一种基于电容法的套筒灌浆密实度检测装置及方法
阅读说明：本技术 一种基于电容法的套筒灌浆密实度检测装置及方法 (Sleeve grouting compactness detection device and method based on capacitance method ) 是由 唐孟雄 周治国 孙晓立 王洪业 杨军 胡贺松 周伍阳 卞德存 赵亚宇 邵继喜 赵 于 2020-05-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于电容法的套筒灌浆密实度检测装置及方法,通过在灌浆金属套筒内布置电容极性探头,以及外接的便携式智能测试仪激发电流信号在耐压防腐防水线缆和探头上传递,从而当电容极性探头周围介质发生变化,其测得的电容也会发生变化,进而通过便携式智能测试仪接收到的电容信号也发生变化,并在显示器上显示,最后保存于便携式智能测试仪的数据存储装置；最终通过无线网络进行检测数据远程传输与判别,从而有效检测出金属套筒内部灌浆饱满信息。相较于其他的检测方法,本发明不但检测精度高,而且便于实现,具有一定的使用价值。(The invention discloses a sleeve grouting compactness detection device and method based on a capacitance method, wherein a capacitance polarity probe is arranged in a grouting metal sleeve, and an external portable intelligent tester stimulates a current signal to be transmitted on a pressure-resistant anticorrosive waterproof cable and the probe, so that when a medium around the capacitance polarity probe changes, the measured capacitance also changes, and further, a capacitance signal received by the portable intelligent tester also changes, is displayed on a display, and is finally stored in a data storage device of the portable intelligent tester; and finally, remote transmission and judgment of detection data are carried out through a wireless network, so that the information of the fullness of the grouting inside the metal sleeve is effectively detected. Compared with other detection methods, the method has the advantages of high detection precision, convenience in implementation and certain use value.)
技术领域
本发明属于装配式结构检测领域，具体涉及一种基于电容法的套筒灌浆密实度检测装置及方法；特别是适用于装配式混凝土结构预制柱、预制墙内的竖向钢筋套筒连接接头及约束浆锚搭接接头的灌浆料饱满度的检测方法。
背景技术
随着我国经济和城市化的快速发展，建筑工业化进程也在加快，传统现浇建筑技术由于资源配置不合理、施工机械化程度低、施工作业环境较差，已不能满足于建筑行业发展需求。装配式建筑作为近些年来发展的一种施工高效快速、节能环保、质量有保证的标准化绿色建筑形式，受到了建筑行业的重视。
