一种混凝土人防门快速成型方法及装置与流程

本发明涉及混凝土人防门制备技术领域，更具体地说，它涉及一种混凝土人防门快速成型方法及装置。

背景技术：

人防门是人防工程中供人员出入的门，由于使用环境特殊，人防门的抗冲击性以及结构强度要求较高。

当前普通人防门多由混凝土制成，其制作的一般过程可概括如下：首先利用钢板和/或钢筋搭建起人防门的模具框架，而后按照设定配比调和混凝土，将调和好的混凝土充填到上述搭建好的模具框架中，待混凝土成型并达到一定的结构强度后混凝土人防门即制作完成。上述过程中，利用焊机焊接钢筋和/或钢板所需的时间并不多，制作混凝土防护门的时间周期较长，主要原因还是在于混凝土的自然成型过程所耗费的时间过长。目前，上述成型时间一般不小于28天，待到28天以后混凝土的徐变或收缩变得稳定，结构强度也对应增加，此时混凝土人防门才能投入使用。

影响混凝土成型，即影响混凝土收缩徐变的因素很多，除混凝土原料配比、骨料大小以及混凝土体积等固有因素外，在混凝土成型过程中，环境温度、环境湿度以及混凝土所受到的应力大小，也是影响混凝土成型并达到设定强度所需时间长短的重要因素。如何有效地缩短混凝土达到设定强度的时间，是提高混凝土人防门生产效率的关键。

技术实现要素：

针对实际运用中混凝土人防门生产周期过长这一问题，本发明目的一在于提出一种混凝土人防门快速成型方法，通过设置对倒入到模具框架中混凝土进行温湿度控制以及含水量控制的装置，实现混凝土的快速成型，有效缩短其达到设定结构强度的时间，目的二在于提供一种混凝土人防门快速成型装置，基于上述快速成型装置，缩短模具框架中混凝土达到设定结构强度的时间，具体方案如下：

一种混凝土人防门快速成型方法，所述方法包括以下步骤，

模板组件配置步骤，包括：

设置模具框架、钢筋网片以及预应力钢筋，所述模具框架由多块钢制模板首尾焊接而成，多块所述模板构成人防门门框，所述钢筋网片以及预应力钢筋设置于所述模具框架内部且与模具框架固定连接；

在所述模具框架的一外侧壁上配置用于与墙体上门框安装架转动连接的铰接件；其中，所述钢筋网片由多根纵横交错设置的钢筋焊接和/或绑扎而成，所述钢筋网片由其中心位置朝向四周模板的方向构成多圈闭环导电回路；

