机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术的机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测装置及方法，涉及装配式建筑结构施工质量检测技术领域。针对现有的浆料充填饱满度的检测方法均是在套筒灌浆完成且浆料硬化后进行，无法弥补灌浆质量缺陷的问题。检测装置包括设置于套筒内腔的反压装置，及与反压装置信号连接的数据采集分析模块，反压装置的测压板和反压片通过多个沿径向均布的悬杆活动连接。当套筒内浆体液面接触并挤压反压片，数据采集模块通过设置于测压板顶部的压力传感器获取滑簧内力，并计算出筒内填充度、填充饱满度及空隙度，从而在施工阶段完成套筒内实际灌浆施工质量的量化评定，在浆料未完全凝结之前分离构件、清洗套筒并重新施工，确保灌浆施工质量的可控性。

【技术实现步骤摘要】
机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测装置及方法
本专利技术涉及装配式建筑结构施工质量检测
，特别涉及一种机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测装置及方法。
技术介绍
装配式混凝土结构是我国建筑行业施行工业化发展的重要方向，而预制构件主要受力筋的可靠连接是确保装配式混凝土结构整体力学性能的关键。如图1所示，目前主要采用套筒灌浆的方式进行预制构件之间的连接，在套筒型号、灌浆料等条件都基本类似的情况下，预制构件1、2之间的连接质量完全取决于套筒10灌浆的施工质量，浆料的流动度较低，流动度损失较快，且初凝时间较短(约30min)，在现场实际灌浆施工过程中，浆料更易受到周围施工环境如温度、湿度等影响，浆料普遍流动度处于较低水平，甚至接近于类似橡皮泥般的“流塑”状态，浆料往往在未完全充填套筒10内腔时就已经“锁死”而无法继续压入，同时无法密实充填套筒10内腔的环肋、转角等复杂局部空间，存在一些局部的空心气包3，因此，在套筒10灌浆施工阶段，浆料充填饱满度的问题普遍存在，这也是装配式混凝土结构连接整体性存在争议的所在。现有浆料充填饱满度的检测方法主要有：预埋钢丝拉拔法、超声波法、冲击回波法、X射线层析成像法等。但上述检测方法在实际应用过程中均存在一些技术上的局限性，如：预埋钢丝拉拔法使得检测作业本身就对筒内浆体产生破坏作用，降低套筒灌浆的施工质量；超声波法对于竖向构件缺乏足够的可靠性；冲击回波法机理较为复杂，且套筒内部结构相对复杂，导致其检测结果准确度不高；X射线层析成像法虽然能够以直观的图像分析反映套筒灌浆质量情况，但设备过于精巧复杂，而且对人体存在辐射损伤，不具备普及推广意义；更为突出的问题在于，上述检测方法都关注于套筒灌浆完成，且浆料硬化过程结束后的质量情况，此时即便检测出灌浆存在质量缺陷也无法采取补救措施，从而不可避免的在建筑结构内部留下诸多隐患。
技术实现思路
针对现有的浆料充填饱满度的检测方法均是在套筒灌浆完成且浆料硬化后进行，无法弥补灌浆质量缺陷，缺乏在灌浆施工阶段对套筒内实际灌浆质量进行量化评定的设备及方法的问题。本专利技术的目的是提供一种机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测装置及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测装置，包括：反压装置，设置于套筒内腔且与所述套筒的轴线重合；数据采集分析模块，与所述反压装置信号连接；其中，所述反压装置包括测压板、反压片、多个悬杆、多个滑簧及多个压力传感器，所述测压板和反压片的外径与所述套筒的内径相适应，所述测压板和所述反压片上、下间隔设置，多个悬杆沿径向均布于所述测压板和所述反压片之间，所述悬杆的一端与所述测压板铰接，所述悬杆的另一端贯穿所述反压片并与其活动连接，且每个悬杆均套设有滑簧，所述压力传感器设置于所述测压板顶部并与所述悬杆的位置相对应，所述数据采集分析模块与所述压力传感器连接，用于读取每根滑簧所承受的内力。