本发明属于实验用试样制备装置，特别涉及一种浇筑型实验用试件制作装置及使用方法。
背景技术：
1、在涉及岩石力学的研究领域中，经常需要进行相似模拟试验，即以相似理论为基础的模型试验技术，是利用事物或现象间存在的相似和类似等特征来研究自然规律的一种方法。采用该方法进行相关研究时需要制作相应的相似试件，常用的制作方法主要有压制成型和浇筑成型两种。其中，前者是利用压力将置于模具内的粉料压紧至结构紧密，从而形成具有一定形状和尺寸的坯体的成型方法；后者则是将搅拌好的粉料(含有骨料、胶结材料等)倒入模具中，待其固化成型。可以看出，两种试件制作方法中，压制成型的试件制作过程简单，便于机械化的大规模生产，对具有规则几何形状的扁平制品尤为适宜。但是，受实验条件、研究内容等因素的影响，很多情况下需要采用浇筑成型的试件制作方法，而在该方法的实际应用过程中，首先需要对不同原料的配比进行精确控制，对骨料、胶结材料、水等配料进行称重，然后对各配料(不含水)进行充分搅拌，使其均匀混合；混合完成后再向其内加入固定质量的水，并进行充分搅拌；然后将搅拌好的混合物倒入模具中采用振捣器进行振捣，排除其内部的气泡，保证混合物的密实性和强度，待其固化一定程度后对其进行脱模和养护。
2、通过以上浇筑成型的整个试件制作过程中可知，其需要多次对配料进行搅拌，劳动强度非常大，即使采用便携式搅拌机和振动器，操作起来也非常吃力。同时，现有模具在脱模时，一般采用脱模枪或可拆卸模具，脱模枪依赖气源且适用范围有限，非金属类可拆卸模具极易变形，金属类可拆卸模具又非常重，并不方便使用。此外，现有浇筑型实验用试件的制作需要多人协同配合，导致试件制作过程中的每一步都具有较强的依赖性，若出现一个参与人员工作的失误，则会影响整个试件制作的进度和质量。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种浇筑型实验用试件制作装置及使用方法。
2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种浇筑型实验用试件制作装置，包括架体，所述架体包括顶板和六根立柱，六根立柱分为三组，两两平行且间隔固定在顶板的下方；
3、在架体内从下到上平行设有两条下层轨道和两条上层轨道，在两条上层轨道的上方滑动安装有搅拌桶载具和清洗桶载具，在搅拌桶载具上安装有搅拌桶，在清洗桶载具上安装有清洗桶，在顶板的下方依次安装有第一伸缩臂、第二伸缩臂和第三伸缩臂，在第一伸缩臂的下端安装有第一电机，第一电机的输出端与搅拌杆相连接，在第一电机和搅拌杆之间还设置有密封盖，在第二伸缩臂下方连接有推料塞，在第三伸缩臂下端连接有第二电机，第二电机下方连接有振动棒固定台，振动棒固定台下方连接多个振动棒；在两条下层轨道的上方滑动安装有模具载具，在模具载具上安装有模具；在两条下层轨道的下方安装有废料池。
4、进一步地，在每根立柱的底部均设有固定底座，固定底座通过螺栓固定在地面上。
5、进一步地，所述搅拌桶包括圆筒形的桶体和一体成型于桶体底部的桶底，桶底为实心圆柱体结构，桶体和桶底共同构成上方开口且内部为空腔的圆柱体，在所述桶底的中心从上到下依次设有贯通且同心的出料口和容纳槽，在所述桶底的圆周壁的一侧沿水平方向开设有通孔，通孔与容纳槽相连通，在出料口下方沿径向对称向外延伸设有两个导浆槽；
6、在所述桶底上安装有出料阀门，所述出料阀门包括保护仓、圆台、升降杆、阀塞、柄杆和旋转手柄，所述保护仓为内部具有空腔的矩形体，柄杆沿水平方向贯穿插入保护仓，柄杆的两端分别置于保护仓外部，且在柄杆的一端末端设有旋转手柄，柄杆上设有圆台，圆台置于保护仓内部，圆台外周面上设有多个环形槽，在保护仓的上方沿竖直方向插设有升降杆，升降杆的底部设有多个弧形凹槽，弧形凹槽与圆台上的环形槽之间形成的凸起相匹配且滑动连接，在升降杆的顶端设有阀塞；
7、所述阀塞滑动密封安装在出料口内，升降杆从出料口中穿出后连同保护仓一同置于容纳槽中，且容纳槽的深度与保护仓的高度相同，使保护仓安装在容纳槽后，保护仓的底面与桶底的底面相平齐，具有旋转手柄的柄杆一端沿水平方向从桶底圆周壁上的通孔穿出，旋转手柄置于桶底的外部；