混凝土浇筑步骤，包括：

配置一用于放置所述模具框架的放置板，将模具框架平放在放置板上并用锁定件固定，形成混凝土浇筑用的模槽；

在所述模槽的底壁上铺设一层涂覆有膈膜剂的塑料薄膜，并在模槽的侧壁以及塑料薄膜上喷涂一层水泥灰浆；

将按照设定配比调制好的干硬性混凝土倾倒至所述模槽内；

利用振捣装置对模槽内的混凝土进行振捣使混凝土达到设定的密实度；

利用挤压装置按照设定压力和下行速率沿模槽的厚度方向挤压模槽内的混凝土，直至上述混凝土填满整个模槽；

去除溢出到模槽外的混凝土并使得模槽上表面的混凝土平整；

在模槽中混凝土的上表面喷涂一层水泥灰浆，抹平后覆盖一层涂覆有膈膜剂的塑料薄膜；

静置养护；

养护步骤，包括：

湿度控制子步骤，掀开模槽顶壁和/或底壁的塑料薄膜，采用洒水或高压蒸汽的方式向模槽内的混凝土输入水分，后重新覆盖塑料薄膜，每隔设定时间重复上述步骤直至养护完成；

温度控制子步骤，利用外部加热法和/或内部激发法，使得模槽内混凝土均匀达到设定温度并保持设定时间，直至养护完成。

通过上述技术方案，在搭建钢筋网片时在模槽内部形成多个闭环导电回路，利用钢筋自身的电阻特性，待上述闭环导电回路有电流通过时便可以在混凝土的内部产生热量，使得混凝土内外的温度保持一致，与单纯的由外部加热不同，上述方式混凝土不易因为内外温差而产生裂纹，保证混凝土的成型质量，同时实现上述加热方式不用在混凝土内部添加其它产热原料及装置，结构简单；通过在塑料薄膜的表面事先喷涂一层水泥灰浆，待干硬性混凝土浇筑成型后，模槽中的混凝土表面密实度大于混凝土内部的密实度，可以有效地防止浇筑完成后的混凝土内部水分的丢失，为内部混凝土中水泥的水化作用提供保证，由于干硬性混凝土单位用水量少，因此在水化过程中，氢氧化钙饱和溶液（氢氧化钙饱和溶液形成速度快，水泥的凝结与硬化也就加快）的形成是比较快的，上述方案在保证水分供给的前提下有效缩短水泥凝结与硬化的时间；通过洒水的方式可以避免混凝土表面开裂，采用高压蒸气的方式，既可以将水汽注入到混凝土内部，为浇筑好的混凝土内部提供水分，同时，高压环境下空气中的二氧化碳等气体也能够更多的溶解于水汽中进入混凝土内部或直接通过混凝土中的微小缝隙渗入到混凝土的内部，加速混凝土的硬化，快速提升混凝土的结构强度，缩短整个人防门的生产周期。

进一步的，所述湿度控制子步骤包括：

去除覆盖在模槽顶部的塑料薄膜，将浇筑完成的人防门放置到一密闭压力容器内，向所述密闭压力容器中通入高压水蒸汽并持续设定时间，后取出上述人防门，重新覆膜静置。

通过上述技术方案，可以使得水分尽可能均匀地渗入到混凝土的深处，使得混凝土内部的水泥能够快速的水化，并且借助于溶解在水汽中的二氧化碳或者存留在混凝土内部的二氧化碳使得混凝土能够快速的硬化，结构强度能够得到快速提升，注入水汽后重新覆膜能够保持混凝土的湿润度，使得混凝土的结构强化过程缩短。

进一步的，所述温度控制子步骤包括：

将浇筑完成的人防门放置到一密闭交变磁场发生器中，利用密闭交变磁场发生器中的加热器，以及钢筋网片中的多个闭环导电回路在交变磁场中产生的热量，内外结合加热所述混凝土；

上述交变磁场的场强以及交变频率由外部控制器控制。

通过上述技术方案，在交变的磁场中，混凝土内部的闭环导电回路能够产生感应电流，利用上述感应电流以及钢筋自身的电阻特性，可以在混凝土内部产生设定量的热量，利用上述热量可以使得混凝土内部保持一定的温度。由于交变磁场的频率以及强度可以改变，由此可以对混凝土内部进行较为精确的温度控制，提升混凝土成型的效率。

进一步的，利用振捣装置对模槽内的混凝土进行振捣时，靠近模具框架边缘位置的最大振捣频率以及幅度小于模具框架中心位置的最大振捣频率以及幅度；

振捣过程中振捣的频率以及幅度逐渐减小。

通过上述技术方案，位于模槽中心位置的混凝土为干硬性混凝土，其所需的振捣频率以及幅值较大，以确保干硬性混凝土的密实度，位于模槽边缘的混凝土，由于水泥灰浆层的存在，利用较小幅度的振捣即可，水泥灰浆与干硬性混凝土相结合，表面密实度大，可以减小干硬性混凝土内部水分的流失。

一种混凝土人防门快速成型装置，基于所述的成型方法，包括放置板以及挤压装置，还包括放置在所述放置板上的模具框架，所述模具框架由多个钢制模板首尾焊接而成，形成人防门门框；

