一种模拟轻质保温材料现场发泡成型的实验模具的制作方法

本实用新型属于新型无机建筑材料领域，具体涉及一种模拟轻质墙体保温材料现场发泡成型的实验室专用模具。

背景技术：

随着国家建设资源节约型社会及建筑行业节能降耗相关政策的相继出台, 新型节能型建筑材料已成为当前建筑材料领域的研究热点问题，具有重要的现实意义。目前，聚苯乙烯、聚氨酯和酚醛树脂等有机聚合物发泡材料是常用的建筑保温材料，虽然具有保温性能好、密度小、防水性好等优点，但这类材料的耐热性和防火性差，其在应用过程中引发的安全问题也不容忽视。因此，发展高抗压强度、高防火性、低成本和低密度的泡沫材料是发展新型建筑保温材料亟待解决的课题。

无机轻质保温材料是一种用于建筑物内外墙粉刷的新型无机保温蓄能节能材料，以无机类的轻质保温颗粒作为轻骨料，加由胶凝材料、抗裂添加剂及其他填充料等组成的干粉砂浆。这类材料虽然容重稍大、保温热效率稍差，但是由于具有防火阻燃、变形系数小、抗老化、物化性能稳定、成本低廉和施工方便等优异性能，广泛适用于新建建筑物墙体内外两侧、屋面、地面、楼梯间道口、既有建筑楼房节能保温工程改造。目前，无机轻质保温材料多采用施工现场浇筑或大模具一次性浇筑发泡成型。然而，实验室中多数采用小型模具进行发泡成型，与生产施工工艺完全脱节，无法模拟指导生产施工。另外，在发气过程中模具表面的光洁度、模具的高度直接影响到发气的效果。如何在实验室条件下高效准确地模拟无机轻质墙体保温材料现场浇筑或大模具一次性浇筑发泡成型，一直困扰着试验研究人员，本实用新型就是要解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型旨在提供一种模拟轻质保温材料现场发泡成型的实验模具，实现在实验室条件下高效准确地模拟轻质墙体保温材料现场浇筑或大模具一次性浇筑发泡成型。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种模拟轻质保温材料现场发泡成型的实验模具，包括固定支架、模具本体、配重装置、导向杆和导向圈，所述固定支架包括上固定环、下固定环和用于连接所述上固定环和下固定环的三角支撑架，所述上固定环上对称设置有多个螺孔，所述螺孔内设置有调节螺丝；所述模具本体设置在所述上固定环和下固定环内，所述模具本体为由个半筒体合并形成的底部封口的筒体，所述模具本体上设置有刻度，所述模具本体的上方开口处设置有导向圈，配重装置活动设置在所述模具本体内并位于发泡材料上方，导向杆的一端与配重装置固定连接，另一端穿过所述导向圈上的小孔并伸出所述模具本体外。

所述配重装置包括底盘和配重管，所述底盘的外径与所述模具本体的内径相同，所述配重管固定设置在所述底盘上，所述配重管内用于设置配重材料，所述导向杆的底部与所述底盘的中心固定连接。

合并形成所述模具本体的两个半筒体之间的接缝处设置有柔性密封胶或密封条。

所述三角支撑架包括三角底架、水平连接杆和斜连接杆，所述下固定环通过水平连接杆固定在所述三角底架内，所述上固定环通过斜连接杆固定在所述下固定环正上方。

所述固定支架为钢质材料，所述模具本体、配重装置、导向圈为PC或PVC高分子材料制成，所述导向杆为不锈钢管，所述模具本体的管壁厚度10~15mm，底部厚度20mm，所述导向杆的直径为20~30mm，长度为1000mm，导向圈为盖设在所述模具本体的上部开口上的盖子，所述配重管内设置的配重物质为粒径小于3mm的钢砂。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1. 利用本实用新型提供的模具能在实验室条件下有效地模拟无机轻质保温材料现场浇筑或大模具一次性浇筑发泡成型问题；

