CN105064625A - 一种钢筋连接用灌浆套筒及钢筋连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢筋连接用灌浆套筒及钢筋连接方法，该灌浆套筒包括用于连接两根钢筋的金属套筒、两个分别布设在金属套筒两端的密封圈、安装在金属套筒中部且对两个钢筋进行限位的限位件和由灌注于金属套筒与两根钢筋之间空腔内的灌浆料形成的灌浆结构，金属套筒为鱼腹形；两根钢筋分别为由左至右插入金属套筒内的第一钢筋和由右至左插入金属套筒内的第二钢筋且二者均布设在金属套筒的中心轴线上，金属套筒的右侧侧壁上开有一个排气孔且其左侧侧壁上开有一个灌浆孔；该钢筋连接方法，包括步骤：一、钢筋插装；二、排气管与灌浆管安装；三、灌浆；四、养护。本发明设计合理、实现方便且使用效果好，能简便、快速完成钢筋连接过程且连接可靠。

Description

一种钢筋连接用灌浆套筒及钢筋连接方法

技术领域

本发明属于预制混凝土构件施工技术领域，尤其是涉及一种钢筋连接用灌浆套筒及钢筋连接方法。

背景技术

发展建筑产业化是建筑生产方式从粗放型生产向集约型生产的根本转变，是产业现代化的必然途径和发展方向。采用预制装配式混凝土结构是实现建筑产业化的有效途径，是以混凝土预制构件为主要构件，经装配、连接以及部分现浇而成的混凝土结构。国外的混凝土预制构件与钢筋混凝土几乎同时起步，而现代意义上的工业化预制混凝土构件在半个世纪前才得到真正发展。

现有预制混凝土结构中采用的钢筋连接方式主要有套筒灌浆连接和约束浆锚连接两种连接方式。实际使用时，上述两种连接方式各有利弊。其中，套筒灌浆连接方式的主要优点是连接可靠，但由于预制装配式混凝土结构的连接部位尺寸较小，而目前所采用的连接套筒尺寸较大，内部结构复杂，不仅加工制作成本高、工艺复杂，钢材需求量较大，并且钢筋连接难度高，施工不便，费工费时；而约束浆锚连接方式的主要优点是造价低廉，但制作工艺复杂，钢筋搭接得长度很长，浪费钢筋且不利于施工。另外，目前采用套筒连接方式进行钢筋连接时，没有一个统一、规范且具体的施工方法可遵循，实际施工时不可避免地存在施工操作比较随意、不规范、操作繁琐、施工工较低、连接质量较差等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种钢筋连接用灌浆套筒，其结构简单、设计合理且加工制作及使用操作简便、使用效果好，能简便、快速完成钢筋连接过程且连接可靠。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钢筋连接用灌浆套筒，其特征在于：包括用于连接两根钢筋的金属套筒、两个分别布设在金属套筒两端的密封圈、安装在金属套筒中部且对两个所述钢筋进行限位的限位件和由灌注于金属套筒与两根所述钢筋之间空腔内的灌浆料形成的灌浆结构，所述金属套筒为鱼腹形的连接套筒，两根所述钢筋通过灌浆结构与金属套筒紧固连接为一体；两根所述钢筋分别为由左至右插入金属套筒内的第一钢筋和由右至左插入金属套筒内的第二钢筋，所述金属套筒的左端开有供第一钢筋插入的左钢筋插口且其右端开有供第二钢筋插入的右钢筋插口；两个所述密封圈呈对称布设且二者分别为对所述左钢筋插口进行封堵的左密封圈和对所述右钢筋插口进行封堵的右密封圈，所述左钢筋插口与左密封圈之间以及所述右钢筋插口与右密封圈之间均为过盈配合；所述左密封圈套装在第一钢筋上，且左密封圈上开有供第一钢筋穿入的通孔；所述右密封圈套装在第二钢筋上，且右密封圈上开有供第二钢筋穿入的通孔，所述第一钢筋和第二钢筋的直径相同；所述金属套筒的横截面为圆形且其中部直径最大，所述金属套筒的中部外径D1≥2.5d+30mm且其左右两端的外径D2≥2.5d+15mm，其中d为第一钢筋的直径；所述第一钢筋和第二钢筋均布设在金属套筒的中心轴线上且二者插入金属套筒内的长度均为3d～6d，所述第一钢筋和第二钢筋插入金属套筒内的长度之和小于金属套筒的长度；所述金属套筒的右侧侧壁上开有一个排气孔且其左侧侧壁上开有一个灌浆孔。