8、当转动旋转手柄使升降杆朝向圆台较小直径一端移动时，升降杆带动阀塞朝向桶底一端移动，使阀塞从出料口中向下伸出，当有混料自出料口沿两个导浆槽及容纳槽的内周壁流出时，停止转动旋转手柄；
9、当转动旋转手柄使升降杆朝向圆台较大直径一端移动时，升降杆带动阀塞朝向搅拌桶上方开口端移动，使阀塞进入出料口内对出料口进行封闭。
10、进一步地，在所述搅拌桶的桶体顶面具有截面为l型的第一台阶面。
11、进一步地，所述清洗桶的桶底设有出渣口，在出渣口设有手动排渣阀门，清洗桶的顶面具有截面为l型的第二台阶面。
12、进一步地，所述搅拌桶载具和清洗桶载具的结构相同，均包括承载板、多个第一滑轮、桶槽和多个第一固定螺栓孔，多个第一滑轮安装在承载板下方，且多个第一滑轮与两条上层轨道之间滑动连接，承载板中心设有圆形孔，位于圆形孔外设有桶槽，在桶槽内设有多个第一固定螺栓孔。
13、进一步地，所述模具包括模具外壳和模具内衬，模具内衬置于模具外壳内，且在模具内衬顶端设有多个提拉孔，用于将模具内衬从模具外壳内拉出，方便脱模；模具内衬采用不锈钢材质制成，模具外壳采用耐高温塑料材质制成。
14、进一步地，所述模具载具包括下层板、上层板、多个第二滑轮、模具槽、多个上层板固定螺栓孔、多个第二固定螺栓孔和多个第三固定螺栓孔，所述下层板的底部安装有多个第二滑轮，且在下层板上设有多个上层板固定螺栓孔，所述上层板通过螺栓与多个上层板固定螺栓孔连接，从而将上层板固定在下层板上方；
15、在上层板上方设有模具槽，用于放置模具，在模具槽内和下层板的对应位置分别设有多个第二固定螺栓孔和多个第三固定螺栓孔，当模具放置在模具槽中时，模具采用螺栓与第二固定螺栓孔和第三固定螺栓孔连接，从而使模具固定在模具载具上。
16、进一步地，在架体前方的最左侧立柱上设有两条滑道，在两条滑道上滑动安装有u型卡，压力喷嘴通过u型卡固定在立柱上，在压力喷嘴下方还设有挡板，挡板固定在立柱上，挡板对压力喷嘴进行支撑。
17、本发明同时还提供一种浇筑型实验用试件制作装置的使用方法，采用上述浇筑型实验用试件制作装置实现，包括以下步骤：
18、s1、配料：称取试件制作所需要的各种固体原料及水；
19、s2、固体原料混料：先将搅拌桶固定在搅拌桶载具上，并置于第一伸缩臂正下方，将固体原料按照先粗后细的顺序放入搅拌桶内，启动第一伸缩臂并控制第一伸缩臂伸长，使搅拌杆置于搅拌桶内，同时密封盖封闭搅拌桶，然后启动第一电机，搅拌杆开始工作，对配料搅拌3min-5min后，停止搅拌，完成混料；
20、s3、加水搅拌：控制第一伸缩臂收缩，使得密封盖与搅拌桶之间的距离能够向搅拌桶内加水即可，并打开第一电机，利用水管或水盆快速将水倒入搅拌桶内，然后再控制第一伸缩臂伸长，带动密封盖密封搅拌桶，开启第一电机，搅拌杆开始工作并搅拌3min-5min后，停止搅拌；
21、s4、混料入模具：将下层轨道上的模具载具及模具移动至第二伸缩臂正下方，同时移动搅拌桶载具，使盛有搅拌好混料的搅拌桶移动至第二伸缩臂正下方，打开搅拌桶底部的出料阀门并利用第二伸缩臂上的推料塞使得搅拌桶内的混料推入模具内；混料推入模具后，将搅拌桶载具和搅拌桶取下；
22、s5、振捣：将下层轨道上的模具载具及模具移动至第三伸缩臂正下方，控制第三伸缩臂伸长至下方的第二电机和振动棒全部进入模具内，并开启第二电机，第二电机带动振动棒动作对模具内的混料进行振捣，振捣3min-5min后结束，更换新的模具进行下一个试件的制作；
23、s6、清洗：选择第一种清洗方式或第二种清洗方式对搅拌杆上的混料、推料塞上的混料以及振动棒上的混料进行清洗；
24、第一种清洗方式：在步骤s4搅拌桶出料后移动至第二伸缩臂下方时，通过移动清洗桶载具将盛有清水的清洗桶移动至第一伸缩臂正下方，伸长第一伸缩臂，使密封盖封闭清洗桶并启动第一电机和搅拌杆，清洗搅拌杆上的混料；
25、在步骤s5对模具内的混料进行振捣时，通过移动清洗桶载具将盛有清水的清洗桶移动至第二伸缩臂正下方，伸长第二伸缩臂，清洗推料塞上的混料；