所述模具框架内部固定连接有预应力钢筋以及至少一层钢筋网片，所述钢筋网片由多根钢筋纵横交错焊接和/或绑扎而成，多根所述钢筋的两端均与模板焊接设置；

其中一个所述模板的外侧壁上设置有用于与墙体上门框安装架转动连接的铰接件；

所述钢筋网片利用纵横交错设置的钢筋，由其中心位置朝向四周模板的方向构成多圈闭环导电回路，非同一闭环导电回路所属的钢筋之间设置有绝缘垫片。

通过上述技术方案，钢筋网片能够保证整个人防门成型后的结构强度，直接采用模具框架的模板作为人防门的门框，使得门框与混凝土之间的配合更加的紧密，减少后期的加工工序；设置多圈闭环导电回路，可以方便后期利用电场或磁场的感应产生电流，加热混凝土内部，使得混凝土内部和外部的温度保持一致，减少温差带来的裂缝等影响。

进一步的，所述模板的至少一个外侧壁上设置有吊耳。

通过上述技术方案，方便后期混凝土人防门的吊装转运。

进一步的，所述铰接件包括与墙体上门框连接的固定轴以及转动套设在固定轴上的连接板，所述连接板与模板固定焊接，所述连接板远离固定轴的一端穿过所述模板伸入到模具框架内部且与所述钢筋网片焊接。

通过上述技术方案，铰接件与模具框架固定连接，并且深入到模槽内部与钢筋网片连接，使得整个人防门的铰接结构更为稳固，整体性更强，后期安装好后人防门上的铰接点不易变形。

进一步的，所述钢筋网片设置有至少两层。

通过上述技术方案，使得人防门的结构更强，抗冲击能力得到显著的提升。

进一步的，所述模具框架内部预留有用于安置门锁结构的预埋筒。

通过上述技术方案，方便后期安装门锁等结构。

进一步的，所述成型装置还包括：

支撑导轨，设置于所述放置板的下方，其上表面设置有滚轮，用于方便所述放置板的移动；

密闭交变磁场发生器，包括壳体、控制器以及内置于壳体中的交变磁场生成线圈，用于生成设定交变频率以及场强的交变磁场；

密闭压力容器，包括耐压密闭壳体，所述耐压密闭壳体与外部高压蒸汽发生装置相连通。

由于混凝土人防门的重量较大，通过上述技术方案，在生产人防门时可以方便将整个人防门由一个工位转运到另一个工位，提升生产的效率；利用密闭交变磁场发生器能够在混凝土人防门的内部产生热量，结合外部的加热装置，使得混凝土成型时内外温度保持一致，有利于混凝土快速成型；通过密闭压力容器，能够快速地将水分注入到更深层次的混凝土中，有利于加速混凝土的成型。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）通过在搭建钢筋网片时在模槽内部形成多个闭环导电回路，利用钢筋自身的电阻特性，待上述闭环导电回路有电流通过时便可以在混凝土的内部产生热量，使得混凝土内外的温度保持一致，与单纯的由外部加热不同，上述方式混凝土不易因为内外温差而产生裂纹，保证混凝土的成型质量，同时实现上述加热方式不用在混凝土内部添加其它产热原料及装置，结构简单；；

（2）通过在塑料薄膜的表面事先喷涂一层水泥灰浆，待干硬性混凝土浇筑成型后，模槽中的混凝土表面密实度大于混凝土内部的密实度，可以有效地防止浇筑完成后的混凝土内部水分的丢失，为内部混凝土中水泥的水化作用提供保证，由于干硬性混凝土单位用水量少，因此在水化过程中，氢氧化钙饱和溶液（氢氧化钙饱和溶液形成速度快，水泥的凝结与硬化也就加快）的形成是比较快的，上述方案在保证水分供给的前提下有效缩短水泥凝结与硬化的时间,并且，由于水泥灰浆的颗粒度较小，可以保证成型后的人防门表面较为平整光洁；

