一种静态破碎过程中具有裂纹导向功能的堵孔密封装置的制作方法

本发明属于静态破碎拆除混凝土技术领域，特别是涉及一种静态破碎过程中具有裂纹导向功能的堵孔密封装置。

背景技术：

由于静态破碎剂主要发生放热反应，实际应用该方法时，反应是在空间狭小且导热性较差的炮孔之中进行，随着破碎剂的水化，短时间内产生的大量水化热无法及时通过周围介质导出，致使静态破碎剂浆体中的水分迅速气化，产生较大的蒸汽压力。当产生的蒸汽压力大于静态破碎剂浆体和炮孔孔壁之间的粘结力时，静态破碎剂发生冲孔现象。

有试验表明，素混凝土单孔试块在静态破碎过程中会产生三条裂纹，开裂方向与混凝土微观单元的强度有关，单元强度低的最先破坏。而单元强度的分布具有随机性，导致裂纹的出现也呈现随机性。素混凝土双孔试块的裂纹方向与孔间距有关，当孔距小于最小抵抗线和静态破碎剂的破坏辐射范围时，裂纹出现在两孔之间。为了控制裂纹的方向，有必要减小孔间距，但减小孔间距又会增加施工成本。

技术实现要素：

本发明为了解决现有静态破碎过程中出现的喷孔和裂纹方向控制成本较高的问题，提出一种静态破碎过程中具有裂纹导向功能的堵孔密封装置。

本发明一种静态破碎过程中具有裂纹导向功能的堵孔密封装置，它包括封堵构件和固定构件；所述封堵构件为一体结构，它由方向指示部分、封闭堵孔部分和裂纹导向部分组成；所述方向指示部分由凹槽和圆钢片组成，所述封闭堵孔部分为短钢柱，所述裂纹导向部分为弧面钢板；所述固定构件由顶部钢板、螺母、螺杆和底部钢板组成；所述顶部钢板和底部钢板平行对称设置，所述顶部钢板和底部钢板四角均设有孔洞，顶部钢板和底部钢板的四个角分别通过螺杆连接固定，螺杆的两端通过螺母锁紧；所述短钢柱设置在弧面钢板上端，所述圆钢片设置在短钢柱的上端，所述圆钢片的上表面的直径位置开有凹槽，所述圆钢片的上表面与顶部钢板的下表面相贴合。

本发明的有益效果：

本发明组装简单、可重复利用。为实际工程应用中的裂纹导向和封闭堵孔提供了一种技术方案。使用本装置时可适当扩大孔间距，节约了工程中的钻孔成本。解决了静态破碎过程中的喷孔问题，使静态破碎剂反应产生的蒸汽压力和体积膨胀产生的压力同时对炮孔作用，加快裂纹开展的速度。本装置设计合理，结构简单，使用方便。

附图说明

图1为封堵构件的轴测图；

图2为图1的正立面结构示意图；

图3为图1的侧立面结构示意图；

图4为固定构件的轴测图；

图5为封堵构件配合混凝土构件的结构示意图；

图6为静态破碎过程中具有裂纹导向功能的堵孔密封装置固定混凝土构件的结构示意图；

图7为静态破碎过程中具有裂纹导向功能的堵孔密封装置的轴测图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式一种静态破碎过程中具有裂纹导向功能的堵孔密封装置，它包括封堵构件和固定构件；所述封堵构件为一体结构，它由方向指示部分、封闭堵孔部分和裂纹导向部分组成；所述方向指示部分由凹槽1和圆钢片2组成，所述封闭堵孔部分为短钢柱3，所述裂纹导向部分为弧面钢板4；所述固定构件由顶部钢板5、螺母6、螺杆7和底部钢板8组成；所述顶部钢板5和底部钢板8平行对称设置，所述顶部钢板5和底部钢板8四角均设有孔洞，顶部钢板5和底部钢板8的四个角分别通过螺杆7连接固定，螺杆7的两端通过螺母6锁紧；所述短钢柱3设置在弧面钢板4上端，所述圆钢片2设置在短钢柱3的上端，所述圆钢片2的上表面的直径位置开有凹槽1，所述圆钢片2的上表面与顶部钢板5的下表面相贴合。

