一种混凝土试样制备脱模一体装置及制备脱模方法与流程

本发明涉及一种混凝土试样制备脱模一体装置及制备脱模方法，属于混凝土试样制备领域。

背景技术：

在土木工程室内试验中常采用混凝土作为相似材料研究岩石的力学性质，然而由于制备过程的繁琐，所制造出的试样质量不高。主要表现在试样中气泡未能有效排出，使其密实度较低，混凝土搅拌振捣后的二次转移也是影响混凝土质量的一个因素。由于试样质量问题，相关研究的准确性也受到影响。

技术实现要素：

本发明提供一种混凝土试样制备脱模一体装置及制备脱模方法，克服了现有混凝土试样制备过程的繁琐，高效排除混凝土中的气泡，且自动化缩短了制备时间，为后续研究提供充分准备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种混凝土试样制备脱模一体装置，包括制备排气装置和脱模装置，制备排气装置位于脱模装置上方，在完成混凝土试样制备以后脱模装置向制备排气装置方向顶推，实现混凝土试样的脱模；

作为本发明的进一步优选，

前述的制备排气装置包括中间板，其表面通过四根支撑柱对上顶板进行支撑，还包括模具箱和盛装箱，模具箱底部呈开口状，脱模板嵌入模具箱的底部开口处形成封闭，前述的盛装箱置于模具箱顶部开口处形成封闭，

盛装箱的底面中心位置开设圆形贯通孔，即为排液孔，圆形贯通孔内由模具箱相邻方向插设橡皮管的一端，橡皮管的另一端伸进模具箱内，盛装箱内部圆形贯通孔位置处通过长柱型橡胶塞堵紧；

在盛装箱内布设搅拌装置，在混凝土试样制备过程中对混凝土进行搅拌；

在上顶板的底面通过伸缩装置连接传力板表面，传力板底面安装下压板，下压板正对盛装箱开口位置；

前述的脱模装置包括基础板，其表面通过四个支撑柱对中间板进行支撑，还包括脱模伸缩杆，其底端安装在基础板中心位置，其顶端通过脱模伸缩过渡块与脱模板连接，且脱模板可拆卸；

在中间板中心位置开设与脱模板大小匹配的贯通槽，脱模板通过脱模伸缩杆向模具箱方向移动，填充贯通槽，与中间板表面平齐；

作为本发明的进一步优选，

在盛装箱对称的两侧壁上分别开设竖向凹槽，竖向凹槽的顶端与盛装箱的顶部开口平齐，其底端与盛装箱的底部留有距离，在竖向凹槽内由上至下均匀开设卡槽，还包括卡块，其尺寸与卡槽匹配；

前述的搅拌装置包括与盛装箱内部空腔截面相匹配的排气钢丝网，在排气钢丝网的两侧分别连接内强力磁铁块，排气钢丝网嵌入盛装箱内部后，在竖向凹槽内布设与内强力磁铁块相匹配的外强力磁铁块，外强力磁铁块上安装外把手；

作为本发明的进一步优选，模具箱顶部沿着方形开口表面向上凸起形成口字型模具箱上凸块，在盛装箱底部开设口字型凹槽，其与口字型模具箱上凸块匹配，将模具箱与盛装箱紧密连接；

作为本发明的进一步优选，在中间板靠近贯通槽的位置开设对称的凹槽，每个凹槽与贯通槽的距离为模具箱的壁厚，固定块靠近底部的位置开始贯通的旋转槽，旋转槽内插设固定块转轴，固定块转轴的两端可旋转连接在凹槽内，且固定块顶端连接凸块，凸块向贯通槽方向延伸，当固定块与中间板垂直布设时，两个凸块之间的距离与模具箱的宽度相等；

在模具箱靠近底部的两外侧壁上对称开设模具箱下凹槽，其与凸块大小匹配；

在模具箱靠近顶部的位置开设模具箱排气孔；

作为本发明的进一步优选，前述的伸缩装置包括下伸缩杆，在上顶板顶部安装第一电动机，第一电动机的电机轴直接与下伸缩杆连接；

在下压板上开设对称的下压板排气孔；

作为本发明的进一步优选，在基础板底部中心位置安装第二电动机，第二电动机的电机轴与脱模伸缩杆连接；

在脱模板四周缠绕一圈橡皮密封圈；

作为本发明的进一步优选，前述外强力磁铁块侧面呈正方形状，内强力磁铁块的侧面呈菱形状；

一种混凝土试样制备脱模一体装置的制备脱模方法，包括以下步骤：调节第二电动机使脱模伸缩杆收缩至最低位置，将脱模板安装在脱模伸缩过渡块上，使中间板的顶面与脱模板底面相持平，从而在中间板中间形成一个凸块；将模具箱置于脱模板上，使脱模板嵌入模具箱，形成模具箱的底面；将固定块竖起，从而将固定块顶端凸块与模具箱下凹槽相连，在模具箱及脱模板内表面涂抹润滑油；将盛装箱置于模具箱上面，使盛装箱底部凹槽与模具箱上凸块相咬合。