（3）通过洒水的方式可以避免混凝土表面开裂，采用高压蒸气的方式，既可以将水汽渗入到混凝土内部，为浇筑好的混凝土内部提供水分，同时，高压环境下空气中的二氧化碳等气体也能够更多的溶解于水汽中进入混凝土内部或直接通过混凝土中的微小缝隙渗入到混凝土的内部，加速混凝土的硬化，快速提升混凝土的结构强度，缩短整个人防门的生产周期。

附图说明

图1为本发明的方法步骤示意图；

图2为本发明的成型装置的俯视图；

图3为本发明的成型装置的示意图；

图4为图3中a部的局部放大示意图；

图5为模槽中混凝土的截面示意图。

附图标记：1、模具框架；2、钢筋网片；3、放置板；4、模板；5、铰接件；6、钢筋；7、闭环导电回路；8、锁定件；9、绝缘垫片；10、塑料薄膜；12、水泥灰浆；13、固定轴；14、连接板；15、吊耳；16、预埋筒。

具体实施方式

下面结合实施例及图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

在当前的混凝土人防门成型过程中，对于温度以及水分的控制多是由覆膜以及外部温度控制完成。由于混凝土凝固的过程中，其内部的水分会由于水泥的水化作用而减少，此时覆膜只能在表面锁住混凝土内部的水分，并不能将外界的水分注入到混凝土的内部。通过洒水等方式进行水分的补充，只能在浅层次对混凝土进行补水，避免混凝土表面由于干燥收缩而开裂。由于水分由混凝土表面渗入到混凝土内部需要较长的时间，因此，采用上述方式，混凝土成型的速度十分缓慢。

对于温度的控制，当前的技术多是利用外部加热法，即简单的改变混凝土成型环境中的温度，同水分渗入一样，外部温度的升高，在短时间内会在混凝土的表面以及内部形成温差，上述温度的不均匀性也会使得混凝土内部收缩，外部膨胀，延缓混凝土的成型速度。

为了解决上述问题，本发明技术方案，结合图1和图3所示，提出一种混凝土人防门快速成型方法，所述方法包括以下步骤，

s1，模板4组件配置步骤，包括：

设置模具框架1、钢筋网片2以及预应力钢筋，所述模具框架1由多块钢制模板4首尾焊接而成，多块所述模板4构成人防门门框，所述钢筋网片2以及预应力钢筋设置于所述模具框架1内部且与模具框架1固定连接；

在所述模具框架1的一外侧壁上配置用于与墙体上门框安装架转动连接的铰接件5。

上述钢筋网片2由多根纵横交错设置的钢筋6焊接和/或绑扎而成，所述钢筋网片2由其中心位置朝向四周模板4的方向构成多圈闭环导电回路7（参见图2）。

对于步骤s1，详述的，上述模具框架1呈矩形设置，由多个钢制模板4首尾焊接而成，当其放置在放置板3上后，会形成一个用于盛放混凝土的模槽，优选的，上述模板4采用c型钢板。钢筋网片2由纵横交错的钢筋6组成，上述钢筋6的两端分别与模板4焊接。由于上述钢筋6纵横交错，如图2所示，在门框内部（即多个模板4围成的框架内部）形成多个闭环，为了避免非同一闭环导电回路7中的钢筋6相互之间导电，在不属于同一闭环导电回路7的钢筋6之间设置有绝缘垫片9，如塑料垫片或塑料膜等，需要说明之处在于，当采用上述绝缘垫片9将相邻两根钢筋6分离时，为了不影响钢筋网片2的结构强度，此时相邻两根钢筋6采用绑扎的形式连接，附图中简化示意，未示出扎带或绑扎钢丝。

