一种工程水泥基复合材料平仓搅拌装置及其施工方法与流程

本发明涉及建筑设备，尤其是一种工程水泥基复合材料平仓搅拌装置及其施工方法。

背景技术：

1、随着社会经济的发展，科技的进步，工程结构朝着质量更高、使用寿命更长、耐久性更强的方向发展。为了有效改善传统混凝土抗拉强度、抗变形能力较低的缺点，ecc混凝土应运而生。ecc(engineered cementitious composite)工程水泥基复合材料由美国michigan大学victor c.li教授于上世纪九十年代首次研制成功，是一种功能型纤维增强水泥基复合材料，它一般以水泥、粉煤灰等胶凝材料和细骨料作为基体，同时掺入体积掺量不超过2.5％的短纤维搅拌成型，硬化后的纤维增强水泥基复合材料在拉伸荷载作用下产生多条细密裂缝，表现出独有的应变-硬化现象，这种ecc混凝土具备较高的韧性和延展性以及优秀的裂缝控制能力，有利于解决我国混凝土结构因混凝土脆性大、易开裂且开裂后裂缝宽度不可控、耐久性和延性差等弊端导致的一系列工程难题。

2、ecc混凝土是基于微观层面的纤维增强机理，采用的是极细的高性能纤维，基于材料微观力学设计理论和技术增强水泥砂浆，使其在承受巨大压力时会弯曲而不是断裂(结构模型如图1所示)，因为纤维会在其内部移动；纤维有点类似人体内的韧带，能发挥灵活的连接作用，因此极大地改善了拉伸延性。从ecc工程水泥复合材料的性能特点来看，其优异的极限拉伸应变能力以及好的抗压强度和低弹性模量非常适合用来解决混凝土结构裂缝问题。

3、尽管有如此多的优点，但由于ecc混凝土以水泥、粉煤灰等胶凝材料和细骨料作为基体，该材料同样具有早期塑性收缩、干缩性较大的技术特点。

4、ecc混凝土均匀制拌后的流动状态下，内部纤维方向是均匀排布，相互咬合在一起的。但如果是对于浇筑方量较大的仓位，受ecc混凝土制拌能力的限制，浇筑面需要间歇一定的时间。ecc混凝土入仓后，纤维会在混凝土表面排布会成规律性的排布，静止一段时间后，混凝土流动度降低，形成一定的层状结构，易形成薄弱区域。此外，ecc混凝土粘稠性较大，如果浇筑仓内钢筋较密，一定程度上会阻拦ecc混凝土的流动与结合，导致局部区域的防裂性能下降，成为薄弱部位。在ecc混凝土早期低强时期，与ecc混凝土干缩特性叠加，极易在薄弱部位出现较为明显的拉裂缝损伤。

5、传统混凝土，为消除结合缝以及混凝土不均匀性，采用插入式振捣器加强振捣的方法，如振捣器插入点的距离不得超过振捣器有效半径1.5倍，插入式振捣器应插入下层混凝土5-10cm，振捣时间以混凝土粗骨料不再显著下沉并开始泛浆为准，避免漏振、欠振或者过振。但ecc混凝土受其自身技术特点的限制，用振捣的措施会造成纤维与水泥基材料分离，材料泌水、纤维上浮的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服上述背景技术中的存在的问题，提供一种工程水泥基复合材料平仓搅拌装置及其施工方法，以解决ecc混凝土无法振捣造成的材料成层性、不均匀的问题。

2、本发明的技术目的是这样实现的：一种工程水泥基复合材料平仓搅拌装置，包括手持动力端、至少一节加长杆以及搅拌杆；所述手持动力端包括动力盘、固定在动力盘上的电机以及由电机驱动的传力轴，传力轴、加长杆以及搅拌杆通过插接结构依次固定连接，搅拌杆的末端设有搅拌头。