装配式建筑的抗震性和完整性是制约其发展的重要影响因素，为提高装配式建筑的抗震性和完整性，须确保装配式建筑构件之间具有可靠的连接。常用的装配式建筑连接方式主要是钢筋套筒灌浆连接，该连接方式有效的保证了装配式建筑的完整性，因此也相应地提高了装配式建筑的抗震性，广泛用于房建装配式剪力墙、桥梁装配式箱梁及桥梁墩台等建筑结构中。
钢筋套筒主要由装配式建筑构件连接钢筋与套筒组成。当前，常规的检测灌浆金属套筒内灌浆密实程度的检测方法是对灌浆金属套筒连接接头试件采用单向拉伸、高应力反复拉压试验、大变形反复拉压试验等方法；但由于套筒灌浆料缺陷具有隐蔽性，这类常规的方法对套筒灌浆料密实程度进行检测都不能很好的知道灌浆金属套筒具体的缺陷位置，以便施工人员可针对性的进行加固。在无损检测方法上，超声波法、冲击回波法、红外热成像法等都无法对套筒灌浆料密实度缺陷位置和程度做出准确判断，检测精度较低；X射线工业CT法，虽然可清晰获取灌浆金属套筒内部结构、密实度和缺陷分布影像，实现灌浆金属套筒灌浆密实度检测，但由于该方法试验设备过于庞大复杂，检测仪器造价高，同时这类方法还存在射线辐射与环境污染等问题，这对人体有害，因此也未能在工业上得到应用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于电容法的套筒灌浆密实度检测装置及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于电容法的套筒灌浆密实度检测装置，包括灌浆金属套筒、浇筑模板、便携式智能测试仪以及电容极性探头；所述电容极性探头自上而下穿于所述灌浆金属套筒内部，直至灌浆金属套筒底部；所述电容极性探头具有不粘水以及不粘干湿混凝土的特性；所述电容极性探头通过耐压防腐防水线缆穿过所述浇筑模板连接于所述便携式智能测试仪；所述浇筑模板具有防水功能；所述便携式智能测试仪可实时检测电容极性探头所对应灌浆金属套筒的电容值，并记录。
进一步，所述灌浆金属套筒包括中空金属套筒、橡胶塞、预埋钢筋、连接钢筋及橡胶堵头；所述中空金属套筒的上、下两侧分别设有出浆口与灌浆口；所述预埋钢筋以及连接钢筋分别嵌于中空金属套筒内上、下两端；所述橡胶堵头堵于出浆口；所述橡胶塞连接于中空金属套筒顶部。
进一步，所述橡胶塞设有供预埋钢筋和电容极性探头穿入的通孔；所述橡胶塞上设有连接中空金属套筒以及耐压防腐防水线缆的铜片。
进一步，还包括金属软管，所属金属软管由外部穿过浇筑模板至金属套筒内部；所属耐压防腐防水线缆穿过金属软管。
进一步，所述电容极性探头的安装方式有3种：可通过顶部橡胶塞插入中空金属套筒内部，也可通过橡胶堵头从出浆口进入中空金属套筒内部，也可与连接钢筋并联后插入中空金属套筒内部。
进一步，所述电容极性探头除与耐压防腐防水线缆连接部位之外，所述电容极性探头其余部位的表面均包覆憎水性材料；该覆憎水性材料具有不粘水以及不粘干湿混凝土的特性。
进一步，所述电容极性探头采用200-400目不规则石英砂喷砂处理。
进一步，所述憎水材料为聚硅氮烷改性材料；所述聚硅氮烷改性材料按重量份数计量有聚硅氮烷10份，硅烷偶联剂0.4份，二氧化硅0.2份，全氟聚醚0.08份；所述聚硅氮烷改性材料在喷砂工艺完成后，利用四氟乙烯烧结在电容极性探头上。
进一步，用上述的任一装置对灌浆金属套筒按如下步骤进行检测：
①将电容极性探头插入至中空金属套筒底部；然后将所述电容极性探头通过耐压防腐防水线缆，依次连接所述浇筑模板以及所述便携式智能测试仪；
②打开便携式智能测试仪，观察灌浆前各电容极性探头的电容值，并设定阈值范围；
③对中空金属套筒进行灌浆，记录中空金属套筒内浆料液面上升过程中电容极性探头测得的电容值变化情况；
④若灌浆金属套筒内某深度电容极性探头测得的电容值增大到设定阈值范围内，则该位置灌浆饱满；若电容极性探头测得的电容值在灌浆结束时未增大到设定阈值范围内，则该位置浆液不饱满；若电容极性探头测得的电容值在灌浆结束时先增大到设定阈值范围内，之后又恢复至灌浆前电容值，则该位置浆料液面回落，灌浆不饱满。
⑤若发现灌浆金属套筒饱满度存在缺陷，则在该灌浆金属套筒表面记录工程编码，同时在便携式智能测试仪中记录和保存该缺陷灌浆金属套筒的工程编码，为后期加固补强提供详细信息。
进一步，根据检测位置要求电容极性探头可在中空金属套筒内多个位置埋设，且埋设深度也可有所不相同。
