新型混凝土結構、混凝土免拆除複合澆築模板及澆築內模的製作方法
2023-06-13 22:59:41
專利名稱：新型混凝土結構、混凝土免拆除複合澆築模板及澆築內模的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及建築工程、橋梁工程和水利工程領域，具體涉及新型混凝土結構、混凝土免拆除複合澆築模板及澆築內模。
背景技術：
建築工程、橋梁工程和水利工程中混凝土結構的傳統施工方法是，在固定好的木模板或鋼模板內放入符合設計要求的鋼筋骨架，然後在模板內澆築混凝土並振搗密實，待混凝土硬化達到一定強度後，再拆除外面的澆築模板。澆筑前支模板和硬化後拆模板的工作量很大，過程中不可避免地產生模板的破損。混凝土澆築過程中，模板縫隙還產生混凝土的灑落滴漏，直接導致施工現場的髒、亂、差現象。近年來，纖維增強複合材料(簡稱FRP)因其具有輕質高強、抗疲勞、耐腐蝕、耐疲·勞等優良特性，在混凝土結構中的應用得到深入研究和關注，FRP已經頻繁用於鋼筋混凝土(簡稱RC)結構的修繕、加固和增強，同時具有施工快捷方便，快速高效，不明顯改變結構尺寸，維護費用低等優點。常用的FRP卷材具有良好的可設計性，可以方便快捷地黏貼於各種形狀的鋼筋混凝土構件的表面達到修繕、加固和增強的目的。FRP修繕、加固既有混凝土結構，不僅可以顯著增強結構的承載力，還可以較好地改善混凝土結構構件的抗變形能力和耐疲勞性能。尤其，當FRP包裹加固鋼筋混凝土柱時，FRP對混凝土核心的約束作用，還可以改善鋼筋混凝土柱的延性和能量吸收能力，在承受地震荷載作用時，柱子的剛度不會顯著地降低。但是，柔軟的FRP布無法形成骨架，也無法像傳統木模板或鋼模板等形成混凝土澆築模，從傳統的施工方法上看，無法在新建的混凝土結構中使用。
發明內容針對以上問題，本實用新型提供了一種新型混凝土結構「FRP+聚氯乙烯(簡稱PVC) +RC」，高強度FRP材料的利用，可以降低鋼筋混凝土結構的配筋率，節約大量鋼筋，免拆除複合澆築模板「FRP+ PVC」在施工中取代傳統的鋼模板或木模板，造價成本低廉，施工方便快捷、減少模板破損、避免現場混凝土灑落滴漏，並且便於各種裝飾材料的黏貼和幹掛等裝飾工程施工。本實用新型通過以下技術方案實現新型混凝土結構，所述混凝土結構由外向內依次由至少一層的纖維增強複合材料層、聚氯乙烯內模層和鋼筋混凝土核心層組成。本實用新型進一步改進方案是，所述纖維增強複合材料層為碳纖維增強複合材料，或者玻璃纖維增強複合材料。本實用新型提供一種鋼筋混凝土免拆除複合澆築模板，應用於新建的鋼筋混凝土結構中，增強混凝土的承載力，為鋼筋混凝土結構提供成本低廉的耐風化、耐腐蝕、不開裂的保護層，同時模板免拆除，減少了現場施工工序和周期，也避免混凝土灑落滴漏，改善混凝土施工現場的髒、亂、差現象。本實用新型通過以下技術方案實現混凝土免拆除澆築複合模板，包括聚氯乙烯內模層及纏繞或黏貼在其外表面的至少一層纖維增強複合材料層，所述聚氯乙烯內模層是壓塑成型的中空體或者中空槽。所述中空體橫截面的外輪廓為圓形、正方形、矩形；所述中空槽橫截面的外輪廓為上開口的正方形、矩形、T型、梯形、花籃形。中空體可以用於鋼筋混凝土柱，中空槽可以用於鋼筋混凝土梁。本實用新型進一步改進方案是，所述聚氯乙烯內模層的壁厚5-10mm，直稜邊具有半徑20-40_的圓弧角，以減少銳邊處的應力集中現象。本實用新型再進一步改進方案是，所述氯乙烯內模層內壁設有多條突起的加強肋，加強肋端部為圓形。本實用新型再進一步改進方案是，所述加強肋的高度為25mm，厚度為5mm，加強肋端部的圓形直徑為10mm。本實用新型再進一步改進方案是，所述纖維增強複合材料層為碳纖維強複合材料，或者玻璃纖維增強複合材料。本實用新型還提供一種澆築內模，為新建的RC提供了澆築模板，PVC中空體或PVC中空槽為FRP提供附著體，使高強輕質、耐腐蝕的FRP運用於新建的混凝土結構中。