此时，盛装箱下排液孔位置设置的橡皮管另一端通向模具箱内底部，而排液孔在盛装箱内部用长柱型橡皮塞塞紧，在盛装箱外部竖向凹槽及内部凹槽对应位置涂抹润滑油；将排气钢丝网及内强力磁铁块水平嵌入盛装箱内部，长柱型橡胶塞从排气钢丝网中间孔洞通过；将外强力磁铁块置于外部凹槽中，使内强力磁铁块通过磁力作用与外强力磁铁块相吸，握住外把手使排气钢丝网滑至盛装箱内底部。

将配置好的混凝土浆液倒入盛装箱中，并将两侧卡块卡进盛装箱侧壁相应的盛装箱的卡槽中，相应卡槽的位置不可超过盛装箱内部混凝土材料顶部液面水平位置；握住外把手带动排气钢丝网上下移动但不超过混凝土顶部液面，从而不会将外部空气带入混凝土材料中，同时帮助混凝土材料中的气泡摆脱周围混凝土的阻滞，上下移动至无气泡冒出液面后后，将外把手向上拉出，移除强力磁铁装置，将长柱型橡胶塞拔出。

将下压板排气孔打开，同时调节第一电动机使下压伸缩杆向下伸长，待下压板底面接触混凝土浆液时，关闭下压板排气孔；下压伸缩杆继续伸长，将混凝土浆液通过排液孔及橡皮管注入模具箱中；待全部混凝土浆液注入完毕，调节第一电动机，收缩下压伸缩杆；将盛装箱及橡皮管移开，放平固定块，拆除脱模板，将其与模具箱移至养护处。

经过试验要求的养护条件后，将脱模板及模具箱安装在脱模伸缩过渡块上，将固定块竖起，从而将固定块顶端凸块与模具箱下凹槽相连；调节第二电动机控制脱模伸缩杆向上伸长，从而将试样从模具中顶出，完成自动脱模功能。

通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明利用混凝土试样制备脱模一体装置的排气和脱模功能，克服了现有混凝土试样制备过程的繁琐问题；利用排气钢丝网将混凝土中的气泡高效排出，并借助于下压装置，避免了混凝土二次转移时气体掺入；待试样养护完毕后，借助于脱模伸缩杆，实现自动脱模，缩短了制备时间，为后续研究提供充分准备。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的优选实施例的整体结构示意图；

图2为本发明的优选实施例的脱模装置整体结构示意图；

图3为本发明的优选实施例的模具箱整体结构示意图；

图4为本发明的优选实施例的盛装箱整体结构示意图；

图5为本发明的优选实施例的搅拌装置的整体结构示意图；

图6为本发明的优选实施例的盛装箱俯视方向的结构示意图；

图7为本发明的优选实施例的下压板的结构示意图；

图8为本发明的优选实施例的中间板的整体结构示意图；

图9为本发明的优选实施例的固定块的整体结构示意图。

图中：1为基础板，2为脱模伸缩杆，3为中间板，4为上顶板，5为支撑柱，6为第一电动机，7为模具箱，8为盛装箱，9为下压板，10为搅拌装置，21为脱模伸缩过渡块，22为脱模板，31为固定块，32为固定块转轴；71为模具箱上凸块，72为模具箱排气孔，73为模具箱下凹槽，81为卡槽，82为长柱型橡胶塞，83为排液孔，91为下压板，92为传力板，93为下压伸缩杆，94为下压板排气孔，101为外把手，102为外强力磁铁块，103为排气钢丝网，104为卡块，105为内强力磁铁块。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图9所示，本发明包括以下特征部件：1为基础板，2为脱模伸缩杆，3为中间板，4为上顶板，5为支撑柱，6为第一电动机，7为模具箱，8为盛装箱，9为下压板，10为搅拌装置，21为脱模伸缩过渡块，22为脱模板，31为固定块，32为固定块转轴；71为模具箱上凸块，72为模具箱排气孔，73为模具箱下凹槽，81为卡槽，82为长柱型橡胶塞，83为排液孔，91为下压板，92为传力板，93为下压伸缩杆，94为下压板排气孔，101为外把手，102为外强力磁铁块，103为排气钢丝网，104为卡块，105为内强力磁铁块。

