一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板的製作方法
2023-09-22 02:15:20
專利名稱：一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板的製作方法
一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板技術領域
本發明屬於一種建築模板，具體地說是一種主要用於工業與民用建築結構、水工結構以及港海結構等結構的柱體的高耐久性永久性模板，在澆築階段作為模板使用，澆築成型後兼做結構的防護板和外保護層，同時承擔一部分的結構荷載。
背景技術：
目前，國內建築領域中，工業與民用建築結構、水工結構以及港海結構等結構的柱體通常使用木模板、鋼模板等模板，存在消耗量大、拆裝不便、周轉費用高、利用率低等不利因素。耐久性問題一直以來是鋼筋混凝土結構所面臨的主要問題之一。傳統情況下的結構中普通混凝土表面自然裸露，耐久性較低，目前我國大約有50%的房屋進入老化階段，即 23. 4億平方米的建築物面臨耐久性問題。此外，以抗裂作為控制條件進行設計是水工結構、 港海結構等有別於其他類型建築結構的重要特徵，普通混凝土易開裂問題不僅會影響水工結構等的正常工作也會影響其耐久性和使用壽命，嚴重的甚至會影響結構的安全運行。以上幾點一直以來是工業與民用建築結構、水工結構以及港海結構等施工和使用過程中較難解決的問題。發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板，以改善傳統模板帶來的不利因素，同時提高結構耐久性，減少結構後期維護成本並最終延長結構的使用壽命，為此，本發明採用以下技術方案它由轉角面板組成模板，所述轉角面板以相垂直的第一面板和第二面板構成主體；所述轉角面板的其中一側的內側具有凸起的連接構型，所述轉角面板的另一側具有其尺寸能與連接構型插接配合的向外開口的連接槽，或者，所述轉角面板的其中一側的外側具有凸起的連接構型，所述轉角面板的另一側具有其尺寸能與連接構型插接配合的向內開口的連接槽；所述轉角面板選用以下幾種材料製作自密實超高韌性水泥基複合材料、非金屬纖維編織網和短纖維聯合增強水泥基複合材料、鋼絲網和短纖維聯合增強水泥基複合材料。
在採用上述技術方案的基礎上，本發明還可採用以下進一步的技術方案所用的自密實超高韌性水泥基複合材料，其成分包括水泥、活性礦物摻合料、骨料、纖維、聚羧酸減水劑和水，活性礦物摻合料採用粉煤灰或粉煤灰與以下一種或一種以上材料的組合矽灰、粒化高爐礦渣、偏高嶺土 ；骨料的最大粒徑不超過O. 5mm,纖維為聚乙烯醇纖維、聚乙烯纖維、芳香族聚醯胺纖維中的一種或一種以上的組合，纖維長度為5 25mm、直徑為O. 015 O. 055 mm、彈性模量為3(Tl50GPa、抗拉強度為100(T3500MPa、極限伸長率為 20Z0 15%，水泥和活性礦物摻合料各組分的重量比為水泥12 % 55%粉煤灰45 % 85%娃灰O 15%粒化高爐礦渣O 10%偏高嶺土 O 20%以上水泥和活性礦物摻合料各組分重量比之和滿足100% ；骨料的重量與水泥和活性礦物摻合料總重量之比為1% 70%，水的重量與水泥和活性礦物摻合料總重量之比為18% 58%，纖維的摻量為水泥基複合材料總體積的I. 5% 2.5%，聚羧酸減水劑摻量為總質量的O. I % O. 4%。
所述自密實超高韌性水泥基複合材料使用聚乙烯醇纖維、聚乙烯纖維和芳香族聚醯胺纖維三種纖維同時增強時，其配比為水泥和活性礦物摻合料各組分重量比為水泥25%、粉煤灰60%、矽灰2%、粒化高爐礦渣8%、偏高嶺土 5% ；骨料的最大粒徑為O. 5mm，骨料重量與水泥加活性礦物摻合料總重量之比為40%，水的重量與水泥加活性礦物摻合料總重量之比為259Γ45% ;纖維的摻量為水泥基複合材料總體積的 I. 89Γ2. 3% ；採用的聚乙烯纖維長度為12mm，直徑為O. 039mm，抗拉強度為1620MPa，彈性模量為 42. 8GPa，極限伸長率為6%，摻量為水泥基複合材料總體積的1.2°/Γ .5% ;聚乙烯纖維長度為12. 7mm,直徑為O. 038mm,抗拉強度為2700MPa，彈性模量為120GPa，極限伸長率為3.5%，摻量為水泥基複合材料總體積的O. 49ΓΟ. 9% ;芳香族聚醯胺纖維長度為15mm，直徑為O. 015_，抗拉強度為2800MPa，彈性模量為132GPa，極限伸長率2. 4%，摻量為水泥基複合材料總體積的O. 29ΓΟ. 4%。
