CN108343195A - 一种智能灌浆套筒及应用方法 - Google Patents
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Abstract
一种智能灌浆套筒及应用方法，包括套筒本体，套筒本体的两端开口处设有密封圈，套筒本体内设有至少一个热敏电阻，每个热敏电阻与两根导线连接，两根导线未与热敏电阻连接的一端与万用表接通，热敏电阻距离左侧密封圈的距离为3~5mm；套筒本体为管状结构，其内部腔体即为灌浆腔，灌浆腔内设有两段待接钢筋，套筒本体上设有排浆孔和灌浆孔，灌浆孔位于排浆孔右侧。本发明可以实现灌浆套筒灌浆饱满程度的监测，测量精度高、价格低廉、具有良好的长期工作稳定性、结构形式简单。
Description
技术领域
本发明属于灌浆套筒施工领域，尤其涉及一种智能灌浆套筒及应用方法。
背景技术
在土木工程中，混凝土结构体系是应用规模最为广泛的结构体系类型，而装配式混凝土结构体系具有建造速度快、建设成本低、资源消耗少等优点，成为建筑业发展的主要方向。在装配式混凝土结构体系中预制构件的连接是关键技术，其中钢筋的连接通常采用灌浆套筒连接的方式。因此钢筋的灌浆套筒连接成为装配式混凝土结构体系中最为关键的技术和施工步骤，采用灌浆套筒连接的钢筋的连接状态和受力状态成为影响结构安全的核心。
热敏电阻具有灵敏度高、适用范围广、价格低廉和电阻大等优点，近年来已经在航空航天、医疗、智能家居等领域中取得成功应用。为了实现灌浆套筒的灌浆程度的监测，提出了一种基于电阻分析技术的智能灌浆套筒，其基本原理是：热敏电阻的电阻值会随温度的变化而发生明显变化，基于热敏电阻的温度测量精度可达0.0001℃，而灌浆套筒内部的灌浆料的硬化过程中会放出大量的水化热，从而导致灌浆料的温度发生变化，通过灌浆套筒内部灌浆料的温度变化即可实现灌浆套筒内部灌浆程度的监测；此外，热敏电阻的电阻值相对于导线电阻而言很大，可近似认为连接热敏电阻的导线电阻为零，因此可以忽略导线电阻的影响。综上所述，通过热敏电阻的电阻值变化情况即可实现温度的测量和灌浆套筒内部灌浆程度的监测。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能灌浆套筒及应用方法，要解决现有技术灌浆套筒无法对套筒内灌浆程度进行检测的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种智能灌浆套筒，其特征在于：包括套筒本体，所述套筒本体的两端开口处设有密封圈，所述套筒本体内设有至少两个互成180度的热敏电阻，每个热敏电阻与两根导线连接，两根所述导线未与热敏电阻连接的一端与万用表接通，所述热敏电阻距离左侧密封圈的距离为3~5mm。
进一步优选地，所述套筒本体为管状结构，其内部腔体即为灌浆腔，所述灌浆腔内设有两段待接钢筋，所述套筒本体上设有排浆孔和灌浆孔。
进一步地，所述密封圈上设有穿孔，所述导线穿过同一个穿孔与设于套筒本体外部的万用表接通。
进一步地，所述套筒本体的内壁上设有剪力环，若干个所述剪力环沿套筒本体内壁间隔设置，相邻剪力环之间的空间为剪力槽。
进一步地，所述热敏电阻为两个，均布设于靠近密封圈和排浆孔的自左数起的第一个剪力槽内，且互成180度。
进一步地，所述热敏电阻为三个，均设于靠近密封圈和排浆孔的第一个剪力槽内，分布于剪力槽圆周内的三个等分点上。
此外，所述套筒本体内部腔体内中部设有钢筋限位块，所述钢筋限位块一端与套筒本体内壁连接固定。
更加优选地，所述导线由铸铁材料制成。
一种自感知智能灌浆套筒的应用方法，其特征在于：
步骤一、制作套筒本体：制作套筒本体，所述套筒本体上带有剪力环、钢筋限位块、排浆孔和灌浆孔；
步骤二、布设热敏电阻：将经绝缘处理的热敏电阻布设在套筒本体内部；
步骤三、对套筒本体进行灌浆：将两段待接钢筋插入套筒本体内，向套筒本体内灌入灌浆料；
步骤四、灌浆水平的监测：利用热敏电阻测量灌浆料灌注和硬化过程中的温度变化，根据灌浆料的温度变化情况，实现灌浆料的灌浆水平的监测；当万用表的示数不变动时，灌浆料未浸泡热敏电阻，灌浆套筒未达到灌浆饱满；当万用表的示数发生明显变动时，灌浆料浸没热敏电阻，灌浆套筒达到灌浆饱满；