本专利技术的机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测装置，包括设置于套筒内腔的反压装置，及与反压装置信号连接的数据采集分析模块，反压装置的测压板和反压片通过多个沿径向均布的悬杆活动连接，多个悬杆用于约束反压片沿轴线运动，每根悬杆均配置滑簧以提供反压力；在浆料灌注过程中，浆料上端自由面为不规则表面，无法有效计算套筒内浆料的不规则体积，通过在套筒内腔设置反压装置，浆料上端自由面接触反压片时就会受到反压装置的约束作用，并保证浆料上端自由面为平面，从而将浆料的不规则体积转化为可计算的套筒内部规则充填体积；当套筒内浆体液面接触并挤压反压片，数据采集模块通过设置于测压板顶部的压力传感器自动获取每根滑簧所承受的内力，计算出套筒内浆料实际充填量，并计算出筒内填充度、填充饱满度及空隙度，从而在施工阶段完成套筒内实际灌浆施工质量的量化评定，据此在浆料尚未完全凝结之前分离构件、清洗套筒并重新施工，在真正意义上确保套筒灌浆施工的质量可控性；而且，该检测装置是在原有套筒的基础上增设检测部件，未改变套筒本身结构及灌浆施工步骤，因此，该检测装置更易于实现量产及推广。优选的，所述反压片设有多个与悬杆的位置相对应的滑槽，所述悬杆底端贯穿滑槽并卡扣于所述反压片。优选的，所述反压装置经浆料挤压后的高度大于所述套筒的出浆孔内径。优选的，所述测压板和所述反压片的中部设有位置相对应且便于预埋钢筋贯穿的通孔。优选的，它还包括灌注筒，所述灌注筒与所述套筒的进浆孔连接，且所述灌注筒外壁设有刻度。另外，本专利技术还提供了一种机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测方法，步骤如下：S1：预先测量套筒插入预埋钢筋后的实际内腔体积Vrc，向灌注筒内腔注入适量浆料并保证其密实性，获取此时筒内浆料体积Vg0，并保证筒内浆料体积Vg0高于套筒插入预埋钢筋后的实际内腔体积Vrc；S2：拼装两个待连接的预制构件，分别为预制构件一和预制构件二，安装机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测装置，将反压装置嵌设于预制构件二的套筒内腔，将所述预制构件一的预埋钢筋对准套筒内的安装位置，将灌浆筒与套筒的进浆孔连接，所述反压装置的压力传感器与数据采集分析模块连接，顶推所述灌注筒的活塞直至套筒内浆体液面接触反压装置的反压片，浆料推动所述反压片沿悬杆滑动直至无法继续推动活塞，数据采集分析模块通过压力传感器获取每根滑簧所承受的内力Fi，计算获得套筒内注入的浆料灌注量Vgin，套筒内实际充填量Vfil，进而计算得出筒内填充度Pfil；填充饱满度Psat；空隙度Pvod；S3：根据筒内填充度Pfil、填充饱满度Psat和空隙度Pvod，在施工阶段对套筒的灌浆质量进行量化评定，若不符合质量验收标准，在浆料未完全凝结之前分离预制构件、清洗套筒并重新进行灌浆施工。本专利技术的机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测方法，预先测量套筒插入预埋钢筋后的实际内腔体积Vrc，拼装两个预制构件，在其中一个预制构件的套筒内嵌入反压装置，将另一个预制构件的预埋钢筋对准套筒内腔，将反压装置的压力传感器与数据采集分析模块连接，通过灌注筒向套筒内腔灌浆直至无法继续推动活塞，数据采集分析模块通过压力传感器获取每根滑簧所承受的内力，计算获得套筒内注入的浆料灌注量Vgin，及套筒内实际充填量Vfil，并直接在灌浆施工阶段动态计算得出筒内填充度Pfil；填充饱满度Psat；空隙度Pvod；从而即时完成对套筒填充饱满度的质量检测，以便在浆料硬化之前对灌浆的施工缺陷采取补救措施，对于不符合质量验收标准的情况，在浆料尚未完全凝结之前分离预制构件、清洗套筒并重新进行灌浆施工，从而在真正意义上确保套筒灌浆施工的质量可控性。优选的，所述步骤S1中，套筒插入预埋钢筋后的实际内腔体积Vrc的测量方法如下：根据套筒及预埋钢筋的规格参数计算确定，Vrc＝Vsc-Vs，其中，Vsc为套筒内腔体积，Vs为插入套筒内腔的预埋钢筋的体积；或者采用注水试验得出Vrc，封堵套筒的进浆孔和出浆孔，将套筒反扣垂直放置并插入预埋钢筋，向套筒内腔逐渐注满水并记录注水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测装置，其特征在于，包括：/n反压装置，设置于套筒内腔且与所述套筒的轴线重合；/n数据采集分析模块，与所述反压装置信号连接；/n其中，所述反压装置包括测压板、反压片、多个悬杆、多个滑簧及多个压力传感器，所述测压板和反压片的外径与所述套筒的内径相适应，所述测压板和所述反压片上、下间隔设置，多个悬杆沿径向均布于所述测压板和所述反压片之间，所述悬杆的一端与所述测压板铰接，所述悬杆的另一端贯穿所述反压片并与其活动连接，且每个悬杆均套设有滑簧，所述压力传感器设置于所述测压板顶部并与所述悬杆的位置相对应，所述数据采集分析模块与所述压力传感器连接，用于读取每根滑簧所承受的内力。/n