所述自密實超高韌性水泥基複合材料當所述的水泥基複合材料使用聚乙烯醇纖維和芳香族聚醯胺纖維兩種纖維同時增強時，其配比為水泥和活性礦物摻合料各組分重量比為水泥30%、粉煤灰52%、粒化高爐礦渣3%、 偏高嶺土 15% ；骨料的最大粒徑為O. 5mm，骨料重量與水泥加活性礦物摻合料總重量之比為65%，水的重量與水泥加活性礦物摻合料總重量之比為209Γ55% ;纖維的摻量為水泥基複合材料總體積的 I. 89Γ2. 2% ；採用的聚乙烯醇纖維長度為12mm，直徑為O. 039mm，抗拉強度為1620MPa，彈性模量為 42. 8GPa，極限伸長率為6 %，摻量為水泥基複合材料總體積的I. 6%^2.0% ;芳香族聚醯胺纖維長度為15mm，直徑為O. 015mm,抗拉強度為2800MPa，彈性模量為132GPa，極限伸長率2.4%，摻量為水泥基複合材料總體積的O. 2% O. 4%。
所述自密實超高韌性水泥基複合材料當所述的水泥基複合材料使用聚乙烯醇纖維和聚乙烯纖維兩種纖維同時增強時，其配比為水泥和活性礦物摻合料各組分重量比為水泥55%、粉煤灰45%，水泥的型號為P. II 52. 5 R ；骨料的最大粒徑為O. 5mm，骨料的重量與水泥加活性礦物摻合料總重量之比為50%，水的重量與水泥加活性礦物摻合料總重量之比為409Γ55% ;纖維的摻量為水泥基複合材料總體積的I. 8% 2. 2% ；採用的聚乙烯醇纖維長度為12mm，直徑為O. 039mm、抗拉強度為1620MPa、彈性模量為42. 8GPa、極限伸長率為6%，摻量為纖維混凝土總體積的I. 29Γ1. 9% ;聚乙烯纖維長度為CN 102912975 A書明說3/4頁12. 7mm，直徑為O. 038mm，抗拉強度為2700MPa，彈性模量為120GPa，極限伸長率為3. 5%，摻量為水泥基複合材料總體積的O. 39ΓΟ. 8%。
所述非金屬纖維編織網和短纖維聯合增強水泥基複合材料由非金屬纖維編織網、 非金屬短纖維和水泥基基體組成，所述非金屬纖維編織網包括碳纖維編織網、芳綸纖維編織網、耐鹼玻璃纖維編織網、聚乙烯醇纖維編織網、聚乙烯纖維編織網或由以上纖維混編製成的混雜纖維編織網；非金屬短纖維包括聚乙烯醇纖維、聚乙烯纖維、碳纖維、芳綸纖維中的一種或幾種；水泥基基體的組成成分包括矽酸鹽水泥、高鋁水泥、硫鋁酸鹽水泥中的一種或幾種、活性礦物細摻料，減水劑、精細沙，所述活性礦物細摻料為具有火山灰活性的材料。
所述火山灰活性的材料包括粉煤灰、矽粉、粒化高爐礦渣中的一種或幾種，精細沙的最大粒徑小於O. 6mm。
在非金屬纖維編織網和短纖維聯合增強水泥基複合材料中，非金屬短纖維相對該複合材料總體積的體積百分比為I. 5^2. 5%。
所述轉角面板的內側表面分布有若干凹槽；所述連接構型呈轉角面板一側的側壁狀；相鄰轉角面板之間還通過粘結劑粘合。
本發明由多塊轉角面板通過相鄰轉角面板的連接構型和連接槽連接以及所述轉角面板間的橫向接縫互相錯開而連接構成柱模板。
本發明可以根據使用需要來調整轉角面板的數量和大小來組合形成所需尺寸和形狀的模板，從而形成完整的模板體系。對於轉角面板與轉角面板之間的貼合面還使用粘結劑粘結。本發明的柱模板的尺寸可以根據實際需要通過調整轉角面板的尺寸來滿足正方形、長方形等不同形狀尺寸的需要，調整轉角面板數量來滿足不同高度大小的需要。