上述一种钢筋连接用灌浆套筒，其特征是：所述金属套筒为球墨铸铁筒。

上述一种钢筋连接用灌浆套筒，其特征是：所述限位件为由上至下拧入金属套筒内的限位螺栓，所述限位螺栓与金属套筒呈垂直布设。

上述一种钢筋连接用灌浆套筒，其特征是：所述左密封圈和右密封圈均为橡胶密封圈；所述金属套筒的壁厚为3mm～5mm；所述左密封圈和右密封圈的厚度均为4mm～8mm。

上述一种钢筋连接用灌浆套筒，其特征是：所述金属套筒的长度为11d～13d，所述金属套筒的内壁为锯齿形。

上述一种钢筋连接用灌浆套筒，其特征是：所述排气孔上装有排气管，所述灌浆孔上装有灌浆管，所述排气管和灌浆管均与金属套筒呈垂直布设。

上述一种钢筋连接用灌浆套筒，其特征是：所述金属套筒包括中部套筒段和对称布设在所述中部套筒段左右两侧的侧部套筒段，所述中部套筒段为圆柱形，所述侧部套筒段为圆锥形且其外径由内至外逐渐缩小；所述中部套筒段的长度为30mm～50mm。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理、实现方便且连接效率高、连接效果好的钢筋连接方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、钢筋插装：先将左密封圈和右密封圈分别套装在第一钢筋和第二钢筋上，再将第一钢筋和第二钢筋分别插入金属套筒内，并通过左密封圈和右密封圈分别对金属套筒的左钢筋插口和右钢筋插口分别进行封堵；

步骤二、排气管与灌浆管安装：在步骤一中所述金属套筒上安装的排气管和灌浆管，所述排气管安装在金属套筒上开设的排气孔上，灌浆管安装在金属套筒上开设的灌浆孔上，且排气管和灌浆管均位于金属套筒上部；

步骤三、灌浆：通过灌浆管连续向金属套筒灌注灌浆料；当排气管内有灌浆料排出时，对排气管进行封堵；待灌浆料充满金属套筒内部时，停止灌注灌浆料，获得灌浆结构；

步骤四、养护：对步骤三中所述灌浆结构进行养护，养护完成后，完成两根所述钢筋的连接过程。

上述方法，其特征是：步骤四中对所述灌浆结构进行养护时，养护龄期不少于28天，所述灌浆结构的28天的抗压强度不低于85MPa。

上述方法，其特征是：所述第一钢筋和第二钢筋均为埋设在预制混凝土构件内的预埋钢筋；步骤四中养护完成后，在第一钢筋和第二钢筋所处的两个所述预制混凝土构件的连接处外侧支立成型模板并浇筑混凝土；混凝土浇筑完成后，所述金属套筒浇筑于两个所述预制混凝土构件之间浇筑成型的混凝土结构内，完成两个所述预制混凝土构件的装配连接。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的灌浆套筒结构简单、设计合理且投入成本低。

2、所采用的灌浆套筒加工制作简便且外形尺寸小，占用空间小。

3、使用操作简便、施工方便且采用的钢筋连接方法步骤简单、设计合理、实现方便且连接效率高、连接效果好，金属套筒结构简单且其中部设置有限位螺栓，能方便地进行钢筋定位，施工时只需拧入限位螺栓，将两根连接钢筋插入金属套筒内灌浆，即可完成钢筋连接。采用鱼腹形金属套筒起到约束灌浆料的作用。与约束浆锚连接相比，省去了成孔工艺和配置约束箍筋的工序，只需将两根需连接的钢筋插入金属套筒中进行灌浆，即可完成连接。同时，由于金属套筒为鱼腹形，且微膨胀的灌浆料与金属套筒内壁之间产生相对的轴向力，对灌浆料产生径向的收缩压力，使微膨胀的灌浆料更紧地箍紧需连接钢筋，大大增加了需连接钢筋的连接强度，进而增加了连接处的抗拉强度。

4、连接界面安全、可靠，金属套筒采用球墨铸铁制成且其外形设计为中间大两端小的鱼腹式形状，形成剪力键，金属套筒外壁与筒外混凝土以及金属套筒内灌浆料与金属套筒的内壁之间均不易发生界面破坏，界面连接可靠。

5、钢筋锚固长度小，即钢筋插入金属套筒的长度小。并且，金属套筒内壁为锯齿形，能增强灌浆料与金属套筒和钢筋的粘结、摩擦及机械咬合强度，从而减小钢筋的锚固长度和金属套筒的尺寸。