图1所示，本发明的一种混凝土试样制备脱模一体装置，包括制备排气装置和脱模装置，制备排气装置位于脱模装置上方，在完成混凝土试样制备以后脱模装置向制备排气装置方向顶推，实现混凝土试样的脱模；

作为本发明的进一步优选，

前述的制备排气装置包括中间板，其表面通过四根支撑柱对上顶板进行支撑，还包括模具箱和盛装箱，图3所示，模具箱底部呈开口状，脱模板嵌入模具箱的底部开口处形成封闭，前述的盛装箱置于模具箱顶部开口处形成封闭，

图6所示，盛装箱的底面中心位置开设圆形贯通孔，即为排液孔，图4所示，圆形贯通孔内由模具箱相邻方向插设橡皮管的一端，橡皮管的另一端伸进模具箱内，盛装箱内部圆形贯通孔位置处通过长柱型橡胶塞堵紧；

在盛装箱内布设搅拌装置，在混凝土试样制备过程中对混凝土进行搅拌；

在上顶板的底面通过伸缩装置连接传力板表面，传力板底面安装下压板，下压板正对盛装箱开口位置；

图2所示，前述的脱模装置包括基础板，其表面通过四个支撑柱对中间板进行支撑，还包括脱模伸缩杆，其底端安装在基础板中心位置，其顶端通过脱模伸缩过渡块与脱模板连接，且脱模板可拆卸；

在中间板中心位置开设与脱模板大小匹配的贯通槽，脱模板通过脱模伸缩杆向模具箱方向移动，填充贯通槽，与中间板表面平齐；

作为本发明的进一步优选，

在盛装箱对称的两侧壁上分别开设竖向凹槽，竖向凹槽的顶端与盛装箱的顶部开口平齐，其底端与盛装箱的底部留有距离，在竖向凹槽内由上至下均匀开设卡槽，还包括卡块，其尺寸与卡槽匹配；

图5所示，前述的搅拌装置包括与盛装箱内部空腔截面相匹配的排气钢丝网，在排气钢丝网的两侧分别连接内强力磁铁块，排气钢丝网嵌入盛装箱内部后，在竖向凹槽内布设与内强力磁铁块相匹配的外强力磁铁块，外强力磁铁块上安装外把手；

作为本发明的进一步优选，模具箱顶部沿着方形开口表面向上凸起形成口字型模具箱上凸块，在盛装箱底部开设口字型凹槽，其与口字型模具箱上凸块匹配，将模具箱与盛装箱紧密连接；

图8-图9所示，作为本发明的进一步优选，在中间板靠近贯通槽的位置开设对称的凹槽，每个凹槽与贯通槽的距离为模具箱的壁厚，固定块靠近底部的位置开始贯通的旋转槽，旋转槽内插设固定块转轴，固定块转轴的两端可旋转连接在凹槽内，且固定块顶端连接凸块，凸块向贯通槽方向延伸，当固定块与中间板垂直布设时，两个凸块之间的距离与模具箱的宽度相等；

在模具箱靠近底部的两外侧壁上对称开设模具箱下凹槽，其与凸块大小匹配；

在模具箱靠近顶部的位置开设模具箱排气孔；

图7所示，作为本发明的进一步优选，前述的伸缩装置包括下伸缩杆，在上顶板顶部安装第一电动机，第一电动机的电机轴直接与下伸缩杆连接；

在下压板上开设对称的下压板排气孔；

作为本发明的进一步优选，在基础板底部中心位置安装第二电动机，第二电动机的电机轴与脱模伸缩杆连接；

在脱模板四周缠绕一圈橡皮密封圈；

作为本发明的进一步优选，前述外强力磁铁块侧面呈正方形状，内强力磁铁块的侧面呈菱形状。

上述装置具体的实施过程即制备脱模方法如下：

调节第二电动机使脱模伸缩杆收缩至最低位置，将脱模板安装在脱模伸缩过渡块上，使中间板的顶面与脱模板底面相持平，从而在中间板中间形成一个凸块；将模具箱置于脱模板上，使脱模板嵌入模具箱，形成模具箱的底面；将固定块竖起，从而将固定块顶端凸块与模具箱下凹槽相连，在模具箱及脱模板内表面涂抹润滑油；将盛装箱置于模具箱上面，使盛装箱底部凹槽与模具箱上凸块相咬合。