步骤五、温度检测：灌浆饱满后利用热敏电阻持续对灌浆料进行温度检测，热敏电阻的温度变化通过导线传输到万用表上，记录万用表上的温度变化，直至万用表数值不再变化，拆除万用表，代表灌浆料硬化完成，至此，本发明一种智能灌浆套筒的使用完成。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明在灌浆套筒模具中铸造灌浆套筒，在灌浆套筒的端部封口位置开孔，将经绝缘处理的热敏电阻布设在灌浆套筒内部，通过内置在灌浆套筒内部的热敏电阻去监测灌浆套筒内部灌浆料的温度，实现灌浆套筒灌浆饱满程度的监测；通过热敏电阻实时监测灌浆料硬化过程中水化热导致的温度变化去实现灌浆套筒灌浆饱满程度的监测；通过布设两个互成180度的热敏电阻，避免钢筋偏置对热敏电阻的影响，进而实现灌浆套筒灌浆程度监测。
本发明可以实现灌浆套筒灌浆饱满程度的监测，测量精度高、价格低廉、具有良好的长期工作稳定性、结构形式简单。
本发明具有安全、适用等特点，有很好的推广和实用价值，广泛的推广应用后会产生良好的经济效益。
附图说明
图1为本发明一种智能灌浆套筒未设置万用表且未灌浆的结构上示意图；
图2为本发明一种智能灌浆套筒处于半灌浆状态下的结构示意图；
图3为本发明一种智能灌浆套筒灌浆饱满状态下的结构示意图。
附图标记：1-套筒本体；2-密封圈；3-排浆孔；4-灌浆孔；5-剪力环；6-剪力槽；7-热敏电阻；8-灌浆料；9-钢筋限位块；10-灌浆腔；11-导线；12-万用表；13-待接钢筋。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
一种智能灌浆套筒，如图1所示，包括套筒本体1，套筒本体1的两端开口处设有密封圈2，套筒本体1内设有至少2个热敏电阻7，每个热敏电阻7与两根导线11连接，导线11由铸铁材料制成。两根导线11未与热敏电阻7连接的一端与万用表12接通，热敏电阻7距离左侧密封圈2的距离为3~5mm，套筒本体1为管状结构，其内部腔体即为灌浆腔10，灌浆腔10内设有两段待接钢筋13，套筒本体1上设有排浆孔3和灌浆孔4，密封圈2上设有穿孔，两根所述导线11穿过同一个穿孔与设于套筒本体1外部的万用表12接通，套筒本体1的内壁上设有剪力环5，若干个剪力环5沿套筒本体1内壁间隔设置，相邻剪力环5之间的空间为剪力槽6，热敏电阻7为两个，均布设于靠近密封圈2和排浆孔3的自左数起的第一个剪力槽6内，且互成180度，热敏电阻7为三个，也均设于靠近密封圈2和排浆孔3的第一个剪力槽6内，分布于剪力槽6圆周内的三个等分点上。
套筒本体1内部腔体内中部设有钢筋限位块9，钢筋限位块9一端与套筒本体1内壁连接固定。
一种自感知智能灌浆套筒的应用方法，其特征在于：
步骤一、制作套筒本体1：制作套筒本体1，套筒本体1上带有剪力环5、钢筋限位块9、排浆孔3和灌浆孔4；
步骤二、布设热敏电阻7：将经绝缘处理的热敏电阻7布设在套筒本体1内部；
步骤三、对套筒本体1进行灌浆：将两段待接钢筋13插入套筒本体1内，向套筒本体1内灌入灌浆料8；
步骤四、灌浆水平的监测：利用热敏电阻7测量灌浆料8灌注和硬化过程中的温度变化，根据灌浆料8的温度变化情况，实现灌浆料8的灌浆水平的监测；当万用表12的示数不变动时，灌浆料8未浸泡热敏电阻7，灌浆套筒未达到灌浆饱满；当万用表12的示数发生明显变动时，灌浆料8浸没热敏电阻7，灌浆套筒达到灌浆饱满；
步骤五、温度检测：灌浆饱满后利用热敏电阻7持续对灌浆料8进行温度检测，热敏电阻7的温度变化通过导线11传输到万用表12上，记录万用表12上的温度变化，直至万用表12数值不再变化，代表灌浆料硬化完成，拆除万用表12，至此，本发明一种智能灌浆套筒的使用完成。
具体的本发明是通过下述原理实现上述效果：在具体实施时，可以再设置一组对照，即另设一个热敏电阻放入灌浆料池子中，称之为外部热敏电阻，通过万用表的欧姆档测量外部热敏电阻的电阻值，进而得到灌浆料池子中的灌浆料即待灌注到灌浆套筒内部的灌浆料的温度；向灌浆套筒中灌注灌浆料，当灌注饱满时灌浆套筒内部的热敏电阻即内部热敏电阻会浸泡在灌浆料中，然后通过万用表的欧姆档测量热敏电阻的电阻值，当热敏电阻的电阻值与外部热敏电阻的电阻值相同时，即可认为灌浆到达相应位置即灌浆套筒达到灌浆饱满，如图3。