2. 利用本实用新型提供的模具能很好地分析和评价发泡浆体的发泡效果、坍模效果，以及在一定浇筑高度下材料的整体发泡、稳泡和整体均匀性，还可以初步计算发泡材料的成型干密度，为指导生产施工提供技术保障；

3. 该装置制作成本低，容易实现，可以重复多次使用；

4. 提高实验研究人员的工作效率、降低试验成本、节约研究时间。

附图说明

图1为本实用新型实施例提出的一种模拟轻质保温材料现场发泡成型的实验模具的结构示意图；

图2为配重装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种模拟轻质保温材料现场发泡成型的实验模具，包括固定支架1、模具本体2、配重装置4、导向杆5和导向圈6，所述固定支架1包括上固定环101、下固定环102和用于连接所述上固定环101和下固定环102的三角支撑架，所述上固定环101上对称设置有多个螺孔106，所述螺孔106内设置有调节螺丝；所述模具本体2设置在所述上固定环101和下固定环102内，所述模具本体2为由2个半筒体合并形成的底部封口的筒体，所述模具本体2上设置有刻度3，所述模具本体2的上方开口处设置有导向圈6，配重装置4活动设置在所述模具本体2内并位于发泡材料上方，导向杆的一端与配重装置4固定连接，另一端穿过所述导向圈6上的小孔并伸出所述模具本体2外。

具体地，如图1和图2所示，所述配重装置4包括底盘401和配重管402，所述底盘401的外径与所述模具本体2的内径相同，所述配重管402固定设置在所述底盘401上，所述配重管402内用于设置配重材料，所述导向杆5的底部与所述底盘401的中心通过螺栓固定连接，也可以为通过粘结的方式固定连接。

具体地，合并形成所述模具本体2的2个半筒体之间的接缝处设置有柔性密封胶或密封条。

具体地，如图1所示，所述三角支撑架包括三角底架104、水平连接杆105和斜连接杆103，所述下固定环102通过水平连接杆105固定在所述三角底架104内，所述上固定环101通过斜连接杆103固定在所述下固定环102正上方。其中，三角底架104可以为三根刚管焊接成的等边三角形，下固定环102通过三根与等边三角形在一个平面内的水平连接杆105与三角形底架104固定连接，上固定环101也是通过三根斜向上的斜连接杆103与三角形底架104固定连接。

具体地，本实施例中，所述固定支架为钢质材料，模具本体、配重装置、导向圈均为PC或PVC等高分子材料制成的硬质透明管材或板材，导向杆为不锈钢管，所述模具本体的内径（或边长）为100mm，高度为1300mm左右，管壁厚度10~15mm，所述配重装置由透明圆板为直径为94~96mm厚度为20~30mm和硬质透明圆管外径为90mm，壁厚5mm左右，高度为240~260mm组成，所述导向杆和导向圈，其中导向管的直径为20~30mm，长度为1000mm（可根据需要定，或制成机械连接组装式）与透明圆板连接，导向圈内直径比柱体外径稍大的盖子中间开孔（孔径比导向杆稍大）组成，所述发泡成型的实验模具的滑动部件均要求光滑、摩擦阻力尽可能小，所述配重物质为密度较大的钢砂，要求最大粒径小于3mm。

本实用新型实施例中，固定支架1用于固定模具本体2，模具本体2外壁设置刻度3可以用于计算发泡率（密度），所述配重装置4和导向杆5连接为一体，在配重管中装入计算好的配制钢砂，套上导向圈6，在实验模具本体2装入发泡材料后，将其放入即可观察、计算发泡情况。

