專利名稱：新型混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土免拆除復合澆筑模板及澆筑內(nèi)模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及建筑工程、橋梁工程和水利工程領(lǐng)域，具體涉及新型混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土免拆除復合澆筑模板及澆筑內(nèi)模。
背景技術(shù)：
建筑工程、橋梁工程和水利工程中混凝土結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)施工方法是，在固定好的木模板或鋼模板內(nèi)放入符合設(shè)計要求的鋼筋骨架，然后在模板內(nèi)澆筑混凝土并振搗密實，待混凝土硬化達到一定強度后，再拆除外面的澆筑模板。澆筑前支模板和硬化后拆模板的工作量很大，過程中不可避免地產(chǎn)生模板的破損?；炷翝仓^程中，模板縫隙還產(chǎn)生混凝土的灑落滴漏，直接導致施工現(xiàn)場的臟、亂、差現(xiàn)象。近年來，纖維增強復合材料(簡稱FRP)因其具有輕質(zhì)高強、抗疲勞、耐腐蝕、耐疲·勞等優(yōu)良特性，在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用得到深入研究和關(guān)注，F(xiàn)RP已經(jīng)頻繁用于鋼筋混凝土(簡稱RC)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)尺寸，維護費用低等優(yōu)點。常用的FRP卷材具有良好的可設(shè)計性，可以方便快捷地黏貼于各種形狀的鋼筋混凝土構(gòu)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(jié)構(gòu)，不僅可以顯著增強結(jié)構(gòu)的承載力，還可以較好地改善混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)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，F(xiàn)RP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(tǒng)木模板或鋼模板等形成混凝土澆筑模，從傳統(tǒng)的施工方法上看，無法在新建的混凝土結(jié)構(gòu)中使用。
發(fā)明內(nèi)容針對以上問題，本實用新型提供了一種新型混凝土結(jié)構(gòu)“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(jié)構(gòu)的配筋率，節(jié)約大量鋼筋，免拆除復合澆筑模板“FRP+ PVC”在施工中取代傳統(tǒng)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(xiàn)場混凝土灑落滴漏，并且便于各種裝飾材料的黏貼和干掛等裝飾工程施工。本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)新型混凝土結(jié)構(gòu)，所述混凝土結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)依次由至少一層的纖維增強復合材料層、聚氯乙烯內(nèi)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，所述纖維增強復合材料層為碳纖維增強復合材料，或者玻璃纖維增強復合材料。本實用新型提供一種鋼筋混凝土免拆除復合澆筑模板，應(yīng)用于新建的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，增強混凝土的承載力，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)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(xiàn)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(xiàn)場的臟、亂、差現(xiàn)象。本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)混凝土免拆除澆筑復合模板，包括聚氯乙烯內(nèi)模層及纏繞或黏貼在其外表面的至少一層纖維增強復合材料層，所述聚氯乙烯內(nèi)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。中空體可以用于鋼筋混凝土柱，中空槽可以用于鋼筋混凝土梁。本實用新型進一步改進方案是，所述聚氯乙烯內(nèi)模層的壁厚5-10mm，直棱邊具有半徑20-40_的圓弧角，以減少銳邊處的應(yīng)力集中現(xiàn)象。本實用新型再進一步改進方案是，所述氯乙烯內(nèi)模層內(nèi)壁設(shè)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，所述纖維增強復合材料層為碳纖維強復合材料，或者玻璃纖維增強復合材料。本實用新型還提供一種澆筑內(nèi)模，為新建的RC提供了澆筑模板，PVC中空體或PVC中空槽為FRP提供附著體，使高強輕質(zhì)、耐腐蝕的FRP運用于新建的混凝土結(jié)構(gòu)中。本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)澆筑內(nèi)模，所述澆筑內(nèi)模為聚氯乙烯內(nèi)模，所述聚氯乙烯內(nèi)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(nèi)模的壁厚5-10mm，直棱邊具有半徑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(nèi)模內(nèi)壁設(shè)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(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)及施工技術(shù)相比，具有以下明顯優(yōu)點一、“FRP+PVC+RC”的新型混凝土結(jié)構(gòu)，顯著地增強結(jié)構(gòu)的承載力和抗變形能力。采用PVC壓塑成形制成的中空體或中空槽，內(nèi)壁設(shè)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(jié)構(gòu)的免拆除復合澆筑模板，充分利用高強FRP對混凝土核心的約束作用，降低配筋率，節(jié)約鋼筋，提高混凝土核心的抗變形能力，增加新型混凝土結(jié)構(gòu)的延性。二、“FRP+PVC”的免拆除復合澆筑模板，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(xiàn)場的混凝體灑落滴漏，改善工地臟、亂、差現(xiàn)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(jié)構(gòu)傳統(tǒng)澆筑工藝中使用大量木模板和鋼模板，節(jié)約木材、鋼材資源，節(jié)能減排，利用廢舊回收的塑料生產(chǎn)PVC材質(zhì)的澆筑內(nèi)模，還可以帶動廢舊塑料處理和利用的產(chǎn)業(yè)鏈。大量的PVC廢棄物，已經(jīng)形成了嚴重的“白色污染”，盡管國家已經(jīng)出臺“限塑令”限制塑料制品的生產(chǎn)和應(yīng)用，但真正意義上消除“白色污染”的最佳措施是弓I導塑料廢棄物下游產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。四、本實用新型中PVC材質(zhì)的澆筑內(nèi)模與FRP的相互配合使用。在傳統(tǒng)FRP修繕和加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工中，F(xiàn)RP布雖然具有輕質(zhì)高強、耐腐蝕、可設(shè)計等優(yōu)點，能夠顯著地增強混凝土結(jié)構(gòu)的承載力和抗變形能力。但薄而軟的FPR布，迄今無法直接用于新建的混凝土結(jié)構(gòu)，PVC材質(zhì)的澆筑內(nèi)模為FRP提供了纏繞或黏貼FRP的成型內(nèi)模。FRP的纏繞和黏貼又為PVC材質(zhì)的澆筑內(nèi)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復合澆筑模板的內(nèi)層PVC材質(zhì)的澆筑內(nèi)模的內(nèi)壁設(shè)有向內(nèi)突起的加勁肋，提高了內(nèi)模的穩(wěn)定性和抗翹曲變形能力，而且內(nèi)部澆筑的混凝土硬化后，混凝土與免拆除復合澆筑模板結(jié)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(nèi)模的直棱邊具有半徑20_40mm的圓弧角，以減 少銳邊處的應(yīng)力集中現(xiàn)象。