此时，盛装箱下排液孔位置设置的橡皮管另一端通向模具箱内底部，而排液孔在盛装箱内部用长柱型橡皮塞塞紧，在盛装箱外部竖向凹槽及内部凹槽对应位置涂抹润滑油；将排气钢丝网及内强力磁铁块水平嵌入盛装箱内部，长柱型橡胶塞从排气钢丝网中间孔洞通过；将外强力磁铁块置于外部凹槽中，使内强力磁铁块通过磁力作用与外强力磁铁块相吸，握住外把手使排气钢丝网滑至盛装箱内底部。

将配置好的混凝土浆液倒入盛装箱中，并将两侧卡块卡进盛装箱侧壁相应的盛装箱的卡槽中，相应卡槽的位置不可超过盛装箱内部混凝土材料顶部液面水平位置；握住外把手带动排气钢丝网上下移动但不超过混凝土顶部液面，从而不会将外部空气带入混凝土材料中，同时帮助混凝土材料中的气泡摆脱周围混凝土的阻滞，上下移动至无气泡冒出液面后后，将外把手向上拉出，移除强力磁铁装置，将长柱型橡胶塞拔出。

将下压板排气孔打开，同时调节第一电动机使下压伸缩杆向下伸长，待下压板底面接触混凝土浆液时，关闭下压板排气孔；下压伸缩杆继续伸长，将混凝土浆液通过排液孔及橡皮管注入模具箱中；待全部混凝土浆液注入完毕，调节第一电动机，收缩下压伸缩杆；将盛装箱及橡皮管移开，放平固定块，拆除脱模板，将其与模具箱移至养护处。

经过试验要求的养护条件后，将脱模板及模具箱安装在脱模伸缩过渡块上，将固定块竖起，从而将固定块顶端凸块与模具箱下凹槽相连；调节第二电动机控制脱模伸缩杆向上伸长，从而将试样从模具中顶出，完成自动脱模功能。

在上述实施例中，第一电动机的作用是调节下压伸缩杆，第二电动机的作用是调节脱模伸缩杆，从而实现混凝土的转移和自动脱模功能；

脱模伸缩杆的作用是给脱模板向上的推力，从而实现脱模；

脱模板的作用是作为模具箱的底板，周围缠绕一圈橡皮密封圈的作用是防止混凝土浆液露出；

模具箱中涂润滑油的作用是减少脱模板周围橡皮密封圈与模具箱的摩擦力，并减少养护完成后试样与模具箱内壁的摩擦力；

中间板上设置固定块的作用是与模具箱下凹槽相匹配，固定模具箱位置，在脱模伸缩杆向上推动时给模具箱向下的拉力；

模具箱排气孔的作用是在下压板将盛装箱中的混凝土浆液输入模具箱的过程中排出模具箱内部本身存在的气体；

盛装箱下排液孔位置设置的橡皮管另一端通向模具箱内底部的作用是避免混凝土转移过程模具箱中气体掺入混凝土浆液中；

长柱型橡皮塞的作用是在排气过程中避免混凝土浆液泄露；

排气钢丝网起到帮助混凝土材料中的气泡摆脱周围混凝土的阻滞的作用；

内强力磁铁块和外强力磁铁块通过磁铁之间强吸引力紧贴在盛装箱侧壁上，在人为上下提拉外把手的同时排气钢丝网也上下移动；

在盛装箱外部竖向凹槽及内部凹槽对应位置涂抹润滑油是为了减小强力磁铁装置在盛装箱侧壁滑移过程中所受的阻力；

内强力磁铁块呈棱形的作用是减小内强力磁铁块在上下移动时受到的混凝土浆液的阻力；

将两侧卡块卡进盛装箱侧壁相应的盛装箱外卡槽中使相应卡槽的位置不超过盛装箱内部混凝土材料顶部液面水平位置的作用是使得强力磁铁装置在上下滑移时排气钢丝网一直处在混凝土材料中，不会因为滑移面超过混凝土材料顶部液面进入混凝土材料时又将外部空气带入；

下压板下压过程中先打开排气孔，在接触混凝土浆液后再关闭排气孔的作用是为了避免下压板在进入盛装箱后接进混凝土材料的过程中将箱内的空气压入混凝土材料。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。