3、作为优选，所述搅拌头包括两条钢丝以及若干条加强筋，两条钢丝以搅拌杆为轴线组成双螺旋结构，双螺旋结构的两端与搅拌杆焊接固定，双螺旋结构两端之间的部分通过所述若干条加强筋与搅拌杆焊接固定。

4、作为优选，所述双螺旋结构的直径从中间向两端逐渐减小。

5、作为优选，所述插接结构包括可插入配合的插头和承头，以及横向贯穿插头和承头的连接销。

6、作为优选，所述动力盘的两侧设有人工握持用的扶手。

7、一种施工方法，应用所述工程水泥基复合材料平仓搅拌装置，针对不同的作业高度，通过增加加长杆的节数，延长搅拌杆与手持动力端之间的距离，适应不同深度的搅拌作业；通上下提拉手持动力终端，使搅拌头对水泥基复合材料的层间结合面、钢筋背部结合面、仓内角落部位进行均匀搅拌，使水泥基复合材料均匀分布。

8、本发明具有的有益效果是：与现有振捣技术相比，本发明可以使得水泥基复合材料的层间结合面、钢筋背部结合面等薄弱部位的纤维排布更加均匀，材料更加均一，同时搅动装置采用螺旋线的结构形式，可以减小搅拌头对工程水泥基复合材料的粘结效果，克服传统振捣工艺产生的纤维与水泥基材料分离，材料泌水、纤维上浮的问题。

技术特征：

1.一种工程水泥基复合材料平仓搅拌装置，其特征在于：包括手持动力端(3)、至少一节加长杆(2)以及搅拌杆(1)；所述手持动力端(3)包括动力盘(31)、固定在动力盘(31)上的电机(32)以及由电机(32)驱动的传力轴(34)，传力轴(34)、加长杆(2)以及搅拌杆(1)通过插接结构依次固定连接，搅拌杆(1)的末端设有搅拌头(12)。

2.如权利要求1所述的一种工程水泥基复合材料平仓搅拌装置，其特征在于：所述搅拌头(12)包括两条钢丝(11)以及若干条加强筋(13)，两条钢丝(11)以搅拌杆为轴线组成双螺旋结构，双螺旋结构的两端与搅拌杆(1)焊接固定，双螺旋结构两端之间的部分通过所述若干条加强筋(13)与搅拌杆(1)焊接固定。

3.如权利要求2所述的一种工程水泥基复合材料平仓搅拌装置，其特征在于：所述双螺旋结构的直径从中间向两端逐渐减小。

4.如权利要求3所述的一种工程水泥基复合材料平仓搅拌装置，其特征在于：所述插接结构包括可插入配合的插头(14)和承头(22)，以及横向贯穿插头(14)和承头(22)的连接销(4)。

5.如权利要求4所述的一种工程水泥基复合材料平仓搅拌装置，其特征在于：所述动力盘(31)的两侧设有人工握持用的扶手(33)。

6.一种施工方法，其特征在于，应用如权利要求1～5任一项所述工程水泥基复合材料平仓搅拌装置，针对不同的作业高度，通过增加加长杆(2)的节数，延长搅拌杆(1)与手持动力端(3)之间的距离，适应不同深度的搅拌作业；

技术总结
本发明涉及一种工程水泥基复合材料平仓搅拌装置及其施工方法。本发明适用于建筑设备技术领域。本发明要解决的技术问题是：提供一种工程水泥基复合材料平仓搅拌装置及其施工方法，以解决ECC混凝土无法振捣造成的材料成层性、不均匀的问题。本发明所采用的技术方案是：一种工程水泥基复合材料平仓搅拌装置，包括手持动力端、至少一节加长杆以及搅拌杆；所述手持动力端包括动力盘、固定在动力盘上的电机以及由电机驱动的传力轴，传力轴、加长杆以及搅拌杆通过插接结构依次固定连接，搅拌杆的末端设有搅拌头。

技术研发人员：张伟,李建芳,丁聪,张康凯,李威,李彦军,周一生
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13