[發明專利]一種澆筑半埋入式混凝土的模具及制造方法及澆筑方法

有效

• 申請號: 201610240858.4
• 申請日: 2016-04-19
• 公開（公告）號: CN105856393B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 秦磊;任宏偉;朱曉軍;董必欽;邢峰
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B28B7/00
• 分類號: B28B7/00;B28B7/22;G01N27/00
• 代理公司: 山東博睿律師事務所37238
• 代理人: 常銀煥

技術領域

本發明涉及鋼筋混凝土結構物健監測技術領域，特別是一種澆筑半埋入式混凝土的模具及制造方法及澆筑方法。

背景技術

混凝土結構是量大面廣的土木工程結構，在使用的期間可能遭受地震、臺風、碰撞等動力災變作用，造成結構損傷。因此及時準確地進行結構檢測對于結構維修加固決策至關重要。目前，有很多結構局部損傷檢測方法，如超聲法、聲發射、紅外熱像法、回彈法、同位素探測法等，這些檢測方法的不足之處在于：(1)只能定性檢測，無法給出結構內部真實的應力信息；(2)檢測時效性差，無法得出結構損傷演化過程；(3)設備笨重、成本高。

為了得到混凝土結構動力損傷過程中的內部的應力信息，最直接有效的方法就是在結構的關鍵部位如梁柱節點區域埋入應力傳感器。一般情況下，電阻應變式力傳感器存在動態響應滯后、使用壽命短的缺點；壓阻式力傳感器制作工藝復雜、成本高；電容式力傳感器輸出特性的非線性較嚴重、測量精度低；測量動態應力的壓電型動態應力傳感器技術已很成熟，可制成體積較小的傳感器埋入結構內部，但此種傳感器外殼由金屬制成，顯著改變測點位置局部應力場而影響測量精度，且傳感器與混凝土之間相容性差，在混凝土進入非線性階段界面處容易分離失效，另外這類傳感器通常使用石英材料作為敏感元件，價格昂貴，不易在土木工程結構中大量推廣。

目前，埋入式混凝土損傷診斷傳感元件主要有水泥基壓電陶瓷傳感元件和水泥基壓電復合材料兩種方式。大連理工大學的趙曉燕博士論文《基于壓電陶瓷的結構健康監測及損傷診斷》中所提到的水泥基壓電陶瓷傳感元件，其不足之處是(1)所用水泥砂漿在混凝土結構高壓應力水平下容易開裂，導致內部壓電陶瓷片損壞，不適合動力損傷過程監測(2)壓電片的位置不能得到保證，應力傳遞路徑不確定；(3)不容易振搗密實；濟南大學黃世峰在復合材料學報上發表的《1-3型水泥基壓電復合材料傳感器的性能》一文中提到的1-3型水泥基壓電復合材料傳感元件制作工藝較復雜、成本高。

發明內容

為了解決現有技術中，半埋入式電極定位不準確，不利于及時準確地對建筑物進行結構檢測的缺點，本發明提供了一種澆筑半埋入式混凝土的模具及制造方法及澆筑方法。

一種澆筑半埋入式混凝土的模具，包括有底模，安放于底模上的中模，以及將中模固定于底模上的頂模；底模上表面均勻分布有若干第一定位孔，第一定位孔包括通孔和半通孔，兩個通孔為一組，兩個半通孔為一組，兩組定位孔間隔均勻分布；中模呈上下兩片對稱的空心環體，環體腔體內壁上均勻分布有若干電極定位孔，電極定位孔的中部設有穿通腔體內壁的穿線孔；中模的上表面均勻分布有若干第二定位孔，第二定位孔為通孔；頂模上均勻設置有若干個第三定位孔，第三定位孔為通孔，第三定位孔的位置與底模的通孔位置相對應。

進一步的，底模整體呈凸臺形，由上底板和下底板同心相疊放組成，所述上底板為圓環形，下底板為半徑大于上底板的圓板，所述第一定位孔均位于上底板的圓環上表面；所述中模呈圓環形，所述電極定位孔分布腔體內壁的中間部位；所述頂模為扁平圓板，安放于中模上。

進一步的，底模下底板的外徑為220-240mm，上底板的外徑為200-220mm，下底板的內徑與上底板的內徑相一致；中模的腔體內徑為90-100mm，外徑為110-120mm，厚度為25-35mm；頂模的直徑為110-120mm，厚度為8-12mm。

進一步的，電極定位孔為長方形，寬度為18-22mm，深度為18-22mm，數量為16個；穿線孔的直徑為4-6mm。

進一步的，電極定位孔中安裝有帶有電纜的電極，電纜穿過穿線孔與電極相連接，電極的形狀與電極定位孔相配合，長度為36-44mm。

更進一步的，底模、中模和頂模的材料均為Q235鋼。

一種用于澆筑半埋入式混凝土的模具的制造方法，制造方法包括：

a.加工底模,將上圓板和下圓板的圓心重合疊放，在底模上表面均勻鉆有通孔和半通孔；

b.加工中模,在中模腔體內壁上均勻開設若干電極定位孔，在電極定位孔的中部鉆有穿線孔，在中模的上表面均勻鉆出若干通孔；

c.加工頂模，在頂模上均勻鉆出若干個通孔，為第三定位孔，第三定位孔的位置與底模的通孔位置相對應；

d.加工電極,將碳纖維布粘結膠主劑浸漬膠和固化劑浸漬膠按照2：1的質量比例，混合攪拌2分鐘，倒入嵌有電極片的立方體模塊中，凝結硬化24h，電極制作完成。

一種用于澆筑半埋入式混凝土的模具的澆筑方法，方法包括：

a.放置底模，將底模平放于水平面上；