CN109098470A - 混凝土块的贯穿式裂缝制造设备及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土块的贯穿式裂缝制造设备及裂缝制造方法，设备包括模具和张拉装置；模具包括四个侧板，四个侧板构成的型腔的前后端设有钢筋网，前后侧壁上各设中心孔，中心孔内穿有拉结筋，每根拉结筋内端与同端的钢筋网固定，型腔的左右两侧各设一根导向管，该导向管从前端侧板延伸至后端侧板；张拉装置包括两根导向杆和两块拉板，两块拉板之间设有液压千斤顶；该方法的关键在于：用千斤顶将两拉板外扩使得混凝土块完全拉断，再反向驱动千斤顶，使得断面贴合，以形成贯穿式裂缝。该制造设备及方法能将混凝土块成功分离且分离后又能将两个断面严丝合缝拼合。
Description
技术领域
本发明涉及钢筋混凝土结构修复领域，具体讲是一种混凝土块的贯穿式裂缝制造设备及利用该设备在小尺寸混凝土块上制造贯穿式裂缝的方法。
背景技术
混凝土材料在服役过程中，由于塑性收缩、干缩、结构变形、外荷载等各种内外部因素作用会产生结构缝及非结构缝。为避免裂缝危害结构的安全耐久及正常使用，故需要及时灌入砂浆、树脂等材料对裂缝进行修补。然而，修补裂缝后，灌入的砂浆是否到达裂缝最深位置，砂浆修补的具体深度是多少，裂缝修补的效果到底如何，现有技术尚无成熟完善的方案，所以，在该领域就掀起了一个新的研究课题及研究方向，即针对混凝土裂缝的修补效果进行建模、试验与研究。而要进行上述建模试验研究，首先就必须解决如何在混凝土块上制备出贯穿式裂缝的问题。
目前行业内还没有制造裂缝的设备及方法，但研究人员提出两个设想：一是收缩法，即对混凝土块进行骤冷骤热，使其热胀冷缩形成裂缝，但上述方案只能在混凝土结构表面形成浅层的局部裂缝，而无法贯穿混凝土块；二是采用加压设备，将混凝土块两端搁置中段悬空，加压设备下压混凝土块中间的悬空段，强行将其压断成两截，然后将两截的断面重新拼合，尽量使其靠拢形成贯穿式裂缝，上述方法的缺陷在于：压断后的两截混凝土不再位于同一条直线上，实际操作中，很难将两者的断面完全对准，故实际拼合过程困难；更主要的是，它是沿着宽度方向压断混凝土且需要沿长度方向将断面重新拼合，宽度方向硬压肯定会导致两个断面沿宽度方向发生形变，使得两个断面的凹凸颗粒不再吻合，这样，很难甚至根本无法将两个断面重新沿长度方向严丝合缝的拼合起来，自然也制造不出贯穿式裂缝。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题是，提供一种能将混凝土块成功分离且分离后又能将两个断面严丝合缝拼合以形成贯穿式裂缝的混凝土块的贯穿式裂缝制造设备。
本发明的一个技术解决方案是，提供一种混凝土块的贯穿式裂缝制造设备，它包括用于浇注待张拉混凝土块的模具和张拉装置；
模具包括前后左右四个侧板，四个侧板构成型腔，型腔的前后两端分别设有一层钢筋网，前后两端的侧壁上各设一个中心孔，每个中心孔内穿有一根拉结筋，每根拉结筋内端与同端的钢筋网固定，型腔的左右两侧各设一根与拉结筋平行的导向管，该导向管从前端侧板延伸至后端侧板；
张拉装置包括用于滑动配合入两导向管的两根导向杆和两块用于与对应的拉结筋连接的拉板，两块拉板之间设有液压千斤顶。
本发明混凝土块的贯穿式裂缝制造设备与现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果。
首先，该装置施加拉力的方向与复位贴紧的方向一致，均是沿着其长度方向，这样，两截混凝土的断面始终对齐，便于精准对位复位；而且，更关键的是，由于拉拽方向与断裂方向及复位方向一致，所以不会像现有技术一样垂直受力，故不会造成沿着宽度方向的变形，两个断面的各个凹凸都是一一对应相互吻合的，所以复位合拢时两个断面贴合得严丝合缝，最终得以形成完美的贯穿式裂缝。
