[发明专利]一种浇筑半埋入式混凝土的模具及制造方法及浇筑方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土结构物健监测技术领域，特别是一种浇筑半埋入式混凝土的模具及制造方法及浇筑方法。

背景技术

混凝土结构是量大面广的土木工程结构，在使用的期间可能遭受地震、台风、碰撞等动力灾变作用，造成结构损伤。因此及时准确地进行结构检测对于结构维修加固决策至关重要。目前，有很多结构局部损伤检测方法，如超声法、声发射、红外热像法、回弹法、同位素探测法等，这些检测方法的不足之处在于：(1)只能定性检测，无法给出结构内部真实的应力信息；(2)检测时效性差，无法得出结构损伤演化过程；(3)设备笨重、成本高。

为了得到混凝土结构动力损伤过程中的内部的应力信息，最直接有效的方法就是在结构的关键部位如梁柱节点区域埋入应力传感器。一般情况下，电阻应变式力传感器存在动态响应滞后、使用寿命短的缺点；压阻式力传感器制作工艺复杂、成本高；电容式力传感器输出特性的非线性较严重、测量精度低；测量动态应力的压电型动态应力传感器技术已很成熟，可制成体积较小的传感器埋入结构内部，但此种传感器外壳由金属制成，显著改变测点位置局部应力场而影响测量精度，且传感器与混凝土之间相容性差，在混凝土进入非线性阶段界面处容易分离失效，另外这类传感器通常使用石英材料作为敏感元件，价格昂贵，不易在土木工程结构中大量推广。

目前，埋入式混凝土损伤诊断传感元件主要有水泥基压电陶瓷传感元件和水泥基压电复合材料两种方式。大连理工大学的赵晓燕博士论文《基于压电陶瓷的结构健康监测及损伤诊断》中所提到的水泥基压电陶瓷传感元件，其不足之处是(1)所用水泥砂浆在混凝土结构高压应力水平下容易开裂，导致内部压电陶瓷片损坏，不适合动力损伤过程监测(2)压电片的位置不能得到保证，应力传递路径不确定；(3)不容易振捣密实；济南大学黄世峰在复合材料学报上发表的《1-3型水泥基压电复合材料传感器的性能》一文中提到的1-3型水泥基压电复合材料传感元件制作工艺较复杂、成本高。

发明内容

为了解决现有技术中，半埋入式电极定位不准确，不利于及时准确地对建筑物进行结构检测的缺点，本发明提供了一种浇筑半埋入式混凝土的模具及制造方法及浇筑方法。

一种浇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，以及将中模固定于底模上的顶模；底模上表面均匀分布有若干第一定位孔，第一定位孔包括通孔和半通孔，两个通孔为一组，两个半通孔为一组，两组定位孔间隔均匀分布；中模呈上下两片对称的空心环体，环体腔体内壁上均匀分布有若干电极定位孔，电极定位孔的中部设有穿通腔体内壁的穿线孔；中模的上表面均匀分布有若干第二定位孔，第二定位孔为通孔；顶模上均匀设置有若干个第三定位孔，第三定位孔为通孔，第三定位孔的位置与底模的通孔位置相对应。

进一步的，底模整体呈凸台形，由上底板和下底板同心相叠放组成，所述上底板为圆环形，下底板为半径大于上底板的圆板，所述第一定位孔均位于上底板的圆环上表面；所述中模呈圆环形，所述电极定位孔分布腔体内壁的中间部位；所述顶模为扁平圆板，安放于中模上。

进一步的，底模下底板的外径为220-240mm，上底板的外径为200-220mm，下底板的内径与上底板的内径相一致；中模的腔体内径为90-100mm，外径为110-120mm，厚度为25-35mm；顶模的直径为110-120mm，厚度为8-12mm。

进一步的，电极定位孔为长方形，宽度为18-22mm，深度为18-22mm，数量为16个；穿线孔的直径为4-6mm。

进一步的，电极定位孔中安装有带有电缆的电极，电缆穿过穿线孔与电极相连接，电极的形状与电极定位孔相配合，长度为36-44mm。

更进一步的，底模、中模和顶模的材料均为Q235钢。

一种用于浇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,将上圆板和下圆板的圆心重合叠放，在底模上表面均匀钻有通孔和半通孔；

b.加工中模,在中模腔体内壁上均匀开设若干电极定位孔，在电极定位孔的中部钻有穿线孔，在中模的上表面均匀钻出若干通孔；

c.加工顶模，在顶模上均匀钻出若干个通孔，为第三定位孔，第三定位孔的位置与底模的通孔位置相对应；

d.加工电极,将碳纤维布粘结胶主剂浸渍胶和固化剂浸渍胶按照2：1的质量比例，混合搅拌2分钟，倒入嵌有电极片的立方体模块中，凝结硬化24h，电极制作完成。

一种用于浇筑半埋入式混凝土的模具的浇筑方法，方法包括：

a.放置底模，将底模平放于水平面上；