6、使用效果好且实用价值高、经济实用，能简便、快速完成钢筋连接过程且连接可靠，能简便实现钢筋之间的快速连接，并且钢筋的对中精度要求低，操作方便且省工省时，施工效率高，连接强度可靠，具有良好的经济效益。同时，通过对金属套筒各部分的结构与尺寸进行限定，再加上对连接方法步骤进行合理设计，达到整体尺寸小、占用空间小、省材、施工工艺简便、连接质量可靠等效果，在钢筋连接性能与质量稳定性满足相关技术规程的情况下，本发明的经济技术指标大大超过已有的水泥灌浆钢筋接头。另外，采用本发明进行钢筋连接施工时，不需要复杂的机械设备和机具，也不需要电能消耗，施工现场基本为干作业，节能环保，避免了传统钢筋连接方式的种种弊端。综上，本发明综合了套筒灌浆连接和约束浆锚连接两种钢筋连接方法的优势，连接安全可靠，加工制作及施工简单易行，综合性价比较高。

7、适用面广且推广应用前景广泛，能应用于梁、柱和墙等预制装配式混凝土构件中的钢筋连接。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明灌浆套筒的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为采用本发明进行钢筋连接时的方法流程框图。

附图标记说明:

1—金属套筒；2-1—左密封圈；2-2—右密封圈；

3—限位螺栓；4—灌浆管；5—排气管；

6—灌浆结构；7—第一钢筋；8—第二钢筋。

具体实施方式

如图1、图2所示的一种钢筋连接用灌浆套筒，包括用于连接两根钢筋的金属套筒1、两个分别布设在金属套筒1两端的密封圈、安装在金属套筒1中部且对两个所述钢筋进行限位的限位件和由灌注于金属套筒1与两根所述钢筋之间空腔内的灌浆料形成的灌浆结构6，所述金属套筒1为鱼腹形的连接套筒，两根所述钢筋通过灌浆结构6与金属套筒1紧固连接为一体。两根所述钢筋分别为由左至右插入金属套筒1内的第一钢筋7和由右至左插入金属套筒1内的第二钢筋8，所述金属套筒1的左端开有供第一钢筋7插入的左钢筋插口且其右端开有供第二钢筋8插入的右钢筋插口。两个所述密封圈呈对称布设且二者分别为对所述左钢筋插口进行封堵的左密封圈2-1和对所述右钢筋插口进行封堵的右密封圈2-2，所述左钢筋插口与左密封圈2-1之间以及所述右钢筋插口与右密封圈2-2之间均为过盈配合；所述左密封圈2-1套装在第一钢筋7上，且左密封圈2-1上开有供第一钢筋7穿入的通孔。所述右密封圈2-2套装在第二钢筋8上，且右密封圈2-2上开有供第二钢筋8穿入的通孔，所述第一钢筋7和第二钢筋8的直径相同。所述金属套筒1的横截面为圆形且其中部直径最大，所述金属套筒8的中部外径D1≥2.5d+30mm且其左右两端的外径D2≥2.5d+15mm，其中d为第一钢筋7的直径；所述第一钢筋7和第二钢筋8均布设在金属套筒1的中心轴线上且二者插入金属套筒1内的长度均为3d～6d，所述第一钢筋7和第二钢筋8插入金属套筒1内的长度之和小于金属套筒1的长度。所述金属套筒1的右侧侧壁上开有一个排气孔且其左侧侧壁上开有一个灌浆孔。

本实施例中，所述金属套筒1为球墨铸铁筒。

实际使用时，所述金属套筒1也可以采用其它材质的套筒，如不锈钢套筒等。

本实施例中，所述金属套筒1的中部外径D1＝2.5d+30mm且其左右两端的外径D2＝2.5d+15mm。

实际施工时，可根据具体需要，对金属套筒1的中部外径D1和左右两端外径D2的取值大小进行相应调整。

本实施例中，所述限位件为由上至下拧入金属套筒1内的限位螺栓3，所述限位螺栓3与金属套筒1呈垂直布设。

本实施例中，所述左密封圈2-1和右密封圈2-2均为橡胶密封圈；所述金属套筒1的壁厚为3mm～5mm；所述左密封圈2-1和右密封圈2-2的厚度均为4mm～8mm。

实际加工时，所述金属套筒1的长度为11d～13d，所述金属套筒1的内壁为锯齿形。

本实施例中，所述金属套筒1的长度为12d。

本实施例中，所述金属套筒1包括中部套筒段和对称布设在所述中部套筒段左右两侧的侧部套筒段，所述中部套筒段为圆柱形，所述侧部套筒段为圆锥形且其外径由内至外逐渐缩小；所述中部套筒段的长度为30mm～50mm。

