结构设置有对接转轴（7031）、温控搅拌转轴（7032）、温控搅拌支撑杆（7033）、温控搅拌杆转轴（7034）、温控搅拌杆（7035）和温控加热棒（7036），所述温控搅拌组件（703）设置十字形温控搅拌支撑杆（7033），所述温控搅拌支撑杆（7033）中心上部设置温控搅拌转轴（7032）及对接转轴（7031），所述温控搅拌支撑杆（7033）中心下部安装温控加热棒（7036），所述温控搅拌支撑杆（7033）末端下部设置温控搅拌杆转轴（7034），所述温控搅拌杆转轴（7034）下部安装温控搅拌杆（7035）；

所述底部转盘（5）上设置有一组塌落度桶（501）和三组混凝土试块模具（502），所述底部转盘（5）上放置塌落度桶（501）和混凝土试块模具（502）处设置有限位固定块（503）。

2.根据权利要求1所述的混凝土的实验室全自动制样装置，其特征在于：所述自动找平组件（4）结构包括有自动伸缩杆（15）、找平电机（401）、换向轴（402）、传动杆（403）、滑动槽（404）、传动副杆（405）、转轴座（406）、找平刮板（407）和调节平台（408），所述自动找平组件（4）设置两组自动伸缩杆（15）安装在固定架（1）上，所述自动伸缩杆（15）上部安装调节平台（408），所述调节平台（408）左侧设置电机安装底座，电机安装底座上安装找平电机（401），所述找平电机（401）转轴连接换向轴（402），所述换向轴（402）上连接传动杆（403），所述传动杆（403）与传动副杆（405）相连接，所述传动杆（403）与传动副杆（405）相连接处设置在滑动槽（404）内，所述传动杆（403）与传动副杆（405）相连接处还安装有找平刮板（407），所述找平刮板（407）在滑动槽（404）内移动，所述调节平台（408）右侧设置有转轴座（406），所述传动副杆（405）的一端安装在转轴座（406）内。

3.根据权利要求1所述的混凝土的实验室全自动制样装置，其特征在于：所述纳米二氧化硅自动进料组件（6）结构设置有固定螺栓（601）、拉力传感器（602）、细钢缆（603）、二氧化硅料筒（604）、二氧化硅料筒底板（605）、二氧化硅自动出料口（606）、橡胶填块（607）和二氧化硅出料口（608），所述纳米二氧化硅自动进料组件（6）设置二氧化硅料筒（604），所述二氧化硅料筒（604）顶部中心设置固定螺栓（601），所述固定螺栓（601）下部安装拉力传感器（602），所述拉力传感器（602）下部连接细钢缆（603），所述二氧化硅料筒（604）下部设置二氧化硅料筒底板（605），所述细钢缆（603）与二氧化硅料筒底板（605）相连接，所述二氧化硅料筒底板（605）上设置两组二氧化硅自动出料口（606），所述二氧化硅料筒底板（605）与二氧化硅料筒（604）内壁接触处设置有橡胶填块（607），所述二氧化硅料筒底板(605)下部设置有二氧化硅出料口(608)。

4.根据权利要求1-3任一所述的混凝土的实验室全自动制样装置的使用方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一、开始前，在搅拌仓（2）内放入所需试验的混凝土原料，在纳米二氧化硅自动进料组件（6）内放入试验所需的纳米二氧化硅原料；

步骤二、启动纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置，在玄武岩纤维改性台（7）内放入所需纳米二氧化硅与玄武岩纤维，装置控制自动进水到改性池箱（7017）内，安装温控搅拌组件（703）的机械臂（702）自动放入改性池箱（7017），温控搅拌组件（703）自动搅拌，温控搅拌组件（703）恒温60℃进行加工，待纳米二氧化硅与玄武岩纤维改性到合适时间，自动过滤组件（701）运行，抬升2000目钢制滤网（7016），待其表面干燥后，安装有纤维传送辊（704）的机械臂（702）自动放入改性池箱（7017）内；

步骤三、纤维传送辊（704）传送改性后的纤维至传送带（8），传送带（8）再进一步将纤维传输至搅拌仓（2）内，纳米二氧化硅自动进料组件（6）自动投入足量纳米二氧化硅与搅拌仓（2）内的混凝土原料充分干拌；

步骤四、待搅拌仓（2）内的混凝土原料与改性玄武岩纤维充分干拌完成后，自动输水管（16）自动进足量的水，搅拌仓（2）继续搅拌；

步骤五、搅拌完成后搅拌仓（2）停止搅拌，搅拌仓（2）底部自动出料口（206）打开，装置通过压力传感器（207）传输信号控制自动出料口（206）开合；

步骤六、混凝土落入塌落度桶（501）1/3位置、2/3位置、装满位置时，装置分别控制底部转盘（5）将塌落度桶（501）转至右侧自动伸缩振捣棒（12）下方，使其充分振捣，且自动找平组件（4）自动为其找平，然后取出塌落度桶（501）；

步骤七、装置继续运行将混凝土落入混凝土试块模具（502）将其装满，振动电机（13）震动的同时自动找平组件（4）自动找平，底部转盘（5）转动继续进行下一个混凝土试块模具（502），完成后取出混凝土试块模具（502），实现纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的全自动制备；

步骤八、清洗纳米二氧化硅改性玄武岩纤维加筋混凝土的实验室全自动制样装置，待下一次试验进行。