本實用新型通過以下技術方案實現澆築內模，所述澆築內模為聚氯乙烯內模，所述聚氯乙烯內模是壓塑成型的中空體或者中空槽。所述中空體橫截面的外輪廓為圓形、正方形、矩形；所述中空槽橫截面的外輪廓為開口的正方形、矩形、T型、梯形、花籃形。本實用新型進一步改進方案是，所述聚氯乙烯內模的壁厚5-10mm，直稜邊具有半徑20_40mm的圓弧角。本實用新型再進一步改進方案是，所述氯乙烯內模內壁設有多條突起的加強肋，加強肋端部為圓形。本實用新型再進一步改進方案是，所述加強肋的高度為25mm，厚度為5mm，加強肋端部的圓形直徑為10mm。本實用新型與現有混凝土結構及施工技術相比，具有以下明顯優點一、「FRP+PVC+RC」的新型混凝土結構，顯著地增強結構的承載力和抗變形能力。採用PVC壓塑成形製成的中空體或中空槽，內壁設有加勁肋，外部以不同的方式纏繞或黏貼FRP材料，形成新型混凝土結構的免拆除複合澆築模板，充分利用高強FRP對混凝土核心的約束作用，降低配筋率，節約鋼筋，提高混凝土核心的抗變形能力，增加新型混凝土結構的延性。二、「FRP+PVC」的免拆除複合澆築模板，既提高了混凝土核心的承載力和抗變形能力，又是封閉或半封閉的免拆除的整體模板，減少工序，縮短周期，避免現場的混凝體灑落滴漏，改善工地髒、亂、差現象，還為鋼筋混凝土核心提供耐風化、耐腐蝕、不開裂的保護層。三、本實用新型改變鋼筋混凝土結構傳統澆築工藝中使用大量木模板和鋼模板，節約木材、鋼材資源，節能減排，利用廢舊回收的塑料生產PVC材質的澆築內模，還可以帶動廢舊塑料處理和利用的產業鏈。大量的PVC廢棄物，已經形成了嚴重的「白色汙染」，儘管國家已經出臺「限塑令」限制塑料製品的生產和應用，但真正意義上消除「白色汙染」的最佳措施是弓I導塑料廢棄物下遊產品的產業發展。四、本實用新型中PVC材質的澆築內模與FRP的相互配合使用。在傳統FRP修繕和加固鋼筋混凝土結構的施工中，FRP布雖然具有輕質高強、耐腐蝕、可設計等優點，能夠顯著地增強混凝土結構的承載力和抗變形能力。但薄而軟的FPR布，迄今無法直接用於新建的混凝土結構，PVC材質的澆築內模為FRP提供了纏繞或黏貼FRP的成型內模。FRP的纏繞和黏貼又為PVC材質的澆築內模提供了保護層，避免了 PVC直接暴露及其引起的風化和翹曲變形等。五、本實用新型中混凝土免拆除複合澆築模板的內層PVC材質的澆築內模的內壁設有向內突起的加勁肋，提高了內模的穩定性和抗翹曲變形能力，而且內部澆築的混凝土硬化後，混凝土與免拆除複合澆築模板結合更加緊密，保證模板與鋼筋混凝土核心的整體性。六、本實用新型中所述聚氯乙烯內模的直稜邊具有半徑20_40mm的圓弧角，以減 少銳邊處的應力集中現象。
圖I為本實用新型新型混凝土結構剖視圖圖2為本實用新型中混凝土免拆除複合澆築模板中空體橫截面示意圖。圖3為本實用新型中混凝土免拆除複合澆築模板中空槽橫截面示意圖。
具體實施方式
實施例I如圖I所示，本實用新型的新型混凝土結構由外向內依次由五層碳纖維增強複合材料層I、聚氯乙烯內模層2和鋼筋混凝土核心層3組成。所述新型混凝土結構為200mmX200mm的橫截面和600mm的高度。如圖2所示，本實用新型的新型混凝土結構的免拆除複合澆築模板包括聚氯乙烯內模層2及纏繞或黏貼在其外表面的碳纖維增強複合材料層1，所述聚氯乙烯內模2層是壓塑成型的正方形中空體。所述聚氯乙烯內模層2的壁厚5mm,直稜邊具有半徑20mm的圓弧角，以減少銳邊處的應力集中現象。所述聚氯乙烯內模層2內壁設有八條突起的加強肋4，加強肋4端部為圓形，增加聚氯乙烯內模層2的穩定性和抗變形能力。所述加強肋4厚度為5mm，端部為直徑IOmm的圓形，加強肋4總高度為25mm，相當於鋼筋混凝土結構保護層的厚度。實施例I的製作過程是用廢棄塑料壓塑成形PVC內模2，將五層CFRP分次黏貼在PVC內模2上，每層黏貼時間間隔大約5分鐘，然後將該免拆除複合澆築模板自然養護5天後，放入符合設計要求的鋼筋骨架，然後在免拆除複合澆築模板內澆築混凝土並振搗密實，按照國家相應規範養護28天。