由於採用本發明的技術方案，本發明在澆築階段作為模板使用，澆築成型後，不需拆除，而兼做結構的防護板和外保護層，成為永久性模板，其本身成本低且還消除了拆除費用和周轉費用，降低工程成本，可以改善和解決工業與民用建築結構、水工結構以及港海結構等模板施工中的拆卸和利用率等問題，降低施工強度，可大大縮短施工時間。與此同時， 由於該模板由自密實超高韌性水泥基複合材料、非金屬纖維編織網和短纖維聯合增強水泥基複合材料或鋼絲網和短纖維聯合增強水泥基複合材料製成，具有高拉伸延性和裂縫控制能力、損傷容限高、能量吸收能力強等特點，可以有效減少結構表面產生的有害裂縫並抑制裂縫發展，其抗氯離子滲透和抗水滲透性能遠優於普通混凝土，能夠顯著提高混凝土結構的耐久性和使用壽命。同時，採用本發明的轉角面板的結構，柱模板由轉角面板拼裝組裝， 具有製作簡單，組裝使用方便，耐久性高，控制裂縫開展的特點。本發明所提供的柱模板還可以承擔部分結構荷載並減少柱體內部鋼筋用量，提升整體效益。
圖I(a)是本發明的轉角面板組合連接成的永久性柱模板結構示意圖。
圖I (b)是本發明的轉角面板組合連接成的永久性柱模板俯視圖。
圖2(a)是本發明的轉角面板的結構示意圖。
圖2(b)是本發明的轉角面板的正視圖。
圖2(c)是本發明的轉角面板的俯視圖。·7
圖2(d)是本發明的轉角面板的側視圖。
圖2 (e)是圖2 (b)的A-A剖視圖。
圖2 (f)是圖2 (C)的B-B剖視圖。
圖2 (g)是圖2 (C)的C-C剖視圖。
圖3(a)是本發明的組裝示意圖的西南等軸側圖。
圖3(b)是本發明的組裝示意圖的東南等軸側圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明所提供的互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板具體實施方式
作進一步說明，本實施實例是對本發明的說明，而不是對本發明作出任何限定。
本實施例的一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板有轉角面板I十塊通過相鄰轉角面板的連接構型和連接槽連接以及所述轉角面板間的橫向接縫互相錯開而連接構成柱模板。所述轉角面板I以相垂直的第一面板13和第二面板14構成主體；所述轉角面板的其中一側的內側具有凸起的連接構型11，所述轉角面板的另一側具有其尺寸能與連接構型11插接配合的向外開口的連接槽10 ;所述轉角面板選用以下幾種材料製作自密實超高韌性水泥基複合材料、非金屬纖維編織網和短纖維聯合增強水泥基複合材料、鋼絲網和短纖維聯合增強水泥基複合材料。
所述轉角面板的內側表面分布有若干凹槽12 ;所述連接構型11呈轉角面板一側的側壁狀；相鄰轉角面板之間還通過粘結劑粘合。
如圖3(a) (b)所示，以下介紹上述情況下的實施方法。
I.使用自密實超高韌性水泥基複合材料製作轉角面板十塊。所用的自密實超高韌性水泥基複合材料(自密實UHTCC)，其成分包括水泥、活性礦物摻合料、骨料、纖維和水，活性礦物摻合料採用粉煤灰或粉煤灰與以下一種或一種以上材料的組合矽灰、粒化高爐礦渣、偏高嶺土；骨料的最大粒徑不超過O. 5mm，纖維為聚乙烯醇纖維、聚乙烯纖維、芳香族聚醯胺纖維中的一種或一種以上的組合，纖維長度為5 25mm、直徑為O. 015 O. 055 mm、彈性模量為3(Tl50GPa、抗拉強度為100(T3500MPa、極限伸長率為2 % 15%，水泥和活性礦物摻合料各組分的重量比為水泥(12 % 55 % )、粉煤灰(45 % 85%)、矽灰(O 15%)、 粒化高爐礦渣(O 10%)、偏高嶺土(O 20%)，以上水泥和活性礦物摻合料各組分重量比之和滿足100% ;骨料的重量與水泥和活性礦物摻合料總重量之比為1% 70%，水的重量與水泥和活性礦物摻合料總重量之比為18% 58%，纖維的摻量為水泥基複合材料總體積的I. 5% 2. 5%，聚羧酸高效減水劑摻量為水泥基複合材料總質量的O. I % O. 4%。
2.組裝時，將轉角面板自下而上進行拼裝，組裝時轉角面板宜交錯布置，從而使面板橫向接縫不在同一直線上，使用粘結劑粘結各組轉角面板的截面，如圖3(a) (b)所示。
施工時，可以根據實際尺寸的需要進行轉角面板的尺寸、數量設計和組裝，通過調整轉角面板的第一模板和第二模板的寬度可以實現不同尺寸的橫截面呈長方形或正方形的柱模板，調整轉角面板數量來滿足不同高度大小的需要。宜自下而上採用轉角面板交替拼接來完成柱模板的整體組裝，組裝方式多種多樣。