此外，当向灌浆套筒中灌注灌浆料时，由于灌浆料的硬化过程会放出热量（即水化热），会导致灌浆料的温度发生变化，因此可以利用热敏电阻去测量灌浆料硬化过程中的温度变化，根据灌浆料的温度变化情况，即可实现灌浆料的灌浆水平的监测。在实际工程中，当灌浆料未充满整个灌浆套筒时，内部热敏电阻不会浸泡在灌浆料中，灌浆料的硬化过程，不会导致内部热敏电阻位置处的温度发生变化，内部热敏电阻的电阻值不会发生变化，如图2；当灌浆料充满整个灌浆套筒时，灌浆套筒内的热敏电阻会浸泡在灌浆料中，灌浆料的硬化过程放出大量的水化热，导致内部热敏电阻处的温度发生明显变化，进而导致内部热敏电阻的电阻值发生明显变化，如果内部热敏电阻的电阻值发生明显变化，即可认为灌浆到达内部热敏电阻的位置，即可认为灌浆套筒达到灌浆饱满，因此可以通过监测内部热敏电阻的电阻值变化情况去实现灌浆套筒灌浆水平的监测。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种智能灌浆套筒，其特征在于：包括套筒本体（1），所述套筒本体（1）的两端开口处设有密封圈（2），所述套筒本体（1）内设有至少两个热敏电阻（7），每个热敏电阻（7）与两根导线（11）连接，两根所述导线（11）未与热敏电阻（7）连接的一端与万用表（12）接通，所述热敏电阻（7）距离左侧密封圈（2）的距离为3~5mm。
2.如权利要求1所述的一种自感知智能灌浆套筒，其特征在于：所述套筒本体（1）为管状结构，其内部腔体即为灌浆腔（10），所述灌浆腔（10）内设有两段待接钢筋（13），所述套筒本体（1）上设有排浆孔（3）和灌浆孔（4）。
3.如权利要求2所述的一种自感知智能灌浆套筒，其特征在于：所述密封圈（2）上设有贯穿孔，所述导线（11）穿过同一个贯穿孔与设于套筒本体（1）外部的万用表（12）接通。
4.如权利要求2所述的一种自感知智能灌浆套筒，其特征在于：所述套筒本体（1）的内壁上设有剪力环（5），若干个所述剪力环（5）沿套筒本体（1）内壁间隔设置，相邻剪力环（5）之间的空间为剪力槽（6）。
5.如权利要求4所述的一种自感知智能灌浆套筒，其特征在于：所述热敏电阻（7）为两个，均设于靠近密封圈（2）和排浆孔（3）的第一个剪力槽（6）内，且互成180度。
6.如权利要求4所述的一种自感知智能灌浆套筒，其特征在于：所述热敏电阻（7）为三个，均设于靠近密封圈（2）和排浆孔（3）的第一个剪力槽（6）内，分布于剪力槽（6）圆周内的三个等分点上。
7.如权利要求2所述的一种自感知智能灌浆套筒，其特征在于：所述套筒本体（1）内部腔体内中部设有钢筋限位块（9），所述钢筋限位块（9）一端与套筒本体（1）内壁连接固定。
8.如权利要求1所述的一种自感知智能灌浆套筒，其特征在于：所述导线（11）由铸铁材料制成。
9.如权利要求1~8任意一项所述的一种自感知智能灌浆套筒的应用方法，其特征在于：
步骤一、制作套筒本体（1）：制作套筒本体（1），所述套筒本体（1）上带有剪力环（5）、钢筋限位块（9）、排浆孔（3）和灌浆孔（4）；
步骤二、布设热敏电阻（7）：将经绝缘处理的热敏电阻（7）布设在套筒本体（1）内部；
步骤三、对套筒本体（1）进行灌浆：将两段待接钢筋（13）插入套筒本体（1）内，向套筒本体（1）内灌入灌浆料（8）；
步骤四、灌浆水平的监测：利用热敏电阻（7）测量灌浆料（8）灌注及硬化过程中的温度变化，根据灌浆料（8）的温度变化情况，实现灌浆料（8）的灌浆水平的监测；当万用表（12）的示数不变动时，灌浆料（8）未浸泡热敏电阻（7），灌浆套筒未达到灌浆饱满；当万用表（12）的示数发生明显变动时，灌浆料（8）浸没热敏电阻（7），灌浆套筒达到灌浆饱满；
步骤五、温度检测：灌浆饱满后利用热敏电阻（7）持续对灌浆料（8）进行温度检测，热敏电阻（7）的温度变化通过导线（11）传输到万用表（12）上，记录万用表（12）上的温度变化，直至万用表（12）数值不再变化，代表灌浆料硬化完成，拆除万用表（12），至此，本发明一种智能灌浆套筒的使用完成。
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