細長柱體底部注漿成型模具及其成型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種巖體試樣的制備工具與方法，具體涉及一種細長柱體底部注漿成型模具及其成型方法。
【背景技術(shù)】
[0002]巖石力學試驗的試樣一般采自于現(xiàn)場的巖體，然而對結(jié)構(gòu)破碎、結(jié)構(gòu)面相對較多的巖體來說，通過鉆孔現(xiàn)場取樣是非常困難的。為了克服這些困難，研宄人員通常采用混凝土、砂石等相似材料進行人工制樣，利用在實驗室模通過制得的人工復合材料進行試驗模擬，對于柱狀節(jié)理巖體材料的模型，需要采用模具注漿成型。由于模型尺寸較小且長細比高，以及所用的注漿材料流動性差，使得在傳統(tǒng)的從模具上方注漿的方法中難免混入氣泡，導致所成模型內(nèi)部存在孔洞。這種由孔洞造成的材料的不均勻性對于小尺寸細長柱體元件來說是嚴重的缺陷，而且由于孔洞在模型內(nèi)部不易被發(fā)現(xiàn)，使得試驗的準確性沒有保障。設(shè)計一種操作簡便、成型均勻的細長柱體專用模具已成為亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種全新的細長柱體底部注漿成型模具及其成型方法。
[0004]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的細長柱體底部注漿成型模具，包括豎直的模具前板和模具后板，所述模具前板和模具后板上均具有用于成型注漿的細長模具槽，所述模具槽的底端具有半圓槽，所述模具槽在對合后形成模具腔體，所述半圓槽在對合后形成閥門安裝座，所述閥門安裝座內(nèi)安置有記憶橡膠閥門，所述記憶橡膠閥門是具有頂部殼體蓋帽和圓柱側(cè)壁的一體式結(jié)構(gòu)，所述頂部殼體蓋帽呈穹頂狀，所述頂部殼體蓋帽上具有切口，所述切口邊緣形成單向的閥瓣。
[0005]作為優(yōu)選，所述切口的形狀為十字形、米字形或Y字形，所述切口的中心與所述穹頂?shù)闹行闹睾稀?br>[0006]作為優(yōu)選，所述模具腔體的斷面形狀為圓形、橢圓形或多邊形，也可以是不規(guī)則的多邊形。
[0007]具體地，所述模具腔體的斷面形狀可以是六邊形或三角形。
[0008]作為優(yōu)選，所述模具前板和模具后板上的相應位置上具有開孔，所述開孔內(nèi)穿設(shè)有將模具前板和模具后板固定在一起的螺絲。
[0009]本發(fā)明同時提出使用上述的注漿成型模具的成型方法，包括以下步驟:
步驟一:將注漿成型模具的模具前板、模具后板、記憶橡膠閥門通過螺絲釘和螺帽組裝成型；
步驟二:保持模具腔體豎直，使用注漿泵通過底部記憶橡膠閥門向模具內(nèi)恒壓注漿，直至注漿材料充滿模具；
步驟三:將所述注漿成型模具靜置在室溫20~30攝氏度下，按注漿材料的性質(zhì)養(yǎng)護相應的時間，成型后脫模即完成模型的制備。
[0010]在步驟一中，模具前板和模具后板組合前在接觸面以及模具腔體的內(nèi)壁涂上脫模劑，采用膠合劑將記憶橡膠閥門與模具前后板結(jié)合。
[0011 ] 在步驟二中，所述注漿材料為水泥漿、水泥砂漿或石膏。
[0012]在步驟二中，注漿時通過注漿材料的壓力將底部記憶橡膠閥門的閥瓣向上壓開形成開口。
[0013]在步驟二中，注漿完畢將注漿管撤出，記憶橡膠閥門自動收縮，通過自鎖效應使閥門關(guān)閉。
[0014]有益效果:本發(fā)明采用記憶橡膠閥門的自鎖效應控制模具底部注漿口的開與合，使注漿過程方便易操作；采用從模具底部注漿的方法，避免了注漿過程中混入氣泡從而導致成型的模型中生成孔洞，具有較高的使用價值和經(jīng)濟效益。
[0015]除了上面所述的本發(fā)明解決的技術(shù)問題、構(gòu)成技術(shù)方案的技術(shù)特征以及由這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來的優(yōu)點外，本發(fā)明的細長柱體底部注漿成型模具及其成型方法所能解決的其他技術(shù)問題、技術(shù)方案中包含的其他技術(shù)特征以及這些技術(shù)特征帶來的優(yōu)點，將結(jié)合附圖做出進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的實施例中細長柱體底部注漿成型模具的分解結(jié)構(gòu)正面示意圖；