工作原理为：由于弧面钢制薄板强度高于混凝土，并且弧面钢板处于静态破碎剂中央位置，使弧面钢板两侧静态破碎剂同时作用时产生的膨胀力处于平衡的状态，所以弧面钢板并不会变形破坏。与此同时，弧面钢板两侧的膨胀力会对两侧混凝土炮孔孔壁产生类似撕裂拉应力的作用。由于混凝土的抗拉强度远低于抗压强度，再加上弧面钢板与炮孔的接触部分出现拉应力的集中现象，所以此处混凝土弱单元首先被拉坏。之后，与此处弱单元相邻的其他单元处又出现应力集中现象，导致相邻单元被依次拉坏。相邻弱单元的破坏贯通形成微裂缝，进而微裂缝发展成为主裂缝。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：静态破碎过程中具有裂纹导向功能的堵孔密封装置的使用方法具体按以下步骤进行：首先在混凝土构件9上钻出炮孔，将静态破碎剂搅拌均匀后填充到炮孔中，然后将封堵构件插入到炮孔中，短钢柱3将炮孔封堵密实，然后转动圆钢片2，保证凹槽1方向与预期开裂方向一致，最后将顶部钢板5放于封堵构件的上表面，底部钢板8放于混凝土构件9的下表面，顶部钢板5和底部钢板8的四个角分别通过螺杆7连接固定，螺杆7的两端通过螺母6锁紧，固定完成后等待静态破碎的完成。其他与具体实施方式一相同。

本实施方式封堵构件的个数与炮孔的个数相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述短钢柱3为倒圆台结构。其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述封堵构件的高度小于炮孔的孔深。其他与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述弧面钢板4的横截面为椭圆形。其他与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述凹槽1的方向与弧面钢板4的长轴方向一致。其他与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：所述圆钢片2的直径比短钢柱3的直径大2～3mm。其他与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：所述弧面钢板4的长轴长度不应小于炮孔直径的四分之三。其他与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：所述弧面钢板4的长轴长度等于炮孔直径。其他与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：静态破碎过程中具有裂纹导向功能的堵孔密封装置的材质为钢材。其他与具体实施方式一至九之一相同。

通过以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例：静态破碎过程中具有裂纹导向功能的堵孔密封装置的使用方法具体按以下步骤进行：首先在混凝土构件9上钻出炮孔，将静态破碎剂搅拌均匀后填充到炮孔中，然后将封堵构件插入到炮孔中，短钢柱3将炮孔封堵密实，然后转动圆钢片2，保证凹槽1方向与预期开裂方向一致，最后将顶部钢板5放于封堵构件的上表面，底部钢板8放于混凝土构件9的下表面，顶部钢板5和底部钢板8的四个角分别通过螺杆7连接固定，螺杆7的两端通过螺母6锁紧，固定完成后等待静态破碎的完成。

技术特征：

技术总结
一种静态破碎过程中具有裂纹导向功能的堵孔密封装置，本发明属于静态破碎拆除混凝土技术领域，特别是涉及一种静态破碎过程中具有裂纹导向功能的堵孔密封装置。本发明静态破碎拆除混凝土结构过程中的冲孔问题并实现了一定程度的裂纹控制。它包括封堵构件和固定构件；所述封堵构件为一体结构，它由方向指示部分、封闭堵孔部分和裂纹导向部分组成；所述方向指示部分由凹槽和圆钢片组成，所述封闭堵孔部分为短钢柱，所述裂纹导向部分为弧面钢板；所述固定构件由顶部钢板、螺母、螺杆和底部钢板组成。本发明用于静态破碎过程中的堵孔密封和裂纹导向。

技术研发人员：李瑞森;张驰;郑文忠;王英;徐笠博
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2019.01.21
技术公布日：2019.04.05