拉板与对应拉结筋连接是指，每根拉结筋外端设有一个内螺纹孔，每个内螺纹孔内旋合一根螺杆，每根螺杆外端焊接一挂钩；每块拉板内表面固定有一个拉环，拉结筋的挂钩与拉板的拉环钩挂；上述结构，挂钩过程方便快捷，钩挂连接效果牢固可靠，且挂钩和拉结筋的分体式连接，便于模具前后端侧板的拆卸。
作为优选，一块拉板为固定拉板，两导向管的固定端均与固定拉板固定；另一块拉板为滑动拉板，滑动拉板上设有两个过孔，滑动拉板经两过孔滑动配合在两导向杆上；待张拉混凝土块也经两导向管滑动配合在两导向杆上且该混凝土块位于两块拉板之间，该结构简单，安装固定混凝土块方便，拉结牢固可靠，导向及复位过程稳定。
作为再优选，液压千斤顶为两个，分别布置在待张拉混凝土块的左右两侧，每个液压千斤顶的缸体与固定拉板固定，每个液压千斤顶的活动部与滑动拉板固定；上述的连接方式，固定可靠，施加张拉力左右平衡，受力稳定可靠。
作为还优选，每个导向管外壁均设有润滑油层；前端侧板和后端侧板上各设两个侧通孔，每根导向管的前端插入前端侧板的一个侧通孔内，每根导向管的后端插入后端侧板的一个侧通孔内；这样，脱模后，可以握紧导向管外凸部对导向管进行旋转，且由于导向管与混凝土之间存在油润，故能轻松实现导向管与混凝土的脱离，避免张拉时导向管与混凝土相互粘粘，形成张拉阻力。
本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种能将混凝土块成功分离且分离后又能将两个断面严丝合缝拼合以形成贯穿式裂缝的利用该混凝土块的贯穿式裂缝制造设备来制造裂缝的方法。
本发明的另一个技术解决方案是，提供一种利用该混凝土块的贯穿式裂缝制造设备来制造裂缝的方法，其步骤包括：
a、制造出用于浇注待张拉混凝土块的模具和张拉装置；
b、对模具浇注混凝土，形成混凝土块，且两层钢筋网、两根导向管及两根拉结筋均锚固在混凝土内；
c、拆掉模具的四个侧板和一个底板，该步骤中，顺着两根拉结筋拆除前端侧板和后端侧板后，每根导向管的两端凸出混凝土块的前后端面，抓握住每根导向管端部的凸出部并旋转，使得每根导向管与混凝土块不粘粘；脱模后，在混凝土块两端的两拉结筋外端各自旋入一根挂钩；
d、张拉装置装配混凝土块前，两导向杆与固定拉板固定，此时，将混凝土块的两导向管套在对应的导向杆外，并将混凝土块固定端的挂钩与固定拉板的拉环钩挂，然后将两液压千斤顶的缸体固定在固定拉板上；
e、将滑动拉板经两过孔滑动套合在两导向杆上，且将该滑动拉板的拉环与混凝土块滑动端的挂钩钩住；并将两液压千斤顶的活动部与滑动拉板固定；
f、驱动液压千斤顶，使得两拉板间距外扩，进而将混凝土块完全拉断，形成断面相互吻合的两截，然后反向驱动液压千斤顶，使得两个断面相互贴合，以形成贯穿式裂缝。
本发明制造方法的优点在于：张拉方向与拉开合拢的位移方向一致，且始终由导向杆对混凝土块限位，确保两个断面对齐精准，且由于拉拽与位移方向一致，故确保两断面凹凸相互吻合，确保复位合拢严丝合缝，形成完美裂缝；且导向管在浇注前抹油，便于后期与混凝土旋转松脱，避免与混凝土粘结对张拉造成阻力。
附图说明
图1是本发明混凝土块的贯穿式裂缝制造设备的模具的俯视结构示意图。
图2是本发明混凝土块的贯穿式裂缝制造设备的俯视结构示意图。
图中所示1、侧板，2、型腔，3、钢筋网，4、拉结筋，5、导向管，6、导向杆，7、液压千斤顶，8、螺杆，9、挂钩，10、拉环，11、固定拉板，12、滑动拉板，13、混凝土块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2所示，本发明混凝土块的贯穿式裂缝制造设备，它包括用于浇注待张拉混凝土块13的模具和张拉装置。