本發明具有製作簡單，使用方便，提高結構耐久性和控制裂縫開展的特點，容易滿足大量工程的應用。8
權利要求
1.一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板，其特徵是它由轉角面板(I)組成模板， 所述轉角面板(I)以相垂直的第一面板和第二面板構成主體；所述轉角面板的其中一側的內側具有凸起的連接構型，所述轉角面板的另一側具有其尺寸能與連接構型插接配合的向外開口的連接槽，或者，所述轉角面板的其中一側的外側具有凸起的連接構型，所述轉角面板的另一側具有其尺寸能與連接構型插接配合的向內開口的連接槽；所述轉角面板選用以下幾種材料製作自密實超高韌性水泥基複合材料、非金屬纖維編織網和短纖維聯合增強水泥基複合材料、鋼絲網和短纖維聯合增強水泥基複合材料。
2.根據權利要求I所述的一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板，其特徵是所用的自密實超高韌性水泥基複合材料，其成分包括水泥、活性礦物摻合料、骨料、纖維、聚羧酸減水劑和水，活性礦物摻合料採用粉煤灰或粉煤灰與以下一種或一種以上材料的組合 矽灰、粒化高爐礦渣、偏高嶺土 ；骨料的最大粒徑不超過O. 5mm，纖維為聚乙烯醇纖維、聚乙烯纖維、芳香族聚醯胺纖維中的一種或一種以上的組合，纖維長度為5 25mm、直徑為 O. 015 O. 055 mm、彈性模量為30 150GPa、抗拉強度為100(T3500MPa、極限伸長率為2% 15%，水泥和活性礦物摻合料各組分的重量比為水泥12 % 55%粉煤灰45 % 85%娃灰O 15%粒化高爐礦渣O 10%偏高嶺土 O 20%以上水泥和活性礦物摻合料各組分重量比之和滿足100% ；骨料的重量與水泥和活性礦物摻合料總重量之比為1% 70%，水的重量與水泥和活性礦物摻合料總重量之比為18% 58%，纖維的摻量為水泥基複合材料總體積的I. 5% 2.5%，聚羧酸減水劑摻量為總質量的O. I % O. 4%。
3.根據權利要求2所述的一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板，其特徵在於所述自密實超高韌性水泥基複合材料使用聚乙烯醇纖維、聚乙烯纖維和芳香族聚醯胺纖維三種纖維同時增強時，其配比為水泥和活性礦物摻合料各組分重量比為水泥25%、粉煤灰60%、矽灰2%、粒化高爐礦渣8%、偏高嶺土 5% ；骨料的最大粒徑為O. 5mm，骨料重量與水泥加活性礦物摻合料總重量之比為40%，水的重量與水泥加活性礦物摻合料總重量之比為259Γ45% ;纖維的摻量為水泥基複合材料總體積的 I. 89Γ2. 3% ；採用的聚乙烯纖維長度為12mm，直徑為O. 039mm，抗拉強度為1620MPa，彈性模量為 42. 8GPa，極限伸長率為6%，摻量為水泥基複合材料總體積的1.2°/Γ .5% ;聚乙烯纖維長度為12. 7mm,直徑為O. 038mm,抗拉強度為2700MPa，彈性模量為120GPa，極限伸長率為3.5%，摻量為水泥基複合材料總體積的O. 4°Γ0.9% ;芳香族聚醯胺纖維長度為15mm，直徑為O. 015_，抗拉強度為2800MPa，彈性模量為132GPa，極限伸長率2. 4%，摻量為水泥基複合材料總體積的O. 29ΓΟ. 4%。
4.根據權利要求2所述的一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板，其特徵在於所述自密實超高韌性水泥基複合材料當所述的水泥基複合材料使用聚乙烯醇纖維和芳香族聚醯胺纖維兩種纖維同時增強時，其配比為水泥和活性礦物摻合料各組分重量比為水泥30%、粉煤灰52%、粒化高爐礦渣3%、 偏高嶺土 15% ；骨料的最大粒徑為O. 5mm，骨料重量與水泥加活性礦物摻合料總重量之比為65%，水的重量與水泥加活性礦物摻合料總重量之比為209Γ55% ;纖維的摻量為水泥基複合材料總體積的 I. 89Γ2. 2% ；採用的聚乙烯醇纖維長度為12mm，直徑為O. 039mm，抗拉強度為1620MPa，彈性模量為 42. 8GPa，極限伸長率為6 %，摻量為水泥基複合材料總體積的I. 6%^2.0% ;芳香族聚醯胺纖維長度為15mm，直徑為O. 015mm，抗拉強度為2800MPa，彈性模量為132GPa，極限伸長率.2.4%，摻量為水泥基複合材料總體積的O. 2% O. 4%。