s2，混凝土浇筑步骤，包括：

s201，配置一用于放置所述模具框架1的放置板3，将模具框架1平放在放置板3上并用锁定件8固定，形成混凝土浇筑用的模槽；

s202，在所述模槽的底壁上铺设一层涂覆有膈膜剂的塑料薄膜10，并在模槽的侧壁以及塑料薄膜10上喷涂一层水泥灰浆12；

s203，将按照设定配比调制好的干硬性混凝土倾倒至所述模槽内；

s204，利用振捣装置对模槽内的混凝土进行振捣使混凝土达到设定的密实度；

s205，利用挤压装置按照设定压力和下行速率沿模槽的厚度方向挤压模槽内的混凝土，直至上述混凝土填满整个模槽；

s206，去除溢出到模槽外的混凝土并使得模槽上表面的混凝土平整；

s207，在模槽中混凝土的上表面喷涂一层水泥灰浆12，抹平后覆盖一层涂覆有膈膜剂的塑料薄膜10（参见图5）；

s208，静置养护。

在上述步骤s201中，放置板3呈水平设置，主要用于支撑上述模具框架1。

在上述步骤s203中，由于干硬性混凝土泥或砂浆含量较少，粗集料较多，水灰比较低，不产生离析及泌水现象，硬化较快，强度较高，常用于预制强度要求较高的混凝土制品及构件。采用干硬性混凝土浇筑混凝土人防门，可以有效的缩短混凝土人防门的成型时间。

在上述步骤s204中，利用振捣装置对模槽内的混凝土进行振捣时，靠近模具框架1边缘位置的最大振捣频率以及幅度小于模具框架1中心位置的最大振捣频率以及幅度。由于施工时干硬性混凝土必须采用强力振捣密实，否则易产生较多孔隙而影响混凝土质量，故模具框架1中心位置的振捣频率及幅度较高。振捣过程中振捣的频率以及幅度逐渐减小。基于上述技术方案，位于模槽中心位置的混凝土为干硬性混凝土，其所需的振捣频率以及幅值较大，以确保干硬性混凝土的密实度，位于模槽边缘的混凝土，由于水泥灰浆12层的存在，利用较小幅度的振捣即可，水泥灰浆12与干硬性混凝土相结合，表面密实度大，可以减小干硬性混凝土内部水分的流失，同时，水泥灰浆12与模板4的贴合性更佳，使得成型后的混凝土与模具框架1紧密贴合。

s3，养护步骤，包括：

s301，湿度控制子步骤，掀开模槽顶壁和/或底壁的塑料薄膜10，采用洒水或高压蒸汽的方式向模槽内的混凝土输入水分，后重新覆盖塑料薄膜10，每隔设定时间重复上述步骤直至养护完成；

s302，温度控制子步骤，利用外部加热法和/或内部激发法，使得模槽内混凝土均匀达到设定温度并保持设定时间，直至养护完成。

对于上述步骤s301，包括：

s3010，去除覆盖在模槽顶部的塑料薄膜10，将浇筑完成的人防门放置到一密闭压力容器内，向所述密闭压力容器中通入高压水蒸汽并持续设定时间，后取出上述人防门，重新覆膜静置。

上述技术方案，可以使得水分尽可能均匀地渗入到混凝土的深处，使得混凝土内部的水泥能够快速的水化（水化形成氢氧化钙饱和溶液），并且借助于溶解在水汽中的二氧化碳或者存留在混凝土内部的二氧化碳使得混凝土能够快速的硬化（氢氧化钙饱和溶液与二氧化碳反应），结构强度能够得到快速提升，注入水汽后重新覆膜能够保持混凝土的湿润度，使得混凝土的结构强化过程缩短。

对于上述步骤s302，包括：

s3020，将浇筑完成的人防门放置到一密闭交变磁场发生器中，利用密闭交变磁场发生器中的加热器，以及钢筋网片2中的多个闭环导电回路7在交变磁场中产生的热量，内外结合加热所述混凝土，上述交变磁场的场强以及交变频率由外部控制器控制。