并且，所述第一钢筋7和第二钢筋8的内端与限位螺栓3之间的间距不小于0.2d。

本实施例中，所述排气孔上装有排气管5，所述灌浆孔上装有灌浆管4，所述排气管5和灌浆管4均与金属套筒1呈垂直布设。

本实施例中，所述排气管5和灌浆管4均为PVC管；所述排气孔和所述灌浆孔布设在同一平面上。

并且，所述排气管5和灌浆管4布设在同一平面上。

如图3所示的一种钢筋连接方法，包括以下步骤：

步骤一、钢筋插装：先将左密封圈2-1和右密封圈2-2分别套装在第一钢筋7和第二钢筋8上，再将第一钢筋7和第二钢筋8分别插入金属套筒1内，并通过左密封圈2-1和右密封圈2-2分别对金属套筒1的左钢筋插口和右钢筋插口分别进行封堵；

步骤二、排气管与灌浆管安装：在步骤一中所述金属套筒1上安装的排气管5和灌浆管4，所述排气管5安装在金属套筒1上开设的排气孔上，灌浆管4安装在金属套筒1上开设的灌浆孔上，且排气管5和灌浆管4均位于金属套筒1上部；

步骤三、灌浆：通过灌浆管4连续向金属套筒1灌注灌浆料；当排气管5内有灌浆料排出时，对排气管5进行封堵；待灌浆料充满金属套筒1内部时，停止灌注灌浆料，获得灌浆结构6；

步骤四、养护：对步骤三中所述灌浆结构6进行养护，养护完成后，完成两根所述钢筋的连接过程。

本实施例中，步骤四中对所述灌浆结构6进行养护时，养护龄期不少于28天，所述灌浆结构6的28天的抗压强度不低于85MPa且其24h与3h的膨胀率之差为0.02％～0.5％。

并且，所述排气管5和灌浆管4呈平行布设。

本实施例中，灌注于金属套筒1与两根所述钢筋之间空腔内的灌浆料为高强无收缩水泥基灌浆料。

所述高强无收缩水泥基灌浆料是以水泥为基材，适量加入天然高强度骨料、混凝土外加剂等组成的干混材料，加水拌合后具有高流动度、早强、高强、微膨胀等特性。

实际使用时，由于金属套筒1为中间大两端小的鱼腹式形状，其外侧无需设置箍筋进行加强，结构简单、加工制作及安装布设方便，使用效果好。

本实施例中，所述第一钢筋7和第二钢筋8均为埋设在预制混凝土构件内的预埋钢筋。实际施工时，采用本发明所述的灌浆套筒将第一钢筋7和第二钢筋8连接后，即步骤四中养护完成后，在第一钢筋7和第二钢筋8所处的两个所述预制混凝土构件的连接处外侧支立成型模板并浇筑混凝土；混凝土浇筑完成后，所述金属套筒1浇筑于两个所述预制混凝土构件之间浇筑成型的混凝土结构内，完成两个所述预制混凝土构件的装配连接。并且，所述金属套筒1形成所述混凝土结构内的剪力键，连接可靠、整体性强且受力性能优良。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钢筋连接用灌浆套筒，其特征在于：包括用于连接两根钢筋的金属套筒(1)、两个分别布设在金属套筒(1)两端的密封圈、安装在金属套筒(1)中部且对两个所述钢筋进行限位的限位件和由灌注于金属套筒(1)与两根所述钢筋之间空腔内的灌浆料形成的灌浆结构(6)，所述金属套筒(1)为鱼腹形的连接套筒，两根所述钢筋通过灌浆结构(6)与金属套筒(1)紧固连接为一体；两根所述钢筋分别为由左至右插入金属套筒(1)内的第一钢筋(7)和由右至左插入金属套筒(1)内的第二钢筋(8)，所述金属套筒(1)的左端开有供第一钢筋(7)插入的左钢筋插口且其右端开有供第二钢筋(8)插入的右钢筋插口；两个所述密封圈呈对称布设且二者分别为对所述左钢筋插口进行封堵的左密封圈(2-1)和对所述右钢筋插口进行封堵的右密封圈(2-2)，所述左钢筋插口与左密封圈(2-1)之间以及所述右钢筋插口与右密封圈(2-2)之间均为过盈配合；所述左密封圈(2-1)套装在第一钢筋(7)上，且左密封圈(2-1)上开有供第一钢筋(7)穿入的通孔；所述右密封圈(2-2)套装在第二钢筋(8)上，且右密封圈(2-2)上开有供第二钢筋(8)穿入的通孔，所述第一钢筋(7)和第二钢筋(8)的直径相同；所述金属套筒(1)的横截面为圆形且其中部直径最大，所述金属套筒(8)的中部外径D1≥2.5d+30mm且其左右两端的外径D2≥2.5d+15mm，其中d为第一钢筋(7)的直径；所述第一钢筋(7)和第二钢筋(8)均布设在金属套筒(1)的中心轴线上且二者插入金属套筒(1)内的长度均为3d～6d，所述第一钢筋(7)和第二钢筋(8)插入金属套筒(1)内的长度之和小于金属套筒(1)的长度；所述金属套筒(1)的右侧侧壁上开有一个排气孔且其左侧侧壁上开有一个灌浆孔。