5.根據權利要求2所述的一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板，其特徵在於所述自密實超高韌性水泥基複合材料當所述的水泥基複合材料使用聚乙烯醇纖維和聚乙烯纖維兩種纖維同時增強時，其配比為水泥和活性礦物摻合料各組分重量比為水泥55%、粉煤灰45%，水泥的型號為P. II 52. 5 R ；骨料的最大粒徑為O. 5mm，骨料的重量與水泥加活性礦物摻合料總重量之比為50%，水的重量與水泥加活性礦物摻合料總重量之比為409Γ55% ;纖維的摻量為水泥基複合材料總體積的I. 8% 2. 2% ；採用的聚乙烯醇纖維長度為12mm，直徑為O. 039mm、抗拉強度為1620MPa、彈性模量為42. 8GPa、極限伸長率為6%，摻量為纖維混凝土總體積的I. 29Γ1. 9% ;聚乙烯纖維長度為 12. 7mm，直徑為O. 038mm，抗拉強度為2700MPa，彈性模量為120GPa，極限伸長率為3. 5%，摻量為水泥基複合材料總體積的O. 39ΓΟ. 8%。
6.根據權利要求I所述的一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板，其特徵是所述非金屬纖維編織網和短纖維聯合增強水泥基複合材料由非金屬纖維編織網、非金屬短纖維和水泥基基體組成，所述非金屬纖維編織網包括碳纖維編織網、芳綸纖維編織網、耐鹼玻璃纖維編織網、聚乙烯醇纖維編織網、聚乙烯纖維編織網或由以上纖維混編製成的混雜纖維編織網；非金屬短纖維包括聚乙烯醇纖維、聚乙烯纖維、碳纖維、芳綸纖維中的一種或幾種；水泥基基體的組成成分包括矽酸鹽水泥、高鋁水泥、硫鋁酸鹽水泥中的一種或幾種、活性礦物細摻料，減水劑、精細沙，所述活性礦物細摻料為具有火山灰活性的材料。
7.根據權利要求6所述的一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板，其特徵是火山灰活性的材料包括粉煤灰、矽粉、粒化高爐礦渣中的一種或幾種，精細沙的最大粒徑小於 O. 6mmο
8.根據權利要求6所述的一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板，其特徵是在非金屬纖維編織網和短纖維聯合增強水泥基複合材料中，非金屬短纖維相對該複合材料總體積的體積百分比為I. 5^2. 5%。
9.根據權利要求I所述的一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板，其特徵是所述轉角面板的內側表面分布有若干凹槽；所述連接構型呈轉角面板一側的側壁狀；相鄰轉角面板之間還通過粘結劑粘合。
10.根據權利要求I或9所述的一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板，其特徵是它由多塊轉角面板通過相鄰轉角面板的連接構型和連接槽連接以及所述轉角面板間的橫向接縫互相錯開而連接構成柱模板。
全文摘要
本發明公開了一種互扣式可拼裝防裂防滲永久性柱模板。相鄰轉角面板與轉角面板通過扣合以及粘結劑連接。本發明專利在工業與民用建築結構、水工結構以及港海結構等結構的柱體澆築階段作為柱模板使用，在澆築成型後兼做該結構的防護板和外保護層並承受一部分荷載。本發明所述的模板可以用以下幾種不同種類材料製作，包括自密實超高韌性水泥基複合材料(自密實UHTCC)、非金屬纖維編織網和短纖維聯合增強水泥基複合材料、鋼絲網短纖維聯合增強水泥基複合材料等，具有製作簡便，使用方便，耐久性高，控制裂縫開展的特點。
文檔編號E04G13/02GK102912975SQ201210431018
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年10月31日
發明者李慶華, 黃博滔, 徐世烺 申請人:常州市固邦複合材料科技有限公司