本发明的有益效果是：本发明通过便携式智能测试仪与电容极性探头形成电流回路；当探头周围介质发生变化，其测得的电容值也会变化，进而与智能测试仪设定灌浆料电容值范围进行对比，实时给出套筒灌浆饱满度结果，最后将检测数据保存于便携式智能测试仪中。与现有技术相比，本发明不但检测成本低、设备便于携带而且检测精度也极高。
附图说明
下面结合附图和实施例对发明进一步说明。
图1是本发明的总体结构示意图；
图2是本发明的橡胶塞结构示意图；
图3是本发明电容极性探头穿于橡胶塞结构示意图；
图4是本发明橡胶塞和铜片结构示意图。
具体实施方式
如图1-4所示，一种基于电容法的套筒灌浆密实度检测装置，包括灌浆金属套筒1、浇筑模板4、便携式智能测试仪2以及电容极性探头3；所述电容极性探头3通过耐压防腐防水线缆5穿过所述浇筑模板4连接于所述便携式智能测试仪2，且所述浇筑模板4具有防水功能。所述灌浆金属套筒1由中空金属套筒11、橡胶塞12、灌浆料、预埋钢筋14、连接钢筋15及橡胶堵头16所组成；所述中空金属套筒11的上、下两侧分别设有出浆口111与灌浆口112，所述橡胶塞12位于中空金属套筒11顶部，且所述橡胶塞12上设有供预埋钢筋14和电容极性探头3穿入的通孔；所述橡胶塞12上设有连接中空金属套筒11以及耐压防腐防水线缆5的铜片161。所述电容极性探头3穿过橡胶塞12的通孔直至达到中空金属套筒11的筒身内部；根据实际情况，本发明的电极线埋设方式有多种。电容极性探头3可在中空金属套筒11内预埋，也可在中空金属套筒11灌浆时自出浆口111埋入，或者与连接钢筋15粘结后插入中空金属中空金属套筒11内。所述中空金属套筒11内上、下两端分别嵌有预埋钢筋14以及连接钢筋15；所述中空金属套筒11内安装好电容极性探头3、预埋钢筋14以及连接钢筋15后，通过所述灌浆料从灌浆口112进入，灌满中空金属套筒11，用橡胶堵头16堵住出浆口111，灌浆料在中空金属套筒11内凝固；且所述电容极性探头3具有不粘水以及不粘干湿混凝土的特性。
为了循环利用电容极性探头3，所属灌浆金属套筒1还包括金属软管，所属金属软管由外部穿过浇筑模板4至中空金属套筒11内部；所属耐压防腐防水线缆5穿过金属软管。
所述便携式智能测试仪2由电容测试与分析装置、显示器、内置电源、数据存储装置及工程编码扫码器组成；具有生成并打印灌浆金属套筒1灌浆密实度检测信息工程编码功能，并通过其内置的电容测试与分析装置获取电容极性探头3测得的电容值，并实时显示在其显示器上，现场测试数据可实时保存在其数据存储装置中，也可通过无线网络传递至计算机和手机端，通过工程编码扫码器扫描套筒所在预制构件表面工程编码并记录扫码信息，可将灌浆检测数据与构件信息建立联系。
在本实施例中，电容极性探头3除端头部位外，电极线表面均包覆憎水性材料。电容极性探头3首先利用200-400目的不规则石英砂喷砂处理，保证端部不喷砂。
上述憎水材料的组成为：聚硅氮烷改性材料，该材料按照重量份数计量包括聚硅氮烷10份，硅烷偶联剂0.4份，二氧化硅0.2份，全氟聚醚0.08份；该憎水材料组成亦可：在喷砂工艺完成后，采用特殊工艺，利用四氟乙烯烧结在电极上。
如图1-4所示，本发明一种基于电容法的套筒灌浆密实度检测装置对灌浆金属套筒1可按如下步骤进行检测：
①所述中空金属套筒11通过顶部橡胶塞12插入电容极性探头3，电容极性探头3上部与耐压防腐防水线缆5连接，且装配式混凝土构件浇筑时耐压防腐防水线缆5连接便携式智能测试仪2的端头需引出构件浇筑模板4；
②中空金属套筒11灌浆前，将耐压防腐防水线缆5与便携式智能测试仪2连接，开机并观察灌浆前各电容极性探头3的电容值，并设定阀值范围；
③对中空金属中空金属套筒11进行灌浆，根据中空金属套筒11内浆料液面上升过程中电容极性探头3测得的电容值变化情况推断中空金属套筒11内灌浆饱满度；
④若中空金属套筒11内某深度电容极性探头3测得的电容值增大到设定阈值范围内，则该位置灌浆饱满；若电容极性探头3测得的电容值在灌浆结束时未增大到设定阈值范围内，则该位置浆液不饱满；若电容极性探头3测得的电容值在灌浆结束时先增大到设定阈值范围内，之后又恢复至灌浆前电容值，则该位置浆料液面回落，灌浆不饱满。
⑤当某装配式构件检测发现中空金属套筒11灌浆饱满度存在缺陷时，采用智能测试仪自带的扫码器扫描预制构件表面粘贴的工程编码，可记录和保存缺陷构件编号，为后期加固补强提供位置信息。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。