本实用新型的使用方法如下：第一、在分割后的透明圆管内壁涂脱模剂，拼装后用三道箍具直接钮紧，放置在固定支架1内的上固定环和下固定环内，用上固定环101上的螺孔内设置的调节螺丝调平并固定好模具本体；第二、根据所模拟发泡材料的高度计算配重需要的钢砂量（如果浇筑1000~1300mm高，则无需配重，当超过1300mm时，就需要计算配重量；以浇筑1000mm的高度计算所用发泡材料的量，然后根据实际浇筑的高度和设计密度计算所需配重，注意计算的所需配重要减去配重装置和导向杆的重量，即为钢砂的净重）；第三、根据设计发泡材料的密度计算浇筑1000mm发泡材料浆体的用量，搅拌倒入模具本体，记录浆体在模具本体的高度；第四、手持导向杆把配重装置轻轻放入模具本体内与浆料表面接触，然后把导向圈套在导向杆上，并盖在模具本体的顶端；第五、发泡完成后，读取并记录发泡后浆体的高度，并计算发泡率和实际发泡后的湿密度和估算发泡材料的干密度；第六、当达到拆模时间要及时进行拆模，并清理干净模具，并涂抹脱模剂以备下次使用。

本实施例的模拟轻质保温材料现场发泡成型的实验室专用模具的具体制作步骤如下：

1、固定支架1的制作，选取直径为10mm、长度为50mm的圆钢3根，焊接为等边三角形，中间放置一个内径为115~120mm的钢质圆环（内径可根据实验模具本体的外径确定，以稍大为宜），壁厚3-5mm，高度为20mm，然后将此钢制圆环用三根直径为10mm圆钢与等边三角形焊接在一个平面上；另准备一个内径为130-140mm的钢质圆环，壁厚为3-5mm，高度为30mm，利用三根直径为10mm、长度为60mm的圆钢将等边三角形和此钢质圆环焊接起来并确保两个钢质圆环中心对齐，最后在钢质圆环三分点处开丝扣（错开焊接部位，最好在两两焊接的中间），扭上可调固定螺钉即可。

2、模具本体2的制作，首先选取PC或PVC等高分子材料制成的表面光滑硬质透明圆管和圆板，透明圆管的内径（或边长）为100mm，高度为1300mm，管壁厚度10~15mm，可采用与透明圆管的内径或外径相同厚度为20mm的圆板通过内嵌或外封进行粘接、焊接等工艺对透明圆管进行封底；然后把带底的透明圆管从中间切割开分成两半，并对锯割开的接缝处涂抹柔性密封胶或密封条（可多次使用不损坏），保证重新拼装后模具本体的内外直径不发生变化为宜。最后在模具本体进行刻度制作，零刻度从封底的顶部起，最小刻度为1mm，以保证读数的准确性。

3、配重装置4的制作，透明圆板直径为94~96mm，厚度为20~30mm，硬质透明圆管外径为90mm，壁厚5mm左右，高度为240~260mm。在透明圆板中间顶部通过粘接或与透明圆板一次成型等方式设置一个螺母，主要用于与导向杆机械连接，其直径与导向管外径相同。把透明圆管与透明圆板（与带螺母的面）粘接或焊接在一起，保证透明圆管在透明圆板正中间。导向杆选用直径为20~30mm，长度为1000mm刚度好的不锈钢管，在其底部制作螺栓，与配重装置中透明圆板设置的螺母机械连接，连接后保证外部平整、光洁。导向圈采用厚度为3-5mm，高度为4-6mm内直径比硬质透明圆管外径稍大的帽状盖子在中间开孔（孔径比导向杆稍大）制作得到。另外，在保证刚度的前提下，配重装置尽可能采用轻质高强材料制作。

上述模具本体要求能够满足试验刚度要求，即保证其在灌浆后不变形、不破坏并能重复使用，市售建筑用管材一般均可满足其壁厚要求。另外，也可以根据需要订做不同截面形状的管材，如圆形、方形、矩形等，如果采用截面边长为100mm的管材，达到龄期后切割成100mm的立方体试块可直接进行抗压强度试验。

本实用新型提出了一种模拟轻质保温材料现场发泡成型的实验模具，利用该模具可在实验室环境下准确地模拟无机轻质保温材料现场浇筑或大模具一次性浇筑发泡成型，同时可显著地提高实验研究人员的工作效率，降低试验成本，节约研究时间。此外，采用导向杆和导向圈的设置可有效地控制轻质保温材料的发泡均匀度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。