【技术特征摘要】
1.一种机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测装置，其特征在于，包括：
反压装置，设置于套筒内腔且与所述套筒的轴线重合；
数据采集分析模块，与所述反压装置信号连接；
其中，所述反压装置包括测压板、反压片、多个悬杆、多个滑簧及多个压力传感器，所述测压板和反压片的外径与所述套筒的内径相适应，所述测压板和所述反压片上、下间隔设置，多个悬杆沿径向均布于所述测压板和所述反压片之间，所述悬杆的一端与所述测压板铰接，所述悬杆的另一端贯穿所述反压片并与其活动连接，且每个悬杆均套设有滑簧，所述压力传感器设置于所述测压板顶部并与所述悬杆的位置相对应，所述数据采集分析模块与所述压力传感器连接，用于读取每根滑簧所承受的内力。


2.根据权利要求1所述的机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测装置，其特征在于：所述反压片设有多个与悬杆的位置相对应的滑槽，所述悬杆底端贯穿滑槽并卡扣于所述反压片。


3.根据权利要求1所述的机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测装置，其特征在于：所述反压装置经浆料挤压后的高度大于所述套筒的出浆孔内径。


4.根据权利要求1所述的机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测装置，其特征在于：所述测压板和所述反压片的中部设有位置相对应且便于预埋钢筋贯穿的通孔。


5.根据权利要求1所述的机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测装置，其特征在于：还包括灌注筒，所述灌注筒与所述套筒的进浆孔连接，且所述灌注筒外壁设有刻度。


6.机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测方法，其特征在于，步骤如下：
S1：预先测量套筒插入预埋钢筋后的实际内腔体积Vrc，向灌注筒内腔注入适量浆料并保证其密实性，获取此时筒内浆料体积Vg0，并保证筒内浆料体积Vg0高于套筒插入预埋钢筋后的实际内腔体积Vrc；
S2：拼装两个待连接的预制构件，分别为预制构件一和预制构件二，安装如权利要求5所述的机械式套筒灌浆施工阶段浆料充填饱满度检测装置，将反压装置嵌设于预制构件二的套筒内腔，将所述预制构件一的预埋钢筋对准套筒内的安装位置，将灌浆筒与套筒的进浆孔连接，所述反压装置的压力传感器与数据采集分析模块连接，顶推所述灌注筒的活塞直至套筒内浆体液面接触反压装置的反压片，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周泉吉，吴小建，陈峰军，程子聪，沈雯，
申请(专利权)人：上海建工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31