26、在振捣完成后，第三伸缩臂向上收缩，移动清洗桶载具将盛有清水的清洗桶移动至第三伸缩臂正下方，再伸长第三伸缩臂清洗振动棒上的混料；
27、第二种清洗方式：在步骤s4和步骤s5完成后，将立柱上的压力喷嘴取下与外置水管相连接，对搅拌杆上的混料、推料塞上的混料以及振动棒上的混料进行冲洗；
28、清洗完成后，将搅拌桶取下，对搅拌桶内的多余混料进行清洗，并用干布进行擦拭，以便下一个试件的制作；
29、s7、当需要更换清洗桶内的清水时，打开手动排渣阀门，将清洗桶内的渣子排进废料池，排渣完毕后，关闭手动排渣阀门，重新注入清水。
30、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
31、(1)本发明的浇筑型实验用试件制作装置能够代替人工实现实验用试件制作过程中的搅拌、振捣等高强度工作步骤，减少相关工作人员的劳动强度；且能够实现对搅拌杆、推料塞和振动棒的清洗，有效保障该装置的卫生，降低装置的废料堆积量。该装置的使用方法简单，容易掌握，能够由单人快速实现浇筑型试件的制作。
32、(2)本发明的搅拌桶上的出料阀门可使搅拌桶中的混料在搅拌过程中充分混合，且搅拌桶出料口设置导浆槽，避免出料时混料进入出料阀门内部对其损坏。
33、(3)本发明的模具载具能够与多种模具进行快速连接，实现不同形状的实验用中小型试件的制作。并且模具内部均设置有内衬及提拉孔，使得后期试件的脱模工作简单且高效。
1.一种浇筑型实验用试件制作装置，其特征在于，包括架体，所述架体包括顶板和六根立柱，六根立柱分为三组，两两平行且间隔固定在顶板的下方；
2.如权利要求1所述的一种浇筑型实验用试件制作装置，其特征在于，在每根立柱的底部均设有固定底座，固定底座通过螺栓固定在地面上。
3.如权利要求1所述的一种浇筑型实验用试件制作装置，其特征在于，所述搅拌桶包括圆筒形的桶体和一体成型于桶体底部的桶底，桶底为实心圆柱体结构，桶体和桶底共同构成上方开口且内部为空腔的圆柱体，在所述桶底的中心从上到下依次设有贯通且同心的出料口和容纳槽，在所述桶底的圆周壁的一侧沿水平方向开设有通孔，通孔与容纳槽相连通，在出料口下方沿径向对称向外延伸设有两个导浆槽；
4.如权利要求3所述的一种浇筑型实验用试件制作装置，其特征在于，在所述搅拌桶的桶体顶面具有截面为l型的第一台阶面。
5.如权利要求1所述的一种浇筑型实验用试件制作装置，其特征在于，所述清洗桶的桶底设有出渣口，在出渣口设有手动排渣阀门，清洗桶的顶面具有截面为l型的第二台阶面。
6.如权利要求1所述的一种浇筑型实验用试件制作装置，其特征在于，所述搅拌桶载具和清洗桶载具的结构相同，均包括承载板、多个第一滑轮、桶槽和多个第一固定螺栓孔，多个第一滑轮安装在承载板下方，且多个第一滑轮与两条上层轨道之间滑动连接，承载板中心设有圆形孔，位于圆形孔外设有桶槽，在桶槽内设有多个第一固定螺栓孔。
7.如权利要求1所述的一种浇筑型实验用试件制作装置，其特征在于，所述模具包括模具外壳和模具内衬，模具内衬置于模具外壳内，且在模具内衬顶端设有多个提拉孔，用于将模具内衬从模具外壳内拉出，方便脱模；模具内衬采用不锈钢材质制成，模具外壳采用耐高温塑料材质制成。
8.如权利要求1所述的一种浇筑型实验用试件制作装置，其特征在于，所述模具载具包括下层板、上层板、多个第二滑轮、模具槽、多个上层板固定螺栓孔、多个第二固定螺栓孔和多个第三固定螺栓孔，所述下层板的底部安装有多个第二滑轮，且在下层板上设有多个上层板固定螺栓孔，所述上层板通过螺栓与多个上层板固定螺栓孔连接，从而将上层板固定在下层板上方；
9.如权利要求1所述的一种浇筑型实验用试件制作装置，其特征在于，在架体前方的最左侧立柱上设有两条滑道，在两条滑道上滑动安装有u型卡，压力喷嘴通过u型卡固定在立柱上，在压力喷嘴下方还设有挡板，挡板固定在立柱上，挡板对压力喷嘴进行支撑。
10.一种浇筑型实验用试件制作装置的使用方法，采用如权利要求1-9中任意一项所述的浇筑型实验用试件制作装置实现，其特征在于，包括以下步骤：