模具包括前后左右四个侧板1和一个底板，四个侧板1及底板共同构成封闭的型腔2，当然，也可以仅设侧板1不设底板。型腔2内部靠近前后两端的位置分别设有一层钢筋网3，前后两端的侧板1上各贯通有一个中心孔，每个中心孔内穿有一根拉结筋4，每根拉结筋4内端与同端的钢筋网3焊接或钢丝绑扎，型腔2内部设有两根与拉结筋4平行的导向管5，该导向管5分别布置在中心孔的左右两侧。每根导向管5从前端侧板1延伸至后端侧板1；具体的说，每个导向管5外壁均设有润滑油层；前端侧板1和后端侧板1上各设两个侧通孔，每根导向管5的前端插入前端侧板1的一个侧通孔内，每根导向管5的后端插入后端侧板1的一个侧通孔内。每根拉结筋4外端设有一个内螺纹孔，每个内螺纹孔内旋合一根外螺纹的螺杆8，每根螺杆8外端焊接一挂钩9。
张拉装置包括用于滑动配合入两导向管5的两根导向杆6和两块用于与对应的拉结筋4连接的拉板，具体的说，一块拉板为固定拉板11，另一块拉板为滑动拉板12，每块拉板内表面焊接或螺接固定有一个拉环10，所述的固定拉板11和两根导向杆6均是固定不动的，固定拉板11可以直接或经支架间接搁置在地面上，而两导向管5的固定端均与固定拉板11固定。滑动拉板12上设有两个过孔，滑动拉板12经两过孔滑动配合在两导向杆6上；待张拉混凝土块13也经两导向管5滑动配合在两导向杆6上且该混凝土块13位于两块拉板之间。
两块拉板与待张拉混凝土块13的连接方式也就是每块拉板与对应拉结筋4连接结构是指，每根拉结筋4的挂钩9与对应拉板的拉环10钩挂。
两块拉板之间设有液压千斤顶7。具体的说，液压千斤顶7为两个，分别布置在待张拉混凝土块13的左右两侧，每个液压千斤顶7的缸体与固定拉板11固定，每个液压千斤顶7的活动部与滑动拉板12固定。
利用本发明的混凝土块的贯穿式裂缝制造设备来制造裂缝的方法，其步骤如下。
a、制造出用于浇注待张拉混凝土块13的模具和张拉装置。
b、对模具型腔2内浇注混凝土，形成混凝土块13，使得两层钢筋网3、两根导向管5及两根拉结筋4均锚固在混凝土内；且每根导向管5的两端分别凸出混凝土块13的前后端面，而两根拉结筋4分别凸出混凝土块13的前后端面。
c、拆掉模具的四个侧板1和一个底板，该步骤中，顺着两根拉结筋4及两导向管5拆除前端侧板1和后端侧板1后，每根导向管5的两端凸出混凝土块13的前后端面，抓握住每根导向管5端部的凸出部并旋转，使得每根导向管5与混凝土块13不粘粘；脱模后，在混凝土块13两端的两拉结筋4外端各自旋入一根带螺杆8的挂钩9。
d、张拉装置装配混凝土块13前，两导向杆6就已经安装固定在固定拉板11的内表面了，此时，将混凝土块13的两导向管5套在对应的导向杆6外，并将混凝土块13固定端的挂钩9与固定拉板11的拉环10钩挂，然后将两液压千斤顶7的缸体固定在固定拉板11上。
e、将滑动拉板12经两过孔滑动套合在两导向杆6上，且将该滑动拉板12的拉环10与混凝土块13滑动端的挂钩9钩住；并将两液压千斤顶7的活动部与滑动拉板12固定。混凝土块13滑动端是指其靠近滑动拉板12的一端，而固定端是指混凝土块13靠近固定拉板11的一端。
f、驱动液压千斤顶7，使得两拉板间距外扩，进而将混凝土块13完全拉断，形成断面凹凸相互吻合的两截，然后反向驱动液压千斤顶7，使得两个断面相互贴合，以形成贯穿式裂缝。
当然，本申请本质上是利用液压千斤顶7将混凝土块13强行拉开，该方案客观存在一定局限，即该方案只能在尺寸较小的混凝土块13上制备贯穿性裂缝，更具体的说，混凝土块13的截面尺寸不能超过30cm╳30cm。这是因为，是否能拉断取决于混凝土拉裂的极限荷载，而极限荷载则取决于混凝土块的截面尺寸。但尽管存在只能作用于小尺寸混凝土块13的遗憾，但相对现有技术，仍然是从0到1的突破性进展。