實施例2所述碳纖維增強複合材料層I為五層，所述聚氯乙烯內模層2的直稜邊具有半徑25mm的圓弧角，其餘實施如實施例I。實施例3[0042]所述碳纖維增強複合材料層I為三層，所述聚氯乙烯內模層2的直稜邊具有半徑40mm的圓弧角，其餘實施如實施例I。用同等級同批次混凝土澆築成3根素混凝土試樣(試樣編號SPCl、SPC2SPC3、)，具有相同的200mmX200mm的橫截面和600mm的高度。與實施例I (試樣編號R20L5)、實施例2 (試樣編號R25L5)、實施例3 (試樣編號R40L3)共同進行加載試驗，對比研究他們的極限承載力和極限變形能力。試樣參數矩陣表見表一。碳纖維增強複合材料約束混凝土軸心受壓試驗曲線見表二。其中RxxLy說明,R :柱體直稜邊圓弧角半徑符號；xx :柱體直稜邊圓弧角半徑，單位毫米；L :碳纖維增強複合材料(CFRP)層數符號；y :碳纖維增強複合材料層數。 表一
權利要求1.新型混凝土結構，其特徵在於所述混凝土結構由外向內依次由至少一層的纖維增強複合材料層(I)、聚氯乙烯內模層(2 )和鋼筋混凝土核心層(3 )組成。
2.根據權利要求I所述的新型混凝土結構，其特徵在於所述纖維增強複合材料層(I)為碳纖維增強複合材料，或者玻璃纖維增強複合材料。
3.混凝土免拆除複合澆築模板，其特徵在於包括聚氯乙烯內模層(2)及纏繞或黏貼在其外表面的至少一層纖維增強複合材料層(1)，所述聚氯乙烯內模層(2)是壓塑成型的中空體或者中空槽；所述中空體橫截面的外輪廓為圓形、正方形、矩形；中空槽橫截面的外輪廓為上開口的正方形、矩形、T型、梯形、花籃形。
4.根據權利要求3所述的混凝土免拆除複合澆築模板，其特徵在於所述聚氯乙烯內模層(2)的壁厚5-10mm，直稜邊具有半徑20_40mm的圓弧角。
5.根據權利要求3所述的混凝土免拆除複合澆築模板，其特徵在於所述氯乙烯內模層(2)內壁設有多條突起的加強肋(4)，加強肋(4)端部為圓形。
6.根據權利要求5所述的混凝土免拆除複合澆築模板，其特徵在於所述加強肋(4)的高度為25mm,厚度為5mm,加強肋(4)端部的圓形直徑為10mm。
7.根據權利要求3所述的混凝土免拆除複合澆築模板，其特徵在於所述纖維增強複合材料層(I)為碳纖維強複合材料，或者玻璃纖維增強複合材料。
8.澆築內模，其特徵在於所述澆築內模為聚氯乙烯內模(2)，所述聚氯乙烯內模(2)是壓塑成型的中空體或者中空槽；所述中空體橫截面的外輪廓為圓形、正方形、矩形；中空槽橫截面的外輪廓為上開口的正方形、矩形、T型、梯形、花籃形。
9.根據權利要求8所述的澆築內模，其特徵在於所述聚氯乙烯內模(2)的壁厚5-10mm,直稜邊具有半徑20_40mm的圓弧角。
10.根據權利要求8所述的澆築內模，其特徵在於所述氯乙烯內模(2)內壁設有多條突起的加強肋(4)，加強肋(4)端部為圓形。
11.根據權利要求10所述的澆築內模，其特徵在於所述加強肋(4)的高度為25mm，厚度為5mm,加強肋(4)端部的圓形直徑為10mm。
專利摘要本實用新型公開了一種新型混凝土結構、混凝土免拆除複合澆築模板以及澆築內模。所述新型混凝土結構由外向內依次由至少一層纖維增強複合材料層、聚氯乙烯內模層和鋼筋混凝土核心層組成。所述混凝土免拆除複合澆築模板包括聚氯乙烯內模層及纏繞或黏貼在其外表面的至少一層纖維增強複合材料，所述聚氯乙烯內模層為壓塑成型的中空體或中空槽。本實用新型「FRP+PVC+RC」的新型混凝土結構，能夠顯著地增強混凝土結構的承載力和抗變形能力。「FRP+PVC」免拆除複合澆築模的應用既提高了內部鋼筋混凝土的承載力和抗變形能力，又是封閉或半封閉且免拆除的模板，減少了現場的施工工序和周期，改善了建築工地髒、亂、差現象。
文檔編號E04C5/07GK202730951SQ20122032615
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者孫文彬, 蔣洋 申請人:淮陰工學院