圖2是圖1的背面不意圖；
圖3是圖1中底部自鎖式記憶橡膠閥門與模具后板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是圖1裝備完畢后的整體示意圖；
圖5是圖1中記憶橡膠閥門的頂視圖；
圖6是圖4的的剖面示意圖；
圖7是本發(fā)明實施例步驟二中注漿管由底部記憶橡膠閥門向模具注漿的示意圖；
圖8是本發(fā)明實施例步驟二中注漿完畢撤去注漿管后，模具底部記憶橡膠閥門的自動關(guān)閉的不意圖；
圖9是本發(fā)明實施例步驟三中注漿完畢后，模具與模型的剖面示意圖；
圖中:模具前板i ;模具后板2 ;模具前板圓形開孔101 ;模具前板槽102 ;模具前板底部半圓槽103 ;模具后板六邊形開孔201 ;模具后板槽202 ;模具后板底部半圓槽203 ;模具腔體100 ;記憶橡膠閥門3 ;記憶橡膠閥門十字開口 301 ;螺絲釘401 ;螺帽402 ;注漿管5 ;注漿材料6。
【具體實施方式】
[0017]實施例:
如圖本實施例的注漿成型模具如圖1、圖2、圖3和圖4所示，包括模具前板1、模具后板
2、記憶橡膠閥門3、螺絲釘401、螺帽402，模具前板I上有模具前板槽102和模具前板底部半圓槽103，模具后板2上有模具后板槽202和模具后板底部半圓槽203，當模具前后板何在一起，模具前板槽102和模具后板槽202形成與要制作的細長柱體模型相對應的模具腔體100，模具前板底部半圓槽103和模具后板底部半圓槽203形成記憶橡膠閥門3的安裝座。記憶橡膠閥門3是具有頂部殼體蓋帽和圓柱側(cè)壁的一體式結(jié)構(gòu)，頂部殼體蓋帽呈穹頂狀，其頂部殼體蓋帽上具有十字形切口 301，切口邊緣形成單向的閥瓣。模具腔體100斷面形狀為六邊形，也可以采用圓形、橢圓形、三角形以及其他規(guī)則和不規(guī)則形狀。采用螺絲釘401和螺帽402通過模具前板圓形開孔101和模具后板六邊形開孔201將模具前板I和模具后板2固定連接。
[0018]如圖5所示，記憶橡膠閥門頂部殼體蓋帽上切口的形狀可以采用十字形、米字形或Y字形，該切口的中心與穹頂?shù)闹行闹睾稀Ｒ部梢圆捎闷渌渌?瓣式5瓣式的開口形式。
[0019]如圖6所示，裝配前在模具前板和模具后板組合前在接觸面以及模具腔體100的內(nèi)壁涂上脫模劑。在記憶橡膠閥門3外圍涂上粘合劑(如玻璃膠、環(huán)氧樹脂等)與模具板底部的半圓形槽203粘合，圖中以模具后板2為例。
[0020]使用時，采用上述模具的注漿成型方法包括以下步驟:
步驟一:將注漿成型模具:模具前板、模具后板、記憶橡膠閥門、螺絲釘和螺帽按照圖4和圖6的結(jié)構(gòu)關(guān)系組裝成型；
步驟二:直至水泥漿、水泥砂漿或石膏等注漿材料充滿模具后，撤出注漿管，模具底部記憶橡膠閥門十字開口自動閉合，注漿完畢；
步驟三:將注漿成型模具靜置在室溫20~30攝氏度下，按注漿材料的性質(zhì)養(yǎng)護相應的時間，成型后打開固定螺絲與螺帽脫模即完成模型的制備。
[0021]其中注漿材料可以采用以下重量份數(shù)的原料配比:
(1)水泥I份
(2)細砂0.3?0.7份
(3)水0.3~0.6 份
(4)減水劑0.002~0.005 份 (5 )消泡劑 0.002-0.006 份
如圖7所示，使用注漿管5通過底部記憶橡膠閥門3向步驟一中組合好的模具內(nèi)以恒定壓力注漿，通過注漿材料的壓力將底部記憶橡膠閥門3的閥瓣向上壓開形成開口，注漿管5從底部記憶橡膠閥門3的十字開口 301向模具腔體100注漿，整個注漿過程從下而上，采用注漿材料6將模具腔體內(nèi)的空氣慢慢推出，此注漿方法可避免在注漿過程中混入氣泡。
[0022]如圖8和圖9所示，注漿完畢后撤出注漿管5，橡膠閥門3上的十字開口 301合起，在上部自重作用下達到自鎖效應，實現(xiàn)記憶橡膠閥門3的自動關(guān)閉。
[0023]如圖9所示，注漿材料6養(yǎng)護成型后脫模即得到細長柱體模型。制成的細長柱體模型，將頂端部切除并打磨平整，將底部靠近記憶橡膠閥門的部分切除并打磨，形成小尺寸的質(zhì)勻柱體單元，可以按照所需節(jié)理結(jié)構(gòu)，將相應尺寸的多個小尺寸柱體單元的端部粘接后形成節(jié)理模型，用于試驗。