圖I為本實用新型新型混凝土結(jié)構(gòu)剖視圖圖2為本實用新型中混凝土免拆除復合澆筑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復合澆筑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(jié)構(gòu)由外向內(nèi)依次由五層碳纖維增強復合材料層I、聚氯乙烯內(nèi)模層2和鋼筋混凝土核心層3組成。所述新型混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的免拆除復合澆筑模板包括聚氯乙烯內(nèi)模層2及纏繞或黏貼在其外表面的碳纖維增強復合材料層1，所述聚氯乙烯內(nèi)模2層是壓塑成型的正方形中空體。所述聚氯乙烯內(nèi)模層2的壁厚5mm,直棱邊具有半徑20mm的圓弧角，以減少銳邊處的應(yīng)力集中現(xiàn)象。所述聚氯乙烯內(nèi)模層2內(nèi)壁設(shè)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(nèi)模層2的穩(wěn)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，相當于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)保護層的厚度。實施例I的制作過程是用廢棄塑料壓塑成形PVC內(nèi)模2，將五層CFRP分次黏貼在PVC內(nèi)模2上，每層黏貼時間間隔大約5分鐘，然后將該免拆除復合澆筑模板自然養(yǎng)護5天后，放入符合設(shè)計要求的鋼筋骨架，然后在免拆除復合澆筑模板內(nèi)澆筑混凝土并振搗密實，按照國家相應(yīng)規(guī)范養(yǎng)護28天。實施例2所述碳纖維增強復合材料層I為五層，所述聚氯乙烯內(nèi)模層2的直棱邊具有半徑25mm的圓弧角，其余實施如實施例I。實施例3[0042]所述碳纖維增強復合材料層I為三層，所述聚氯乙烯內(nèi)模層2的直棱邊具有半徑40mm的圓弧角，其余實施如實施例I。用同等級同批次混凝土澆筑成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(shù)矩陣表見表一。碳纖維增強復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 :柱體直棱邊圓弧角半徑符號；xx :柱體直棱邊圓弧角半徑，單位毫米；L :碳纖維增強復合材料(CFRP)層數(shù)符號；y :碳纖維增強復合材料層數(shù)。 表一
權(quán)利要求1.新型混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于所述混凝土結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)依次由至少一層的纖維增強復合材料層(I)、聚氯乙烯內(nèi)模層(2 )和鋼筋混凝土核心層(3 )組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于所述纖維增強復合材料層(I)為碳纖維增強復合材料，或者玻璃纖維增強復合材料。
3.混凝土免拆除復合澆筑模板，其特征在于包括聚氯乙烯內(nèi)模層(2)及纏繞或黏貼在其外表面的至少一層纖維增強復合材料層(1)，所述聚氯乙烯內(nèi)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(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土免拆除復合澆筑模板，其特征在于所述聚氯乙烯內(nèi)模層(2)的壁厚5-10mm，直棱邊具有半徑20_40mm的圓弧角。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土免拆除復合澆筑模板，其特征在于所述氯乙烯內(nèi)模層(2)內(nèi)壁設(shè)有多條突起的加強肋(4)，加強肋(4)端部為圓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混凝土免拆除復合澆筑模板，其特征在于所述加強肋(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(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土免拆除復合澆筑模板，其特征在于所述纖維增強復合材料層(I)為碳纖維強復合材料，或者玻璃纖維增強復合材料。
8.澆筑內(nèi)模，其特征在于所述澆筑內(nèi)模為聚氯乙烯內(nèi)模(2)，所述聚氯乙烯內(nèi)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(jù)權(quán)利要求8所述的澆筑內(nèi)模，其特征在于所述聚氯乙烯內(nèi)模(2)的壁厚5-10mm,直棱邊具有半徑20_40mm的圓弧角。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的澆筑內(nèi)模，其特征在于所述氯乙烯內(nèi)模(2)內(nèi)壁設(shè)有多條突起的加強肋(4)，加強肋(4)端部為圓形。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的澆筑內(nèi)模，其特征在于所述加強肋(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(jié)構(gòu)、混凝土免拆除復合澆筑模板以及澆筑內(nèi)模。所述新型混凝土結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)依次由至少一層纖維增強復合材料層、聚氯乙烯內(nèi)模層和鋼筋混凝土核心層組成。所述混凝土免拆除復合澆筑模板包括聚氯乙烯內(nèi)模層及纏繞或黏貼在其外表面的至少一層纖維增強復合材料，所述聚氯乙烯內(nèi)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(jié)構(gòu)，能夠顯著地增強混凝土結(jié)構(gòu)的承載力和抗變形能力?！癋RP+PVC”免拆除復合澆筑模的應(yīng)用既提高了內(nèi)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(xiàn)場的施工工序和周期，改善了建筑工地臟、亂、差現(xiàn)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(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者孫文彬, 蔣洋 申請人:淮陰工學院