2.按照权利要求1所述的一种钢筋连接用灌浆套筒，其特征在于：所述金属套筒(1)为球墨铸铁筒。

3.按照权利要求1或2所述的一种钢筋连接用灌浆套筒，其特征在于：所述限位件为由上至下拧入金属套筒(1)内的限位螺栓(3)，所述限位螺栓(3)与金属套筒(1)呈垂直布设。

4.按照权利要求1或2所述的一种钢筋连接用灌浆套筒，其特征在于：所述左密封圈(2-1)和右密封圈(2-2)均为橡胶密封圈；所述金属套筒(1)的壁厚为3mm～5mm；所述左密封圈(2-1)和右密封圈(2-2)的厚度均为4mm～8mm。

5.按照权利要求1或2所述的一种钢筋连接用灌浆套筒，其特征在于：所述金属套筒(1)的长度为11d～13d，所述金属套筒(1)的内壁为锯齿形。

6.按照权利要求1或2所述的一种钢筋连接用灌浆套筒，其特征在于：所述排气孔上装有排气管(5)，所述灌浆孔上装有灌浆管(4)，所述排气管(5)和灌浆管(4)均与金属套筒(1)呈垂直布设。

7.按照权利要求1或2所述的一种钢筋连接用灌浆套筒，其特征在于：所述金属套筒(1)包括中部套筒段和对称布设在所述中部套筒段左右两侧的侧部套筒段，所述中部套筒段为圆柱形，所述侧部套筒段为圆锥形且其外径由内至外逐渐缩小；所述中部套筒段的长度为30mm～50mm。

8.一种利用如权利要求1所述灌浆套筒进行钢筋连接的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、钢筋插装：先将左密封圈(2-1)和右密封圈(2-2)分别套装在第一钢筋(7)和第二钢筋(8)上，再将第一钢筋(7)和第二钢筋(8)分别插入金属套筒(1)内，并通过左密封圈(2-1)和右密封圈(2-2)分别对金属套筒(1)的左钢筋插口和右钢筋插口分别进行封堵；

步骤二、排气管与灌浆管安装：在步骤一中所述金属套筒(1)上安装的排气管(5)和灌浆管(4)，所述排气管(5)安装在金属套筒(1)上开设的排气孔上，灌浆管(4)安装在金属套筒(1)上开设的灌浆孔上，且排气管(5)和灌浆管(4)均位于金属套筒(1)上部；

步骤三、灌浆：通过灌浆管(4)连续向金属套筒(1)灌注灌浆料；当排气管(5)内有灌浆料排出时，对排气管(5)进行封堵；待灌浆料充满金属套筒(1)内部时，停止灌注灌浆料，获得灌浆结构(6)；

步骤四、养护：对步骤三中所述灌浆结构(6)进行养护，养护完成后，完成两根所述钢筋的连接过程。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤四中对所述灌浆结构(6)进行养护时，养护龄期不少于28天，所述灌浆结构(6)的28天的抗压强度不低于85MPa。

10.按照权利要求8或9所述的方法，其特征在于：所述第一钢筋(7)和第二钢筋(8)均为埋设在预制混凝土构件内的预埋钢筋；步骤四中养护完成后，在第一钢筋(7)和第二钢筋(8)所处的两个所述预制混凝土构件的连接处外侧支立成型模板并浇筑混凝土；混凝土浇筑完成后，所述金属套筒(1)浇筑于两个所述预制混凝土构件之间浇筑成型的混凝土结构内，完成两个所述预制混凝土构件的装配连接。