[0024]以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式做出詳細說明，但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在本發(fā)明的原理和技術(shù)思想的范圍內(nèi)，對這些實施方式進行實施方式進行多種變化、修改、替換和變形仍落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種細長柱體底部注漿成型模具，包括豎直的模具前板和模具后板，其特征在于:所述模具前板和模具后板上均具有用于成型注漿的細長模具槽，所述模具槽的底端具有半圓槽，所述模具槽在對合后形成模具腔體，所述半圓槽在對合后形成閥門安裝座，所述閥門安裝座內(nèi)安置有記憶橡膠閥門，所述記憶橡膠閥門是具有頂部殼體蓋帽和圓柱側(cè)壁的一體式結(jié)構(gòu)，所述頂部殼體蓋帽呈穹頂狀，所述頂部殼體蓋帽上具有切口，所述切口邊緣形成單向的閥瓣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細長柱體底部注漿成型模具，其特征在于:所述切口的形狀為十字形、米字形或Y字形，所述切口的中心與所述穹頂?shù)闹行闹睾稀?br>3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細長柱體底部注漿成型模具，其特征在于:所述模具腔體的斷面形狀為圓形、橢圓形或多邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的細長柱體底部注漿成型模具，其特征在于:所述模具腔體的斷面形狀為六邊形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細長柱體底部注漿成型模具，其特征在于:所述模具前板和模具后板上的相應位置上具有開孔，所述開孔內(nèi)穿設(shè)有將模具前板和模具后板固定在一起的螺絲。
6.一種使用如權(quán)利要求1所述的注漿成型模具的成型方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一:將注漿成型模具的模具前板、模具后板、記憶橡膠閥門通過螺絲釘和螺帽組裝成型； 步驟二:保持模具腔體豎直，使用注漿泵通過底部記憶橡膠閥門向模具內(nèi)恒壓注漿，直至注漿材料充滿模具； 步驟三:將所述注漿成型模具靜置在室溫20~30攝氏度下，按注漿材料的性質(zhì)養(yǎng)護相應的時間，成型后脫模即完成模型的制備。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成型方法，其特征在于:在步驟一中，模具前板和模具后板組合前在接觸面以及模具腔體的內(nèi)壁涂上脫模劑，采用膠合劑將記憶橡膠閥門與模具前后板彡口 口 ο
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成型方法，其特征在于:在步驟二中，所述注漿材料為水泥漿、水泥砂漿或石膏。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成型方法，其特征在于:在步驟二中，注漿時通過注漿材料的壓力將底部記憶橡膠閥門的閥瓣向上壓開形成開口。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成型方法，其特征在于:在步驟二中，注漿完畢將注漿管撤出，記憶橡膠閥門自動收縮，通過自鎖效應使閥門關(guān)閉。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種細長柱體底部注漿成型模具及其成型方法，改模具包括模具前板、模具后板和記憶橡膠閥門，該方法包括模具組裝成型，使用注漿泵通過底部記憶橡膠閥門向模具內(nèi)恒壓注漿、養(yǎng)護、脫模等步驟。本發(fā)明利用記憶橡膠閥門的自鎖效應控制模具底部注漿口的開與合，注漿過程方便且易于操作；而且采用從模具底部注漿的方法，避免了注漿過程中混入氣泡從而導致成型的模型中生成孔洞，具有較高的實用價值和經(jīng)濟效益。
【IPC分類】G01N1-28, B28B7-00
【公開號】CN104626339
【申請?zhí)枴緾N201510036779
【發(fā)明人】吉華, 徐衛(wèi)亞, 王如賓, 王環(huán)玲, 冉少鵬, 林志南, 張久長, 閆龍
【申請人】河海大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月23日