Claims (6)
1.一种混凝土块的贯穿式裂缝制造设备，其特征在于：它包括用于浇注待张拉混凝土块(13)的模具和张拉装置；
模具包括前后左右四个侧板(1)，四个侧板(1)构成型腔(2)，型腔(2)的前后两端分别设有一层钢筋网(3)，前后两端的侧板(1)上各设一个中心孔，每个中心孔内穿有一根拉结筋(4)，每根拉结筋(4)内端与同端的钢筋网(3)固定，型腔(2)的左右两侧各设一根与拉结筋(4)平行的导向管(5)，该导向管(5)从前端侧板(1)延伸至后端侧板(1)；
张拉装置包括用于滑动配合入两导向管(5)的两根导向杆(6)和两块用于与对应的拉结筋(4)连接的拉板，两块拉板之间设有液压千斤顶(7)。
2.根据权利要求1所述的混凝土块的贯穿式裂缝制造设备，其特征在于：每根拉结筋(4)外端设有一个内螺纹孔，每个内螺纹孔内旋合一根螺杆(8)，每根螺杆(8)外端焊接一挂钩(9)；每块拉板内表面固定有一个拉环(10)，拉板与对应拉结筋(4)连接是指，拉结筋(4)的挂钩(9)与拉板的拉环(10)钩挂。
3.根据权利要求1所述的混凝土块的贯穿式裂缝制造设备，其特征在于：一块拉板为固定拉板(11)，两导向管(5)的固定端均与固定拉板(11)固定；另一块拉板为滑动拉板(12)，滑动拉板(12)上设有两个过孔，滑动拉板(12)经两过孔滑动配合在两导向杆(6)上；待张拉混凝土块(13)也经两导向管(5)滑动配合在两导向杆(6)上且该混凝土块(13)位于两块拉板之间。
4.根据权利要求3所述的混凝土块的贯穿式裂缝制造设备，其特征在于：液压千斤顶(7)为两个，分别布置在待张拉混凝土块(13)的左右两侧，每个液压千斤顶(7)的缸体与固定拉板(11)固定，每个液压千斤顶(7)的活动部与滑动拉板(12)固定。
5.根据权利要求3所述的混凝土块的贯穿式裂缝制造设备，其特征在于：每个导向管(5)外壁均设有润滑油层；前端侧板(1)和后端侧板(1)上各设两个侧通孔，每根导向管(5)的前端插入前端侧板(1)的一个侧通孔内，每根导向管(5)的后端插入后端侧板(1)的一个侧通孔内。
6.一种利用权利要求1～5中任何一项所述的混凝土块的贯穿式裂缝制造设备来制造裂缝的方法，其特征在于：其步骤包括：
a、制造出用于浇注待张拉混凝土块(13)的模具和张拉装置；
b、对模具浇注混凝土，形成混凝土块(13)，且两层钢筋网(3)、两根导向管(5)及两根拉结筋(4)均锚固在混凝土内；
c、拆掉模具的四个侧板(1)和一个底板，该步骤中，顺着两根拉结筋(4)拆除前端侧板(1)和后端侧板(1)后，每根导向管(5)的两端凸出混凝土块(13)的前后端面，抓握住每根导向管(5)端部的凸出部并旋转，使得每根导向管(5)与混凝土块(13)不粘粘；脱模后，在混凝土块(13)两端的两拉结筋(4)外端各自旋入一根挂钩(9)；
d、张拉装置装配混凝土块(13)前，两导向杆(6)与固定拉板(11)固定，此时，将混凝土块(13)的两导向管(5)套在对应的导向杆(6)外，并将混凝土块(13)固定端的挂钩(9)与固定拉板(11)的拉环(10)钩挂，然后将两液压千斤顶(7)的缸体固定在固定拉板(11)上；
e、将滑动拉板(12)经两过孔滑动套合在两导向杆(6)上，且将该滑动拉板(12)的拉环(10)与混凝土块(13)滑动端的挂钩(9)钩住；并将两液压千斤顶(7)的活动部与滑动拉板(12)固定；
f、驱动液压千斤顶(7)，使得两拉板间距外扩，进而将混凝土块(13)完全拉断，形成断面相互吻合的两截，然后反向驱动液压千斤顶(7)，使得两个断面相互贴合，以形成贯穿式裂缝。
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