上述技术方案，在交变的磁场中，混凝土内部的闭环导电回路7能够产生感应电流，利用上述感应电流以及钢筋6自身的电阻特性，可以在混凝土内部产生设定量的热量，利用上述热量可以使得混凝土内部保持一定的温度。由于交变磁场的频率以及强度可以较为精确地改变，由此通过各个部位中钢筋6的电流大小可以调节，进而可以对混凝土内部进行较为精确的温度控制，提升混凝土成型的效率。

上述密闭交变磁场发生器可以采用控制器、程控电源以及多个通电线圈组成，利用控制器控制程控电源，控制通电线圈中的电流大小以及方向。通电线圈产生磁场进而引发混凝土内部闭环导电回路7中产生感应电流。在实际应用当中，上述通电线圈可以并排设置为多个。

基于所述的成型方法，本发明还提出了一种混凝土人防门快速成型装置，如图2所示（图中略去支撑导轨、密闭交变磁场发生器以及密闭压力容器等辅助部件），包括放置板3以及挤压装置，实际应用中挤压装置主要包括挤压板以及驱动挤压板下压的驱动件，如液压缸等，在附图中为简化说明未示出。所述成型装置还包括放置在所述放置板3上的模具框架1，所述模具框架1由多个钢制模板4首尾焊接而成，形成人防门门框。放置板3上设置有用于固定上述模具框架1的固定件。

所述模具框架1内部固定连接有预应力钢筋以及至少一层钢筋网片2，所述钢筋网片2由多根钢筋6纵横交错焊接和/或绑扎而成，多根所述钢筋6的两端均与模板4焊接设置，其中一个所述模板4的外侧壁上设置有用于与墙体上门框安装架转动连接的铰接件5。如图4所示，所述铰接件5包括与墙体上门框连接的固定轴13以及转动套设在固定轴13上的连接板14，所述连接板14与模板4固定焊接，所述连接板14远离固定轴13的一端穿过所述模板4伸入到模具框架1内部且与所述钢筋网片2焊接。铰接件5与模具框架1固定连接，并且深入到模槽内部与钢筋网片2连接，使得整个人防门的铰接结构更为稳固，整体性更强，后期安装好后人防门上的铰接点不易变形。

所述钢筋网片2利用纵横交错设置的钢筋6，由其中心位置朝向四周模板4的方向构成多圈闭环导电回路7，非同一闭环导电回路7所属的钢筋6之间设置有绝缘垫片9，上述绝缘垫片9采用塑料垫片或塑料膜等。

为了方便后期混凝土人防门的吊装转运，进一步的，所述模板4的至少一个外侧壁上设置有吊耳15。实际生产过程当中，在放置板3的侧壁上同样社会只有吊耳15，方便搬运正在成型过程中的混凝土人防门。

为了使得人防门的结构更强，提升其抗冲击能力，所述钢筋网片2设置有至少两层，本实施例中示意为两层。

如图2所示，在所述模具框架1内部预留有用于安置门锁结构的预埋筒16，方便后期安装门锁等结构。

进一步详述的，为了提升生产效率，所述成型装置还包括：支撑导轨、密闭交变磁场发生器以及密闭压力容器。

支撑导轨设置于所述放置板3的下方，其上表面设置有滚轮，用于方便所述放置板3的移动。由于放置有待成型混凝土人防门的放置板3重量较重，利用上述装置可以十分方便地将放置板3由一个工位转移到下一个工位。

密闭交变磁场发生器包括壳体、控制器以及内置于壳体中的交变磁场生成线圈，上述磁场生成线圈采用多个与程控电源电连接的通电线圈，用于生成设定交变频率以及场强的交变磁场。在使用时，只需利用控制器控制程控电源，改变通电线圈中的电流方向及强度即可。

密闭压力容器包括耐压密闭壳体，所述耐压密闭壳体与外部高压蒸汽发生装置相连通，同时，在实践中，可以在密闭容器中通入适量地二氧化碳气体，能够快速地将水分注入到更深层次的混凝土中，有利于加速混凝土的成型。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。